Композитные материалы (КМ) – это «супер-вещества», которые получают соединением двух и более компонентов. Компоненты в существенной степени отличаются друг от друга по своим свойствам. Сочетание их приводит к тому, что образуются новые материалы с уникальными свойствами, отличными от исходного сырья. То есть это суперновые материалы, вобравшие в себе, все лучшее от родителей.
Композит — это часто используемое сокращение от фразы «композитный материал». Вся прелесть подхода заключается в том, что можно взять достоинства одного материала, объединить с достоинствами другого материала, и изготовить изделие, наделенное преимуществами и одного, и другого материалов сразу. Остается только лишь понять, как объединить разнородные материалы в единое целое, чтобы они не разваливались на ходу. Ведь часто требуется соединить принципиально разные материалы, которые по определению не могут работать совместно и не совместимы на химическом уровне.
Классический композитный материал изготавливается из совершенно разных компонентов и объединить можно материалы с диаметрально противоположными свойствами. Например, если мы имеем хрупкий материал, то объединив его с материалом упругим, мы можем получить сразу несуществующий ранее образец с феноменальными свойствами. Упругий материал можно вплавить в виде сетки в толщу основного материала и тем самым армировать эту конструкцию. В итоге мы сохраним высокую твердость хрупкого материала и получим рост пластичности композита.
Объединять можно самые разные группы материалов. Органические и неорганические, металлы и неметаллы, полимеры и мономеры, полимеры и воздух, и все возможные и невозможные сочетания, которые сложно даже себе представить. Этих материалов не обязательно должно быть два. В общей конструкции можно объединить сразу множество материалов, если получится сделать это физически.
Ярким примеров композита является железобетон, из которого сейчас активно строят жилые дома. Относительно хрупкий бетон армируется стальной арматурой, что повышает устойчивость к динамическим нагружениям и уменьшает хрупкость. Но это далеко не единственный пример. Так, впрессовывая в керамику на уровне подготовки керамического материала к спеканию, металлическую сетку, мы можем почти в два раза увеличить упругость хрупкого керамического образца. Ну и ещё один экстравагантный пример — использование в качестве второго компонента воздуха. Воздух, заключенный в порах некоторого пористого материала, тоже делает его композитным. Такие материалы могут иметь, например, низкую теплопроводность при малом весе.
Компоненты композитных материалов
Композитные соединения состоят из двух основных частей. Первая – это матрица, вторая – это наполнитель. Новые композитные вещества превосходят привычно используемые материалы по прочностным, механическим характеристиками и выгодно отличаются по массе, имея легкий вес.
Для примера композитных материалов можно привести клееную фанеру.
По своей структуре композитные материалы можно разделить на несколько групп:
Волокнистые.
Дисперсноупрочненные.
Упрочненные частицами.
Нанокомпозиты.
Волокнистые композиты – это материалы, улучшение свойств которых производится волокнами или нитевидными кристаллами. Например, кирпич с соломой. Незначительное введение добавки наполнителя приводит к появлению новых, уникальных свойств.
А, к примеру, добавка электропроводящих волокон придает материалу новое свойство – проводить электрический ток.
Если композитный материал имеет слоистую структуру, то в нем матрица и наполнитель располагаются слоями. Примером можно привести стекло, покрытое слоями полимерных пленок.
Другие представители композитных материалов имеют структуру, которая представлена матрицей и наполненными ее частицами, отличающимися по размерам.
упрочненные материалы имеют 20-25% частиц, размер которых составляет более 1 мкм,
дисперсноупрочненные – 1-15% частиц, размер которых составляет 0,01-0,1 мкм.
нанокомпозитные же материалы, имеют частицы, размер которых составляет – 10-100 нм.
Полимерные композитные материалы
Полимерные композитные материалы (ПКМ), имеют в качестве своей базы полимерную основу-матрицу. Это самый многочисленный вид КМ. Их применение позволило значительно снизить вес и улучшить эксплуатационные характеристики многих вещей. Так, к примеру, применение ПКМ при изготовлении искусственного спутника земли привело к снижению его веса, а облегчение на 1 кг дает экономию в 1000 долларов.
Стеклопластики
Полимерные композиты, армирование которых проводят стеклянными волокнами. Данные волокна получают формированием при нагревании неорганического стекла. В качестве матрицы выступают фенольные, эпоксидные смолы или термопластичные полимеры.
Материалы характеризуются: прозрачностью к радиоволнам, прочностью и электроизоляцией, низкой теплопроводностью.
Стеклопластики – это дешевый и доступный материал, его применяют в приборостроении, судостроении, строительстве, при изготовлении спортивных товаров.
Углепластики
В данных КПМ наполнителями служат углеродсодержащие волокна, которые «добывают» из натуральных или искусственно созданных волокон.
Матрицей также служит термореактивный или термопластичный полимер.
Преимущества: низкая плотность, высокий коэффициент упругости, они легкие по массе, но в тоже время очень прочные, хорошо проводят электрический ток.
Применяются в авио-, машино- и ракетостроении, а также при производстве космической техники, спортивных товаров, медицинских протезов.
Боропластики
Матрица – термореактивный полимер.
Наполнитель – борные волокна, борные жгуты.
Борные волокна имеют большую прочность при сжатии, чем волокна других материалов. Поэтому и получаемые с их использованием материалы обладают отличными прочностными, износостойкими характеристиками, а также характеризуются инертностью к агрессивным средам. Но в тоже время, им свойственна хрупкость, что вводит определенные ограничения на использование.
Есть у данных ПКМ еще один минус – высокая цена, по данной причине область их использования достаточно узкая. Применяются главным образом только при изготовлении деталей, которые используются при высокой нагрузке и требует высокой надежности.
Органопластики
Основа – преимущественно используют эпоксидные, полимерные, фенольные смолы.
Наполнитель – искусственные или натуральные волокна. Волокна используются в виде нитей или жгутов, а также «полотен» — ткани, бумаги. Объем наполнителя составляет 40-70%.
Отличаются низкой плотностью, легкостью. Имеют высокую прочность. Отличное сопротивление к ударам, а также устойчивость к динамическому воздействию, нагрузкам. Но при всем при этом их прочность при изгибе и сжатии мала.
Применяются при машино-, авио-, судостроении, космической и авиационной технике, производстве спорт инвентаря и радиоэлектроники.
Полимеры наполненные порошками
В наше время применяют дешевые наполнители, такие как каолин, для термопластичной/термополимерной матрицы. Данные соединения используют для изготовления электроизоляционных материалов, труб. Сажу применяют для наполнения при изготовлении резин.
Текстолиты
Это полимерные материалы, имеющие слоистую структуру и применяемые для изготовления, например кухонных поверхностей, в качестве армирующего элемента используют ткани.
Виды композитных материалов
По структурному строению композитные материалы бывают волокнистыми, дисперсно-упрочненными, частично-упрочненными (не путать с частичным упрочнением, упоминаемым в смысле некоторого улучшения параметров состава) и нанометрическими.
Примеры композитных материалов.
Гербовая бумага для денег и документов, содержащая синтетические волоски, повышающие прочность на разрыв и истираемость. А также они являются одним из многочисленных индикаторов на наличие подделки билета.
Кирпичи из глины, в которую включена солома. Саманный кирпич обретает некоторую стойкость к растрескиванию.
Эпоксидный клей с металлическим или древесным порошком. Последний вводится в состав в целях экономии эпоксидной смолы.
Карбон, ломающийся при разнонаправленных ударах. Не растрескивается он лишь при ударах и вибрации, совпадающих по вектору их воздействия с направлением, по которому движется велосипедист. Если плашмя ударить карбоновой рамой велосипеда по любому предмету, например, о бетонный столб, то углепластик разлетится на осколки.
Триплекс – слои стекла на лобовом и заднем визорах автомобиля, скреплённые слоями целлулоида. При аварии исключено разлетание большого количества клиновидных осколков, зачастую заканчивающееся потерей зрения водителя, попавшего в ДТП.
Слои закалённого стекла разбиваются на мелкое кубическое крошево с притупленными краями, при этом большая часть осколков удерживается слоями пластика от разлёта во все стороны.
Так, бронестекло для полицейских и военных машин изготавливается из трёх и более слоёв закалённого стекла – его можно пробить лишь бронебойными пулями или снарядами. Бронированное стекло относится к слоисто-композитным материалам. Разнообразие имеющихся на сегодня разработок делит композитный материал на десятки видов и разновидностей, каждый из которых пользуется немалым спросом на рынке строительных и ремонтных услуг.
Так, существуют зеркальный, пломбировочный, кварцевый и другие композитные материалы, рассчитанные на конкретные сферы применения. Характеристики каждого из этих видов отличаются друг от друга. Например, нано- и микрокомпозиты, не содержащие полимеров, не горят. Они обугливаются лишь при нагревании не менее чем до сотен градусов по Цельсию, что упрощает их применение при несвойственных для комнатных условий температурах.
Композитные материалы изготавливаются по следующей схеме. Вначале наносится матричный компонент на армирующие волокна, затем с помощью прессующей формы формируются ленты упрочняющего ингредиента и самой матрицы. Получившийся материал выпрессовывается, спекается, на него наносится добавочное покрытие на волокна. Далее образовавшийся вторичный материал (очередная стадия) отправляется на повторное прессование, проходит стадию нанесения матрицы в виде напыления при помощи плазмы. Третье прессование – обжатие – является заключительной стадией. Таким образом, обжатие (прессование) осуществляется не менее трёх раз.
Натуральные
Натуральные композитные материалы отличаются лёгким весом, немалой прочностью и ультрасовременным исполнением. Они применяются главным образом для летательных аппаратов, включая самолёты и ракеты. Несложные композиты созданы уже самой природой, например, годичные кольца древесины, кора. Натуральные композитные материалы, созданные человеком, – кирпич из глины, в которой содержится песок, цементно-песчаные блоки с добавлением древесных опилок и другие.
Современные
Более современные, появившиеся значительно позже стройматериалы содержат в качестве основной субстанции металл, керамику и/или полимер. Классификация этих материалов учитывает и неметаллические добавки, к примеру, древесную стружку или пыль. Усиленный пластиком деревянный композит, или композитная доска (и листовой материал, изготовленный из тех же ингредиентов), используется в производстве мебели и при организации настила на веранде либо террасе.
Древесина, измельчённая и смешанная с расплавленным до мягкого состояния полимером, применяется в качестве упрочнённого террасного покрытия, по которому можно ходить и даже передвигать мебель: доска или лист из деревопластика не сломается и не растрескается, будучи сплошным материалом.
Классические
Одним из классических композитных волокон признан фиберглас. Он представляет собой пластиковую ленту из композита, которая наклеивается на всевозможные поверхности. Эта матрица удерживает стекловолокнистые нити на их местах. Благодаря стеклянным нитям, спрессованным таким образом, обеспечивается прочность этого материала. Пластик изначально является мягким и гибким, а стекло обладает твёрдой и хрупкой структурой.
Объединив эти свойства, удаётся получить весьма гибкий и в то же время твёрдый материал, в котором пластик и стекло дополняют друг друга. Композит используется для изготовления кузовщины автомобилей и моторных лодок. Стеклянный композит не ржавеет и не окисляется.
Те же свойства присущи углепластику (карбону): в нём углеродные волокна соединены вместе. Распространённый пример – карбоновые рамы велосипедов.
Полимерные матричные
МДФ – коробчатый или сплошной профиль, в котором применяется не синтетическая смола или пластик, а исключительно смолы природного происхождения. Измельчённое в щепки и пыль дерево пропитывается этим веществом и проходит затем в печи стадии спекания и прессования. Распространённая продукция, произведённая из МДФ, – двери и ламинат высокого качества. При спекании и затвердевании смолы они полимеризуются – образуется натуральный полимер, в котором растворена древесная пыль (и распределены щепки).
Металлические матричные
Простейший пример – алюминиевый или магниевый сплав, усиленный углеволокном. Но алюминий может дополняться и карбидом кремния, а медно-никелевый состав – дополняться графеном, подвидом углеволокна. Композитные материалы с металломатрицей прочны, обладают приемлемой для решения большинства задач жёсткостью, износостойкие, устойчивы к окислению, обладают относительной лёгкостью по сравнению с цельнометаллическими изделиями.
Они являются дорогостоящими и трудно поддаются обработке. Из современных композитов изготавливают, к примеру, поршневые элементы для дизельных ДВС. Композитный сайдинг для фасада изготавливается из листового алюминия, между слоями которого залит пластик. Придать другой цвет такой отделке помогает окрашивание.
Керамические матричные
Вместо металла основным материалом в керамическом композите, как легко догадаться, выступила керамика. К примеру, в качестве этого элемента применяется борсодержащее стекло, изготовленное на основе силикатных включений. Оно служит как бы второстепенным матричным компонентом и армировано углеволокном или керамическими включениями, в роли которых применяют карбид кремния. Керамический композит позволяет, к примеру, справиться с ломкостью сплошной керамики, создавая характерное усиление для преодоления явления растрескивания при перегибе.
Карбидно-углепластиковый композит – одно из наиболее востребованных на рынке композитных материалов средство, позволяющее получить состав, опережающий углеволокно и композит по своим прочностным характеристикам и показателю надёжности заготовок, исполненных из такой субстанции. Применяется такой композит, например, в производстве деталей автомобильной системы торможения и сцепления.
Из-за высокотемпературной среды, в которой они работают, в качестве связывающего компонента не используется пластик – в противном случае материал, скажем, всё той же тормозной колодки быстро стёрся бы.
Композитные материалы будущего
Сегодня не прекращаются разработки более современных материалов, которые заменили бы те, что уже проникли на рынок, насчитывающий десятки тысяч видов изделий, изготовленных из них. Так, размеры армирующих волокон в нанотехнологиях в 1000 раз меньше более длинных их предшественников. Один из материалов будущего – углеродные нанотрубки, из которых изготавливаются, к примеру, хоккейные клюшки. В этом примере наноуглеродное волокно покрыто никель-кобальтовым композитным материалом. Эта клюшка почти втрое более прочная и на одну пятую более подвержена перегибам, при этом не растрескиваясь, чем аналогичное изделие, исполненное из стального сплава.
Дисперсно-упрочнённые композитные материалы относят к наноматериалам, в которых размер основных волокон в длину доведён до значения от 100 нм. Но в последние лет десять наночастицы сократились в длину до 10 нм – подобный подход применяется, к примеру, в полупроводниках и проводниках, образующих собой кристалл микропроцессора, микроконтроллера или микросхем, образующих электронную память. К композитным балкам и панелям применяются жёстко заданные нормативы: так, жёсткость (модуль Юнга) должна быть не ниже 130 гигапаскалей, материалы должны сопротивляться усталостному износу, отличаться размеростабильностью. Цель – решить одновременно все эти задачи. Недостатки – высокая стоимость из-за повышенной наукоёмкой нагрузки при разработке, внедрении и применении на практике этих материалов.
Что такое матрица и что такое набивка
Традиционно композиты имеют такие структурные элементы, как матрица и набивка. В разных источниках их называют по-разному, но смысл от этого не меняется.
Матрицей принято называть материал, внутри которого располагается набивка. В случае железобетона матрицей является бетон. Характерной особенностью является то, что дополняющие материал или материалы как будто плавают в материале матрицы. Примерно как ножик в батоне хлеба в мультике про Бармалея.
Набивка или наполнитель — это те компоненты, которые призваны усовершенствовать свойства. В случае железобетона — это арматура из металла, пронизывающая весь материал насквозь и придающая большую пластичность. Не обязательно, что это один вид материала и не обязательно, что используется он в единственном числе. Наряду с волокнами, в материал могут быть добавлены некоторые дисперсные частицы.
Всю эту «радость» можно укладывать слоями. Использование нескольких слоев из уже смоделированного материала — это ещё один подход к приданию новых свойств.
Как разрабатывается композитный материал
Разработка композита начинается с того, что перед инженером-материаловедом ставится техническое задание, в котором обозначены все требуемые параметры нового материала.
Логика строится весьма простым образом. Для того, чтобы получить новые свойства, нужно как-то увязать в единую логику материалы, обладающие и тем, и тем физическим или механическим свойством.
Дальше проводится большая работа по анализу возможных сочетаний, ну а затем следует отработка технологии и испытания. В процессе испытаний часто всплывает множество комичных моментов.
На пример горных велосипедов можно проанализировать логику внедрения технологии по применению углепластика или карбона.
Велосипедисту нужна прочная рама, которая будет обладать минимальной массой, но при этом останется прочной. Для того, чтобы добиться такого эффекта рационально взять что-то очень прочное и что-то очень легкое. Примерно по такой логике и начали использовать сверхпрочные углеродные усы для армирования. Но эти усы сами по себе гнутся в руках как веревка! Поэтому, их нужно как-то удержать «в форме рамы». Для этого усы закладываются по длине всей велосипедной рамы, а сверху заливаются матрицей из любого пластика с подходящими свойствами.
Чуть выше мы отметили, что такие работы бывают веселыми. Первые велосипеды из углепластика плавились от яркого солнца в жаркую погоду. При этом цена была их огромная. Инженеры не предполагали, что велосипед будет использоваться в таких условиях и применили в качестве матрицы пластик, не способный выдерживать окружающую температуру. Так, велосипед, покрашенный черной краской и оставленный на солнце, стекал как шоколадка.
Композитные панели
На строительном рынке композитные панели представлены в нескольких разновидностях, отличающихся по составу и количеству слоев, размерам и цветовой палитре:
Алюминиевые
Состоят из тонких алюминиевых пластин. Характеризуются высокой прочностью и жесткостью при небольшом весе. Алюминиевые панели не боятся ветровых нагрузок. Стоят дороже аналогов. Могут устанавливаться на фасадах высотных зданий и не стабильных несущих ограждающих, рекламных и декоративных конструкциях.
Минеральные
Имеют в своем составе вспененный полиэтилен и антипиреновые соединения, снижающие горючесть материала. Под действием открытого огня материал не плавится. В процессе горения выделяется незначительное количество дыма
Полимерные
Основу материала составляет поликарбонат. Отличаются небольшим весом и доступной стоимостью. Уступают по прочности, жесткости и несущей способности алюминиевым и минеральным аналогам. Применяются для внутренней отделки помещений.
В качестве декоративного и защитного покрытия используются прочные и устойчивые составы:
Краски PVDF — создают качественный декоративный слой, не выгорающий на солнце, не деформирующийся на морозе и в условиях жаркого климата. Не задерживают грязь и пыль. Не теряют привлекательности до 25 лет.
Ламинирующие пленки способны имитировать натуральные материалы из дерева, кирпича, камня и металла. Служат от 15 до 20 лет. Отличаются разнообразием рисунков и расцветок, высоким качеством отделки и более дорогой, чем у аналогов ценой.
Оксидные покрытия образуют на поверхности зеркальное, стойкое к коррозии долговечное покрытие, способное служить без потери качества до 20 лет.
Палитра цветов композитных панелей составляет более 200 позиций по каталогу RAL, из них более 17 — металлических оттенков.
Преимущества композитных панелей
Композитные материалы экологичны и безопасны. Отличаются хорошими теплозащитными качествами. Не выгорают на солнце. Сочетают в себе прочность, жесткость и пластичность.
Композитные плиты обладают высокими эксплуатационными показателями:
Легкостью. Вес одного квадратного метра листа составляет от трех до восьми килограммов, в зависимости от используемых материалов. Композитные панели легче стальных листов аналогичной жесткости в 3-4 раза, алюминиевых — в 1,5-2 раза.
Прочностью. Благодаря этим показателям, кассеты изготавливаются больших размеров, что позволяет производить монтажные работы в короткие сроки с минимальными трудозатратами.
Стойкостью к температурным перепадам и агрессивным воздействиям окружающей среды. Могут эксплуатироваться в условиях жаркого климата и экстремально низких температур.
Надежностью и долговечностью. Отделочные покрытия из композитных панелей могут служить до 50 лет без потери качества и привлекательного внешнего вида.
Повышенной звукоизоляцией. В сочетании с утепляющими слоями и воздушной прослойкой при монтаже вентилируемых фасадов способны значительно повысить звукоизоляцию помещений и защитить от уличного шума.
Широкая цветовая гамма и отличная гибкость позволяет создавать уникальные конструкции фасадов и внутренние интерьеры зданий.
Вентилируемые фасады можно навешивать на любые стены без предварительной подготовки, что значительно экономит затраты на строительство или ремонт.
К отрицательным свойствам относятся низкая ремонтопригодность. При повреждении композитного листа отремонтировать его практически невозможно.
Риск появления царапин на облицовке повышает требования к монтажу, складированию и транспортировке материала.
Особенности выбора
Для самостоятельного монтажа композитных конструкций стоит приобретать материал в комплекте с кронштейнами, направляющими профилями, крепежными деталями и другими приспособлениями.
От качества панелей зависит надежность монтажа и срок эксплуатации конструкций.
При выборе композитных панелей нужно руководствоваться следующими рекомендациями:
На внутренней стороне панели должна содержаться информация о дате выпуска, номере партии, указываться производственный код и тип панели.
Любая партия композита комплектуется технической документацией, подтверждающей качество и огнестойкость материала.
При получении товара проверяйте панели на целостность защитной пленки, отсутствие дефектов, вмятин и царапин. Важно помнить, что панели с высокой степенью горючести не могут использоваться при строительстве жилых домов и общественных помещений.
На защитной пленке указывается направление расположения композитных листов на фасаде, чтобы избежать разнотона при монтаже.
Монтаж композитных фасадных панелей
Навесные вентилируемые фасады пользуются большой популярностью при отделке не только общественных зданий, но и современных частных домов.
Они монтируются по современным технологиям и подходят для стен из кирпича и газобетона, железобетонных панелей и дерева.
Конструкция вентфасада включает в себя:
облицовку из композитных кассет;
стальную подсистему;
утепляющие, пароизолирующие и ветрозащитные материалы.
Между утеплителем и облицовочным слоем устраивается воздушный зазор.
Благодаря воздушной прослойке, работающей по принципу вытяжной трубы, конденсирующая под фасадной облицовкой влага вытягивается с восходящим воздушным потоком в атмосферу.
Кроме того, прослойка из воздуха является дополнительным теплоизолятором. Она сглаживает термические деформации, возникающие при температурных перепадах, тем самым предотвращает преждевременное разрушение несущих и ограждающих конструкций.
ия можно использовать стекло матовое или более темных тонов. В продаже имеется поликарбонат в широкой гамме цветов: опал, бронзовый, бирюзовый, голубой, оранжевый.
Возможно вас заинтересует:
Композитные панели
Размеры
Стоимость листа
ALTEC зеркало золотое (RAL 0007) al 0.21
1500х4000х3
10352 руб
ALTEC графит металлик (RAL 0009) al 0.21
1500х4000х3
4500 руб
ALTEC шампань металлик (RAL 0004) al 0.21
1500х4000х3
4500 руб
ALTEC бронза металлик (RAL 0002) al 0.21
1500х4000х3
4500 руб
ALTEC золото металлик (RAL 0003) al 0.21
1500х4000х3
4500 руб
ALTEC зеркало золотое (RAL 0007) al 0.3
1220х4000х3
9760 руб
ALTEC зеркало серебрянное (RAL 0007) al 0.3
1220х4000х3
9760 руб
ALTEC графит металлик (RAL 0009) al 0.3
1220х4000х3
5002 руб
ALTEC шампань металлик (RAL 0004) al 0.3
1220х4000х3
5002 руб
ALTEC бронза металлик (RAL 0002) al 0.3
1220х4000х3
5002 руб
Весь ассортимент >>>
Устройство навесных вентилируемых фасадов производится в определенной последовательности:
Выполняется вертикальная разметка фасада при помощи лазерной рулетки, мерных реек и рулетки. Отмеченные точки соединяются горизонтальными и вертикальными линиями при помощи красящего малярного шнура.
В месте крепления кронштейнов высверливаются отверстия и вставляются анкерные дюбели.
Монтируются кронштейны, состоящие из неподвижного несущего элемента и регулируемой подвижной вставки, которая закрепляется при помощи отвесов на нужном уровне. Шаг кронштейнов должен составлять 40-55 сантиметров по вертикали. Интервал направляющих по горизонтали нужно устанавливать исходя из размеров композитных кассет.
На кронштейны каркаса устанавливаются плиты из минеральной ваты, пеноплекса или пенополистирола. В месте, где изоляция навешивается на выдвижку кронштейна, в плите делаются надрезы крест-накрест. Утеплитель в центре и по углам закрепляется на стене клеем.
Поверх утеплителя укладывается паро- и ветрозащитная фасадная мембрана с нахлестом между полотнами в 10-15 сантиметров. Все слои крепятся к стене тарельчатыми дюбелями.
Для монтажа композитных панелей к кронштейнам на саморезы или заклепки крепятся вертикальные направляющие П-образной формы. В полость профилей заводятся распорные пластины, которые служат зацепом для фасадных кассет. Важно обеспечить надежное и жесткое закрепление всех элементов каркаса строго в одной плоскости.
Навешивание кассет нужно начинать с нижней части обрешетки, выравнивая панели строго по горизонтали и фиксируя в верхних углах при помощи саморезов. Следующие листы крепятся аналогично, с соблюдением одинаковых зазоров в 10-12 миллиметров.
Для изоляции металла от стены под каждым кронштейном устанавливаются терморазрывные прокладки из изолирующего материала.
Изготовление кассет
Для устройства фасадов из композита, предварительно, в соответствии с проектными чертежами, изготавливаются кассеты.
Для этого с четырех сторон композитного листа формируются углы с использованием фрезерных и гибочных станков.
При формировании углов, на фрезерном станке вырезается слой композита в виде углов 90° или 135° или прямоугольника шириной 14 мм, оставляя в точке изгиба слой полиэтилена толщиной от 0,5 до 1,5 мм.
Изделия из композитных материалов
Композитный материал прочно вошел в нашу жизнь. Многие отрасли производства трудно себе представить без этого материала. Кроме того, ученые работают над созданием новых видов материала. Причины его популярности разные:
небольшой вес;
прочный;
не поддается коррозии;
легко обрабатывается;
долговечный;
невысокая себестоимость;
возможность повторной переработки;
Разный состав матрицы и вяжущего вещества, дает возможность разнообразить и материал, использовать его в разных сферах деятельности. Материал вдохновляет дизайнеров создавать креативные изделия, которые украшают наш быт, используется в машиностроении, космонавтике.
Благодаря прочности, легкости, антикоррозийным качествам его используют для строительства водного транспорта – лодок, яхт, кораблей. Материал принимает любую форму, что позволяет создавать любые детали, комплектующие строительства необычных конструкций.
Материал широко используется в архитектурном дизайне. Элементы декора из стеклопластика украшают интерьер. Из него делают различные композиции в садово-парковых инсталляциях, в декоре фасадов зданий.
Сегодня строительство не обходится без изделий из стекловолокна. Это пруток для обустройства фундамента. Сетка для укрепления стен, плиты перекрытий.
Мебель для кафе, столовых, офисных помещений. Для строительства детских площадок и развлекательных центров, используют этот легкий, прочный и красочный материал.
Большая цветовая гамма и стойкие краски, расширяют сферу использования стекловолокна. Отделка внутренних помещений панелями из стекловолокна, очень популярна. На них можно нанести любой узор, разнообразную фактуру и цвет. Особенно модными стали 3Д панели.
Производство изделий из композитных материалов
Производство изделий из композитных материалов производится разными методами. Для его реализации требуется специальное оборудование. Технология создания заключается в процессе соединения связующего наполнителя и основы. Чаще всего, при создании изделия сложной конфигурации используется технология, суть которой, заключается в сухой выкладке «основы», которая пропитывается связующим составом. Это может быть формовка, обмотка, вакуумная пропитка. Эти операции могут проводиться вручную или автоматически. Существуют такие методы:
на основу накладывается холодный пресс, затем происходит спекание изделия;
на волокна наносятся электрохимическое покрытие, затем все прессуется;
волокна пропитываются матричным материалом;
использование пресс-формы для намотки лент и матрицы;
плазменное напыление матрицы с последующим обжатием;
диффузная сварка многослойных лент;
одновременная прокатка компонентов.
Метод использования, зависит от назначения изделия, его физических и химических качеств. Чтобы изделие получилось качественным, следует правильно подобрать материал и способ его производства. Для правильных расчетов используются специальные компьютерные программы. Они помогают изготавливать качественные конструкции, которые прослужат долго, будут иметь эстетический вид. В зависимости от метода производства (ручная выкладка, выкладка волокон, формование) программа анализирует послойную возможную деформацию, что позволяет устранить дефекты. Это исключает человеческий фактор, экономит материал при производстве, повышает качество продукции.
Сферы применения композитного материала
Композитные материалы применяются в самолетостроении для производства некоторых компонентов двигателей и несущей конструкции самолётов. Космические отрасли применяют их для производства несущих и обшивочных конструкций ракет и спутников, испытывающих сильный разогрев при выходе на орбиту. Автомобильная промышленность использует композит для выделки кузовщины и бамперов. Горнодобывающие отрасли применяют КМ в качестве материала для буров. Гражданское строительство использует КМ для строительства элементов мостов и других высотных сооружений.
Основная предпосылка в разных отраслях машиностроения – облегчение собственного веса автомобилей и спецтехники, всевозможных транспортных средств: до 70% комплектующих – неметаллический материал. Наливной пол (заливка полов), а также заливка лестниц подразумевает использование композита, в котором до его вступления в реакцию с воздухом находится полужидкое, возможно, сиропообразное вещество. Такой композит легко нанести на бетонное основание чернового пола, используя эпоксидный клей, в котором растворён основной наполнитель.
Экономическая эффективность применения композиционных материалов
Области применения композиционных материалов не ограничены. Они применяются в авиации для высоконагруженных деталей самолетов (обшивки, лонжеронов, нервюр, панелей и т. д.) и двигателей (лопаток компрессора и турбины и т. д.), в космической технике для узлов силовых конструкций аппаратов, подвергающихся нагреву, для элементов жесткости, панелей, в автомобилестроении для облегчения кузовов, рессор, рам, панелей кузовов, бамперов и т. д., в горной промышленности (буровой инструмент, детали комбайнов и т. д.), в гражданском строительстве (пролеты мостов, элементы сборных конструкций высотных сооружений и т. д.) и в других областях народного хозяйства.
Применение композиционных материалов обеспечивает новый качественный скачек в увеличении мощности двигателей, энергетических и транспортных установок, уменьшении массы машин и приборов.
Технология получения полуфабрикатов и изделий из композиционныхматериалов достаточно хорошо отработана.
Композитные материалы с неметаллической матрицей, а именнополимерные карбоволокниты используют в судо- и автомобилестроении (кузовагоночных машин, шасси, гребные винты); из них изготовляют подшипники,панели отопления, спортивный инвентарь, части ЭВМ. Высокомодульныекарбоволокниты применяют для изготовления деталей авиационной техники,аппаратуры для химической промышленности, в рентгеновском оборудовании идругом.
Карбоволокниты с углеродной матрицей заменяют различные типыграфитов. Они применяются для тепловой защиты, дисков авиационных тормозов,химически стойкой аппаратуры.
Изделия из бороволокнитов применяют в авиационной и космическойтехнике (профили, панели, роторы и лопатки компрессоров, лопасти винтов итрансмиссионные валы вертолетов и т. д.).
Органоволокниты применяют в качестве изоляционного и конструкционного материала в электрорадиопромышленности, авиационной технике, автостроении; из них изготовляют трубы, емкости для реактивов, покрытия корпусов судов и другое.
