Σε εφαρμογές όπου ο καταναλωτής είναι ο τελικός χρήστης, τα σύνθετα υλικά συνήθως πρέπει να πληρούν ορισμένες αισθητικές απαιτήσεις. Ωστόσο,υλικά ενισχυμένα με ίνεςείναι εξίσου πολύτιμα σε βιομηχανικές εφαρμογές, όπου η αντοχή στη διάβρωση, η υψηλή αντοχή και η ανθεκτικότητα είναι οι παράγοντες που καθορίζουν την απόδοση. #Εγχειρίδιο Πόρων#Λειτουργία#Μεταφόρτωση
Παρόλο που η χρήση σύνθετων υλικών σε αγορές υψηλής απόδοσης, όπως η αεροδιαστημική και η αυτοκινητοβιομηχανία, έχει συχνά προσελκύσει την ευρεία προσοχή της βιομηχανίας, το γεγονός είναι ότι τα περισσότερα από τα σύνθετα υλικά που καταναλώνονται χρησιμοποιούνται σε εξαρτήματα μη υψηλής απόδοσης. Η βιομηχανική αγορά εμπίπτει σε αυτήν την κατηγορία, όπου οι ιδιότητες των υλικών συνήθως δίνουν έμφαση στην αντοχή στη διάβρωση, την αντοχή στις καιρικές συνθήκες και την ανθεκτικότητα.
Η ανθεκτικότητα είναι ένας από τους στόχους της SABIC (που βρίσκεται στο Ριάντ της Σαουδικής Αραβίας), η οποία βρίσκεται στο εργοστάσιο παραγωγής op Zoom στο Μπέργκεν της Ολλανδίας. Το εργοστάσιο ξεκίνησε τη λειτουργία του το 1987 και επεξεργάζεται χλώριο, ισχυρά οξέα και αλκάλια σε υψηλές θερμοκρασίες. Πρόκειται για ένα εξαιρετικά διαβρωτικό περιβάλλον και οι χαλύβδινοι σωλήνες ενδέχεται να παρουσιάσουν βλάβη σε λίγους μόνο μήνες. Προκειμένου να διασφαλιστεί η μέγιστη αντοχή στη διάβρωση και αξιοπιστία, η SABIC επέλεξε πλαστικό ενισχυμένο με υαλονήματα (GFRP) ως βασικούς σωλήνες και εξοπλισμό από την αρχή. Οι βελτιώσεις στα υλικά και την κατασκευή με την πάροδο των ετών έχουν οδηγήσει στον σχεδιασμό σύνθετων εξαρτημάτων. Η διάρκεια ζωής παρατείνεται στα 20 χρόνια, επομένως δεν υπάρχει ανάγκη για συχνή αντικατάσταση.
Από την αρχή, η Versteden BV (Bergen op Zoom, Ολλανδία) χρησιμοποιούσε σωλήνες, δοχεία και εξαρτήματα GFRP κατασκευασμένα από ρητίνη από την DSM Composite Resins (τώρα μέρος της AOC, Τενεσί, ΗΠΑ και της Schaffhausen, Ελβετία). Συνολικά 40 έως 50 χιλιόμετρα σύνθετων αγωγών εγκαταστάθηκαν στο εργοστάσιο, συμπεριλαμβανομένων περίπου 3.600 τμημάτων σωλήνων διαφόρων διαμέτρων.
Ανάλογα με το σχεδιασμό, το μέγεθος και την πολυπλοκότητα του εξαρτήματος, τα σύνθετα εξαρτήματα παράγονται χρησιμοποιώντας μεθόδους περιέλιξης νημάτων ή χειροκίνητης τοποθέτησης. Μια τυπική δομή αγωγού αποτελείται από ένα εσωτερικό αντιδιαβρωτικό στρώμα πάχους 1,0-12,5 mm για να επιτευχθεί η καλύτερη χημική αντοχή. Το δομικό στρώμα 5-25 mm μπορεί να παρέχει μηχανική αντοχή. Η εξωτερική επίστρωση έχει πάχος περίπου 0,5 mm, το οποίο μπορεί να προστατεύσει το περιβάλλον του εργοστασίου. Η επένδυση παρέχει χημική αντοχή και λειτουργεί ως φράγμα διάχυσης. Αυτό το πλούσιο σε ρητίνη στρώμα είναι κατασκευασμένο από γυάλινο πέπλο C και γυάλινο στρώμα E. Το τυπικό ονομαστικό πάχος είναι μεταξύ 1,0 και 12,5 mm και η μέγιστη αναλογία γυαλιού/ρητίνης είναι 30% (βάσει του βάρους). Μερικές φορές το φράγμα διάβρωσης αντικαθίσταται με θερμοπλαστική επένδυση για να αποδειχθεί μεγαλύτερη αντοχή σε συγκεκριμένα υλικά. Το υλικό επένδυσης μπορεί να περιλαμβάνει πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC), πολυπροπυλένιο (PP), πολυαιθυλένιο (PE), πολυτετραφθοροαιθυλένιο (PTFE), φθοριούχο πολυβινυλιδένιο (PVDF) και χλωροτριφθοροαιθυλένιο αιθυλενίου (ECTFE). Διαβάστε περισσότερα για αυτό το έργο εδώ: «Σωληνώσεις μεγάλων αποστάσεων ανθεκτικές στη διάβρωση».
Η αντοχή, η ακαμψία και το μικρό βάρος των σύνθετων υλικών γίνονται ολοένα και πιο ωφέλιμα στον ίδιο τον τομέα της κατασκευής. Για παράδειγμα, η CompoTech (Σούσιτσε, Τσεχική Δημοκρατία) είναι μια ολοκληρωμένη εταιρεία παροχής υπηρεσιών που παρέχει σχεδιασμό και κατασκευή σύνθετων υλικών. Είναι αφοσιωμένη σε προηγμένες και υβριδικές εφαρμογές περιέλιξης νημάτων. Έχει αναπτύξει έναν ρομποτικό βραχίονα από ανθρακονήματα για την Bilsing Automation (Attendorn, Γερμανία) για τη μεταφορά ωφέλιμου φορτίου 500 κιλών. Το φορτίο και τα υπάρχοντα εργαλεία χάλυβα/αλουμινίου ζυγίζουν έως και 1.000 κιλά, αλλά το μεγαλύτερο ρομπότ προέρχεται από την KUKA Robotics (Άουγκσμπουργκ, Γερμανία) και μπορεί να χειριστεί μόνο έως και 650 κιλά. Η εναλλακτική λύση από αλουμίνιο εξακολουθεί να είναι πολύ βαριά, αποδίδοντας μάζα ωφέλιμου φορτίου/εργαλείου 700 κιλών. Το εργαλείο CFRP μειώνει το συνολικό βάρος στα 640 κιλά, καθιστώντας εφικτή την εφαρμογή ρομπότ.
Ένα από τα εξαρτήματα CFRP που παρέχει η CompoTech στην Bilsing είναι ένας βραχίονας σχήματος Τ (βραχίονας σχήματος Τ), ο οποίος είναι μια δοκός σχήματος Τ με τετράγωνο προφίλ. Ο βραχίονας σχήματος Τ είναι ένα κοινό εξάρτημα εξοπλισμού αυτοματισμού που παραδοσιακά κατασκευάζεται από χάλυβα ή/και αλουμίνιο. Χρησιμοποιείται για τη μεταφορά εξαρτημάτων από το ένα στάδιο κατασκευής στο άλλο (για παράδειγμα, από μια πρέσα σε μια μηχανή διάτρησης). Ο βραχίονας σχήματος Τ συνδέεται μηχανικά με τη ράβδο Τ και ο βραχίονας χρησιμοποιείται για τη μετακίνηση υλικών ή ημιτελών εξαρτημάτων. Οι πρόσφατες εξελίξεις στην κατασκευή και το σχεδιασμό έχουν βελτιώσει την απόδοση των πιάνων CFRP T όσον αφορά τα βασικά λειτουργικά χαρακτηριστικά, τα κυριότερα από τα οποία είναι οι κραδασμοί, η εκτροπή και η παραμόρφωση.
Αυτός ο σχεδιασμός μειώνει τους κραδασμούς, την εκτροπή και την παραμόρφωση στα βιομηχανικά μηχανήματα και βοηθά στη βελτίωση της απόδοσης των ίδιων των εξαρτημάτων και των μηχανημάτων που τα χρησιμοποιούν. Διαβάστε περισσότερα για το βραχίονα CompoTech εδώ: «Το σύνθετο βραχίονα T-Boom μπορεί να επιταχύνει τον βιομηχανικό αυτοματισμό».
Η πανδημία COVID-19 έχει εμπνεύσει μερικές ενδιαφέρουσες λύσεις βασισμένες σε σύνθετα υλικά που στοχεύουν στην επίλυση των προκλήσεων που θέτει η ασθένεια. Η Imagine Fiberglass Products Inc. (Κίτσενερ, Οντάριο, Καναδάς) εμπνεύστηκε από τον σταθμό δοκιμών COVID-19 από πολυανθρακικό και αλουμίνιο που σχεδίασε και κατασκευάστηκε από το Brigham and Women's Hospital (Βοστώνη, Μασαχουσέτη, ΗΠΑ) νωρίτερα φέτος. Η Imagine Fiberglass Products Inc. (Κίτσενερ, Οντάριο, Καναδάς) ανέπτυξε τη δική της ελαφρύτερη έκδοση χρησιμοποιώντας σύνθετα υλικά ενισχυμένα με ίνες γυαλιού.
Το IsoBooth της εταιρείας βασίζεται σε ένα σχέδιο που αναπτύχθηκε αρχικά από ερευνητές της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ, επιτρέποντας στους κλινικούς ιατρούς να στέκονται εσωτερικά χωριστά από τους ασθενείς και να πραγματοποιούν εξετάσεις με στυλεό από εξωτερικά χέρια που φορούν γάντια. Το ράφι ή ο προσαρμοσμένος δίσκος μπροστά από το θάλαμο είναι εξοπλισμένος με κιτ εξετάσεων, προμήθειες και μια δεξαμενή απολυμαντικών μαντηλιών για τον καθαρισμό γαντιών και προστατευτικών καλυμμάτων μεταξύ των ασθενών.
Ο σχεδιασμός Imagine Fiberglass συνδέει τρία διαφανή πάνελ θέασης από πολυανθρακικό με τρία χρωματιστά πάνελ από ίνες υάλου roving/πολυεστέρα. Αυτά τα πάνελ υάλου είναι ενισχυμένα με πυρήνα κηρήθρας πολυπροπυλενίου, όπου απαιτείται πρόσθετη ακαμψία. Το σύνθετο πάνελ είναι χυτευμένο και επικαλυμμένο με λευκή επίστρωση gel στο εξωτερικό. Το πάνελ πολυανθρακικού και οι θύρες των βραχιόνων κατασκευάζονται με μηχανική κατεργασία σε φρέζες CNC Imagine Fiberglass. Τα μόνα εξαρτήματα που δεν κατασκευάζονται εσωτερικά είναι τα γάντια. Ο θάλαμος ζυγίζει περίπου 45 κιλά, μπορεί να μεταφερθεί εύκολα από δύο άτομα, έχει βάθος 90 ίντσες και έχει σχεδιαστεί για τις περισσότερες τυπικές εμπορικές πόρτες. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με αυτήν την εφαρμογή, επισκεφθείτε τη διεύθυνση: "Τα σύνθετα υλικά από ίνες υάλου επιτρέπουν έναν ελαφρύτερο σχεδιασμό πάγκου δοκιμών COVID-19."
Καλώς ορίσατε στο ηλεκτρονικό SourceBook, το οποίο αποτελεί αντίστοιχο του Οδηγού Αγοραστή της Βιομηχανίας Σύνθετων Υλικών SourceBook που δημοσιεύεται από την CompositesWorld κάθε χρόνο.
Η πρώτη εμπορική δεξαμενή αποθήκευσης σε σχήμα V της Εταιρείας Ανάπτυξης Τεχνολογίας Σύνθετων Υλικών προαναγγέλλει την ανάπτυξη της περιέλιξης νημάτων στην αποθήκευση συμπιεσμένου αερίου.