A kompozit anyagokat általában úgy definiáljuk, mint amelyekben a kötőanyagot erősítő anyaggal erősítik meg. Modern szempontból a kötőanyag általában gyanta, és az erősítő anyag a következőkből áll: üveg szálak (üvegszál), szénszálak vagy aramidszálak. Vannak más kompozitok is, például a vasbeton és a fagyanták, amelyeket továbbra is használnak a hajóépítésben.
A kompozitok előnyeit a nagyobb szilárdság / tömeg arány nyújtja, mint a hagyományos fa vagy acél esetében módszereket, és alacsonyabb képzettségi szintre van szükség ahhoz, hogy elfogadható hajótest-felületet nyerjenek egy félig ipari felhasználásra skála.
Kompozitok története a hajókban
Ferrocement
Valószínűleg a kompozitok legkorábbi felhasználása a hajóknál a fermentáció volt. Ezt az anyagot a huszadik század első felében széles körben használták olcsó, alacsony technológiájú bárkák építéséhez.
A század végén nemcsak az egyszeri otthoni projektek, hanem a hajóépítõk számára is népszerűvé vált. A merevítő rúdból (armatúraként ismert) acélkeret képezi a hajótest alakját, és csirkehuzallal van bevonva. Ezután cementtel vakítják és kikeményítik. Noha az olcsó és egyszerű kompozit, a armatúra-korrózió gyakori probléma a kémiailag agresszív tengeri környezetben. Még mindig sok ezer "ferro" csónak van használatban manapság - az anyag sok ember számára lehetővé tette álmaik megvalósítását.
GRP
A második világháború alatt, közvetlenül után poliészter gyanták kifejlesztették az üvegszálakat, miután véletlenül felfedezték a gyártási folyamatot az olvadt üveg folyamán fújt levegő felhasználásával. Hamarosan az üvegszállal erősített műanyag vált mainstreamévé, és a GRP csónakok az 1950-es évek elején váltak elérhetővé.
Fa / öntapadós kompozitok
A háborús nyomások hidegen öntött és melegen fröccsöntött hajóépítési technikák fejlődéséhez is vezettek. Ezek a megközelítések azt jelentették, hogy vékony fa furnérokat helyeztek a keretre, és minden réteget ragasztóval telítettek. A repülőgépgyártók számára kifejlesztett nagyteljesítményű karbamid-alapú ragasztókat széles körben alkalmazták a hajótestek öntésének új technikájában - általában PT hajók. Néhány ragasztót a szárításhoz sütőben sütni kellett, és melegen formázott héjakat fejlesztettek ki, bár a méretkorlátozások vonatkoztak az ipari kemencékhez való hozzáférésre.
Modern kompozitok hajókban
Az 1950-es évek óta a poliészter és a vinil-észter gyanták folyamatosan javultak, és a GRP a hajóépítésben használt legelterjedtebb kompozit lett. A hajóépítésben is használják, általában olyan aknakeresőkre, akiknek nem mágneses hajótestre van szükségük. Az ozmotikus problémák, amelyektől a korai generációs hajók szenvedtek, már a múlté a modern epoxi-vegyületekkel. A 21-benutca században a GRP hajótermelés a teljes ipari termelési folyamatot követi.
Fa- és epoxi-öntési technikák továbbra is használatban vannak, jellemzően az evezősívekhez. Más fa / ragasztó kompozitok fejlődtek ki a nagy teljesítményű epoxigyanták bevezetése óta. Szalagdeszka az egyik ilyen népszerű módszer az otthoni hajók építéséhez: A faszalagokat (általában cédrus) hosszirányban a keretek fölé helyezik és epoxi-lal bevonják. Ez az egyszerű konstrukció olcsó és erős felépítést kínál, tisztességes felülettel, amelyet amatőr könnyen elérhet.
A csónaképítés szélén az aramidszálerősítés megerősíti a vitorlások kulcsfontosságú területeit, például az íjakat és a kerek szakaszokat. Az aramidszál tovább javítja a lengéscsillapítást. Szénrost az árbocok egyre gyakoribbak, mivel nagy teljesítmény és előnyeik vannak az edények stabilitása szempontjából.
A vitorlások kompozitokat is használnak a vitorlaszerkezetben, szénszálas vagy üvegszálszalaggal, amely rugalmas, de méretben stabil mátrixot kínál, amelybe a szintetikus vitorlát laminálják.
A szénszálnak más tengeri felhasználása is van - például a nagy szilárdságú belső díszlécekhez és a szuperjachtok bútorjaihoz.
A kompozitok jövője a hajóépítésben
A szénszál költségei csökkennek, mivel a termelési volumen növekszik, így a szénszálas lemez (és más profilok) elérhetősége valószínűleg egyre inkább elterjedt a hajógyártásban.
Az anyagtudomány és a kompozit technológia gyorsan fejlődik, és az új kompozitok közé tartozik a szén nanocsövek és a epoxi keverékek. Nemrégiben egy kis tengeri hajót szén nanocsövekből épített héjjal szállítottak koncepcióprojektként.
A könnyűség, erő, tartósság és a könnyű gyártás azt jelenti, hogy a kompozitok egyre nagyobb szerepet játszanak a hajóépítésben. Az összes új kompozit ellenére, Szálerősítésű polimer kompozitok nagyon sok éven át tartózkodnak itt, bár ez biztosan együttműködik más egzotikus kompozitokkal.