Zastosowania włókna szklanego

Dowiedz się o wielu zastosowaniach kompozytów z włókna szklanego

Heidi van der Westhuizen/E+/Getty Images

Zastosowanie włókna szklanego rozpoczęło się podczas II wojny światowej . Żywica poliestrowa została wynaleziona w 1935 roku. Jej potencjał został dostrzeżony, ale znalezienie odpowiedniego materiału wzmacniającego okazało się nieuchwytne – próbowano nawet liści palmowych. Następnie włókna szklane, które zostały wynalezione na początku lat trzydziestych przez Russel Games Slaytor i użyte do izolacji domu z wełny szklanej, zostały z powodzeniem połączone z żywicą, aby uzyskać trwały kompozyt. Chociaż nie był to pierwszy nowoczesny materiał kompozytowy (pierwszy był bakelit – żywica fenolowa wzmocniona tkaniną), tworzywo sztuczne wzmocnione włóknem szklanym („GRP”) szybko stało się przemysłem ogólnoświatowym.

Na początku lat 40. produkowano laminaty z włókna szklanego. Pierwsze użycie amatorskie – budowa małej pontonu miała miejsce w Ohio w 1942 roku.

Użycie włókna szklanego we wczesnych latach wojny

Jako nowa technologia wielkość produkcji żywicy i szkła była stosunkowo niewielka, a jako kompozyt, jego właściwości inżynieryjne nie były dobrze poznane. Niemniej jednak jego przewaga nad innymi materiałami, do konkretnych zastosowań, była oczywista. Trudności w dostawach metali w czasie wojny koncentrowały się na GRP jako alternatywie.

Początkowe zastosowania to ochrona sprzętu radarowego (Radomes) oraz prowadzenie np. gondoli silników lotniczych. W 1945 roku materiał został wykorzystany na poszycie kadłuba rufowego amerykańskiego trenera Vultee B-15. Jego pierwsze użycie włókno szklane w głównej konstrukcji płatowca był taki jak Spitfire w Anglii, chociaż nigdy nie wszedł do produkcji.

Nowoczesne zastosowania

Prawie 2 mln ton rocznie nienasycona żywica poliestrowa („UPR”) komponenty są produkowane na całym świecie, a ich szerokie zastosowanie opiera się na kilku cechach oprócz stosunkowo niskiego kosztu:

• niska technologia produkcji
• trwałość
• wysoka tolerancja na zginanie
• umiarkowany/wysoki stosunek wytrzymałości do wagi
• odporność na korozję
• odporność na uderzenia

Lotnictwo i Kosmonautyka

GRP jest szeroko stosowany w lotnictwie i kosmonautyce chociaż nie jest powszechnie stosowany do budowy głównych płatowców, ponieważ istnieją alternatywne materiały, które lepiej pasują do zastosowań. Typowe zastosowania GRP to osłony silnika, bagażniki, obudowy przyrządów, przegrody, kanały, pojemniki do przechowywania i obudowy anten. Jest również szeroko stosowany w sprzęcie do obsługi naziemnej.

Automobilowy

Dla tych, którzy kochają samochody , model Chevrolet Corvette z 1953 roku był pierwszym seryjnym samochodem z nadwoziem z włókna szklanego. Jako materiał na korpus, GRP nigdy nie odniósł sukcesu w porównaniu z metalem w przypadku dużych wolumenów produkcji.

Jednak włókno szklane ma dużą obecność na rynku części zamiennych, samochodów niestandardowych i zestawów samochodowych. Koszty oprzyrządowania są stosunkowo niskie w porównaniu z metalowymi zespołami pras i idealnie pasują do mniejszych rynków.

Łodzie i Marine

Od tamtego pierwszego pontonu w 1942 r. jest to obszar, w którym włókno szklane jest najważniejsze. Jego właściwości idealnie nadają się do budowy łodzi. Chociaż występowały problemy z wchłanianiem wody, nowoczesne żywice są bardziej sprężyste, a kompozyty nadal dominują w przemyśle morskim . W rzeczywistości bez GRP posiadanie łodzi nigdy nie osiągnęłoby takiego poziomu, jaki ma dzisiaj, ponieważ inne metody budowy są po prostu zbyt drogie w produkcji masowej i nie nadają się do automatyzacji.

Elektronika

GRP jest szeroko stosowany do produkcji płytek drukowanych (PCB) – prawdopodobnie jest teraz jeden w odległości sześciu stóp od ciebie. Telewizory, radia, komputery, telefony komórkowe – GRP spaja nasz elektroniczny świat.

Dom

Prawie każdy dom ma gdzieś GRP – czy to w wannie, czy w brodziku. Inne zastosowania obejmują meble i wanny spa.

Wypoczynek

Jak myślisz, ile GRP jest w Disneylandzie? Samochody na przejażdżkach, wieże, zamki – wiele z nich bazuje na włóknach szklanych. Nawet lokalny park rozrywki prawdopodobnie ma zjeżdżalnie wykonane z kompozytu. A potem klub zdrowia – czy kiedykolwiek siedzisz w jacuzzi? To prawdopodobnie również GRP.

Medyczny

Ze względu na niską porowatość, nieplamienie i wytrzymałe wykończenie, GRP idealnie nadaje się do zastosowań medycznych, od obudów instrumentów po łóżka rentgenowskie (gdzie ważna jest przezroczystość promieniowania rentgenowskiego).

Projektowanie

Większość ludzi, którzy zajmują się projektami DIY, używała kiedyś włókna szklanego. Jest łatwo dostępny w sklepach ze sprzętem, łatwy w użyciu (przy zachowaniu kilku środków ostrożności) i może zapewnić naprawdę praktyczne i profesjonalnie wyglądające wykończenie.

Energia wiatrowa

Budowa 100-stopowych łopat turbiny wiatrowej jest głównym obszarem wzrostu tego wszechstronnego kompozytu, a ponieważ energia wiatru jest ogromnym czynnikiem w równaniu dostaw energii, jego wykorzystanie z pewnością będzie rosło.

Streszczenie

GRP otacza nas wszędzie, a jego unikalne właściwości sprawią, że przez wiele lat pozostanie jednym z najbardziej wszechstronnych i łatwych w użyciu kompozytów.