Science and Technology,
Bahan komposit
Posted by ozenk potgieter
Mungkin kelas yang paling akrab material komposit komposit polimer. Ini adalah kelas dari plastik yang diperkuat serat yang digunakan untuk memperkuat matriks polimer tertentu. Fenolik laminasi terbuat dari resin fenol formaldehid dan kertas dikembangkan sekitar tahun 1912, menemukan penggunaan sebagai bahan isolasi listrik. Kaca serat yang paling umum digunakan untuk memperkuat matriks polimer, membentuk serat kaca atau kaca yang diperkuat plastik. Bahan kekuatan lain yang lebih mahal dan lebih tinggi seperti karbon dan, baru-baru ini, serat aramid, digunakan dalam aplikasi canggih seperti komponen pesawat. Polyester, vinyl ester dan epoxy resin adalah resin termoset yang paling umum digunakan untuk pembentukan matriks polimer. (polyether ether ketone) juga dapat dipilih sebagai resin untuk aplikasi di mana biaya kurang dari masalah, seperti di aplikasi ruang angkasa.
Resin lain, termasuk fenolik, silikon, dan poliuretan dapat digunakan untuk fungsi tertentu. Perancang dapat mengubah sifat ketahanan kimia, kemampuan layanan suhu, tahan cuaca, sifat listrik, tahan api dan sifat perekat dengan memilih jenis yang tepat dari resin. Serat untuk memperkuat dapat diperoleh dalam berbagai format yang berbeda. Mereka dapat tenunan atau multiaksial, kontinyu atau cincang (untuk memberikan bentuk acak). Atau mereka dapat variasi atau kombinasi dari semua jenis. Dengan memilih orientasi yang tepat serat lay-up, adalah mungkin untuk desain dalam berbagai sifat yang berhubungan dengan kekuatan fisik dari komposit utama. Material komposit yang sering apa yang kita sebut komposit berlapis adalah mereka yang terdiri dari lapisan serat, diberikan sebagai lapisan atau lamina. Sebuah lapis tunggal terdiri dari serat berorientasi pada satu arah (searah) atau dalam dua arah (bidirectional), misalnya, dalam sebuah kain tenun. Lapisan serat acak juga digunakan. Ini diberikan sebagai prepregs'',''yang berarti bahwa mereka siap sebelum dibentuk dengan menggunakan pengikat termoplastik yang diterapkan untuk penguatan dan kemudian pemanasan penguatan. Hal ini melembutkan pengikat, yang kemudian dapat dibentuk menjadi bentuk yang diinginkan dalam operasi terpisah. Suatu bentuk spesialis produksi komposit melibatkan filamen berkelok-kelok pada mandrel yang sebelum cetakan, menghasilkan kekuatan tinggi batang.
Polimer terbagi dalam dua kelas dan plastik termoplastik termoseting, atau termoset. Termoplastik termasuk plastik akrilik akrab seperti polietilen (polymethyl methacrylate),, akrilik, polypropylene, dan polystyrene. Mereka dapat dipanaskan dan dibentuk, kemudian remelted dan direformasi menjadi bentuk baru. Material komposit yang biasanya dibuat dengan resin termoset. Ini mulai sebagai polimer cair. Setelah proses cross-linking, yang mereka mengalami pada pemanasan, polimer cair yang berubah selama proses pencetakan menjadi bentuk padat ireversibel. Oleh karena itu bahan komposit memiliki sifat unggul untuk termoplastik karena mereka memiliki panas yang lebih baik dan ketahanan kimia, sifat fisik yang disempurnakan, dan lebih ketahanan struktural.
Pengembangan bahan komposit yang memiliki berbagai sifat yang menguntungkan telah menginspirasi berbagai kegunaan baru di bidang mulai dari penggunaan global, seperti di ruang angkasa, transportasi (baik melalui jalan darat dan laut), dan aplikasi bangunan, serta produk domestik yang tinggi teknologi peralatan olahraga, barang listrik dan peralatan kantor. Komposit memiliki berbagai keuntungan termasuk kekuatan tinggi, ringan, dan beberapa ketahanan suhu. Kekuatan yang tinggi mereka telah memungkinkan desain material komposit yang memenuhi kebutuhan perpajakan fungsi tertentu, misalnya hidung pesawat kerucut, yang membutuhkan kekuatan dampak tinggi. Berbagai resin dan bala bantuan (dari acak untuk tenunan) dapat digunakan untuk memenuhi sifat fisik dan mekanik yang tepat diperlukan untuk struktur tertentu.
Bobot yang ringan komposit bersama-sama dengan sifat kekuatan yang tinggi dapat dirancang untuk memenuhi spesifikasi yang sangat menuntut, misalnya di Formula Satu mobil balap atau dalam menggunakan ruang angkasa. Komposit dapat digunakan untuk menghasilkan struktur rasio tertinggi kekuatan-ke-berat dikenal, seperti misalnya ketika serat aramid yang tertanam dalam matriks epoksi. Karena ini kekuatan-ke-berat rasio tinggi, ini memberikan kontribusi penghematan berat komposit yang sangat besar untuk struktur aerospace pertimbangan penting ketika lebih berat berarti menggunakan bahan bakar lebih. Keuntungan lain dari bahan-bahan komposit adalah perlawanan tinggi terhadap korosi dan kelelahan. Material komposit yang lebih rumit yang dikenal sebagai hibrida komposit telah dikembangkan. Ini terbentuk dengan menambahkan bahan lain seperti kaca atau serat aramid pada serat karbon asli dan epoxy matriks. Bahan-bahan tambahan meningkatkan sifat mekanik seperti ketahanan dampak dan ketangguhan patah. Kaca-plastik yang diperkuat dapat memperoleh kekakuan ditingkatkan dengan menambahkan karbon dan epoxy untuk matriks. Sementara sebagian komposit teknik modern yang dibuat dari matriks resin termoseting diperkuat dengan serat, beberapa resin termoplastik maju juga dapat digunakan. Komposit lainnya, dalam komposit fenolik khususnya, telah bala pengisi, yang mungkin mineral atau berserat, atau campuran dari keduanya. Sarang busa dan juga dapat dimanfaatkan sebagai bala bantuan seluler untuk melimpahkan kekakuan bersama-sama dengan berat sangat ringan. Sebuah contoh dari komposit polimer yang digunakan dalam baling-baling dari helikopter Westland EH101. Kerugian hanya dari jenis penguatan, terpisah dari biaya tinggi, adalah bahwa jika permukaan rusak dan sarang lebah menjadi basah, mungkin kehilangan sifat mekanik. Bahan plastik komposit dibuat dengan menggunakan berbagai proses. Proses asli adalah hand lay-up proses, yang dapat lambat, memakan waktu dan mahal. Metode produksi baru termasuk pultrusion, infus vakum, cetakan resin transfer (RTM), senyawa lembar pencetakan (SMC), suhu rendah prepregs menyembuhkan dan tekanan rendah senyawa molding. Metode ini digunakan di daerah teknologi tinggi seperti aerospace, dan RTM khususnya tampak seolah-olah berkembang menjadi nilai yang sangat baik untuk proses uang. Memilih komposit untuk aplikasi tertentu secara langsung dalam beberapa kasus, tetapi di lain, pilihan mereka akan bergantung pada parameter seperti kehidupan pelayanan, menjalankan produksi, kompleksitas dari cetakan, penghematan biaya dalam kumpulan, dan pada pengalaman dan keterampilan desainer dalam memanfaatkan potensi utama komposit. Kadang-kadang yang terbaik adalah menggunakan komposit bersama dengan bahan yang lebih tradisional.
Pengembangan polimer komposit telah mendorong maju oleh kebutuhan industri kedirgantaraan, tetapi telah merevolusi desain furnitur, yang memungkinkan desain bentuk-bentuk organik, serta desain kapal, dan peralatan olahraga di mana, seperti misalnya dalam kasus raket tenis dan mobil balap, kinerja mereka secara radikal telah melebihi harapan.
0 komentar
Readers Comments
please leave a message, criticisms and comments to articles on this blog as motivation to improve my blog, to be better than this. and thank you for your visit.