Применение стеклопластика

Композитные материалы используются в самых разных сферах и отраслях. Перечислим самые популярные:

Авиастроение

Растущие расходы на топливо, экологические нормы и увеличение авиаперевозок способствовали расширению использования композитных материалов в аэрокосмической промышленности. Композиты используются в военных, деловых и коммерческих самолетах всех размеров, включая космические корабли.

В конструкции самолета из композиционных материалов можно изготовить фюзеляж, крылья, хвостовое оперение, мотогондолу, детали интерьера. Чаще для самолетов применяется более легкий углепластик, а стеклопластик - для ненагруженных деталей и носового обтекателя. Стеклопластик тяжелее, чем углепластик, и менее прочный, но он значительно дешевле. Носовой обтекатель самолета делают из стеклопластика, так как эта деталь должна пропускать радиоволны, а углеволокно проводит ток и создает помехи. Все детали изготавливаются методом вакуумной инфузии.

Примеры использования:

• Истребитель пятого поколения Су-57. На композитные детали приходится четверть сухой массы такого самолета. Прежде всего, они используются в обшивке. Так, 70% внешней площади истребителя выполнено из композитов. Специфика технологий изготовления композитов позволила упростить конструкцию планера и уменьшить число необходимых деталей.

• Среднемагистральный лайнер МС-21. В нем на углепластиковые композитные материалы приходится 35% сухой массы. На данный момент это является рекордом для отечественных самолетов. Такие результаты были получены, в первую очередь, за счет создания особого крыла, разработанного компанией «Аэрокомпозит», почти полностью выполненного из композитов, которое отличается сложностью разработки и производства, из-за чего применяется лишь в нескольких проектах в мире. МС-21-один из самых прогрессивных современных самолетов.

• Одномоторный легкий спортивный самолет, почти полностью состоящий из полимера, армированного углеродным волокном, разработанный итальянской компанией NASHERO. Благодаря своей более легкой и прочной общей конструкции самолет из углепластика сможет разместить более легкий двигатель и большую полезную нагрузку. Кроме того, по крайней мере одна из функций безопасности самолета основана на превосходных свойствах углепластика поглощать удары.

Строительство и архитектура

Композитные материалы популярны в архитектурной сфере. Они используются для конструкций, карнизов, колонн, куполов, облицовочных панелей и фасадов.

Примеры использования:

• Строительство Диснейленда в Шанхае. Все стеклопластиковые детали, необходимые для строительства, были изготовлены вручную с использованием огнеупорной системы, включающей в себя высококачественную смолу Crestapol® 1212. Более подробную статью можно найти по ссылке

• Музей современного искусства Сан-Франциско, построенный в 2014-2015 гг. Для его облицовки было изготовлено 700 панелей, каждая из из них была спроектирована индивидуально.

Автомобилестроение

Сейчас наблюдается рост применения композитных материалов не только в автомобилях класса люкс и спорт, но и в среднеценовых моделях. Преимущества композитных материалов в том, что они способны принимать сложную и необычную форму, сохраняя при этом жёсткость, прочность и малый вес. Помимо индивидуальности и привлекательного внешнего вида, применение композитов помогает экономить на топливе, снижая массу автомобиля, а также, продлевая ресурс узлов и агрегатов

Из стеклопластика можно изготовить:

• детали интерьера и экстерьера
• спойлеры и аэродинамические обвесы
• сиденья и панели приборов
• элементы подвески, патрубки, коллекторы и трубопроводы
• тюнинг и декоративные элементы

Примеры использования:

• BMW i3 - пятидверный электрический хэчбек, который начал выпускать в конце 2013 году. Для достижения малого веса внутренняя конструкция и кузов изготовлены из углепластика, по технологии RTM.

• Научно-производственное объединение «Композит» в 2021 году запустило производство линейки композитных деталей для автомобилей премиальных марок, в виде карбоновых компонентов экстерьера и интерьера. Продукция представлена у официальных дилеров, что позволяет автовладельцам заказывать детали с зарубежных заводов.

Судостроение

Одна из самых популярных отраслей, где применяются композитные материалы - это судостроение. Из стеклопластика можно изготовить:
• корпус или детали корпуса,
• муфты от двигателя к гребному валу,
• обтекатели,
• трапы, лестницы, трубы,
• детали интерьера и экстерьера,
• гребные винты,
• вентиляционные воздуховоды и т.д.

Примеры использования:

• Премиальная яхта Galeon 640 FLY на полиэфирных смолах Crestapol 1260 и 1261.

• Суперъяхты на материалах Scott Bader

Железнодорожный транспорт

Композитные материалы применяют при производстве подвижного железнодорожного состава как пассажирского, так и грузового, для увеличения долговечности, снижения стоимости и затрат на эксплуатацию. Еще одним важным фактором в выборе стеклопластика является облегчение веса подвижного состава, что помогает увеличить скорость движения, а также обеспечивает оптимальное расположение центра тяжести кузовов вагонов, что очень важно для наклона кузова при движении на крутых поворотах с высокой скоростью.

 
Для изготовления крупногабаритных деталей с малой нагрузкой, в большинстве случаев, применяют метод контактного формования и напыления, используя полиэфирную смолу, стеклоткань, стекломаты полностью 300-600г/м2 и ПВХ-плиты или соты для быстрого набора толщины. К композиционным материалам, используемым в пассажирском транспорте, предъявляют высокие требования к характеристикам пожаробезопасности: горючести, дымообразующей способности, тепловыделению при горении, токсичности.

Что изготавливают из стеклопластика?
• интерьер салона – боковые стены, салонные перегородки;
• интерьер кабины машиниста – столешница пульта управления, боковые стены, лобовая стена, шкаф с оборудованием, шкаф для одежды;
• туалетное помещение – стены, тумба умывальника, поддон;
• экстерьер - маска вагона и обтекатель;
• детали и узлы - тормозные колодки, накладки, элементы вентиляторов и т. п.;

Примеры использования:

• Брянский машиностроительный завод: детали и узлы тепловозов серий 2ТЭ25А, 2ТЭ25КМ и ТЭМ18ДМ, элементы интерьера и экстерьера кабины машиниста и иных деталях – вентиляторах и их элементах, воздуховодах, вспомогательных механизмах и т. п.

• ОАО «Метровагонмаш»: внутренняя отделка вагонов, каркасы сидений – интерьер, головную часть кабины (маска) – экстерьер в вагонах метро серий 81-717.6/714.6, 81-760/761 и 81-740.4/741.4.

Коммерческий и пассажирский автомобильный транспорт

Для изготовления стеклопластиковых элементов в коммерческом и пассажирском транспорте используют полиэфирные смолы с высокими требованиями для пожарной безопасности, стеклоткани и стекломаты, а также специальные вставки для быстрого набора толщины - ПВХ-плиты или соты. 

Из композитных материалов изготавливают:

Трубопроводы и резервуары

Из специальной химостойкой полиэфирной смолы можно изготовить стеклопластиковые трубы и резервуары для газовой и нефтяной промышленности. Композитные материалы являются хорошей альтернативой металлических трубопроводов, так как могут обеспечить высокую надежность, длительный срок эксплуатации и снижение затрат на монтаж и ремонт. Основные преимущества замены металлических труб и резервуаров на композитные:
• высокая коррозийная стойкость, что увеличивает срок эксплуатации до 30 лет;
• высокая стойкость к воздействию кислот, щелочей, бактерий;
• высокие физико-механические показатели повышают прочность к ударным и изгибным нагрузкам;
• снижение затрат на сварочные работы и изоляцию;
• быстрый и простой монтаж.

  

Ветроэнергетика

В ветроэнергетике композитные материалы используют для изготовления лопастей турбин, что позволяет им выдерживать более сильные нагрузки и воздействие сезонных изменений погоды. Обычно используют ненасыщенные полиэфирные смолы или эпоксидные смолы со стекловолокном, например с мультиаксиальными тканями, и карбоном.

  Хотите перейти в другой раздел?