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市场:工业 (2021) | 复合材料世界

在消费者作为最终用户的应用中,复合材料通常必须满足一定的美学要求。然而,纤维增强材料在工业应用中同样有价值,耐腐蚀、高强度和耐用性是其性能驱动力。#资源手册#功能#上传
尽管复合材料在航空航天和汽车等高性能终端市场的使用经常引起业界的广泛关注,但事实上,大多数复合材料的消耗都用于非高性能部件。工业终端市场就属于此类,其材料性能通常强调耐腐蚀、耐候性和耐用性。
耐用性是SABIC(位于沙特阿拉伯利雅得)的目标之一,该工厂位于荷兰卑尔根的OP Zoom制造工厂。该工厂于1987年开始运营,在高温下处理氯、强酸和碱。这是一个高度腐蚀的环境,钢管可能在短短几个月内就会失效。为了确保最大程度的耐腐蚀性和可靠性,SABIC从一开始就选择了玻璃纤维增​​强塑料(GFRP)作为关键管道和设备。多年来材料和制造工艺的改进使复合材料部件的设计寿命延长至20年,因此无需频繁更换。
从一开始,Versteden BV(位于荷兰贝亨奥普佐姆)就使用了帝斯曼复合树脂公司(现隶属于美国田纳西州AOC公司和瑞士沙夫豪森公司)生产的树脂制成的GFRP管道、容器和组件。该工厂共安装了40至50公里长的复合管道,包括约3600段不同直径的管段。
根据零件的设计、尺寸和复杂程度,复合材料部件采用纤维缠绕或手工铺置法生产。典型的管道结构由厚度为1.0-12.5毫米的内部防腐层组成,以实现最佳的耐化学性。5-25毫米的结构层可提供机械强度;外涂层厚度约为0.5毫米,可保护工厂环境。内衬提供耐化学性并充当扩散屏障。该富含树脂的层由C玻璃面纱和E玻璃纤维垫制成。标准公称厚度在1.0至12.5毫米之间,最大玻璃/树脂比为30%(基于重量)。有时,腐蚀屏障会被热塑性内衬取代,以展示对特定材料的更高耐受性。内衬材料可能包括聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)和乙烯一氯三氟乙烯(ECTFE)。在此处阅读有关该项目的更多信息:“长距离耐腐蚀管道。”
复合材料的强度、刚度和轻质在制造领域本身正变得越来越有益。例如,CompoTech(捷克共和国苏希采)是一家提供复合材料设计和制造的综合服务公司。它致力于先进和混合纤维缠绕应用。它为Bilsing Automation(德国阿滕多恩)开发了一种碳纤维机械臂,可以移动500公斤的有效载荷。负载和现有的钢/铝工具重达1,000公斤,但最大的机器人来自KUKA Robotics(德国奥格斯堡),最多只能处理650公斤。全铝替代品仍然太重,产生的有效载荷/工具质量为700公斤。CFRP工具将总重量减轻到640公斤,使机器人的应用成为可能。
CompoTech 为 Bilsing 提供的 CFRP 组件之一是 T 形臂架(T 型臂),它是一种方形轮廓的 T 形梁。T 型臂架是自动化设备的常见组件,传统上由钢和/或铝制成。它用于将零件从一个制造步骤转移到另一个制造步骤(例如,从压力机转移到冲床)。T 型臂架机械连接到 T 型杆,臂架用于移动材料或未完成的零件。制造和设计方面的最新进展提高了 CFRP T 型钢琴在关键功能特性方面的性能,其中主要包括振动、挠度和变形。
这种设计减少了工业机械的振动、挠度和变形,并有助于提高部件本身以及与其配合工作的机械的性能。点击此处了解更多关于CompoTech动臂的信息:“复合材料T型动臂可以加速工业自动化。”
COVID-19 疫情激发了一些基于复合材料的有趣解决方案,旨在应对该疾病带来的挑战。Imagine Fiberglass Products Inc.(加拿大安大略省基奇纳市)的灵感来源于布莱根妇女医院(美国马萨诸塞州波士顿市)今年早些时候设计和建造的聚碳酸酯和铝制 COVID-19 检测站。Imagine Fiberglass Products Inc.(加拿大安大略省基奇纳市)则使用玻璃纤维增​​强复合材料开发了自己的轻量化版本。
该公司的IsoBooth基于哈佛医学院研究人员最初开发的设计,允许临床医生站在与患者隔离的室内,并从佩戴手套的外部手部进行拭子检测。检测室前的架子或定制托盘配备了检测试剂盒、耗材以及一个消毒湿巾盒,用于在患者之间清洁手套和防护罩。
Imagine Fiberglass 的设计将三块透明聚碳酸酯观察面板与三块彩色玻璃纤维粗纱/聚酯纤维面板连接起来。这些纤维面板在需要额外刚性的地方采用聚丙烯蜂窝芯增强。复合面板采用模压成型,并在外部涂有白色凝胶涂层。聚碳酸酯面板和臂端口采用 Imagine Fiberglass 数控铣床加工而成;唯一非内部生产的部件是手套。该测试台重约 90 磅,两人即可轻松搬运,深度为 33 英寸,适用于大多数标准商用门。有关此应用的更多信息,请访问:“玻璃纤维复合材料助力打造更轻量化的 COVID-19 测试台设计”。
欢迎来到在线 SourceBook,它是 CompositesWorld 每年出版的 SourceBook《复合材料行业买家指南》的对应书籍。
复合材料技术开发公司首个V型商用储罐,预示着纤维缠绕技术在压缩气体储存领域的应用将迎来新的发展机遇。


发布时间:2021年4月19日