Boeing_787

Doporučujeme, Technologie

Malá encyklopedie kompozitů

20 srpna 2015  

O kompozitech se často mluví jako o materiálu budoucnosti. Jakou roli hrají ve strojírenském světě kompozitní materiály vedle hliníku, plechů a plastů, o kterých jsme už psali?

V současném strojírenství je hlavní motivace pro využívání kompozitů jasná: vytvářet konstrukce o nižší hmotnosti, a přitom s kvalitními mechanickými vlastnostmi, které jsou srovnatelné s vlastnostmi konvenčních kovových materiálů.

Umožňují také „ušít kompozitní konstrukci na míru“ díky variabilitě jednotlivých složek. To ovšem není možné bez hluboké znalosti problematiky kompozitních materiálů a použití sofistikovaných vývojových postupů a nástrojů.

Vydrží a nezreznou

„Ve všeobecném strojírenství se nejčastěji používají vláknové kompozity s polymerní matricí (polymerní kompozity) vyztužené krátkými nebo kontinuálními vlákny. Důvody k rozšiřujícímu se použití polymerních kompozitů jsou jejich vysoká měrná pevnost a tuhost, únavová odolnost a odolnost vůči korozi a chemikáliím,“ vysvětluje Bohuslav Cabrnoch z Výzkumného a zkušebního leteckého ústavu (VZLÚ).

Další výhodou kompozitů oproti kovovým materiálům je schopnost tlumit rázy. Proto se s kompozitovými díly a konstrukcemi setkáme nejen v leteckém a automobilovém průmyslu, ale v neposlední řadě také u sportovního náčiní všeho druhu.

Kompozitní neboli složený

Kompozitní materiál se obvykle skládá ze dvou složek označovaných jako matrice (pojivo) a výztuž (armování). Přenos zatížení v konstrukci zajišťuje výztuž a matrice má za úkol přenášet zatížení mezi výztužnými prvky a chránit ji před okolními vlivy.

Vlastnosti polymerních kompozitů lze řídit v širokém rozmezí hodnot v závislosti na druhu matrice, výztuže, objemovém podílu výztuže a jejím prostorovém uspořádání. „Z hlediska mechanických vlastností jsou největším přínosem kompozity s kontinuálními vlákny. Ty dokáží splnit nejnáročnější požadavky na mechanické vlastnosti při současné malé hustotě, dobré korozní odolnosti i elektrických a tepelných vlastnostech,“ popisuje Cabrnoch.

Bazény, skluzavky a letadla

Polymerní matrice lze obecně rozdělit na termosety a termoplasty. Nejrozšířenější termosetické matrice jsou polyestery a epoxidy a termoplastické polyetylén, polypropylén, polyamid a převážně v letectví používané hi-tech termoplasty jako je PEI, PPS nebo PEEK.

Nejčastěji se v běžné praxi lze setkat se sklolamináty, jak se nazývají laminované kompozity tvořené polyesterovou pryskyřicí vyztuženou skleněnými vlákny. Ty se používají k výrobě bazénů, vodních jímek, dětských skluzavek nebo v interiérech kolejových vozidel.

Dalšími zástupci jsou kompozity vyztužené uhlíkovými vlákny, ze kterých se vyrábějí extrémně pevné a lehké díly pro nosné konstrukce letadel, automobilů a raket. Poslední větší skupinou jsou aramidové kompozity používané především při balistické ochraně vojenské techniky a vojáků (neprůstřelné vesty nebo helmy).

Slabinou polymerních kompozitů je jejich citlivost na expozici vnějšímu prostředí, protože jejich mechanické vlastnosti se s rostoucí teplotou a vlhkostí zhoršují.

Na úvodním obrázku je první celokompozitní velké dopravní letadlo Boeing 787 Dreamliner, zdroj: Wikipedia.org

, , , ,



Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Anti SPAM *

Buďme v kontaktu

Sledujte VVAutomotive na síti LinkedIn a na Facebooku – buďte v kontaktu s profesionály z oboru. Odebírejte aktuální informace a rozšiřte komunitu odborníků.

LinkedIn Facebook