Шта су композитни материјали?

Композитни материјали се праве комбиновањем два или више различитих материјала како би се постигла боља својства од појединачних компоненти.

Типичан композитни материјал се састоји од:

Арматурна влакна

Пружа снагу и крутост.

Уобичајени типови укључују:

Фибергласс

Карбонска влакна

Арамидна влакна

Матрик Ресин

Матрица повезује влакна заједно и преноси оптерећење између њих.

Уобичајене смоле укључују:

Полиестерска смола

Винил естар смола

Епоксидна смола

Када се ове компоненте комбинују кроз специфичне производне процесе, формирају композитну структуру високих перформанси.

Зашто је производња композита важна

Производња композита игра кључну улогу у савременом инжењерингу јер омогућава производњу конструкција које су:

Лагана

Композити су знатно лакши од метала уз задржавање високе чврстоће.

Висок однос чврстоће и тежине

Композити од угљеничних влакана могу бити 5 пута јачи од челика док су много лакши.

Отпоран на корозију

За разлику од метала, композити су веома отпорни на корозију и деградацију животне средине.

Флексибилност дизајна

Композитни материјали се могу обликовати у сложене облике који су тешки или немогући са традиционалним материјалима.

Због ових предности, производња композита постаје све важнија у многим индустријама високих перформанси.

Уобичајени процеси производње композита

Користи се неколико метода производње у зависности од дизајна производа, обима производње и захтева материјала.

Ханд Лаи-Уп

Вакуумска инфузија

Вакуумска инфузија је процес који се широко користи у савременој производњи композита.

Кораци укључују:

Суве арматурне тканине се постављају у калуп.

Вакум кеса затвара калуп.

Смола се увлачи у ламинат помоћу вакуумског притиска.

Предности:

Бољи однос влакана и смоле

Смањене празнине

Побољшане механичке перформансе

Овај процес се обично користи у:

Лопатице ветрогенератора

Морске структуре

Велики композитни панели

Пренос смоле за калуповање (РТМ)

Пренос смоле је процес производње композита затвореног калупа.

Кораци процеса:

Предформе од сувих влакана стављају се у затворени калуп.

Смола се убризгава под притиском.

Смола импрегнира структуру влакана.

Композит очвршћава у коначни облик.

Предности:

Висок квалитет површине

Доследан квалитет делова

Погодно за производњу средњег обима

РТМ се широко користи у аутомобилској и индустријској примени.

Филамент Виндинг

Намотавање филамента се користи за производњу цилиндричних композитних структура.

Непрекидна влакна импрегнирана смолом су намотана око ротирајућег трна у одређеним шарама.

Уобичајене апликације укључују:

Посуде под притиском

Композитне цеви

ТНГ цилиндри

Резервоари за складиштење

Пултрузија

Пултрузија је континуирани производни процес који се користи за производњу композитних профила константног попречног пресека.

Примери укључују:

ФРП греде

Структурни профили

Кабловски носачи

Системи решетки

Процес укључује провлачење влакана кроз купку са смолом и загрејану матрицу да би се формирао коначни производ.

Материјали који се користе у производњи композита

Перформансе композитног дела у великој мери зависе од коришћених материјала.

Фибергласс Реинфорцемент

Ојачање карбонским влакнима

Карбонска влакна пружају изузетно високу чврстоћу и крутост уз веома малу тежину.

Широко се користи у:

Ваздухопловство

Аутомобилске трке

Енергија ветра

Спортска опрема

Основни материјали

За сендвич структуре, материјали језгра као што су пена или саће се користе за повећање крутости без додавања значајне тежине.

Уобичајени основни материјали укључују:

ПВЦ пена

ПЕТ пена

Номек саће

Ресин Системс

Смоле делују као матрица која повезује влакна заједно.

Уобичајени типови укључују:

Полиестерска смола

Винил естар смола

Епоксидна смола

Свака врста смоле нуди различита механичка и хемијска својства.

Примене композитне производње

Производња композита се користи у многим индустријама.

Ваздухопловство

Структуре авиона користе композите од угљеничних влакана за смањење тежине и побољшање ефикасности горива.

Винд Енерги

Модерне лопатице ветротурбина су првенствено направљене од композитних материјала од фибергласа.

Марине Индустри

Трупови чамаца, палубе и поморске компоненте се обично производе коришћењем композитних метода производње.

Аутомотиве

Композити се користе за производњу лаких структурних делова, панела каросерије и компоненти за перформансе.

Изградња и инфраструктура

ФРП композити се широко користе у:

мостова

конструкцијско ојачање

индустријске платформе

Будући трендови у производњи композита

Добављачи композитног материјала за ојачање

Висококвалитетни материјали за ојачање су критични за постизање поузданих композитних перформанси.

Добављачи као нпр ЈЛОН нуди широк спектар композитних материјала за ојачање, укључујући:

тканине од фибергласа

тканине од угљеничних влакана

основни материјали

композитни материјали за обраду

Ови материјали се широко користе у производњи композита у индустријама као што су енергија ветра, поморски, грађевинарство и транспорт.

Закључак

Производња композита је основна технологија за производњу лаганих, јаких и издржљивих материјала који се користе у модерном инжењерингу.

Комбиновањем влакана за ојачање са смолним матрицама кроз напредне производне процесе, композитни материјали нуде супериорне перформансе у поређењу са традиционалним материјалима.

Како индустрије настављају да захтевају лакше, јаче и ефикасније структуре, производња композита ће играти све важнију улогу у будућности инжењерства материјала.