ในการใช้งานที่ผู้บริโภคเป็นผู้ใช้ปลายทาง วัสดุคอมโพสิตมักจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านสุนทรียศาสตร์บางประการ อย่างไรก็ตามวัสดุเสริมใยมีค่าเท่าเทียมกันในการใช้งานทางอุตสาหกรรม ซึ่งความต้านทานการกัดกร่อน ความแข็งแกร่งและความทนทานสูงเป็นตัวขับเคลื่อนประสิทธิภาพ #คู่มือทรัพยากร#ฟังก์ชัน#อัปโหลด
แม้ว่าการใช้คอมโพสิตวัสดุในตลาดปลายทางประสิทธิภาพสูง เช่น อุตสาหกรรมการบินและยานยนต์ จะดึงดูดความสนใจจากอุตสาหกรรมอย่างกว้างขวาง แต่ข้อเท็จจริงก็คือ คอมโพสิตวัสดุส่วนใหญ่ที่ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนที่ไม่ได้มีประสิทธิภาพสูง ตลาดปลายทางอุตสาหกรรมจัดอยู่ในหมวดหมู่นี้ โดยคุณสมบัติของวัสดุมักเน้นที่ความทนทานต่อการกัดกร่อน ความทนทานต่อสภาพอากาศ และความทนทาน
ความทนทานเป็นหนึ่งในเป้าหมายของ SABIC (ตั้งอยู่ในริยาด ประเทศซาอุดีอาระเบีย) ซึ่งตั้งอยู่ในโรงงานผลิต op Zoom ในเมืองเบอร์เกน ประเทศเนเธอร์แลนด์ โรงงานเริ่มดำเนินการในปี 1987 และแปรรูปคลอรีน กรดเข้มข้น และด่างที่อุณหภูมิสูง ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนสูง และท่อเหล็กอาจเสื่อมสภาพได้ภายในเวลาเพียงไม่กี่เดือน เพื่อให้มั่นใจถึงความทนทานต่อการกัดกร่อนและความน่าเชื่อถือสูงสุด SABIC จึงเลือกพลาสติกเสริมใยแก้ว (GFRP) เป็นท่อและอุปกรณ์หลักตั้งแต่แรกเริ่ม การปรับปรุงวัสดุและการผลิตในช่วงหลายปีที่ผ่านมาทำให้สามารถออกแบบชิ้นส่วนคอมโพสิตได้ อายุการใช้งานขยายไปถึง 20 ปี จึงไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนบ่อยๆ
ตั้งแต่เริ่มแรก Versteden BV (Bergen op Zoom ประเทศเนเธอร์แลนด์) ใช้ท่อ GFRP ภาชนะ และส่วนประกอบจาก DSM Composite Resins (ปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของ AOC รัฐเทนเนสซี สหรัฐอเมริกา และเมืองชาฟฟ์เฮาเซน ประเทศสวิตเซอร์แลนด์) โดยติดตั้งท่อคอมโพสิตที่โรงงานรวมทั้งหมด 40 ถึง 50 กิโลเมตร ซึ่งรวมถึงท่อประมาณ 3,600 ส่วนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน
ขึ้นอยู่กับการออกแบบ ขนาด และความซับซ้อนของชิ้นส่วน ชิ้นส่วนคอมโพสิตจะผลิตขึ้นโดยใช้การพันเส้นใยหรือวิธีการวางด้วยมือ โครงสร้างท่อทั่วไปประกอบด้วยชั้นป้องกันการกัดกร่อนภายในที่มีความหนา 1.0-12.5 มม. เพื่อให้ทนทานต่อสารเคมีได้ดีที่สุด ชั้นโครงสร้างที่มีความหนา 5-25 มม. สามารถให้ความแข็งแรงทางกลได้ ส่วนการเคลือบภายนอกมีความหนาประมาณ 0.5 มม. ซึ่งสามารถปกป้องสภาพแวดล้อมของโรงงานได้ แผ่นซับช่วยให้ทนทานต่อสารเคมีและทำหน้าที่เป็นตัวกั้นการแพร่กระจาย ชั้นที่อุดมด้วยเรซินนี้ทำจากแผ่นกระจก C และแผ่นกระจก E ความหนามาตรฐานคือระหว่าง 1.0 ถึง 12.5 มม. และอัตราส่วนกระจก/เรซินสูงสุดคือ 30% (ขึ้นอยู่กับน้ำหนัก) บางครั้ง ตัวกั้นการกัดกร่อนจะถูกแทนที่ด้วยแผ่นบุเทอร์โมพลาสติกเพื่อแสดงความต้านทานต่อวัสดุเฉพาะที่มากขึ้น วัสดุซับในอาจประกอบด้วยโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC), โพลีโพรพิลีน (PP), โพลีเอทิลีน (PE), โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (PTFE), โพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์ (PVDF) และเอทิลีนคลอโรไตรฟลูออโรเอทิลีน (ECTFE) อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงการนี้ได้ที่นี่: “ท่อทนการกัดกร่อนระยะไกล”
ความแข็งแรง ความทนทาน และน้ำหนักเบาของวัสดุคอมโพสิตกำลังกลายเป็นประโยชน์มากขึ้นเรื่อยๆ ในภาคการผลิตเอง ตัวอย่างเช่น CompoTech (เมือง Sušice สาธารณรัฐเช็ก) เป็นบริษัทผู้ให้บริการแบบบูรณาการที่ให้บริการออกแบบและผลิตวัสดุคอมโพสิต โดยมุ่งมั่นในการประยุกต์ใช้การพันเส้นใยแบบขั้นสูงและแบบไฮบริด โดยได้พัฒนาแขนหุ่นยนต์คาร์บอนไฟเบอร์สำหรับบริษัท Bilsing Automation (เมือง Attendorn ประเทศเยอรมนี) เพื่อเคลื่อนย้ายน้ำหนักบรรทุก 500 กิโลกรัม น้ำหนักบรรทุกและเครื่องมือเหล็ก/อลูมิเนียมที่มีอยู่มีน้ำหนักสูงสุด 1,000 กิโลกรัม แต่หุ่นยนต์ที่ใหญ่ที่สุดมาจากบริษัท KUKA Robotics (เมือง Augsburg ประเทศเยอรมนี) และสามารถรับน้ำหนักได้สูงสุด 650 กิโลกรัม ทางเลือกที่ใช้อลูมิเนียมล้วนยังคงหนักเกินไป โดยให้น้ำหนักบรรทุก/เครื่องมืออยู่ที่ 700 กิโลกรัม เครื่องมือ CFRP ช่วยลดน้ำหนักรวมลงเหลือ 640 กิโลกรัม ทำให้สามารถนำหุ่นยนต์ไปใช้งานได้จริง
ส่วนประกอบ CFRP หนึ่งชิ้นที่ CompoTech จัดหาให้กับ Bilsing คือบูมรูปตัว T (บูมรูปตัว T) ซึ่งเป็นคานรูปตัว T ที่มีรูปร่างเป็นสี่เหลี่ยม บูมรูปตัว T เป็นส่วนประกอบทั่วไปของอุปกรณ์อัตโนมัติที่ทำด้วยเหล็กและ/หรืออลูมิเนียมโดยทั่วไป บูมรูปตัว T ใช้ในการถ่ายโอนชิ้นส่วนจากขั้นตอนการผลิตหนึ่งไปยังอีกขั้นตอนหนึ่ง (เช่น จากแท่นกดไปยังเครื่องเจาะ) บูมรูปตัว T เชื่อมต่อทางกลไกกับแท่งรูปตัว T และแขนใช้สำหรับเคลื่อนย้ายวัสดุหรือชิ้นส่วนที่ยังไม่เสร็จสมบูรณ์ ความก้าวหน้าล่าสุดด้านการผลิตและการออกแบบได้ปรับปรุงประสิทธิภาพของเปียโน CFRP T ในแง่ของลักษณะการทำงานที่สำคัญ โดยลักษณะหลักๆ คือ การสั่นสะเทือน การเบี่ยงเบน และการเสียรูป
การออกแบบนี้ช่วยลดการสั่นสะเทือน การเบี่ยงเบน และการเสียรูปในเครื่องจักรในอุตสาหกรรม และช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของส่วนประกอบต่างๆ และเครื่องจักรที่ทำงานร่วมกับส่วนประกอบเหล่านั้น อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเติบโตของ CompoTech ได้ที่นี่: “Composite T-Boom ช่วยเร่งความเร็วในการทำงานอัตโนมัติในอุตสาหกรรม”
การระบาดของ COVID-19 ได้สร้างแรงบันดาลใจให้เกิดโซลูชันที่น่าสนใจจากวัสดุผสมเพื่อแก้ปัญหาที่เกิดจากโรคดังกล่าว Imagine Fiberglass Products Inc. (เมืองคิทเชนเนอร์ รัฐออนแทรีโอ ประเทศแคนาดา) ได้รับแรงบันดาลใจจากสถานีตรวจ COVID-19 ที่ทำจากโพลีคาร์บอเนตและอะลูมิเนียมที่ออกแบบและสร้างโดยโรงพยาบาล Brigham and Women's (เมืองบอสตัน รัฐแมสซาชูเซตส์ สหรัฐอเมริกา) เมื่อต้นปีนี้ Imagine Fiberglass Products Inc. (เมืองคิทเชนเนอร์ รัฐออนแทรีโอ ประเทศแคนาดา) ได้พัฒนาสถานีตรวจรุ่นที่เบากว่าโดยใช้วัสดุผสมที่เสริมด้วยไฟเบอร์กลาส
IsoBooth ของบริษัทได้รับการออกแบบโดยนักวิจัยจาก Harvard Medical School โดยให้แพทย์สามารถยืนแยกจากผู้ป่วยภายในห้องได้ และทำการทดสอบโดยใช้สำลีเช็ดจากมือภายนอกที่สวมถุงมือ ชั้นวางหรือถาดที่ปรับแต่งได้ด้านหน้าห้องทดสอบมีชุดทดสอบ อุปกรณ์ และถังทิชชู่ฆ่าเชื้อสำหรับทำความสะอาดถุงมือและผ้าคลุมป้องกันระหว่างผู้ป่วยแต่ละราย
การออกแบบ Imagine Fiberglass เชื่อมต่อแผงโพลีคาร์บอเนตโปร่งใสสามแผงเข้ากับแผงใยแก้ว/เส้นใยโพลีเอสเตอร์สามสี แผงใยแก้วเหล่านี้ได้รับการเสริมด้วยแกนรังผึ้งโพลีโพรพีลีน ซึ่งจำเป็นต้องมีความแข็งแกร่งเป็นพิเศษ แผงคอมโพสิตขึ้นรูปและเคลือบด้วยเจลโค้ตสีขาวที่ด้านนอก แผงโพลีคาร์บอเนตและพอร์ตแขนถูกกลึงด้วยเราเตอร์ CNC ของ Imagine Fiberglass ส่วนชิ้นส่วนเดียวที่ไม่ได้ผลิตภายในบริษัทคือถุงมือ บูธมีน้ำหนักประมาณ 90 ปอนด์ สามารถยกได้ง่ายโดยสองคน ลึก 33 นิ้ว และออกแบบมาสำหรับประตูเชิงพาณิชย์มาตรฐานส่วนใหญ่ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้งานนี้ โปรดไปที่: “คอมโพสิตใยแก้วทำให้การออกแบบม้านั่งทดสอบ COVID-19 มีน้ำหนักเบาลง”
ยินดีต้อนรับสู่ SourceBook ออนไลน์ ซึ่งเป็นภาคผนวกของ SourceBook Composites Industry Buyer's Guide ที่เผยแพร่โดย CompositesWorld ทุกปี
ถังเก็บสินค้าเชิงพาณิชย์รูปตัว V รุ่นแรกของบริษัท Composites Technology Development แสดงให้เห็นถึงการเติบโตของการพันเส้นใยในระบบเก็บก๊าซอัด