Kompozitní materiály jsou obecně definovány jako materiály, ve kterých je pojivo vyztuženo výztužným materiálem. V moderních termínech je pojivem obvykle pryskyřice a výztužný materiál sestává z skleněné prameny (laminát), uhlíková vlákna nebo aramidová vlákna. Existují však i jiné kompozity, jako jsou železné a dřevěné pryskyřice, které se stále používají při stavbě lodí.
Kompozity nabízejí výhody vyššího poměru pevnosti k hmotnosti než tradiční dřevo nebo ocel metody a vyžadují nižší úroveň dovedností, aby bylo možno dosáhnout přijatelného dokončení trupu v poloprůmyslovém odvětví stupnice.
Historie kompozitů v lodích
Ferrocement
Pravděpodobně nejčasnějším použitím kompozitů pro lodě bylo železo. Tento materiál byl široce používán v první polovině dvacátého století pro stavbu nízkorozpočtových, low-tech člunů.
Později ve století se stal populárním nejen pro jednorázové domácí projekty, ale také pro výrobní stavitele lodí. Ocelový rám vyrobený z výztužné tyče (známé jako armatura) tvoří tvar trupu a je pokryt kuřecím drátem. Poté je omítnuta cementem a vytvrzena. I když je levný a jednoduchý kompozit, koroze kotvy je běžným problémem v chemicky agresivním mořském prostředí. V dnešní době se však stále používá mnoho tisíc „ferro“ lodí - materiál umožnil mnoha lidem realizovat své sny.
GRP
Během druhé světové války, hned poté polyesterové pryskyřice byly vyvinuty, skleněná vlákna byla k dispozici po náhodném objevení výrobního procesu pomocí foukaného vzduchu na proudu roztaveného skla. Brzy se stal plastem vyztuženým sklem hlavní proud a lodě GRP začaly být k dispozici na začátku 50. let.
Kompozity ze dřeva a lepidla
Válečné tlaky také vedly k vývoji technik výroby lodí za studena a za tepla. Tyto přístupy znamenaly pokládání tenkých dýh ze dřeva na rám a nasycení každé vrstvy lepidlem. Vysoce účinná lepidla na bázi močoviny vyvinutá pro výrobce letadel byla široce používána pro novou techniku formování trupů lodí - obvykle pro PT lodě. Některá adheziva vyžadovala pečení v peci, aby se vyléčila a byly vyvinuty trupy z lisovaných za tepla, ačkoli přístup k průmyslovým pecím byl omezen na velikost.
Moderní kompozity v lodích
Od padesátých let se polyesterové a vinylesterové pryskyřice neustále zlepšovaly a GRP se stal nejrozšířenějším kompozitem používaným při stavbě lodí. Používá se také v lodním stavitelství, obvykle pro minolovky, které vyžadují nemagnetické trupy. Osmotické problémy, kterým trpěly lodě první generace, jsou dnes u moderních epoxidových sloučenin minulostí. Ve 21Svatý století, objem výroby GRP lodí probíhá v plném průmyslovém výrobním procesu.
Techniky formování dřeva / epoxidu se dnes používají, obvykle pro veslování skiffů. Od zavedení vysoce výkonných epoxidových pryskyřic se vyvinuly další kompozity ze dřeva a lepidla. Prkna prkna je jedna taková oblíbená technika pro stavbu domácích lodí: Dřevěné proužky (obvykle cedr) jsou položeny podélně přes rámy a potaženy epoxidem. Tato jednoduchá konstrukce nabízí levné a silné sestavení se spravedlivým provedením snadno dosažitelné amatérem.
Na přední hraně stavby lodi zesiluje aramidové vlákno vyztužení klíčových oblastí plachetnic, jako jsou úklony a části kýlu. Aramidové vlákno také poskytuje zlepšenou absorpci nárazů. Uhlíkové vlákno stožáry jsou stále běžnější, protože nabízejí významné výhody z hlediska výkonu a stability plavidla.
Plachetnice také používají kompozity ve své konstrukci plachet, přičemž páska z uhlíkových nebo skleněných vláken nabízí flexibilní, ale rozměrově stabilní matrici, na kterou je laminována syntetická plachtovina.
Uhlíkové vlákno má také jiné využití v moři - například pro vysoce pevné vnitřní lišty a nábytek na jachetách.
Budoucnost kompozitů v lodním stavitelství
Náklady na uhlíkové vlákno klesají se zvyšujícím se objemem výroby, takže dostupnost výroby uhlíkových vláken na plechu (a dalších profilů) bude pravděpodobně ve výrobě lodí převládat.
Vědy o materiálech a kompozitní technologie postupují rychle a nové kompozity zahrnují uhlíkové nanotrubice a epoxidové směsi. Nedávno byla jako koncepční projekt dodána malá námořní loď s trupem vyrobeným z uhlíkových nanotrubic.
Lehkost, síla, trvanlivost a snadná výroba znamenají, že kompozity budou hrát stále větší roli při stavbě lodí. Přes všechny nové kompozity Vlákny vyztužené polymerní kompozity jsou tu, aby zůstali po mnoho let, i když to jistě bude ve spolupráci s dalšími exotickými kompozity.