復(fù)合材料的未來
復(fù)合材料的未來前景光明。隨著氣候問題成為全球工業(yè)議程的重中之重，我們看到汽車和航空航天行業(yè)正在推動新的發(fā)展。電動汽車、電動出租車、更智能的交通選擇以及對增強(qiáng)的航空航天輕量化的需求意味著復(fù)合材料的用途正在擴(kuò)大。從特斯拉到 ZeroAvia，從垂直航空航天到可再生能源供應(yīng)商，界限正在被突破，動態(tài)發(fā)展每天都在發(fā)生，智能復(fù)合材料看起來將繼續(xù)存在。
1. 材料創(chuàng)新
作為復(fù)合材料未來發(fā)展的關(guān)鍵因素，材料創(chuàng)新往往處于復(fù)合材料趨勢的前沿。不斷開發(fā)更新、更輕便、可回收的選項(xiàng)，而不會對其承載能力產(chǎn)生負(fù)面影響。此外，現(xiàn)在復(fù)合材料備受關(guān)注，外觀變得越來越重要，客戶希望根據(jù)項(xiàng)目和設(shè)計(jì)定制所選產(chǎn)品的美觀性。隨著復(fù)合材料的快速發(fā)展，大部分傳統(tǒng)材料很快會被取代。
2.智能復(fù)合材料
智能復(fù)合材料也被稱為“反應(yīng)性材料”，它既現(xiàn)代又多樣化。智能復(fù)合材料應(yīng)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(jié)果是什么?一種完全定制的智能復(fù)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(yīng)。無論是溫度還是光線的差異，智能復(fù)合材料都能夠響應(yīng)環(huán)境變化，而無需任何其他電氣或遠(yuǎn)程控制。
3. 輕質(zhì)復(fù)合材料
對于許多因多種原因而依賴重量的行業(yè)來說，能夠生產(chǎn)輕質(zhì)復(fù)合材料絕對至關(guān)重要。顧名思義，輕質(zhì)復(fù)合材料旨在減輕重量，這對于航空航天、交通運(yùn)輸和基礎(chǔ)設(shè)施等行業(yè)來說是一項(xiàng)關(guān)鍵特性。得益于高科技的制造技術(shù)，輕質(zhì)復(fù)合材料易于處理、耐用、易于安裝且堅(jiān)固耐用。它們還可以降低項(xiàng)目成本并有助于確保遵守監(jiān)管要求。
3.1 汽車輕量化
汽車輕量化復(fù)合材料顯著改善了產(chǎn)品設(shè)計(jì)，從而帶來了更安全、更時尚的解決方案。隨著人們對更省油汽車的追求，對更優(yōu)質(zhì)、更智能的復(fù)合材料的探索正在快速進(jìn)行。為了滿足汽車輕量化的需求，我們看到了復(fù)合材料和組件模型的先進(jìn)發(fā)展。
隨著汽車行業(yè)尋求減少其碳足跡，復(fù)合材料正在幫助證明自然并不一定在道路的起點(diǎn)處結(jié)束。
3.2 航空航天輕量化
重量是航空航天設(shè)計(jì)的一個重要部分，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(fù)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(xiàn)象產(chǎn)生了重大影響，人們長期以來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，同時降低燃料消耗，而做到這一點(diǎn)的方法是減輕飛機(jī)重量。重量越輕，飛行過程中的升力和推力就越小，這可以帶來令人難以置信的改進(jìn)，例如，對于波音 787 來說，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(zhàn)斗性能和安全性能——這是一個全面的勝利!
4. 生物基復(fù)合材料
生物復(fù)合材料是一個術(shù)語，用于描述含有一種或多種天然衍生材料的復(fù)合材料。這可以是基質(zhì)或增強(qiáng)相的一部分，或兩者兼而有之。隨著對環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的迫切需求，對生物基復(fù)合材料的需求日益增長，特別是在基礎(chǔ)設(shè)施和建筑領(lǐng)域。生物基復(fù)合材料最終將成為傳統(tǒng)、不可再生合成材料(如玻璃和碳增強(qiáng)復(fù)合材料)的替代品。
然而，這在很大程度上是一個新興的發(fā)展，還有許多工作要做。生物基復(fù)合材料面臨著諸多問題，例如防潮性、供應(yīng)物流問題、熱穩(wěn)定性和電氣性能差等。隨著這種新興材料的不斷進(jìn)步，未來幾年的發(fā)展將會很有趣。
復(fù)合材料應(yīng)用的未來
復(fù)合材料能夠生產(chǎn)出具有適應(yīng)性、智能性、強(qiáng)度高、重量輕且經(jīng)濟(jì)高效的定制最終產(chǎn)品，在某種程度上，復(fù)合材料應(yīng)用的未來似乎才剛剛開始。復(fù)合材料的多樣性意味著，它們可以應(yīng)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。隨著對生物材料應(yīng)用的探索，復(fù)合材料將繼續(xù)為地球應(yīng)對氣候變化做出貢獻(xiàn)。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(fù)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)也在不斷開發(fā)。新技術(shù)能夠通過引入新的制造技術(shù)或徹底顛覆現(xiàn)有技術(shù)，徹底改變行業(yè)。機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)在更加靈活，AFP(自動纖維鋪放)使用其中一種機(jī)器人來鋪放材料，使 AFP 能夠一次一層地構(gòu)建組件。這可以創(chuàng)建高度定制的部件，同時允許操作員更好地控制組件制造。這反過來又提高了速度，減少了材料浪費(fèi)和成本，同時確保了一致性。
2. 基礎(chǔ)設(shè)施和建設(shè)
復(fù)合材料在基礎(chǔ)設(shè)施和建筑行業(yè)中的應(yīng)用正在幫助我們?yōu)榈厍騽?chuàng)造更美好的未來，從字面上看，復(fù)合材料正在改變我們的建筑和生活方式。復(fù)合材料能夠縮短施工時間，同時以多種方式節(jié)省資金。例如，復(fù)合材料能夠通過消除鋼筋混凝土的退化來幫助建造更小、更輕的橋梁，而鋼筋混凝土的退化往往是橋梁基礎(chǔ)設(shè)施問題的核心。復(fù)合材料生產(chǎn)的最終產(chǎn)品更具彈性，使用壽命也更長。
回到我們身邊，我們自己的地板和覆層通常由復(fù)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(hù)時間和成本。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(hù)。復(fù)合材料正在徹底改變基礎(chǔ)設(shè)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(tǒng)方法生產(chǎn)復(fù)雜的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)非常耗時，而且難度很大。增材制造等先進(jìn)制造技術(shù)能夠制造內(nèi)部特征和分級材料成分，而這些特征和成分通常很難通過傳統(tǒng)制造工藝實(shí)現(xiàn)。復(fù)合材料增材制造的新進(jìn)展包括使用連續(xù)纖維、納米顆粒和功能填料等原料。這些技術(shù)均顯著改善了印刷復(fù)合材料的機(jī)械、熱和電氣性能，同時大大擴(kuò)展了設(shè)計(jì)可能性和性能能力。
4. 復(fù)合材料 3D 打印
3D 打印被稱為“下一件大事”，它為復(fù)合材料的未來打開了無限可能。復(fù)合材料 3D 打印預(yù)計(jì)將爆發(fā)式增長，成為一個價值 10 億英鎊的產(chǎn)業(yè)，雖然它是一項(xiàng)新興技術(shù)，但潛力巨大。復(fù)合材料 3D 打印可以簡化流程，降低傳統(tǒng)復(fù)合材料制造成本，這是復(fù)合材料 3D 打印增長的關(guān)鍵驅(qū)動因素之一。由于制造過程可以完全自動化，3D 打印將在復(fù)合材料的未來中發(fā)揮巨大作用。
