復合材料的未來(lái)
復合材料的未來(lái)前景光明。隨著(zhù)氣候問(wèn)題成為全球工業(yè)議程的重中之重，我們看到汽車(chē)和航空航天行業(yè)正在推動(dòng)新的發(fā)展。電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)出租車(chē)、更智能的交通選擇以及對增強的航空航天輕量化的需求意味著(zhù)復合材料的用途正在擴大。從特斯拉到 ZeroAvia，從垂直航空航天到可再生能源供應商，界限正在被突破，動(dòng)態(tài)發(fā)展每天都在發(fā)生，智能復合材料看起來(lái)將繼續存在。
1. 材料創(chuàng )新
作為復合材料未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵因素，材料創(chuàng )新往往處于復合材料趨勢的前沿。不斷開(kāi)發(fā)更新、更輕便、可回收的選項，而不會(huì )對其承載能力產(chǎn)生負面影響。此外，現在復合材料備受關(guān)注，外觀(guān)變得越來(lái)越重要，客戶(hù)希望根據項目和設計定制所選產(chǎn)品的美觀(guān)性。隨著(zhù)復合材料的快速發(fā)展，大部分傳統材料很快會(huì )被取代。
2.智能復合材料
智能復合材料也被稱(chēng)為“反應性材料”，它既現代又多樣化。智能復合材料應用于一系列行業(yè)，通常使用熱固性或熱塑性塑料作為其基質(zhì)的一部分。它們只需選擇正確的合適基質(zhì)材料，就能挑選出耐熱、耐化學(xué)性和耐候性等特性。最終結果是什么?一種完全定制的智能復合材料，它足夠智能，能夠理解環(huán)境條件并以所需的方式做出反應。無(wú)論是溫度還是光線(xiàn)的差異，智能復合材料都能夠響應環(huán)境變化，而無(wú)需任何其他電氣或遠程控制。
3. 輕質(zhì)復合材料
對于許多因多種原因而依賴(lài)重量的行業(yè)來(lái)說(shuō)，能夠生產(chǎn)輕質(zhì)復合材料絕對至關(guān)重要。顧名思義，輕質(zhì)復合材料旨在減輕重量，這對于航空航天、交通運輸和基礎設施等行業(yè)來(lái)說(shuō)是一項關(guān)鍵特性。得益于高科技的制造技術(shù)，輕質(zhì)復合材料易于處理、耐用、易于安裝且堅固耐用。它們還可以降低項目成本并有助于確保遵守監管要求。
3.1 汽車(chē)輕量化
汽車(chē)輕量化復合材料顯著(zhù)改善了產(chǎn)品設計，從而帶來(lái)了更安全、更時(shí)尚的解決方案。隨著(zhù)人們對更省油汽車(chē)的追求，對更優(yōu)質(zhì)、更智能的復合材料的探索正在快速進(jìn)行。為了滿(mǎn)足汽車(chē)輕量化的需求，我們看到了復合材料和組件模型的先進(jìn)發(fā)展。
隨著(zhù)汽車(chē)行業(yè)尋求減少其碳足跡，復合材料正在幫助證明自然并不一定在道路的起點(diǎn)處結束。
3.2 航空航天輕量化
重量是航空航天設計的一個(gè)重要部分，必須起飛的東西絕對必須盡可能輕!在航空航天輕量化方面，復合材料真正發(fā)揮了作用，人們已經(jīng)對可用的選擇進(jìn)行了廣泛的探索。由于航空業(yè)對全球變暖現象產(chǎn)生了重大影響，人們長(cháng)期以來(lái)一直在研究減少航空排放的方法。主要重點(diǎn)是提高能源效率，同時(shí)降低燃料消耗，而做到這一點(diǎn)的方法是減輕飛機重量。重量越輕，飛行過(guò)程中的升力和推力就越小，這可以帶來(lái)令人難以置信的改進(jìn)，例如，對于波音 787 來(lái)說(shuō)，重量減輕 20% 可使燃油效率提高 12%。
除了改善碳足跡之外，航空航天輕量化還能提高戰斗性能和安全性能——這是一個(gè)全面的勝利!
4. 生物基復合材料
生物復合材料是一個(gè)術(shù)語(yǔ)，用于描述含有一種或多種天然衍生材料的復合材料。這可以是基質(zhì)或增強相的一部分，或兩者兼而有之。隨著(zhù)對環(huán)境和可持續發(fā)展的迫切需求，對生物基復合材料的需求日益增長(cháng)，特別是在基礎設施和建筑領(lǐng)域。生物基復合材料最終將成為傳統、不可再生合成材料(如玻璃和碳增強復合材料)的替代品。
然而，這在很大程度上是一個(gè)新興的發(fā)展，還有許多工作要做。生物基復合材料面臨著(zhù)諸多問(wèn)題，例如防潮性、供應物流問(wèn)題、熱穩定性和電氣性能差等。隨著(zhù)這種新興材料的不斷進(jìn)步，未來(lái)幾年的發(fā)展將會(huì )很有趣。
復合材料應用的未來(lái)
復合材料能夠生產(chǎn)出具有適應性、智能性、強度高、重量輕且經(jīng)濟高效的定制最終產(chǎn)品，在某種程度上，復合材料應用的未來(lái)似乎才剛剛開(kāi)始。復合材料的多樣性意味著(zhù)，它們可以應用于從家居用品到牙科、太空、航空航天、航空、建筑等各種行業(yè)和領(lǐng)域。隨著(zhù)對生物材料應用的探索，復合材料將繼續為地球應對氣候變化做出貢獻。請關(guān)注這一領(lǐng)域，它將改變我們所有人的生活。
1. 高科技的制造技術(shù)
正如我們上面所討論的，復合材料領(lǐng)域的創(chuàng )新一直在進(jìn)行，高科技的制造技術(shù)也在不斷開(kāi)發(fā)。新技術(shù)能夠通過(guò)引入新的制造技術(shù)或徹底顛覆現有技術(shù)，徹底改變行業(yè)。機器人技術(shù)現在更加靈活，AFP(自動(dòng)纖維鋪放)使用其中一種機器人來(lái)鋪放材料，使 AFP 能夠一次一層地構建組件。這可以創(chuàng )建高度定制的部件，同時(shí)允許操作員更好地控制組件制造。這反過(guò)來(lái)又提高了速度，減少了材料浪費和成本，同時(shí)確保了一致性。
2. 基礎設施和建設
復合材料在基礎設施和建筑行業(yè)中的應用正在幫助我們?yōu)榈厍騽?chuàng )造更美好的未來(lái)，從字面上看，復合材料正在改變我們的建筑和生活方式。復合材料能夠縮短施工時(shí)間，同時(shí)以多種方式節省資金。例如，復合材料能夠通過(guò)消除鋼筋混凝土的退化來(lái)幫助建造更小、更輕的橋梁，而鋼筋混凝土的退化往往是橋梁基礎設施問(wèn)題的核心。復合材料生產(chǎn)的最終產(chǎn)品更具彈性，使用壽命也更長(cháng)。
回到我們身邊，我們自己的地板和覆層通常由復合材料制成，使用回收木材和塑料的混合物。這改變了我們看待住宅和商業(yè)地產(chǎn)的方式，減少了維護時(shí)間和成本。它還消除了使用有害化學(xué)品對地板進(jìn)行壓力處理的需要，再次確保了環(huán)境得到保護。復合材料正在徹底改變基礎設施和建筑行業(yè)，使我們的世界變得更美好。
3.增材制造
使用傳統方法生產(chǎn)復雜的復合材料結構非常耗時(shí)，而且難度很大。增材制造等先進(jìn)制造技術(shù)能夠制造內部特征和分級材料成分，而這些特征和成分通常很難通過(guò)傳統制造工藝實(shí)現。復合材料增材制造的新進(jìn)展包括使用連續纖維、納米顆粒和功能填料等原料。這些技術(shù)均顯著(zhù)改善了印刷復合材料的機械、熱和電氣性能，同時(shí)大大擴展了設計可能性和性能能力。
4. 復合材料 3D 打印
3D 打印被稱(chēng)為“下一件大事”，它為復合材料的未來(lái)打開(kāi)了無(wú)限可能。復合材料 3D 打印預計將爆發(fā)式增長(cháng)，成為一個(gè)價(jià)值 10 億英鎊的產(chǎn)業(yè)，雖然它是一項新興技術(shù)，但潛力巨大。復合材料 3D 打印可以簡(jiǎn)化流程，降低傳統復合材料制造成本，這是復合材料 3D 打印增長(cháng)的關(guān)鍵驅動(dòng)因素之一。由于制造過(guò)程可以完全自動(dòng)化，3D 打印將在復合材料的未來(lái)中發(fā)揮巨大作用。
