Hvad er et kompositmateriale?

Et kompositmateriale er sammensat af mindst to materialer, som tilsammen giver egenskaber, der er bedre end de enkelte bestanddeles egenskaber.

På vores websted henviser vi til fiberforstærkede polymerkompositter (FRP), som normalt indeholder kulstof-, glas-, aramid-, polymer- eller naturfibre indlejret i en polymermatrix. Der kan anvendes andre matrixmaterialer, og kompositter kan også indeholde fyldstoffer eller nanomaterialer som f.eks. grafen.

De mange komponentmaterialer og forskellige processer, der kan anvendes, gør kompositter ekstremt alsidige og effektive. De resulterer typisk i lettere, stærkere og mere holdbare løsninger sammenlignet med traditionelle materialer.

Hvorfor bruge kompositter?

Den primære årsag til, at kompositmaterialer vælges til komponenter, er på grund af vægtbesparelsen i forhold til dets relative stivhed og styrke. F.eks. kan kulfiberforstærket kompositmateriale være fem gange stærkere end 1020 stål, mens det kun vejer en femtedel af vægten. Aluminium (6061 kvalitet) er meget tættere på kulfiberkomposit i vægt, men stadig noget tungere, men kompositmaterialet kan have dobbelt så stort modul og op til syv gange så stor styrke.

Vækst i kompositindustrien

Kompositindustrien er en spændende branche at arbejde i, fordi der hele tiden udvikles nye materialer, processer og anvendelser – f.eks. anvendelse af hybride jomfru- og genbrugsfibre, hurtigere og mere automatiseret fremstilling. Det globale marked for kompositmaterialer vokser med ca. 5 % om året, og efterspørgslen efter kulfiber vokser med 12 % om året.

Med omkring 1.500 britiske virksomheder involveret blev det britiske marked for kompositmaterialer anslået til 2 £.3 mia. pund i 2015 og kan vokse til 12 mia. pund i 2030 (Reference: The 2016 UK Composites Strategy)

Hvornår skal man bruge kompositter?

Som med alle tekniske materialer har kompositter særlige styrker og svagheder, som bør overvejes i specifikationsfasen. Kompositter er på ingen måde det rigtige materiale til enhver opgave.

En vigtig drivkraft bag udviklingen af kompositter har imidlertid været, at kombinationen af forstærkning og matrix kan ændres for at opfylde de krævede endelige egenskaber for en komponent. Hvis den endelige komponent f.eks. skal være brandhæmmende, kan der i udviklingsfasen anvendes en brandhæmmende matrix, så den har denne egenskab.

Vægtreduktion

• Den primære årsag til, at kompositter vælges, er forbedret specifik styrke/stivhed (specifik styrke/stivhed pr. vægtenhed).
• Det er med til at reducere brændstofforbruget eller øge accelerationen eller rækkevidden i transport.
• Det giver mulighed for nemmere og hurtigere installation eller hurtigere bevægelse af robotarme og reducerer bærende konstruktioner eller fundamenter.
• Det forbedrer stabiliteten på oversiden i skibe og offshore-konstruktioner og opdriften til dybhavsanvendelser.

Holdbarhed og vedligeholdelse

• Kompositter ruster ikke, hvilket er afgørende, især i marine og kemiske miljøer. Behovet for vedligeholdelse og maling reduceres eller elimineres.
• Kompositlejer til skibsmotorer og broer kræver ingen smøring og korroderer ikke.
• Kombinér den fremragende udmattelsesmodstand, og kompositter kan øge produktets levetid med flere gange i mange applikationer.

Tilføjet funktionalitet

• Kompositter er varmeisolerende, hvilket er godt til brand- og eksplosionsbeskyttelse eller kryogene anvendelser.
• Elektrisk isolering er nyttig til jernbanestrukturer langs jernbanelinjer og radargennemskuelighed. Der kan integreres et ledende net eller en belægning, hvis det er nødvendigt, f.eks. for at reflektere radar eller aflede lynnedslag.
• Sensorer, elektronik og kabler kan indlejres.

Designfrihed

• Kompositdesign giver mulighed for frihed i den arkitektoniske form.
• Mange dele kan konsolideres til én, og stivgørere, indsatser osv. kan integreres i formen.
• Kompositter kan skræddersys til at passe til anvendelsen ved at vælge de bestanddele, der indgår i materialet, og ved at indlejre ekstra funktionalitet.