소비자가 최종 사용자인 응용 분야에서 복합 재료는 일반적으로 특정 미적 요구 사항을 충족해야 합니다.하지만,섬유 강화 소재내식성, 높은 강도 및 내구성이 성능 동인인 산업 응용 분야에서도 마찬가지로 가치가 있습니다.#리소스 매뉴얼#기능#업로드
항공우주, 자동차 등 고성능 최종 시장에서 복합재료를 사용하는 것이 종종 업계의 폭넓은 관심을 끌었지만 사실 소비되는 복합재료의 대부분은 비고성능 부품에 사용됩니다.산업용 최종 시장이 이 범주에 속하며, 여기서 재료 특성은 일반적으로 내식성, 내후성 및 내구성을 강조합니다.
내구성은 네덜란드 베르겐의 op Zoom 제조 공장에 위치한 SABIC(사우디아라비아 리야드 소재)의 목표 중 하나입니다.이 공장은 1987년에 가동을 시작했으며 염소, 강산, 알칼리를 고온에서 처리합니다.이는 부식성이 매우 높은 환경이므로 강철 파이프는 단 몇 달 안에 파손될 수 있습니다.최대 내식성과 신뢰성을 보장하기 위해 SABIC은 처음부터 유리 섬유 강화 플라스틱(GFRP)을 주요 파이프 및 장비로 선택했습니다.수년에 걸친 소재 및 제조 개선으로 복합 부품 설계가 이루어졌습니다. 수명이 20년으로 연장되어 자주 교체할 필요가 없습니다.
Versteden BV(네덜란드 Bergen op Zoom)는 처음부터 DSM Composite Resins(현재 미국 테네시주 AOC 및 스위스 샤프하우젠의 일부)의 수지로 만든 GFRP 파이프, 컨테이너 및 부품을 사용했습니다.다양한 직경의 파이프 섹션 약 3,600개를 포함하여 총 40~50km에 달하는 복합 파이프라인이 공장에 설치되었습니다.
부품의 디자인, 크기 및 복잡성에 따라 복합 부품은 필라멘트 와인딩 또는 핸드 레이드 방식을 사용하여 생산됩니다.일반적인 파이프라인 구조는 최고의 내화학성을 달성하기 위해 1.0~12.5mm 두께의 내부 부식 방지층으로 구성됩니다.5-25mm의 구조층은 기계적 강도를 제공할 수 있습니다.외부 코팅의 두께는 약 0.5mm로 공장 환경을 보호할 수 있습니다.라이너는 내화학성을 제공하고 확산 장벽 역할을 합니다.이 수지가 풍부한 층은 C 유리 베일과 E 유리 매트로 구성됩니다.표준 공칭 두께는 1.0~12.5mm이고 최대 유리/수지 비율은 30%(무게 기준)입니다.때로는 특정 재료에 대한 저항력을 높이기 위해 부식 장벽을 열가소성 라이닝으로 교체하기도 합니다.안감재로는 폴리염화비닐(PVC), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리불화비닐리덴(PVDF) 및 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE)이 포함될 수 있다.이 프로젝트에 대한 자세한 내용은 "장거리 부식 방지 배관"을 참조하세요.
복합 재료의 강도, 강성 및 경량성은 제조 분야 자체에서 점점 더 유리해지고 있습니다.예를 들어, CompoTech(체코 수시체)는 복합 재료 설계 및 제조를 제공하는 통합 서비스 회사입니다.고급 및 하이브리드 필라멘트 권선 응용 분야에 전념하고 있습니다.Bilsing Automation(독일 Attendorn)이 500kg의 탑재량을 이동할 수 있는 탄소섬유 로봇팔을 개발했습니다.하중과 기존 강철/알루미늄 공구의 무게는 최대 1,000kg이지만, 가장 큰 로봇은 KUKA Robotics(독일 아우크스부르크)에서 생산되며 최대 650kg까지만 처리할 수 있습니다.전체가 알루미늄인 대안은 여전히 ​​너무 무거워서 탑재량/공구 질량이 700kg에 이릅니다.CFRP 공구는 총 중량을 640kg으로 줄여 로봇 적용이 가능하다.
Bilsing에 제공된 CFRP 구성요소 CompoTech 중 하나는 정사각형 프로파일의 T자형 빔인 T자형 붐(T자형 붐)입니다.T자형 붐은 전통적으로 강철 및/또는 알루미늄으로 만들어진 자동화 장비의 일반적인 구성 요소입니다.이는 한 제조 단계에서 다른 제조 단계로(예: 프레스에서 펀칭기로) 부품을 이동하는 데 사용됩니다.T자형 붐은 T바에 기계적으로 연결되며, 암은 자재나 미완성 부품을 이동하는 데 사용됩니다.최근 제조 및 설계 분야의 발전으로 진동, 편향 및 변형과 같은 주요 기능 특성 측면에서 CFRP T 피아노의 성능이 향상되었습니다.
이 설계는 산업 기계의 진동, 편향 및 변형을 줄이고 구성 요소 자체와 함께 작동하는 기계의 성능을 향상시키는 데 도움이 됩니다.여기에서 CompoTech 붐에 대해 자세히 알아보세요. "복합재료 T-Boom은 산업 자동화를 가속화할 수 있습니다."
코로나19 팬데믹은 질병으로 인한 문제를 해결하기 위한 몇 가지 흥미로운 복합 기반 솔루션에 영감을 주었습니다.Imagine Fiberglass Products Inc.(캐나다 온타리오주 키치너)는 올해 초 브리검 여성병원(미국 매사추세츠주 보스턴)이 설계하고 건설한 폴리카보네이트 및 알루미늄 코로나19 테스트 스테이션에서 영감을 받았습니다.Imagine Fiberglass Products Inc.(캐나다 온타리오주 키치너)는 유리 섬유 강화 복합 재료를 사용하여 자체적으로 더 가벼운 버전을 개발했습니다.
이 회사의 IsoBooth는 원래 하버드 의과대학 연구원이 개발한 디자인을 기반으로 하여 임상의가 내부적으로 환자와 별도로 서서 장갑을 낀 외부 손으로 면봉 테스트를 수행할 수 있도록 합니다.부스 앞 선반이나 맞춤형 트레이에는 테스트 키트, 소모품, 환자 간 장갑 청소 및 보호 커버를 위한 소독 물티슈 탱크가 갖춰져 있습니다.
Imagine Fiberglass 디자인은 3개의 투명한 폴리카보네이트 뷰 패널과 3개의 컬러 유리 섬유 로빙/폴리에스테르 섬유 패널을 연결합니다.이러한 섬유 패널은 추가 강성이 필요한 폴리프로필렌 벌집형 코어로 강화됩니다.복합 패널은 성형되어 외부에 흰색 젤 코팅이 코팅되어 있습니다.폴리카보네이트 패널과 암 포트는 Imagine Fiberglass CNC 라우터에서 가공됩니다.자체 제작되지 않은 유일한 부품은 장갑입니다.부스의 무게는 약 90파운드이고 두 사람이 쉽게 운반할 수 있으며 깊이는 33인치이고 대부분의 표준 상업용 도어에 맞게 설계되었습니다.이 응용 분야에 대한 자세한 내용은 "유리 섬유 복합재로 더 가벼운 코로나19 테스트 벤치 설계가 가능합니다."를 참조하세요.
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Composites Technology Development Company의 첫 번째 V자형 상업용 저장 탱크는 압축 가스 저장 분야에서 필라멘트 와인딩의 성장을 예고합니다.