W zastosowaniach, w których konsument jest użytkownikiem końcowym, materiały kompozytowe zwykle muszą spełniać określone wymagania estetyczne.Jednakże,materiały wzmocnione włóknamisą równie cenne w zastosowaniach przemysłowych, gdzie odporność na korozję, wysoka wytrzymałość i trwałość są czynnikami wpływającymi na wydajność.#Podręcznik zasobów#Funkcja#Prześlij
Chociaż zastosowanie materiałów kompozytowych na rynkach końcowych o wysokiej wydajności, takich jak przemysł lotniczy i motoryzacyjny, często przyciąga powszechną uwagę branży, faktem jest, że większość zużywanych materiałów kompozytowych jest wykorzystywana w częściach o niskiej wydajności.Rynek końcowy przemysłowy należy do tej kategorii, gdzie właściwości materiału zwykle podkreślają odporność na korozję, odporność na warunki atmosferyczne i trwałość.
Trwałość to jeden z celów firmy SABIC (z siedzibą w Riyadzie w Arabii Saudyjskiej), która mieści się w zakładzie produkcyjnym op Zoom w Bergen w Holandii.Zakład rozpoczął działalność w 1987 roku i przetwarza chlor, mocne kwasy i zasady w wysokich temperaturach.Jest to środowisko silnie korozyjne, a rury stalowe mogą ulec uszkodzeniu w ciągu zaledwie kilku miesięcy.Aby zapewnić maksymalną odporność na korozję i niezawodność, firma SABIC od samego początku wybrała tworzywo sztuczne wzmocnione włóknem szklanym (GFRP) jako kluczowe rury i wyposażenie.Ulepszenia materiałów i produkcji na przestrzeni lat doprowadziły do ​​​​projektowania części kompozytowych. Żywotność została wydłużona do 20 lat, więc nie ma potrzeby częstej wymiany.
Od samego początku firma Versteden BV (Bergen op Zoom, Holandia) korzystała z rur, pojemników i komponentów z GFRP wykonanych z żywicy firmy DSM Composite Resins (obecnie część AOC, Tennessee, USA i Schaffhausen, Szwajcaria).Łącznie w zakładzie zainstalowano od 40 do 50 kilometrów rurociągów kompozytowych, w tym około 3600 odcinków rur o różnych średnicach.
W zależności od konstrukcji, rozmiaru i złożoności części elementy kompozytowe produkowane są metodami nawijania włókien lub układania ręcznego.Typowa konstrukcja rurociągu składa się z wewnętrznej warstwy antykorozyjnej o grubości 1,0-12,5 mm, aby uzyskać najlepszą odporność chemiczną.Warstwa strukturalna o grubości 5-25 mm może zapewnić wytrzymałość mechaniczną;zewnętrzna powłoka ma grubość około 0,5 mm, co może chronić środowisko fabryczne.Wyściółka zapewnia odporność chemiczną i działa jako bariera dyfuzyjna.Ta bogata w żywicę warstwa składa się z welonu ze szkła C i maty ze szkła E.Standardowa grubość nominalna wynosi od 1,0 do 12,5 mm, a maksymalny stosunek szkła do żywicy wynosi 30% (w przeliczeniu na wagę).Czasami barierę antykorozyjną zastępuje się wykładziną termoplastyczną, aby wykazać większą odporność na określone materiały.Materiał wyściółki może obejmować polichlorek winylu (PVC), polipropylen (PP), polietylen (PE), politetrafluoroetylen (PTFE), polifluorek winylidenu (PVDF) i chlorotrifluoroetylen etylenu (ECTFE).Więcej o tym projekcie można przeczytać tutaj: „Odporne na korozję rurociągi na duże odległości”.
Wytrzymałość, sztywność i niewielka waga materiałów kompozytowych stają się coraz bardziej korzystne w samej dziedzinie produkcji.Na przykład CompoTech (Sušice, Republika Czeska) to zintegrowana firma usługowa, która zapewnia projektowanie i produkcję materiałów kompozytowych.Zajmuje się zaawansowanymi i hybrydowymi zastosowaniami do nawijania włókien.Dla Bilsing Automation (Attendorn, Niemcy) opracowano ramię robota z włókna węglowego, które może przenosić ładunek o masie 500 kilogramów.Ładunek i istniejące narzędzia stalowo-aluminiowe ważą do 1000 kg, ale największy robot pochodzi z firmy KUKA Robotics (Augsburg, Niemcy) i może udźwignąć jedynie 650 kg.Całkowicie aluminiowa alternatywa jest nadal zbyt ciężka, co daje ładowność/masę narzędzia wynoszącą 700 kg.Narzędzie CFRP zmniejsza masę całkowitą do 640 kg, co umożliwia zastosowanie robotów.
Jednym z komponentów CFRP dostarczonych przez CompoTech firmie Bilsing jest wysięgnik w kształcie litery T (wysięgnik w kształcie litery T), który jest belką w kształcie litery T o kwadratowym profilu.Wysięgnik w kształcie litery T jest powszechnym elementem urządzeń automatyki wykonanych tradycyjnie ze stali i/lub aluminium.Służy do przenoszenia części z jednego etapu produkcyjnego na drugi (na przykład z prasy do wykrawarki).Wysięgnik w kształcie litery T jest mechanicznie połączony z prętem T, a ramię służy do przenoszenia materiałów lub półfabrykatów.Ostatnie postępy w produkcji i projektowaniu poprawiły wydajność fortepianów CFRP T pod względem kluczowych cech funkcjonalnych, z których najważniejsze to wibracje, ugięcie i odkształcenie.
Konstrukcja ta zmniejsza wibracje, ugięcie i odkształcenia w maszynach przemysłowych oraz pomaga poprawić wydajność samych komponentów i współpracujących z nimi maszyn.Przeczytaj więcej o boomie CompoTech tutaj: „Composite T-Boom może przyspieszyć automatyzację przemysłową”.
Pandemia COVID-19 zainspirowała kilka interesujących rozwiązań opartych na kompozytach, mających na celu rozwiązanie wyzwań, jakie stwarza ta choroba.Inspiracją dla firmy Imagine Fibreglass Products Inc. (Kitchener, Ontario, Kanada) była poliwęglanowo-aluminiowa stacja testowa na obecność wirusa COVID-19 zaprojektowana i zbudowana przez Brigham and Women's Hospital (Boston, Massachusetts, USA) na początku tego roku.Firma Imagine Fiberglass Products Inc. (Kitchener, Ontario, Kanada) opracowała własną lżejszą wersję, wykorzystując materiały kompozytowe wzmocnione włóknem szklanym.
Firmowy IsoBooth opiera się na konstrukcji pierwotnie opracowanej przez naukowców z Harvard Medical School i umożliwia lekarzom przebywanie w pomieszczeniach zamkniętych oddzielnie od pacjentów i wykonywanie badań wymazów z zewnętrznych dłoni w rękawiczkach.Półka lub dostosowana do indywidualnych potrzeb taca przed kabiną wyposażona jest w zestawy testowe, materiały eksploatacyjne oraz zbiornik na chusteczki dezynfekcyjne do czyszczenia rękawiczek i osłon ochronnych pomiędzy pacjentami.
Konstrukcja Imagine Fibreglass łączy trzy przezroczyste panele poliwęglanowe z trzema kolorowymi panelami z włókna szklanego/włókna poliestrowego.Te panele włókniste są wzmocnione polipropylenowym rdzeniem o strukturze plastra miodu, gdzie wymagana jest dodatkowa sztywność.Panel kompozytowy jest formowany i pokryty na zewnątrz białym żelkotem.Panel poliwęglanowy i porty ramion są obrabiane na routerach CNC Imagine Fiberglass;jedyne części, które nie są produkowane we własnym zakresie, to rękawice.Budka waży około 90 funtów, może być z łatwością przenoszona przez dwie osoby, ma 33 cale głębokości i jest przeznaczona dla większości standardowych drzwi komercyjnych.Więcej informacji na temat tego zastosowania można znaleźć na stronie: „Kompozyty z włókna szklanego umożliwiają lżejszą konstrukcję stanowiska testowego na obecność wirusa COVID-19”.
Witamy w internetowym SourceBooku, który jest odpowiednikiem Przewodnika dla nabywców branży kompozytów SourceBook publikowanego co roku przez CompositesWorld.
Pierwszy komercyjny zbiornik magazynowy w kształcie litery V firmy Composites Technology Development Company zwiastuje rozwój uzwojenia włókien w magazynach sprężonego gazu.