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Damals und heute:Eine kurze Geschichte der Verbundwerkstoffe

Woran denken Sie, wenn jemand die Worte „Verbundwerkstoffe“ erwähnt?

Kommen Ihnen modernste Kunststoffe in den Sinn? Vielleicht extra starke, leichte Luft- und Automobilmaterialien?

Wenn dir Steine ​​und Schlamm in den Sinn kommen, bist du nicht weit davon entfernt.

Oder fühlen Sie sich bei der Erwähnung von „Verbundwerkstoffen“ ein wenig verloren?

Beginnen wir damit, was genau Verbundwerkstoffe sind. In der einfachsten Definition ist ein Verbund die Kombination von 2 oder mehr unterschiedlichen Materialien. Dies kann eine Mischung aus Beton, Sand und Wasser sein, um Beton herzustellen.

Oder, Schlamm und Stroh, um einen Ziegelstein zu bauen.

Die Kunst der Herstellung von Verbundwerkstoffen oder der Herstellung von Verbundwerkstoffen geht weit über die heutigen branchenführenden Verbundwerkstoffhersteller hinaus. Vor über 5000 Jahren, um genau zu sein.

Darüber hinaus finden Sie hier eine kurze Geschichte darüber, wie Verbundwerkstoffe heute entstanden sind und wie sie die heutige Technologie revolutioniert haben.

Die Geburt von Verbundwerkstoffen

Vor über 5000 Jahren, um das Jahrhundert 3500 v. Chr., finden wir die ersten Verwendungen von Verbundwerkstoffen. Die alten Mesopotamier, eine der ersten Zivilisationen im heutigen Irak, Kuwait und Syrien, sind die ersten Menschen, die ein Verbundmaterial herstellen.

Die frühen Komposite der Mesopotamier wurden aus Holzstücken hergestellt, die in verschiedene Richtungen zusammengeklebt wurden. Dadurch entstand eine frühe Form von Sperrholz.

Die 1500er v. Chr. brachten die Entwicklung von Ziegeln hervor. Die alten Ägypter und Mesopotamier vermischten Schlamm und Stroh, um einen haltbaren Verbundstoff herzustellen, der zum Bau von Häusern, öffentlichen Gebäuden und frühen religiösen Gebäuden verwendet wurde. Dieser frühe ziegelähnliche Verbundwerkstoff verstärkte auch Keramik und Boote.

Verbundwerkstoffe in Ostasien

Schneller Vorlauf bis 1500 n. Chr. Wir befinden uns in Ostasien, wo mongolische Krieger Bögen entwickeln, die stärker und schneller sind als die Waffen ihrer Feinde.

Durch die Kombination von Holz, Knochen, Seide und "Tierkleber" komprimierten die Mongolen ihre Bögen und wickelten sie mit Birkenrinde und/oder Seide ein, um einige der stärksten und genauesten Bögen dieser Zeit zu schaffen.

Die Armeen von Dschingis Khan benutzten diese Bögen. Diese mächtigen Bögen halfen seiner Militärherrschaft.

Die Kompositbögen waren bis zur Erfindung des Schießpulvers im 14. Jahrhundert die stärkste Waffe.

Ära der Harze

Die ersten Harze wurden aus Pflanzen und Tieren gewonnen. Zum Beispiel Kiefernharz, eine klebrige, sirupartige Substanz, die Bugs und Boote versiegelt.

Zu Beginn des 19. Jahrhunderts beginnen die Leute, mit Verbundharzen zu experimentieren. Kanubauer würden Holzzellstoffpapier, bekannt als Kraftpapier ., schichten mit einem leimähnlichen Material, das als Schellack bekannt ist. Dieses Papierlaminat hielt jedoch nicht lange, wenn es in Wasser getaucht wurde.

Kurz nach den 1870er und 1890er Jahren wurden künstliche oder synthetische Harze erfunden. Diese Harze könnten sich durch die Vernetzung von Molekülen durch einen Prozess, der als Polymerisation bekannt ist, von flüssig in fest umwandeln

Die Entwicklung von Harzen und der Einsatz der Polymerisation setzte sich bis in die frühen 1900er Jahre fort, als die Härtungseigenschaften (Härtungseigenschaften) ungesättigter synthetischer Harze zu frühen Kunststoffen führten.

Die Anfänge von Kunststoff

Zu den ersten erfundenen Kunststoffen gehören Kunstharze wie Polystyrol, Polyester und Vinyl. Diese Kunststoffe des frühen 20. Jahrhunderts übertrafen natürliche Harze, erforderten jedoch noch einen weiteren Bestandteil, um die für strukturelle Anwendungen erforderliche Festigkeit zu erreichen.

1935 vollzieht sich eine unglaubliche Veränderung in der Kunststoffwelt. Owens Corning, ein Unternehmen für Verbundwerkstoffe und Glas, hat eine Glasfaser erfunden, die heute als Glasfaser bekannt ist.

Als Ray Greene, ein Mitarbeiter von Owens Corning, Glasfaser mit einem Kunststoff-Polymer kombinierte, wurde daraus ein leichtes und unglaublich starkes Material. Dieses einzigartige Material wurde als faserverstärktes Polymer oder FRP bekannt.

Die Einführung von FRP würde die Verbundwerkstoffe verändern und die Fertigungswelt würde sich für immer verändern.

Verbundmaterialien während des Zweiten Weltkriegs

Der Zweite Weltkrieg brachte den Bedarf an Verbundwerkstoffen mit sich, die leichter, stärker und witterungsbeständiger waren.

Vor dem Zweiten Weltkrieg verwendeten die ersten Flugzeuge dünne Schichten aus Holz und Kunstharz für die Flügel. Als der Zweite Weltkrieg begann, verwendeten Flugzeuge Fiberglas, um Gewicht zu sparen und Korrosion bei jedem Wetter zu verhindern.

1948 markiert das Jahr, in dem die korrosionsbeständigen Eigenschaften von Glasfaser in Rohren für kommerzielle Zwecke genutzt und später von der Ölindustrie übernommen wurden.

Neben dem Leichtgewicht und der Festigkeit von Fiberglas bringt uns der Zweite Weltkrieg die Entdeckung der „Unsichtbarkeit“ von Fiberglas für Funkfrequenzen. Glasfasern halfen schnell, elektronische Radargeräte während des Krieges zu schützen.

Nach dem Krieg geht die militärische Nachfrage nach Glasfaser- und GFK-Materialien zurück. Die späten 1940er Jahre kennzeichnen die öffentliche und kommerzielle Verwendung von Glasfaser und FRP in der Fertigung.

Mid-Century Fiberglas

Sobald Glasfaser und GFK zu einem Verbrauchsprodukt wurden, wurden die Boots- und Automobilwelt zu den nächsten großen Verbrauchern von Glasfaserverbundwerkstoffen.

Die Bootsindustrie übernahm und führte 1946 die ersten Bootsrümpfe ein, die mit Glasfaser-Verbundmaterialien verstärkt waren.

Fiberglas-Surfbretter wurden kurz nach dem neuen Bootsrumpf eingeführt und revolutionierten den Surfsport.

Zum Beispiel wurde 1953 die erste Chevrolet Corvette mit GFK-Karosserieteilen aus der Produktion genommen.

Kevlar, ein aus Kohlefaser gewonnener Verbundstoff, erwies sich als schuss- und messerbeständig und verbessert die Sicherheit bei Militär und Polizei.

Composites in der Infrastruktur

Die zunehmende Festigkeit von Verbundwerkstoffen ermöglichte ihren Einsatz in der öffentlichen Infrastruktur.

In den frühen 1980er Jahren gab es in Asien und Europa die ersten Autobahnbrücken und Brückendecks, die vollständig aus Verbundwerkstoffen bestanden. Fußgängerbrücken aus Vollverbundwerkstoffen und GFK-Stahlbetonbrücken waren in den 1990er Jahren auf der ganzen Welt zu finden.

Festigkeit und Haltbarkeit sind wichtige Eigenschaften von Verbundwerkstoffen, die sich immer weiter zu den Materialien entwickeln, die wir heute verwenden.

Composites-Materialien heute

Heute werden Verbundwerkstoffe in allen Bereichen verwendet, von der Technologie des Verteidigungsministeriums bis hin zu medizinischem Bedarf und Prothetik.

Unsere branchenführenden Verbundwerkstofftechnologien stehen an der Spitze der heutigen Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie. Daher verwendet das Verteidigungsministerium unsere innovativen Verbundwerkstoffe in Schusswaffen, Fahrzeugen und Flugzeugen.

Die Leichtbautechnologie wird Verbundwerkstoffe verwenden. Zum Beispiel im medizinischen Bereich und Sportsicherheit.

Nachhaltigkeit

Mit dem Wachstum der Technologie bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen wächst auch unser Augenmerk auf Nachhaltigkeit und die Auswirkungen von Verbundwerkstoffen auf die Umwelt.

Wir sind stolz auf die Langlebigkeit unserer Verbundwerkstoffe. Die korrosionsbeständigen Eigenschaften von Verbundwerkstoffen ermöglichen eine deutlich längere Lebensdauer als Eisen oder Holz. Diese Langlebigkeit reduziert die Wartungskosten und die additive Fertigung in Zukunft.

Lokale und Nationalparks versuchen, Fuß- und Autowege zu verbessern, ohne die natürliche Umgebung zu zerstören und schwere Materialien und Fahrzeuge einzudringen. Verwenden Sie daher leichte Verbundwerkstoffe.

Mit Blick auf die Zukunft wird die Forschung im Bereich Nachhaltigkeit und Recyclingfähigkeit von Verbundwerkstoffen weiter zunehmen, da uns die Technologie auf eine nachhaltigere Zukunft ausrichtet.

Was nun?

Sie möchten Ihren Unternehmensprodukten innovative Verbundwerkstoffe hinzufügen? Oder sind Sie ein erfahrener Ingenieur, der in die weltweit führende Industrie in der Verbundwerkstoffherstellung einsteigen möchte?

Also, schreiben Sie uns. Wir würden uns freuen, die Gelegenheit zu haben, mehr über Sie zu erfahren und unser Angebot zu teilen.

Kurzum, wir haben die Erfahrung und das vielfältige Know-how, um Ihren Anforderungen gerecht zu werden!


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