Kompozītmateriāli tiek plaši definēti kā tādi, kuros saistviela ir pastiprināta ar stiprinošu materiālu. Mūsdienu izpratnē saistviela parasti ir sveķi, un armatūras materiāls sastāv no stikla šķiedras (stiklplasta), oglekļa šķiedras vai aramīda šķiedras. Tomēr ir arī citi kompozītmateriāli, piemēram, dzelzsbetona un koka sveķi, kurus joprojām izmanto laivu būvē.
Kompozītmateriāli piedāvā priekšrocības, ko rada augstāka izturības un svara attiecība nekā tradicionālajam kokam vai tēraudam metodes, un, lai iegūtu pieņemamu korpusa apdari daļēji rūpnieciskā ražošanā, viņiem ir nepieciešams zemāks prasmju līmenis mērogs.
Kompozītu vēsture laivās
Fermentācija
Droši vien kompozītmateriālu agrīnākā izmantošana laivās bija fermentācija. Šis materiāls tika plaši izmantots divdesmitā gadsimta pirmajā pusē lētu, zemu tehnoloģiju baržu būvēšanai.
Vēlāk gadsimtā tas kļuva populārs ne tikai vienreizēju māju projektiem, bet arī ražošanas laivu būvētājiem. Tērauda rāmis, kas izgatavots no armatūras stieņa (pazīstams kā armatūra), veido korpusa formu un ir pārklāts ar vistas stiepli. Pēc tam to apmet ar cementu un izārstē. Lai arī lēts un vienkāršs kompozīts, armatūras korozija ir bieži sastopama problēma ķīmiski agresīvā jūras vidē. Mūsdienās joprojām tiek izmantoti daudzi tūkstoši "ferro" laivu, taču materiāls daudziem cilvēkiem ļāva īstenot savus sapņus.
GRP
Otrā pasaules kara laikā, tieši pēc poliestera sveķi tika izstrādātas, stikla šķiedras kļuva pieejamas pēc nejaušas ražošanas procesa atklāšanas, izmantojot izkausētu stikla straumi, izmantojot pūstu gaisu. Drīz vien stikla armēta plastmasa kļuva plaši izplatīta, un GRP laivas sāka kļūt pieejamas 50. gadu sākumā.
Koka / Līmējošie kompozīti
Kara spiediens izraisīja arī auksti veidotu un karsti veidotu laivu būves metožu attīstību. Šīs pieejas ietvēra plānu koka finiera klāšanu virs rāmja un katra slāņa piesātināšanu ar līmi. Lidmašīnu ražotājiem izstrādātas augstas veiktspējas līmvielas uz urīnvielas bāzes tika plaši izmantotas jaunajai laivu korpusu liešanas tehnikai - parasti PT laivas. Dažām līmēm bija nepieciešama cepšana cepeškrāsnī, lai tās sacietētu, un tika izstrādāti karsti formēti korpusi, lai gan bija lieluma ierobežojumi, kurus reglamentēja piekļuve rūpnieciskajām krāsnīm.
Mūsdienu kompozīti laivās
Kopš piecdesmitajiem piecdesmitajiem gadiem poliestera un vinillesteru sveķi ir nepārtraukti uzlabojušies, un GRP ir kļuvis par visizplatītāko kompozītu, ko izmanto laivu būvē. To izmanto arī kuģu būvē, parasti mīnu tīrītājiem, kuriem nepieciešami nemagnētiski korpusi. Osmotiskās problēmas, no kurām cieta agrīnās paaudzes laivas, tagad ir pagātne ar mūsdienu epoksīda savienojumiem. 21st gadsimta tilpuma GRP laivu ražošana notiek pilnā rūpnieciskās ražošanas procesā.
Koka / epoksīda formēšanas paņēmieni joprojām tiek izmantoti, parasti airēšanas slidotavām. Kopš augstas veiktspējas epoksīdsveķu ieviešanas ir attīstījušies citi koksnes / līmju kompozīti. Līstes dēļi ir viens no šādiem populāriem paņēmieniem mājas laivu būvē: Koka sloksnes (parasti ciedra) tiek novietotas gareniski virs rāmjiem un pārklātas ar epoksīdu. Šī vienkāršā konstrukcija piedāvā lētu un spēcīgu konstrukciju ar taisnīgu apdari, ko amatieris var viegli sasniegt.
Laivu būves priekšējā malā aramīdu šķiedru pastiprināšana stiprina galvenos burinieku rajonus, piemēram, lokus un ķīļa sekcijas. Aramīda šķiedra nodrošina arī uzlabotu triecienu absorbciju. Karbona šķiedra masti ir arvien izplatītāki, jo tie piedāvā ievērojamas veiktspējas un kuģa stabilitātes priekšrocības.
Burinieku būvēšanai kompozītmateriāli tiek izmantoti arī ar oglekļa šķiedras vai stikla šķiedras lenti, kas piedāvā elastīgu, bet izmēru ziņā stabilu matricu, kurai tiek laminēta sintētiskā burkāja.
Oglekļa šķiedru izmanto arī citiem jūras mērķiem - piemēram, augstas stiprības iekšdarbiem un superjahtu mēbelēm.
Kompozītu nākotne laivu būvē
Oglekļa šķiedras izmaksas samazinās, palielinoties ražošanas apjomiem, tāpēc lokšņu oglekļa šķiedras (un citu profilu) pieejamība, visticamāk, kļūs izplatītāka laivu ražošanā.
Materiālu zinātne un kompozītmateriālu tehnoloģija strauji progresē, un jaunie kompozītmateriāli ietver oglekļa nanocaurules un epoksīda maisījumi. Nesen kā koncepcijas projekts tika piegādāts mazs jūras kuģis ar korpusu, kas būvēts, izmantojot oglekļa nanocaurules.
Vieglums, izturība, izturība un ražošanas vienkāršība nozīmē, ka kompozītmateriāliem būs aizvien lielāka loma laivu būvē. Neskatoties uz visiem jaunajiem kompozītmateriāliem, Ar šķiedru pastiprināti polimēru kompozīti ir šeit, lai paliktu ļoti daudzus gadus, lai gan tas noteikti būs partnerībā ar citiem eksotiskiem kompozītiem.