Komposiittien käyttö tämän päivän koneenrakennuksessa

Abstract

Komposiitit ovat yhdistelmämateriaaleja, jotka koostuvat kahdesta tai useammasta eri materiaalista. Komposiitit ovat kiinnostavia tämän päivän koneenrakennukselle niiden korkean vahvuuden ja jäykkyyden suhteesta niiden kevyeeseen painoon nähden. Kuitulujitteisten komposiittien ja laminaattien valmistukseen on monia eri menetelmiä ja ne eroavat toisistaan lähinnä hartsin levittämistapojen sekä kuitujen asettelutapojen perusteella. Komposiittien työstäminen on vaikeaa, mikä johtuu niiden epähomogeenisesta ja anistrooppisesta laadusta ja komposiittien sisältävien lujitteiden korkeasta abrasiivisesta vaikutuksesta. Tavanomaisia työstömenetelmiä, kuten sorvausta, porausta ja jyrsimistä käytetään komposiittien työstämiseen. Kuitujen suuntaus komposiiteissa vaikuttaa paljon niiden työstämiseen. Ultraäänisen tärinän käyttäminen kuitulujitteisia komposiitteja sorvattaessa parantaa työstetyn kappaleen pinnanlaatua. Komposiittimateriaalien kiinnittäminen metalleihin eroaa selvästi muiden materiaalien kiinnittämisestä. Komposiittien yhdistämisen yhteydessä on otettava huomioon monia eri asioita, kiinnitysreikien valmistuksesta käytettäviin kiinnikkeisiin. Komposiittien kierrätys ja hävittäminen on tärkeä osa niiden elinkaarta, eikä niiden kierrätykseen ole tällä hetkellä hyviä ja kustannustehokkaita kierrätysmenetelmiä. Tällä hetkellä kierrättäminen tuleekin kalliimmaksi, kuin käytettyjen komposiittien vieminen kaatopaikalle.

Composites are materials that consist of two or more different materials. Composite are interesting materials in today’s machine building because of their high strength and stiffness in relation to their light weight. There are many different methods to produce fibre reinforced composites and laminate composites and they differ from each other in spreading the resin and settling the fibres in different ways. It is difficult to machine composite materials because of their inhomogeneous and anisotrophic nature and because of the abrasive effect of the filler materials. Conventional machining methods like turning, drilling and milling are used to machine composites. The alignment of fibres in composites makes a difference in machining composites. Using ultrasonic vibration when machining fibre reinforced composites makes the surface quality better. Joining composite materials to metals differs from joining to other materials. When joining composites to metals many different things have to be considered from making the holes to the materials of the rivets. Recycling and disposal of composite materials is important part of their lifespan. There are no good and economically sufficient recycling methods nowadays. At this day recycling is more expensive than dumping used composite materials to landfills.