کامپوزیت های سبک
آنچه در این مطلب میخوانید:
کامپوزیت های سبک
امروزه بسیاری از مراکز تحقیقاتی دولتی و خصوصی برای توسعه کامپوزیت های سبک وزن کار می کنند. یک کامپوزیت از ترکیب دو یا چند ماده تشکیل شده است که خواص شیمیایی و فیزیکی تغییر یافته را در شرایط نهایی نشان می دهد.
در حالی که بیشتر کامپوزیت‌هایی که به طور گسترده در تولید صنعتی استفاده می‌شوند، استحکام را نیز نشان می‌دهند، تعداد کمی از آنها اینطور نیست.
هدف نهایی محصول، هزینه های ساخت، در دسترس بودن مواد، فرآیندهای اختصاصی و سایر عوامل ممکن است تعیین کننده مواد خام مورد استفاده در کامپوزیت های خاص باشد. شرکت ها اغلب کامپوزیت های قوی، سبک و قابل بازیافت را ترجیح می دهند.
مزایای کامپوزیت های سبک
کامپوزیت های سبک وزن مزایای زیادی دارند.
اول، نسبت استحکام به وزن بالا همراه با وزن کم، تقاضای بالایی برای این محصولات ایجاد می کند.
دوم، تولیدکنندگان ممکن است با توسعه فناوری‌های ساخت ترکیبی اختصاصی، مزایای اقتصادی به دست آورند. این شکل از مالکیت معنوی یک دارایی تجاری را نشان می دهد.
سوم، بسیاری از کامپوزیت ها، مانند تخته خرده چوب، از محصولات جانبی تولیدی (مانند خاک اره) استفاده می کنند که در غیر این صورت ممکن است ارزش بازار محدودی را عرضه کنند.
کامپوزیت ها نشان دهنده استفاده کارآمدتر از منابع هستند.
درباره فیبر کربن
محصولات فیبر کربن شامل استفاده از کربن به دست آمده از گرافیت، قطران زغال سنگ یا منابع دیگر است.
تولیدکنندگان از فرآیندهای اختصاصی برای تراز کردن کریستال های اتم های کربن در رشته ها برای تولید الیافی با قطر تنها 5 تا 10 میکرومتر استفاده می کنند.
آنها معمولاً الیاف را در یک ماتریس با مواد دیگر، اغلب رزین های پلیمری و اپوکسی ها ترکیب می کنند.
الیاف کربن به انواع محصولات مورد تقاضا کمک می کند.
هنگامی که در پارچه استفاده می شود، این الیاف معمولا استحکام کششی و سفتی بالایی دارند. گاهی اوقات تولیدکنندگان الیاف کربن را با آلیاژهای فلزی ترکیب می کنند.
پوشش ها و سایر فرآیندهای تکمیلی مقاومت در برابر خوردگی و سایش را افزایش می دهند و محصولات بسیار سخت و بادوام را ایجاد می کنند.
فرآیندهای کامپوزیت سبک
سازندگان تعدادی تکنیک مختلف برای تشکیل کامپوزیت های سبک توسعه داده اند. این فناوری‌ها به‌دلیل تفاوت‌های بزرگ بین انواع مختلف اجزای تشکیل‌دهنده، بسیار متفاوت هستند.
فرآیندهای تولید از صنایع متفاوتی مانند تولید نساجی و مهندسی زیستی نانوتکنولوژی، تنوع این فرآیندها را نشان می‌دهد:
قرار دادن فیبر
هم قرار دادن الیاف متناسب و هم قرار دادن خودکار الیاف راه های محبوبی برای قرار دادن الیاف در پارچه ها در صنعت نساجی هستند.
سیم پیچ رشته
یک تولید کننده برای تامین کشش برای قرار دادن رشته ها در مکان های خاص به یک سنبه چرخان متکی است.
تافتینگ
این تکنیک همچنین برگرفته از صنعت نساجی، امروزه پتانسیل تولید فناوری نانو را دارد. یک سازنده الیاف را تنها از طریق یک سطح وارد یک بستر می کند.
اسپری کردن
برخی از تولیدکنندگان طبق گزارشات، اجزای فایبرگلاس را مستقیماً در قالب های قابل استفاده مجدد اسپری می کنند. سپس لایه های متوالی از مواد کامپوزیتی مانند رزین ها را قبل از اعمال فشار و پخت اضافه می کنند.
این تکنیک برای کارگران بسیار خطرناک است، بنابراین کارخانه‌هایی که از آن استفاده می‌کنند باید از پروتکل‌های بهداشتی و ایمنی دقیق در اکثر کشورها استفاده کنند.
آزمایش زیستی
این تکنیک که اغلب برای قرار دادن الیاف در موقعیت در سطح میکروسکوپی استفاده می شود، در برخی از آزمایشگاه های مهندسی زیستی پزشکی که مواد کامپوزیتی را ایجاد می کنند، رخ می دهد.
لانکسید
گزارش شده است که این فناوری ثبت شده به دلیل هزینه های این فرآیند، کاربرد محدودی در تولید کامپوزیت های سبک وزن برای صنعت خودرو داشته است.
در گذشته، به ایجاد دیسک‌های ترمز سبک وزن کامپوزیتی کمک کرد که به‌ویژه برای خودروی اسپرت لوتوس الیز در سال 1996 تولید شده توسط سازنده بریتانیایی Lotus Cars در انگلستان و مالزی طراحی شده بود.
مواد و کاربردهای کامپوزیت سبک وزن
توسعه کامپوزیت های مورد استفاده تجاری به یک تجارت سودآور تبدیل شده است. در نتیجه، شرکت‌ها و آزمایشگاه‌های تحقیقاتی متعددی هر ساله به دنبال توسعه مواد کامپوزیتی جدید برای اهداف خاص هستند.
این شرکت‌ها چه به دنبال تولید کامپوزیت‌های سبک وزن، کامپوزیت‌های ضد آب، کامپوزیت‌های نسوز یا کامپوزیت‌هایی باشند که سایر ویژگی‌های مورد تقاضا را به نمایش بگذارند، این شرکت‌ها اغلب از فناوری‌های تولید اختصاصی استفاده می‌کنند که در دسترس عموم نیست.
در نتیجه، تعمیم های کمی اعمال می شود.
مواد
در گذشته، تولیدکنندگان مواد مختلفی را برای ایجاد کامپوزیت های سبک وزن به کار می بردند. فقط تعدادی از این مواد عبارتند از:
الیاف کربن :
الیاف کربن به عنوان اجزای بسیاری از محصولات کامپوزیت سبک وزن عمل می کنند. این ماده ممکن است بر اساس روش ساخت اختصاصی خاص که برای ایجاد الیاف کربن به کار می رود، ویژگی های متفاوتی را نشان دهد.
پلاستیک :
تولیدکنندگان تعداد زیادی پلیمر پلاستیکی را برای استفاده در ترکیب با کامپوزیت ها توسعه داده اند. به عنوان مثال، پلاستیک ها اغلب مواد ماتریسی را تشکیل می دهند. برخی از تولیدکنندگان کامپوزیت در طول این فرآیند به رزین های ترموست یا ترموپلاستیک متکی هستند.
چوب :
یکی از اولین مواد برای به دست آوردن استفاده تجاری گسترده به عنوان یک کامپوزیت سبک وزن، امروزه چوب در بسیاری از این محصولات ظاهر می شود.
برخی از کامپوزیت های تجاری مهم عبارتند از تخته سه لا، تخته فیبر، تخته خرده چوب، نئوپان، الوارهای لمینت شده با چسب (“گلولام”) و مجموعه وسیعی از پلیمرهای چوب.
سیلیکون :
به عنوان جزئی از شیشه، سیلیکون نقش مهمی در کامپوزیت های فایبرگلاس ایفا می کند. همچنین در بسیاری از کامپوزیت های سرامیکی سبک به طور برجسته نقش دارد.
برنامه های کاربردی
سازندگان کاربردهای تجاری بسیاری را برای کامپوزیت های سبک، مانند الیاف کربن یا تخته خرده چوب توسعه داده اند.
امروزه کامپوزیت های فیبر کربن هم وزن سبک و هم استحکام عالی را نشان می دهند. به عنوان مثال، سازندگان قطعات فلزی از این ماده در خودروها برای کاهش وزن خودرو بدون کاهش قدرت استفاده کرده اند.
الیاف کربن همچنین نقش برجسته ای در برخی از انواع زره بدن دارند و به محافظت از پوشندگان در برابر آسیب اشیاء نفوذی کمک می کنند.
دیگر کامپوزیت های سبک وزن رایج در بازار امروز شامل تخته های کامپوزیت چوبی ساخته شده است که برای کمک به ایمن سازی پنجره ها و درهای شیشه ای در برابر بادهای شدید در مکان هایی که در معرض طوفان هستند استفاده می شود.
تولیدکنندگان تراشه های چوب و محصولات جانبی خاک اره از محوطه های چوب را با مواد دیگر ترکیب می کنند تا تخته های نسبتاً سبک و محکمی تولید کنند.
کلام آخر
تولید کنندگان مزایای استفاده از کامپوزیت های سبک وزن را در محصولات خود کشف کرده اند. الیاف کربن به ترکیب محبوب برخی از کامپوزیت ها تبدیل شده اند.
مطالب ارائه شده در مقاله روندهای بازار و چشم انداز آینده صنعت فولاد فقط برای اهداف اطلاعات عمومی است.شرکت آرمان گستر اقتدار ضمانت یک خرید مطمئن را به شما می دهد و مرجع تخصصی خرید و فروش آهن آلات و کلیه مقاطع فولادی است که شما در جهت ثبت درخواست میتوانید با واحد مشاوره و فروش شرکت آرمان گستر اقتدار (آهن آرمان) در ارتباط باشید.
در حالی که مطمئن شدیم اطلاعات دقیق و قابل اعتمادی ارائه می دهیم، اما خوانندگان باید با یک متخصص واجد شرایط یا وکیل برای هر گونه نگرانی و سؤال خاص مشورت کنند.برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع آهن آلات و فولاد و موضوعات مرتبط دیگر مقالات ما را مطالعه فرمایید.
شما میتوانید برای مشاوره خرید آهن آلات و مقاطع فولادی ، برای پروژه های خود و دریافت قیمت روز با شماره 02158336،شرکت آرمان گستر اقتدار( آهن آرمان) تماس بگیرید تا کارشناسان ما، پاسخگوی سوالات شما باشند.
