به عنوان یک ماده کامپوزیت با عملکرد بالا، پلاستیک تقویت شده با فیبرگلاس (FRP) به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد خود در اقتصاد ملی توجه گسترده ای را به خود جلب کرده است.استفاده از برنامه های کاربردی مربوط به FRP به عنوان مثال,دویدنبه طور سیستماتیک شش مزیت فنی اصلی و سناریوهای کاربرد صنعتی این ماده را تجزیه و تحلیل خواهد کرد.
- وزن سبک و قدرت بالا: وقتی به تیغه های هواپیماها و توربین های بادی نگاه می کنید، مواد کامپوزیت درک شما را به چالش می کشد.
مواد FRP دارای یک تراکم از 1.4-2.0 g/cm3 هستند که به کاهش وزن 60-80٪ در مقایسه با مواد فلزی سنتی منجر می شوند.
به عنوان مثال بخش هواپیمایی را در نظر بگیرید. بدن هلیکوپتر نجات از مواد ترکیبی مانند فیبر کربن، فیبر شیشه و رزین ساخته شده است.هر تیغه پروپلر 5 متر طول دارد و 40 کیلوگرم وزن دارد. روتور اصلی چهار تیغه دارد، با سرعت 380 دور در دقیقه می چرخد و می تواند به نیروی کششی 20 تن مقاومت کند. آیا می دانید که از چه مواد ساخته شده اند؟تیغه های پروپلر نیز از مواد کامپوزیت مانند فیبر کربن ساخته شده اند، فیبر شیشه ای و رزین ، پر از فوم سفت. آنها سبک وزن ، قوی هستند و ویژگی های خستگی فلز را ندارند.مواد کامپوزیت 24 درصد از وزن جنگنده های برتر ایالات متحده را تشکیل می دهنددر حالی که در کشور من این درصد 27 درصد است. بوئینگ 787 تقریبا 50 درصد از وزن ساختار بدنه خود را مصرف می کند.برجسته ترین ویژگی بوئینگ ۷۸۷ دریملاینر بدنه و اجزای اصلی بال آن است، که به طور گسترده ای از مواد کامپوزیت سبک تر و قوی تر به جای آلیاژ های آلومینیوم هواپیما که در حال حاضر رایج است استفاده می کنند. این به طور قابل توجهی وزن هواپیما را کاهش می دهد، سوخت را صرفه جویی می کند،و دوستانه تر از محیط زیست استمواد کامپوزیت نیز نسبت به آلیاژ های آلومینیوم کمتر در معرض خستگی و خوردگی هستند، هزینه های تعمیر و نگهداری را کاهش می دهند و طول عمر هواپیما را به 50 سال افزایش می دهند.جایگزینی آلومینیوم هواپیما با مواد کامپوزیت اجازه می دهد تا پنجره های بزرگتر و بال های طولانی ترنسبت افزایش طول کشش باعث افزایش قدرت حمل می شود، که به طور طبیعی منجر به مصرف انرژی کمتر یا بهره وری سوخت بیشتر می شود.هواپیماهای بدون سرنشین با مقاومت طولانی با نسبت ابعاد 25 می توانند تا 40 ساعت پرواز کنند.
به عنوان مثال صنعت انرژی بادی را در نظر بگیرید. بیایید به تیغه های توربین بادی نگاه کنیم تا قدرت و عمر استفاده از فیبرگلاس را درک کنیم.تیغه های توربین بادی و گاسل ها از مواد کامپوزیت فیبرگلاس ساخته شده اندتا سال 2022، قطر چرخش تیغه های توربین بادی به 220 متر رسیده است، با تیغه های فردی بیش از 120 متر طول و وزن 50 تن شگفت انگیز.عمر طراحی شانه های توربین بادی و گوزل ها به طور کلی 20 سال استبسته به ماده، فرآیند و محیط عملیاتی، عمر پلاستیک های تقویت شده از فیبرگلاس به طور کلی ۱۰ تا ۵۰ سال است.
به نظر می رسد که تیغه های توربین بادی به آرامی در حال چرخش هستند، اما چیزی که شگفت انگیز است این است که نوک تیغه ها با سرعت قابل مقایسه با فولاد حرکت می کنند. آیا می توانید این را تصور کنید؟تیغه های توربین بادی در خشکی معمولا 90-100 متر طول دارند، در حالی که تیغه های توربین بادی دریایی 100-120 متر یا حتی طولانی تر هستند. تیغه های توربین بادی خشکی 10-20 بار در دقیقه چرخش می کنند، در حالی که تیغه های توربین بادی دریایی 10-15 بار در دقیقه چرخش می کنند.با فرض طول تیغه 120 متر و سرعت 15 چرخش در دقیقه، سرعت نوک 678 کيلومتر در ساعت ميشه تصور کرد؟
- مقاومت عالی در برابر خوردگی: نگاهی به قایق های لوکس
فیبرگلاس (FRP) عمدتاً از فیبر شیشه ای و رزین تشکیل شده است، که آن را در برابر خوردگی از اسید ها، قلیات، نمک ها، آب دریا، فاضلاب غیرمعالجه شده، خاک خوردنی یا آب های زیرزمینی مقاوم می کند.و مایعات شیمیایی زیادیبا انتخاب انواع مختلف رزین، محصولات FRP می توانند با مقاومت قوی در برابر خوردگی در برابر طیف گسترده ای از اسیدهای قوی، پایه ها و نمک ها تولید شوند.
برای درک مقاومت خارق العاده FRP در برابر خوردگی، قایق های لوکس را به عنوان مثال در نظر بگیرید. مقاومت به خوردگی، قدرت FRP است. قایق های موتور، قایق های مسابقه، قایق های ماهیگیری، قایق های لوکس،و حتی قایق های بادبانی هم عمدتا از FRP ساخته شده اند. وزن سبک ، قدرت بالا ، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت تعمیر و نگهداری آسان آن را به یک انتخاب محبوب تبدیل می کند. در فوریه 2021 ، Benetti S.p.A. ایتالیااعلام کرد فروش چهارمين يخت فوق لوکس کلاس 145 الماس. اين يخت 44 متري FRP حجم داخلي 456 تن ناخالص داره
FRP مزایای زیر را نسبت به مواد دیگر از نظر مقاومت در برابر خوردگی آب دریا دارد:
- بهتر از فولاد کربن و فولاد کم آلیاژ: فولاد کربن و فولاد کم آلیاژ در معرض خوردگی الکتروشیمی در آب دریا هستند.در حالی که FRP در برابر مواد خوردنی مانند یون های کلرید در آب دریا بسیار مقاوم است و از خوردگی الکتروشیمی رنج نمی برد.
- از برخی فولاد های ضد زنگ بهتر است**: اگرچه فولاد ضد زنگ در محیط های عمومی دریایی مقاومت خوردگی خوبی دارد،برخی از انواع فولاد ضد زنگ ممکن است در آب دریا که حاوی کلوراید است دچار خوردگی حفره و شکاف شوند.، در حالی که FRP مقاومت خوردگی پایدار تری را ارائه می دهد.
- بهتر از آلیاژ های آلومینیوم و مس: آلیاژ های آلومینیوم و مس نیز می توانند در آب دریا، به ویژه در شرایط الکترولیتی خاص، خوردگی کنند، در حالی که FRP در برابر طیف گسترده ای از رسانه های خوردگی مقاومت می کند.
- مقایسه با سایر مواد غیر فلزی
4.1 بهتر از چوب: چوب در آب دریا در برابر خوردگی و آسیب حشرات حساس است، در حالی که FRP در برابر این شرایط مصون است و عمر طولانی تری دارد.
4.2 بهتر از پلاستیک: برخی از مواد پلاستیکی مستعد پیری و تخریب در آب دریا هستند، در حالی که FRP مقاومت بهتر در برابر آب و هوا و پیری را ارائه می دهد و عملکرد پایدار را در طول زمان حفظ می کند.
- عملکرد عایق بندی عالی:قدرت دی الکتریک به 20 کیلو ولت / میلی متر می رسد، رسانایی حرارتی 0.2 W / (((m·K).
مواد FRP دارای مقاومت حجم > 1 × 1013Ω · cm است که با استاندارد عایق بندی IEC 60093 مطابقت دارد. در زمینه ارتباطات 5G، رادوم های FRP موج شفاف از دست دادن الکترومغناطیسی < 0 را به دست می آورند.5 دبیل در باند فرکانس 28 گیگاهرتزدر مهندسی برق، پشتیبانی های کابل FRP به طور گسترده ای در ایستگاه های فرعی ولتاژ فوق العاده داخلی استفاده شده است.
خواص عایق حرارتی این ماده امکان استفاده از آن را در طرح های عایق خارجی مخازن LNG با کاهش 30٪ ضخامت در مقایسه با راه حل های سنتی فراهم می کند.این یک ماده پیشرو برای پنل پنل کامیون های یخچال است.
- مزایا فرآیند قالب بندی:از فن آوری های مختلف قالب بندی مانند RTM و SMC پشتیبانی می کند.
از طریق فرآیندهایی مانند قالب بندی فشرده سازی و پیچ و تاب، FRP می تواند برای تولید اجزای پیچیده منحنی استفاده شود، با بزرگترین اندازه قالب تک قطعه بیش از 120 متر (برای تیغه های توربین بادی).
- مزایای هزینه چرخه عمر:40 درصد کاهش در کل هزینه های استفاده.
بر اساس مدل تجزیه و تحلیل LCC، در طول یک چرخه عمر 20 ساله، محصولات FRP:
- هزینه های نگهداری:به طور قابل توجهی در مقایسه با مواد فلزی کاهش یافته است (هیچ درمان ضد خوردگی مورد نیاز نیست) ، و حتی طول عمر طولانی تر است.
- هزینه های حمل و نقل:هزینه های حمل و نقل کمتر در هر واحد وزن (وزن سبک)
- هزینه های نصب:نصب ماژولار بهره وری بالای نصب را ارائه می دهد.
- تنوع درمان سطح:به شعر و فاصله ی ماشین های مجاور نگاه کنید
محصولات FRP می توانند سطح کلاس A را با تفاوت رنگ ΔE < 1.5 (استانداردی CIE LAB) از طریق یک لایه پوشش ژل به دست آورند.و پشتیبانی از درجه حرارت آتش بالا (پذیرفتن ASTM E84 کلاس A حفاظت از آتش)محصولات مانند:دویدنپانل های فلک فلک معماری، پانل های کیس (پانل های الگویی) و پانل های سنگ شن ارائه می دهند استایل و قابلیت های قالب بندی برجسته، که بیان با کیفیت بالا و شیک را امکان پذیر می کند. به عنوان مثال،پنل های فیبرگلاس همچنان انتخاب اصلی برای پنل های بدن RV و تزئینات داخلی هستند.
برای اطلاعات بیشتر در مورد مزایای پنل های فیبرگلاس برای RV ها.
لطفا با ما از طریق ایمیل تماس بگیرید:skyseafly@runsing.com
ایمیل:مارلون وونگ@رنسینگ
