Пристальный взгляд на композиты

+7 (495) 374 94 41 info@a-integra.ru

+7 (495) 374-93-01
(отдел продаж)

Все самые актуальные новости сферы систем безопасности, автоматизации и электрооснащения. Так же транслируем новости от поставщиков ЗАО "Компании"Альфа-интеграция", партнеров и внутренние события компании. Ведется ежедневное пополнение. Так же, каждую неделю отдел контент-менеджмента публикует статью на одну из тем, освящаемого на сайте сегмента, с которой Вы можете ознакомиться и она наверняка окажется полезной и познавательной.

Пристальный взгляд на композиты
Пристальный взгляд на композиты 06.12.2019 В 1200 г. н.э. монголы изобрели первый композитный лук, сочетающий бамбук, шелк, сухожилия крупного рогатого скота и сосновую смолу, чтобы сделать инструмент, который был более быстрым и мощным, чем у их конкурентов. С тех пор композиты трансформировали технологии многих отраслей промышленности, хотя материалы, используемые для их производства, развивались. В этой статье рассматривается прогресс композитов и их преимущества перед традиционными материалами, такими как сталь.

Хотя метод объединения материалов существует уже тысячи лет, по сравнению с традиционными материалами, такими как сталь, алюминий и железо, композиты все еще достигают совершеннолетия. В то время как отрасли промышленности все еще пробуждается к преимуществам композитных материалов, их физические свойства делают их неоспоримо привлекательным вариантом.


Композиты 101

Стекловолоконные композиты ускорились от разработки до массового производства во время Второй мировой войны, поскольку для легких военных самолетов требовались альтернативные материалы. Вскоре инженеры поняли, что малый вес - не единственное благо материала. Было обнаружено, что стеклопластиковые композиты были прозрачны для радиочастот, и их использовали в качестве замены отлитой фанеры в обтекателях самолетов.

Высокая прочность и малый вес остаются выигрышной комбинацией для композитов, способствуя сокращению расхода топлива, способствуя более быстрому и легкому перемещению таких устройств, как роботизированные руки, а также улучшая устойчивость на борту судна и морских сооружений. Около 0,02 кубометра стали весит примерно 222 килограмма, тогда как такое же количество композитного материала может весить до 70 процентов меньше.

Другим важным качеством композитов является то, что они не ржавеют, что снижает требования к обслуживанию. Это особенно полезно для применений, подверженных коррозии, например, в морских и других морских условиях. Это превосходное сопротивление увеличивает срок службы материала, помогая увеличить прибыльность для конечного пользователя.

Смолы играют решающую роль в общей производительности композитов. Основная функция смолы заключается в том, чтобы действовать как клей, который удерживает волокна композита вместе и защищает их от механического повреждения и воздействия окружающей среды. Такие смолы, как полиэстер (UPE), могут быть модифицированы, чтобы сделать их огнестойкими или самозатухающими, в то время как мы можем создать специальные свойства для эпоксидных смол (EP), адаптируя процесс отверждения. Эти модификации добавляют дополнительную ценность свойствам композита, позволяя ему предлагать еще больше преимуществ.


Расширение промышленности

Благодаря своим завидным свойствам, широкий спектр отраслей промышленности предпочитает стекловолокно. В то время как кузов шоу-модели Chevrolet Corvette 1953 года был первым разом, когда автомобиль был изготовлен из армированного пластика, исключительно как средство быстрого выполнения работы, материал выдержал испытание временем. С сомнениями относительно того, должна ли модель 1954 года создаваться с использованием стали, люди, казалось, были очарованы идеей корпуса из стеклопластика.

Следуя оригинальной модели из стекловолокна, Corvette видел восемь разных поколений композитных тел. Отец Корвета, Зора Аркус-Дунтов, подготовил почву для инновационного дизайна своим документом «Мысли, касающиеся молодежи, Hot Rodders и Chevrolet». Идентифицировав, что Chevrolet должен был опередить лидерство Ford в использовании настройщиками и гонщиками, эволюция Corvette продолжалась, включая рождение его первого спортивного издания в 1956 году.

Изоляционные свойства также означают, что стекловолокно обычно используется в электрооборудовании, где требуется непроводящая прочность и надежность в течение длительных периодов времени. Гибкость конструкции из стекловолокна, например, делает его идеальным материалом для высоковольтных изоляторов или используется в трансформаторах или электродвигателях и генераторах.

В других местах строительный сектор уже более 40 лет использует композиты, начиная с облицовочных панелей из стеклопластика (GRP) для зданий в 1970-х годах. GRP-композиты в настоящее время становятся более стандартным материалом для многих небольших инфраструктурных проектов. По мере того, как преимущества материала в отношении веса и прочности становятся все более известными, материалы апробируются для более крупных схем и строительных проектов, включая композитные мосты и даже отдельно стоящие крыши из углеродного волокна.

Возможно, один из первых примеров использования углеродных волокон на практике был в лампочке Томаса Эдисона. Карбонизированная хлопчатобумажная нить, используемая для создания нити накаливания лампочки, не была углеродным волокном, которое мы знаем сегодня, но с тех пор углерод попал в центр внимания и был назван композитным материалом с высоким потенциалом. Energy.gov, имея в пять раз большую прочность, чем сталь, и вдвое более жесткую, предполагает, что композиты из углеродного волокна могут снизить вес легкового автомобиля на 50 процентов, улучшив топливную эффективность на 35 процентов. Потенциал огромен.

Например, если мы поближе рассмотрим ветроэнергетику, композиты играют решающую роль в поддержании эффективности турбины. Спрос на энергию ветра стремительно растет, и это увеличение порождает желание более длинных турбинных лопаток производить больше энергии. Но по мере того, как лезвия становятся длиннее, мы также должны сосредоточиться на снижении их веса, чтобы обеспечить максимальную производительность.

Однако этот легкий вес также должен сочетаться с прочными и долговечными материалами. Одним из основных источников прочности лопасти турбины является опорная балка или лонжерон, который спускается вниз по лопасти. Эти лонжероны традиционно изготавливались из стекловолокна, но производители все больше обращают внимание на углеродное волокно, так как оно добавляет жесткости, что позволяет использовать более длинные лезвия.

Но углеродное волокно слишком часто воспринимается как более привлекательный младший брат из стекловолокна. Гораздо менее плотная, чем у стекловолокна, и с более высокой пределом прочности на растяжение, углеродное волокно идеально подходит для применений, где важен каждый грамм прочности или жесткости. Тем не менее, производители должны также учитывать более низкую прочность на растяжение стекловолокна и, как следствие, большую гибкость. Эксперт по композитам, как и член команды Exel, будет хорошо знать идеальные приложения обоих материалов и сможет порекомендовать наиболее подходящий материал для ваших требований.



Потяните это вместе

 При изготовлении композитной трубы для удовлетворения конкретных конструктивных требований наиболее распространенными процессами являются пултрузия и намотка. Пултрузия включает в себя непрерывный процесс протягивания материала через направляющую, где волокна располагаются точно по отношению к поперечному сечению профиля, чтобы обеспечить стабильное качество.

Поскольку волокна пропускаются через оборудование, они пропитаны смолой для фиксации волокон на месте. Намотка очень похожа на пултрузию, за исключением того, что волокна могут дополнительно наматываться вокруг профиля, прежде чем он попадет в нагретую головку. Преимущество заключается в возможностях выравнивания волокон как в поперечном, так и в продольном направлениях, которые обеспечивают более широкий диапазон решений и даже более тонкие стенки профиля, такие как те, которые используются для труб.

Хотя эти методы хорошо используются при изготовлении композитов, способность многократно производить желаемое качество требует понимания многих факторов, таких как выбор армирующего волокна, углы, под которыми волокна ориентированы в структуре профиля, и используемые смолы. Это важно как на этапе производства, чтобы гарантировать, что используется правильное количество материалов и уменьшается количество отходов. Мы также должны убедиться, что, когда продукты используются, они обеспечивают желаемые свойства материала.

Прочность и точность композитных носовой части монгольского не сделали его одним из самых опасных видов оружия на Земле, до изобретения эффективного огнестрельного оружия в 14 - м века. Обеспечивая меньший вес для увеличения прочности, наряду с множеством других преимуществ, композиты сегодня находятся на пути к тому, чтобы стать важным материалом в нескольких областях применения. Мы не можем представить, что сделали бы монголы, если бы у них были композитные ламинаты из стекловолокна или углеродного волокна, а не шелка и сосновой смолы.

Поделиться:




2008-2020 © ЗАО "Компания "Альфа-Интеграция"