Mi az a kompozit?

A kompozit anyag legalább két anyagból áll, amelyek kombinációjával az egyes alkotóelemek tulajdonságait meghaladó tulajdonságokat érhetünk el.

Honlapunkon a szálerősítésű polimer (FRP) kompozitokra utalunk, amelyek általában szén-, üveg-, aramid-, polimer- vagy természetes szálakat tartalmaznak polimer mátrixba ágyazva. Más mátrixanyagok is használhatók, és a kompozitok tartalmazhatnak töltőanyagokat vagy nanoanyagokat, például grafént is.

A sokféle alkotóanyag és az alkalmazható különböző eljárások rendkívül sokoldalúvá és hatékonnyá teszik a kompozitokat. Általában könnyebb, erősebb és tartósabb megoldásokat eredményeznek a hagyományos anyagokhoz képest.

Miért használjunk kompozitokat?

A kompozit anyagokat elsősorban azért választják alkatrészekhez, mert relatív merevségük és szilárdságuk mellett súlyt takarítanak meg. A szénszál-erősítésű kompozit például ötször erősebb lehet, mint az 1020-as minőségű acél, miközben a súlyának csak egyötöde. Az alumínium (6061-es minőségű) súlya sokkal közelebb van a szénszálas kompozithoz, bár még mindig valamivel nehezebb, de a kompozit modulusának kétszerese és szilárdságának akár hétszerese is lehet.

Növekedés a kompozitiparban

A kompozitipar izgalmas iparág, mert folyamatosan új anyagokat, eljárásokat és alkalmazásokat fejlesztenek ki – például hibrid szűz és újrahasznosított szálak felhasználásával, gyorsabb és automatizáltabb gyártással. A kompozit anyagok globális piaca évente mintegy 5%-kal nő, a szénszálak iránti kereslet pedig évente 12%-kal növekszik.

Az Egyesült Királyságban mintegy 1500 brit vállalat érintett, a kompozit termékek piacát 2 fontra becsülték.3 milliárd fontra becsülték 2015-ben, és 2030-ra 12 milliárd fontra nőhet (Hivatkozás: The 2016 UK Composites Strategy)

Mikor érdemes kompozitokat használni?

Mint minden műszaki anyagnak, a kompozitoknak is vannak sajátos erősségeik és gyengeségeik, amelyeket már a specifikációs szakaszban figyelembe kell venni. A kompozitok semmiképpen sem jelentenek minden feladatra megfelelő anyagot.

A kompozitok fejlesztésének egyik fő mozgatórugója azonban az volt, hogy az erősítés és a mátrix kombinációja megváltoztatható az alkatrész kívánt végső tulajdonságainak elérése érdekében. Például, ha a végleges alkatrésznek tűzállónak kell lennie, a fejlesztési szakaszban tűzálló mátrixot lehet használni, hogy az rendelkezzen ezzel a tulajdonsággal.

Súlycsökkentés

• A kompozitok választásának elsődleges oka a jobb fajlagos szilárdság/merevség (egységnyi tömegre jellemző szilárdság/merevség).
• Ez segít az üzemanyag-felhasználás csökkentésében, illetve a gyorsulás vagy a szállítási hatótávolság növelésében.
• Ez lehetővé teszi a robotkarok könnyebb, gyorsabb telepítését vagy gyorsabb mozgását, és csökkenti a tartószerkezetek vagy alapozások számát.
• Ez javítja a hajók és tengeri szerkezetek felső stabilitását és a felhajtóerőt a mélytengeri alkalmazásoknál.

Karbantarthatóság és karbantartás

• A kompozitok nem rozsdásodnak, ami kulcsfontosságú, különösen tengeri és vegyi környezetben. A karbantartás és festés szükségessége csökken vagy megszűnik.
• A hajómotorok és hidak kompozit csapágyai nem igényelnek kenést és nem korrodálódnak.
• A kiváló fáradásállósággal kombinálva a kompozitok számos alkalmazásban többszörösére növelhetik a termékek élettartamát.

Megnövelt funkcionalitás

• A kompozitok hőszigetelők, ami jó a tűz- és robbanásvédelemben vagy kriogén alkalmazásokban.
• A villamos szigetelés hasznos a vasúti pályaszerkezeteknél és a radarok átláthatóságánál. Szükség esetén vezetőképes hálót vagy bevonatot lehet beépíteni, például a radar visszaverésére vagy a villámok elterelésére.
• Az érzékelők, az elektronika és a kábelezés beágyazható.

Kialakítási szabadság

• A kompozitok kialakítása lehetővé teszi az építészeti forma szabadságát.
• Sok alkatrész összevonható egybe, és merevítések, betétek stb. integrálhatók a formába.
• A kompozitok az alkotóanyagok kiválasztásával és extra funkciók beágyazásával az alkalmazásnak megfelelően alakíthatók.

Megfelelően alakíthatók.