کامپوزیت (Composites) چیست؟
کامپوزیت چیست؟ و چه کاربردی دارد؟ در حالت کلی کامپوزیت از ترکیب دو یا چند ماده تشکیل شده که به هم آمیخته اند، اما در یکدیگر قابل حل نیستند. امروزه از کامپوزیت در زمینه های مختلف استفاده می شود. این ماده همگن از دو جزء اصلی تشکیل شده که شامل: زمینه و تقویت کننده است. جزء پایه همان زمینه و جزئی که به زمینه کامپوزیت اضافه می شود همان تقویت کننده می باشد. معمولاً ذرات تقویت کننده در زمینه قرار می گیرند؛ به همین دلیل مقاوم تر از زمینه هستند.
کامپوزیت ها به سه دسته زمینه فلزی، زمینه پلیمری و زمینه سرامیکی تقسیم شده اند. به عبارت دیگر کامپوزیت ها ماده مرکبی هستند که در ساخت آنها از اجزای متغیر استفاده شده است. کامپوزیت ماده ای بسیار مقاوم است که خاصیتی ضد زنگ دارد؛ به همین دلیل در طراحی و ساخت دستگاه های مختلف از جمله پکیج های گرمایشی از کامپوزیت استفاده می شود. هدف این مقاله، بررسی مزیت ها و دلایل استفاده از کامپوزیت در تجهیزات صنعتی می باشد.
با مزایای کامپوزیت آشنا شوید!
سبک وزن
کامپوزیت ها از سایر فلزات سبک تر هستند؛ به همین دلیل از آنها در ساخت دستگاه ها و صنایع مختلف از جمله صنایع اتومبیل سازی و حتی هواپیماسازی نیز استفاده شود. وزن کمتر دستگاه ها در مصرف بهینه سوخت نیز موثر است. کامپوزیت ها را می توان بگونه ای تولید کرد که در عین مقاوم بودن، سبک هم باشد؛ این در حالیست که استیل در عین مستحکم بودن، سنگین وزن است.
استحکام
کامپوزیت هایی که پایه آنها پلیمری است را می توان با سطح مقاومتی بالا (بیش از استیل و آلومینیوم) طراحی کرد. کامپوزیت ها طوری ساخته می شوند که در جهت دلخواه و خاص از خود مقاومت نشان دهند؛ این در حالیست که فلزات معمولاً از خود استحکام یکسان نشان می دهند. کامپوزیت در برابر آسیب های ناشی از شرایط جوی و مواد شیمیایی مقاوم بوده و دچار خوردگی نمی گردد؛ بنابراین می توان از آن در مکان هایی که با مواد شیمیایی در ارتباطند نیز استفاده کرد.
تولید این ماده در طرح های مختلف
کامپوزیت های پلیمری در قالب گیری و ساخت قطعات پیچیده، بیشتر از فلزات و استیل بکار می روند. همین عامل سبب شده طراحان، آنها را در ضخامت، اشکال و طرح های مختلف تولید کنند. گروه صنعتی هیمورا نیز در ساخت پکیج های گرمایشی خود از جمله انواع پکیج های دوگانه سوز زمینی، سه گانه سوز زمینی و پکیج های استخری از کامپوزیت با سطح ضخامت مختلف استفاده کرده است (متناسب با ظرفیتی که دارند). امکان استفاده از کامپوزیت، کنار الیاف دیگر نیز وجود دارد؛ برای مثال در طراحی قایق ها می توان کامپوزیت را همراه با الیاف شیشه بکار برد تا کارایی بیشتری داشته باشد. از سوی دیگر کامپوزیت ها را می توان مشابه هر بافتی (صیقلی، زیر، خشن و …) تولید کرد.
اما منظور از حفاظتی بودن کامپوزیت چیست؟
کامپوزیت هایی که بر پایه پلیمری طراحی شده اند از قابلیت جذب ضربه برخوردارند؛ به همین دلیل در برابر ضربات ناگهانی از جمله انفجار و گلوله مقاومند. از این نوع کامپوزیت می توان در تولید پنل های ضدگلوله، دیوارهای حفاظتی و جلیقه استفاده کرد و نیز در ساخت هواپیما، خودروها و ساختمان ها نیز بکار می رود. کامپوزیت ها نسبت به تیتانیوم و فولاد مستحکم تر هستند؛ بگونه ای که نوع فایبر گلاس آنها در برابر ضربات مقاومت بسیار بالایی از خود نشان می دهند.
یکپارچه
قطعه ای که با مواد کامپوزیت طراحی شده، می تواند بجای چندین قطعه سر هم شده فلزی استفاده شود. این امر سبب یکپارچگی تجهیزاتی می شود که در آنها از کامپوزیت استفاده شده است. از سوی دیگر کم کردن قطعات کاربردی در تولید دستگاه ها، سبب می شود در طول سال هایی که مورد استفاده قرار می گیرند، به تعمیر و نگهداری کمتری نیاز داشته باشند.
پایداری ابعادی
ماشین آلاتی که با کامپوزیت های پلیمری طراحی شده اند با گرم یا سرد شدن یا خشک و تر شدن، اندازه و شکل اولیه خود را حفظ نموده و ثابت می مانند. این در حالیست که برخی فلزات از این خاصیت برخوردار نیستند و در مقابل آب، رطوبت و شرایط دیگر متورم شده و حجم شکلشان تغییر می کند.
نارسانایی
کامپوزیت های پلیمری از نوع نارسانا بوده و الکتریسیته از آنها عبور نمی کند؛ به همین دلیل در مواردی می توان از آنها در تیرهای انتقال برق و بردهای الکترونیکی استفاده کرد.
هدف از ساخت تجهیزات صنعتی با کامپوزیت چیست؟
- کامپوزیت ها از سطح مقاومت بالایی برخوردارند و طول عمر دستگاه ها را افزایش می دهند.
- کامپوزیت ها سبک وزن هستند؛ لذا امکان جابجایی تجهیزات صنعتی را راحت تر کرده اند. از سوی دیگر سبک وزن بودن آنها در کاهش هزینه ها نیز موثر است.
- این مواد تشکیل شده از چندین عنصر، در طرح ها و انواع مختلف تولید می شوند و می توان آنها را در دستگاه ها به صورت رنگی استفاده کرد تا ساختار جالبی داشته باشند. از سوی دیگر کامپوزیت ها قابلیت انعطاف و شکل پذیری نسبتاً خوبی دارند و می توان آنها را در اشکال مختلف طراحی کرد.
- استفاده از کامپوزیت در تجهیزات صنعتی، مقاومت آنها را در برابر رطوبت، حرارت و ضربات احتمالی افزایش می دهد.
در ساخت کدام دستگاه های هیمورا از این ماده استفاده شده است؟
هیمورا علاوه بر پکیج های گرمایشی خود در ساخت بدنه یخ خرد کن 300 لیتر و 500 لیتر نیز از کامپوزیت استفاده کرده که شما جهت آشنایی با یخ خرد کن های بدنه کامپوزیتی می توانید به این لینک مراجعه کنید.
خلاصه متن
با توجه به مطالبی ارائه شده، کامپوزیت با ترکیب دو یا چند ماده آمیخته به هم تشکیل می شود که به سه دسته زمینه فلزی، زمینه سرامیکی و زمینه پلیمری تقسیم شده است. از آنجایی که کامپوزیت ها مقاومت بالایی در برابر خوردگی و ضربات احتمالی دارند و نیز بسیار سبک وزن هستند، در ساخت بیشتر تجهیزات صنعتی از آنها استفاده می شود. از کامپوزیت در تولید تجهیزاتی نظیر پکیج های زمینی دوگانه سوز و سه گانه سوز، برخی یخ خرد کن ها، خودروها و حتی هواپیماها و … استفاده می شود. کامپوزیت ها از قابلیت شکل پذیری و انعطاف پذیری خوبی برخوردارند و می توان آنها را در اشکال متعدد نیز تولید کرد.