Vad är en komposit?
Ett kompositmaterial består av minst två material som kombineras för att ge egenskaper som är bättre än de enskilda beståndsdelarnas.
På vår webbplats hänvisar vi till kompositmaterial av fiberförstärkt polymer (FRP), vanligen med kol-, glas-, aramid-, polymer- eller naturfibrer inbäddade i en polymermatris. Andra matrismaterial kan användas och kompositerna kan också innehålla fyllmedel eller nanomaterial som grafen.
De många komponentmaterialen och olika processer som kan användas gör kompositerna extremt mångsidiga och effektiva. De resulterar vanligtvis i lättare, starkare och mer hållbara lösningar jämfört med traditionella material.
Varför använda kompositer?
Den främsta anledningen till att kompositmaterial väljs för komponenter är på grund av viktbesparingen för dess relativa styvhet och styrka. Kolfiberförstärkt komposit kan till exempel vara fem gånger starkare än 1020-klassigt stål samtidigt som den bara väger en femtedel av vikten. Aluminium (kvalitet 6061) ligger mycket närmare kolfiberkomposit i vikt, även om det fortfarande är något tyngre, men kompositen kan ha dubbelt så hög modul och upp till sju gånger så hög hållfasthet.
Växande inom kompositindustrin
Kompositindustrin är en spännande bransch att arbeta inom eftersom nya material, processer och tillämpningar utvecklas hela tiden – till exempel genom användning av hybridmaterial av jungfruliga och återvunna fibrer, snabbare och mer automatiserad tillverkning. Den globala marknaden för kompositmaterial växer med cirka 5 % per år, och efterfrågan på kolfiber ökar med 12 % per år.
Med cirka 1 500 brittiska företag inblandade uppskattas den brittiska marknaden för kompositprodukter till 2 pund sterling.3 miljarder pund 2015 och kan växa till 12 miljarder pund 2030 (Referens: The 2016 UK Composites Strategy)
När bör man använda kompositer?
Som alla tekniska material har kompositer särskilda styrkor och svagheter, vilket bör övervägas i samband med specificeringen. Kompositer är på intet sätt rätt material för varje uppgift.
En viktig drivkraft bakom utvecklingen av kompositer har dock varit att kombinationen av armering och matris kan ändras för att uppfylla de slutliga egenskaper som krävs för en komponent. Om den slutliga komponenten till exempel måste vara brandsäker kan en brandhämmande matris användas i utvecklingsstadiet så att den har denna egenskap.
Viktminskning
- Den främsta anledningen till att kompositer väljs är förbättrad specifik hållfasthet/styvhet (specifik hållfasthet/styvhet per viktenhet).
- Detta bidrar till att minska bränsleförbrukningen eller öka accelerationen eller räckvidden vid transporter.
- Det möjliggör enklare och snabbare installation eller snabbare förflyttning av robotarmar och minskar stödkonstruktioner eller fundament.
- Det förbättrar stabiliteten på ovansidan i fartyg och offshore-konstruktioner och flytförmågan för djuphavstillämpningar.
Hållbarhet och underhåll
- Kompositer rostar inte, vilket är avgörande, särskilt i marina och kemiska miljöer. Behovet av underhåll och målning minskar eller elimineras.
- Kompositlager för marinmotorer och broar behöver ingen smörjning och korroderar inte.
- Kombinera den utmärkta utmattningsbeständigheten, och kompositerna kan öka produktens livslängd med flera gånger i många tillämpningar.
Önskad funktionalitet
- Kompositer är värmeisolerande, vilket är bra för brand- och sprängningsskydd eller kryogena tillämpningar.
- Elektrisk isolering är användbar för järnvägsstrukturer vid linjenätet och radartransparens. Ett ledande nät eller en beläggning kan integreras vid behov, t.ex. för att reflektera radar eller avleda blixtar.
- Sensorer, elektronik och kablage kan bäddas in.
Frihet i utformningen
- Kompositers utformning ger frihet i den arkitektoniska formen.
- Många delar kan konsolideras till en, och förstyvningar, insatser etc. kan integreras i formen.
- Kompositer kan skräddarsys för att passa tillämpningen genom att välja ingående material och bädda in extra funktionalitet.