Co to jest kompozyt?

Materiał kompozytowy składa się z co najmniej dwóch materiałów, które łączą się w celu uzyskania właściwości lepszych niż właściwości poszczególnych składników.

Na naszej stronie odnosimy się do kompozytów polimerowych wzmocnionych włóknami (FRP), zwykle z włóknami węglowymi, szklanymi, aramidowymi, polimerowymi lub naturalnymi osadzonymi w matrycy polimerowej. Inne materiały matrycy mogą być stosowane, a kompozyty mogą również zawierać wypełniacze lub nanomateriały, takie jak grafen.

Wielość materiałów składowych i różne procesy, które mogą być stosowane, sprawiają, że kompozyty są niezwykle wszechstronne i wydajne. Zazwyczaj dają one lżejsze, mocniejsze i bardziej wytrzymałe rozwiązania w porównaniu z tradycyjnymi materiałami.

Dlaczego warto stosować kompozyty?

Głównym powodem, dla którego materiały kompozytowe są wybierane do produkcji komponentów, jest oszczędność wagi przy względnej sztywności i wytrzymałości. Na przykład, kompozyt wzmocniony włóknem węglowym może być pięciokrotnie mocniejszy niż stal klasy 1020, mając przy tym tylko jedną piątą wagi. Aluminium (gatunek 6061) jest znacznie bliższe wagowo kompozytowi z włóknem węglowym, choć nadal nieco cięższe, ale kompozyt może mieć dwa razy większy moduł i do siedmiu razy większą wytrzymałość.

Wzrost w przemyśle kompozytów

Przemysł kompozytów jest ekscytującą branżą do pracy, ponieważ cały czas opracowywane są nowe materiały, procesy i zastosowania – takie jak wykorzystanie hybrydowych włókien pierwotnych i pochodzących z recyklingu, szybsza i bardziej zautomatyzowana produkcja. Globalny rynek materiałów kompozytowych rośnie w tempie około 5% rocznie, przy czym zapotrzebowanie na włókna węglowe rośnie w tempie 12% rocznie.

Z udziałem około 1500 brytyjskich firm, brytyjski rynek produktów kompozytowych został oszacowany na 2 funty.3 mld funtów w 2015 roku i może wzrosnąć do 12 mld funtów do 2030 roku (Reference: The 2016 UK Composites Strategy)

When Should you use Composites?

As with all engineering materials, composites have particular strengths and weaknesses, which should be considered at the specifying stage. Kompozyty nie są bynajmniej materiałem odpowiednim do każdego zadania.

Jednakże główną siłą napędową rozwoju kompozytów jest możliwość zmiany kombinacji wzmocnienia i osnowy w celu spełnienia wymaganych właściwości końcowych komponentu. Na przykład, jeśli końcowy komponent musi być ognioodporny, na etapie rozwoju można zastosować ognioodporną matrycę, aby posiadał taką właściwość.

Zmniejszenie masy

• Podstawowym powodem wyboru kompozytów jest zwiększona wytrzymałość/sztywność (wytrzymałość/sztywność właściwa na jednostkę masy).
• Pomaga to zmniejszyć zużycie paliwa, zwiększyć przyspieszenie lub zasięg w transporcie.
• Pozwala to na łatwiejszy, szybszy montaż lub szybszy ruch ramion robotów i redukuje konstrukcje nośne lub fundamenty.
• Poprawia stabilność górną w statkach i konstrukcjach morskich oraz pływalność w zastosowaniach głębinowych.

Trwałość i konserwacja

• Kompozyty nie rdzewieją, co jest kluczowe, zwłaszcza w środowiskach morskich i chemicznych. Potrzeba konserwacji i malowania jest zredukowana lub wyeliminowana.
• Łożyska kompozytowe do silników morskich i mostów nie wymagają smarowania i nie korodują.
• Połączenie doskonałej odporności na zmęczenie powoduje, że kompozyty mogą kilkakrotnie zwiększyć żywotność produktu w wielu zastosowaniach.

Dodatkowa funkcjonalność

• Kompozyty są izolatorami termicznymi, co jest korzystne w przypadku ochrony przeciwpożarowej i przeciwwybuchowej lub zastosowań kriogenicznych.
• Izolacja elektryczna jest przydatna w konstrukcjach przytorowych i przejrzystości radaru. Przewodząca siatka lub powłoka może być zintegrowana w razie potrzeby, np. w celu odbicia radaru lub odwrócenia uwagi od błyskawicy.
• Czujniki, elektronika i okablowanie mogą być wbudowane.

Dowolność projektowania

• Projektowanie kompozytów pozwala na swobodę formy architektonicznej.
• Wiele części można połączyć w jedną, a usztywnienia, wkładki, itp. można zintegrować w formie.
• Kompozyty można dostosować do danego zastosowania poprzez wybór materiałów składowych i wbudowanie dodatkowych funkcji.

.