KOMPOSIITIT
Lukijalle
Historiaa
Rakenne
Ominaisuuksia
SOVELLUKSIA
Puu/polymeerikomposiittien tutkimus
Tehtäviä
Sanasto

 

Auto- ja moottoriteollisuus, avaruusteollisuus, lentoteollisuus, rakennusteollisuus, armeija sekä lääketieteelliset sovellukset eivät olisi siinä missä ovat nyt ilman komposiitteja. Joka vuosi komposiiteille löydetään satoja uusia käyttökohteita. Jo nyt niitä käytetään muun muassa golf- ja tennismailoissa, vesisuksissa, kävelysauvoissa, autoissa ja avaruusaluksissa. Tässä on esitelty esimerkein komposiittien käyttökohteita merellä, maalla ja ilmassa. 

Merellä

1950-luvulla laivanrakentajat alkoivat siirtyä perinteisistä rakennusmateriaaleista lasikuiturunkoisten veneiden rakentamiseen. Ne olivat helpompia rakentaa ja kustannuksetkin olivat alhaisempia, sillä monimutkaisia rakenteita oli helpompi valmistaa lasikuidusta kuin puusta tai metallista. Keveyden takia kuljettaminen tuli helpommaksi, ja kestävyys perinteisiin materiaaleihin nähden on omaa luokkaansa. Lisäksi lasikuitu ei ruostu tai lahoa, joten sen kunnossapito on helppoa! 

lähde ja kuvia: www.unihedron.com/tek-composites

Maalla

Autot

Aiemmin autojen korit olivat lähes yksinomaan teräksestä valmistetut, mutta nykyään niissä käytetään yhä enemmän komposiittimateriaaleja. Etuina on muun muassa alhaisempi polttoaineen kulutus komposiittien keveyden ansiosta. Esimerkiksi Corvetten valmistuksessa komposiiteilla on pitkä historia: niitä alettiin käyttämään jo vuonna 1953. Nykyään Corvetten ulkokuori on valmistettu lähes yksinomaan lasikuitupuristelevystä (SMC), joka ei lommoonnu helposti eikä lainkaan ruostu. Vuoden -04 Corvetten mallissa Z06 konepelti on valmistettu poikkeuksellisesti hiilikuidusta, joka painaa vain kolmasosan (9 kg) SMC:stä tehtyyn verrattuna. Konepellin alaosa on hiilikuidun ja SMC:n komposiittia. Myös useat muut osat ovat erilaisia komposiitteja. 

lähde ja kuvia: www.chevrolet.com/corvette

Luotiliivit

Luotiliivi on yksi käytännön sovellutus komposiiteista, jossa yhdistyvät suuri vahvuus, keveys ja pieni koko. Luoviliiveja valmistetaan mm. Kevlar- ja Dyneema- nimisistä kuiduista. Nämä ovat erittäin hyvin kulutusta kestäviä, vahvoja ja joustavia kuitumateriaaleja. Vahvuudesta kertoo se, että Dyneema on 10 - 15 kertaa ja Kevlar viisi kertaa vahvempaa kuin teräs.

Sähkökitarat

Sähkökitarat voidaan valmistaa muustakin materiaalista kuin vain harvinaisista sademetsän jalopuista. Esimerkiksi Flaxwood-kitarat ovat valmistettu luonnonkuitukomposiitista, jolla on kaikki puusta valmistetun kitaran ominaisuudet, ja lisäksi se on hyvin kosteusresistiivinen materiaali. Se siis kestää perinteistä kitaraa paremmin kuivuuden ja kosteuden vaihteluita. Kitaran runko ja kaula valmistetaan ruiskuvalamalla, jolloin materiaaliin ei jää sisäisiä jännityksiä tai puulle tyypillisiä pihkataskuja. Lisätietoja: www.flaxwood.com.


Kuva: Timo Villanen

Hammashoito

Kuitulujitettuja yhdistelmämuovi- ja akryylimateriaaleja voidaan käyttää hammashoidossa uuden hampaan, sillan, kruunun tai kiskotuksen valmistamiseen. Muovimateriaalit eivät yksinään kestä purennan ja kulumisen aikaansaamaa kulutusta, mutta lasikuitulujitus tekee komposiittirakenteesta vahvuudeltaan samaa luokkaa kuin kulta. Komposiiteilla saavutetaan myös hyvä esteettisyys, sillä ne voidaan sävyttää täsmälleen potilaan omien hampaiden värisiksi. Lisätietoja: www.sticktech.com.

Ilmassa

Purjelentokoneet

Ensimmäiset purjelentokoneet valmistettiin puusta. Materiaalina puu oli kuitenkin herkkä sään vaihteluille, ja ajan myötä puu vanheni ja sitä kautta menetti hyviä ominaisuuksiaan: sen kestävyys heikkeni ja muoto muuttui. Nykyisin purjelentokeneet valmistetaan lujitemuovin, hiilikuidun ja lasikuidun yhdistelmistä. Etuna puuhun verrattuna ovat kestävämmät rakenteet ja tasalaatuisuus. Lisäksi osien monistaminen on helpompaa, sillä ne voidaan valmistaa muoteissa.

 

Etusivulle

Tekijät:
Hannele Myllymaa ja Pia Vesterbacka
Kemia yhteiskunnassa- kurssi, kevät 2005 
Helsingin yliopisto, Kemian laitos