В приложениях, где конечным пользователем является потребитель, композитные материалы обычно должны соответствовать определенным эстетическим требованиям. Однако,армированные волокном материалыодинаково ценны в промышленных применениях, где коррозионная стойкость, высокая прочность и долговечность являются драйверами производительности. #Руководство по ресурсам#Функция#Загрузка
Хотя использование композитных материалов на высокопроизводительных конечных рынках, таких как аэрокосмическая и автомобильная промышленность, часто привлекало широкое внимание отрасли, факт заключается в том, что большинство потребляемых композитных материалов используются в деталях, не требующих высокой производительности. Промышленный конечный рынок попадает в эту категорию, где свойства материалов обычно подчеркивают коррозионную стойкость, устойчивость к атмосферным воздействиям и долговечность.
Долговечность — одна из целей компании SABIC (расположенной в Эр-Рияде, Саудовская Аравия), которая находится на производственном заводе Op Zoom в Бергене, Нидерланды. Завод начал работу в 1987 году и перерабатывает хлор, сильные кислоты и щелочи при высоких температурах. Это очень коррозионная среда, и стальные трубы могут выйти из строя всего за несколько месяцев. Чтобы обеспечить максимальную коррозионную стойкость и надежность, SABIC с самого начала выбрала стеклопластик (GFRP) в качестве основных труб и оборудования. Улучшения материалов и производства за эти годы привели к разработке композитных деталей. Срок службы увеличен до 20 лет, поэтому нет необходимости в частой замене.
С самого начала Versteden BV (Берген-оп-Зом, Нидерланды) использовала трубы, контейнеры и компоненты из смолы GFRP от DSM Composite Resins (теперь часть AOC, Теннесси, США и Шаффхаузен, Швейцария). Всего на заводе было установлено от 40 до 50 километров композитных трубопроводов, в том числе около 3600 секций труб разного диаметра.
В зависимости от конструкции, размера и сложности детали композитные компоненты производятся с использованием методов намотки нитей или ручной укладки. Типичная структура трубопровода состоит из внутреннего антикоррозионного слоя толщиной 1,0–12,5 мм для достижения наилучшей химической стойкости. Слой структуры толщиной 5–25 мм может обеспечить механическую прочность; внешнее покрытие толщиной около 0,5 мм может защитить заводскую среду. Подкладка обеспечивает химическую стойкость и действует как диффузионный барьер. Этот богатый смолой слой изготовлен из стекловолокна марки C и стекломата марки E. Стандартная номинальная толщина составляет от 1,0 до 12,5 мм, а максимальное соотношение стекло/смола составляет 30% (по весу). Иногда коррозионный барьер заменяют термопластичным покрытием для демонстрации большей устойчивости к определенным материалам. Материал покрытия может включать поливинилхлорид (ПВХ), полипропилен (ПП), полиэтилен (ПЭ), политетрафторэтилен (ПТФЭ), поливинилиденфторид (ПВДФ) и этиленхлортрифторэтилен (ECTFE). Подробнее об этом проекте читайте здесь: «Коррозионно-стойкие трубопроводы большой протяженности».
Прочность, жесткость и легкий вес композитных материалов становятся все более и более выгодными в самой сфере производства. Например, CompoTech (Сушице, Чешская Республика) — это интегрированная сервисная компания, которая занимается проектированием и производством композитных материалов. Она занимается передовыми и гибридными приложениями для намотки нитей. Она разработала роботизированную руку из углеродного волокна для Bilsing Automation (Аттендорн, Германия) для перемещения полезной нагрузки весом 500 кг. Груз и существующие стальные/алюминиевые инструменты весят до 1000 кг, но самый большой робот поставляется компанией KUKA Robotics (Аугсбург, Германия) и может перемещать только до 650 кг. Полностью алюминиевая альтернатива все еще слишком тяжела, давая массу полезной нагрузки/инструмента 700 кг. Инструмент из углепластика снижает общий вес до 640 кг, что делает применение роботов осуществимым.
Одним из компонентов CFRP, предоставленных CompoTech компании Bilsing, является Т-образная стрела (T-образная стрела), которая представляет собой Т-образную балку с квадратным профилем. Т-образная стрела является распространенным компонентом оборудования автоматизации, традиционно изготавливаемого из стали и/или алюминия. Она используется для передачи деталей с одного производственного этапа на другой (например, с пресса на пробивной станок). Т-образная стрела механически соединена с Т-образной планкой, а рычаг используется для перемещения материалов или необработанных деталей. Последние достижения в производстве и проектировании улучшили производительность фортепиано CFRP T с точки зрения ключевых функциональных характеристик, основными из которых являются вибрация, прогиб и деформация.
Такая конструкция снижает вибрацию, прогиб и деформацию в промышленном оборудовании и помогает улучшить производительность самих компонентов и оборудования, которое с ними работает. Подробнее о стреле CompoTech читайте здесь: «Композитная стрела T-Boom может ускорить промышленную автоматизацию».
Пандемия COVID-19 вдохновила на создание интересных решений на основе композитных материалов, направленных на решение проблем, связанных с этой болезнью. Компания Imagine Fiberglass Products Inc. (Китченер, Онтарио, Канада) вдохновилась поликарбонатной и алюминиевой испытательной станцией COVID-19, спроектированной и построенной больницей Brigham and Women's Hospital (Бостон, Массачусетс, США) в начале этого года. Компания Imagine Fiberglass Products Inc. (Китченер, Онтарио, Канада) разработала собственную облегченную версию с использованием композитных материалов, армированных стекловолокном.
IsoBooth компании основан на конструкции, изначально разработанной исследователями Гарвардской медицинской школы, которая позволяет врачам стоять внутри отдельно от пациентов и проводить мазковые тесты с внешних рук в перчатках. Полка или индивидуальный поднос перед кабиной оборудованы наборами для тестирования, расходными материалами и емкостью для дезинфицирующих салфеток для очистки перчаток и защитных покрытий между пациентами.
Конструкция Imagine Fiberglass соединяет три прозрачные поликарбонатные смотровые панели с тремя цветными панелями из стекловолокна/полиэфирного волокна. Эти волокнистые панели армированы полипропиленовым сотовым сердечником, где требуется дополнительная жесткость. Композитная панель отформована и покрыта белым гелькоутом снаружи. Поликарбонатная панель и порты для рычагов обработаны на фрезерных станках Imagine Fiberglass с ЧПУ; единственные детали, которые не производятся на месте, — это перчатки. Кабина весит около 90 фунтов, ее легко могут переносить два человека, имеет глубину 33 дюйма и рассчитана на большинство стандартных коммерческих дверей. Для получения дополнительной информации об этом применении посетите страницу: «Стекловолоконные композиты позволяют создать более легкую конструкцию испытательного стенда COVID-19».
Добро пожаловать в онлайн-издание SourceBook, которое является аналогом «Руководства покупателя композитной отрасли SourceBook», ежегодно публикуемого CompositesWorld.
Первый V-образный коммерческий резервуар для хранения компании Composites Technology Development Company знаменует собой развитие технологии намотки нитей в хранении сжатого газа.