Kompozity spevnené vláknami

18. feb. 2017 • Technické vedy

Kompozity spevnené vláknami

Pri výrobe aeromobilov, ale aj športových áut, lietadiel či helikoptér sa využívajú kompozity spevnené uhlíkovými vláknami. Sú totiž oveľa ľahšie ako bežné kovové súčiastky a pritom odolné. A práve v tejto oblasti preslávil Slovensko projekt lietajúceho auta – aeromobilu, ktorý nás reprezentoval v Bruseli počas predsedníctva v Rade EÚ. Spoločnosť Aeromobil vyvinula už niekoľko prototypov lietajúceho auta, o ktoré už prejavilo záujem aj zahraničie.

„Aeromobil je lietajúce auto, ktoré perfektným spôsobom využíva najmodernejšie technológie, ktoré boli použité pri jeho zostrojení, a otvára dvere do nového levelu cestovania vo vzduchu. Je to auto, ktoré sa zmestí na každé parkovacie miesto, jeho palivom je benzín a môže byť súčasťou dopravy tak ako každé iné auto. Ako lietadlo môže využívať všetky letiská na svete, ale pristane aj na tráve či vydláždenom povrchu,“ uvádza sa na webovej stránke spoločnosti.1

Vysoká tuhosť a nízka hmotnosť

Karbónovými kompozitami sa napríklad spevňujú staré mosty. Skrátka, ak chcete vysokú tuhosť a nízku hmotnosť, karbón je ideálny. Vlákna sú hrubé 5 – 10 mikrometrov. V jednom vretene sú ich tisíce. A tkajú sa z nich textílie presne tak ako z klasickej priadze. Tie sa potom využívajú na výrobu kompozitov.

Materiály, ktoré sú drahšie

Kompozitné materiály spevnené uhlíkovými vláknami ponúkajú väčšiu tuhosť a pevnosť ako ktorékoľvek ostatné kompozity, sú však oveľa drahšie ako napr. kompozitné materiály spevnené sklenenými vláknami. Kontinuálne vlákna v polyesterovej alebo epoxidovej matrici dávajú najlepšie vlastnosti. Bicyklový rám z kompozitu spevneného uhlíkovými vláknami (zdroj: www.matnet.sav.sk)Vlákna prenášajú mechanické zaťaženia, matrica prenáša zaťaženia na vlákna, je tvárna a húževnatá, chráni vlákna pred poškodením pri manipulácii a od okolitého prostredia. Od materiálu matrice závisí pracovná teplota a podmienky spracovania kompozitu.

Vlastnosti kompozitov spevnených dlhými vláknami výrazne závisia od výberu vlákna a matrice a spôsobu, akým sú tieto kombinované, od pomeru vlákno-matrica, dĺžky vlákna, jeho orientácie, hrúbky laminátu a prítomnosti spojovacieho prostriedku na zlepšenie spojenia vlákno-matrica. Sklenené vlákna sa vyznačujú vysokou pevnosťou pri nízkych nákladoch, uhlíkové vlákna majú veľmi vysokú pevnosť, tuhosť a nízku hustotu. Kevlarové vlákna majú vysokú pevnosť a nízku hustotu, bránia šíreniu ohňa, sú priestupné pre rádiové vlny. Polyestery sú najčastejšie používanými matricami, lebo ponúkajú dobré vlastnosti za relatívne nízku cenu. Najlepšie vlastnosti epoxidov a možnosť použitia polyamidov pri teplotách predurčujú tieto na použitie na špeciálne použitie, sú však drahé. Pevnosť kompozitu rastie spolu s pomerom vlákno-matrica a s orientáciou vlákien paralelne so smerom zaťaženia. Čím sú vlákna dlhšie, tým je spevnenie efektívnejšie pri prenášaní zaťaženia, ale kratšie vlákna sa ľahšie spracovávajú a sú preto lacnejšie. Rastúca hrúbka laminátu vedie k redukcii pevnosti kompozitu a modulu pevnosti, pretože vzrastá pravdepodobnosť prítomnosti defektov. Vplyv prostredia, ako napr. únavové zaťaženie, vlhkosť a teplota, znižuje dovolenú pevnosť.


1 http://www.aeromobil.com/#s-about


Spracovala: Monika Hucáková pre NCP VaT pri CVTI SR

Zdroj: www.aeromobil.com

Foto: http://www.matnet.sav.sk/index.php?ID=1115; Marián Zelenák, NCP VaT pri CVTI SR (Aeromobil)

Uverejnil: MZ

 

 
ZvedaVEC je cyklus krátkych filmov, ktoré sa venujú vede a technike. Ako „sprievodca“ novými technológiami v nich vystupuje Branči (Branislav) Kováč alias raper Vec a za nás zvedavých divákov kladie otázky. Odľahčenou formou nám ukazuje možné využitie rôznych technológií a vedeckých výdobytkov v našej súčasnosti a budúcnosti.

 

Súvisiace:

Hore
Veda v Centre
kúpa časopisov jún 2016
Atmosféra počas TVT 2017
Publikácie Veda v CENTRE
QUARK
Aurelium - centrum vedy
CVTI SR 80. výročie
Prechod VK na VND
TVT 2017 články
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
TAG Mládež
TAG QUARK
TAG Ženy vo vede
TAG Spektrum vedy
TAG Slovenská veda
TAG História
TAG Rozhovor
TAG Publikácia
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Denne produkujeme asi 0,5 až 1,5 litra slín.
Zistite viac