Навсякъде и във всичко - епохата на новите композитни материали настъпва

В историята на човечеството е имало само няколко епохи с нови суровини – керамика, стомана и пластмаса са първите, които веднага идват на ум. Сега сме на прага на следващата епоха – тази на композитните материали, пише The Wall Street Journal.

Когато говорим за композитни материали, имаме предвид неща като въглеродните влакна във вятърните турбини, състезателните коли и Boeing 787. Такива материали имат предимството да са много по-леки от металните части, които обикновено заместват, като същевременно са особено силни и изискващи по-малко ресурси за създаване.

Учените, занимаващи се с материали, са постигнали ограничен успех в правенето на композитните материали достъпни в последните десетилетия, или вероятно хилядолетия, тъй като технически те са били изобретени от месопотамците. Трудоемкото им производство ги направи скъпи, което ограничи приложението им до няколко области, където предимствата им надвишават разходите, като например космическата индустрия.

Сега, благодарение на новите производствени техники, които могат да произвеждат композитни части бързо и евтино, всичко това се променя и резултатите могат да бъдат както големи, така и вълнуващи.

Съвременните композитни материали, като се започне с бакелита, навлизат в началото на 20 век. Други са изобретени постепенно, а индустрията започва да се развива в края на 90-те и началото на 2000-те години, когато автоматизираните процеси за превръщане на неща като въглеродни влакна в гигантски структури като самолетни корпуси и перки на вятърни мелници достигат зрялост.

Само през последните няколко години редица стартъпи разработиха процеси за създаването на всякакви малки обекти от композитни материали по начин, който е бърз и евтин. Те включват базираната в Бъркли, щата Калифорния, Arris Composites, 9T Labs в Цюрих, Orbital Composites в Силициевата долина и други.

Прехвърлянето на значителни части от това, което правим и използваме, от стомана и пластмаса към композитни материали – които са амалгами от влакна, вградени в различни пластмаси – може да доведе до нови видове транспорт, по-ужасяващи оръжия за война и по-леки и по-издръжливи смартфони, носими устройства и друга потребителска електроника.

Всичко това е възможно, тъй като композитните материали, макар да имат своите предизвикателства, често могат да се справят точно толкова добре, колкото металните части с висока якост, но с малка част от теглото на последните. Композитните материали са причината съвременните реактивни самолети да са толкова ефективни по отношение на горивото и цялата индустрия за вятърна енергия би била невъзможна без огромните турбинни перки, направени от композитни материали.

Едно е да правиш самолети от композитни материали - Boeing е пионер в тази технология със своя 787, на който почти всяка видима повърхност всъщност е направена от композит от въглеродни влакна. Съвсем друго е да се произвеждат масово по-малки композитни части от видовете, които обикновено се произвеждат от титан или други метали, като например болтовете и скобите, които държат 787 заедно.

Както при други пионерски производствени технологии, като 3D принтирането, навлизането на композитните материали на масовия пазар е по-скоро еволюционен процес, отколкото революционен.

Днес можете да закупите потребителски продукти, направени с ултралеки, ултраздрави части от Arris и 9T Labs, включително обувки за бягане Brooks, спици за колела на велосипеди и луксозни часовници. Но това, което предстои, е още по-интересно: технологията на Arris се тества от Airbus за подмяна на метални скоби в самолетите и от базираната в Сингапур ST Engineering, която извършва значителна част от ремонтите на самолети в САЩ.

9T Labs работи и върху аерокосмически приложения и до края на годината се надява поне един от клиентите му да е готов да представи велосипеди, направени с негови части. Междувременно Orbital Composites има няколко договора с американската армия за развиване на своя процес на производство на композитни материали за сателити, ракети, дронове и хиперзвукови самолети.