Kompozitné materiály sú všeobecne definované ako materiály, v ktorých je spojivo vystužené výstužným materiálom. V modernom zmysle je spojivom obvykle živica a výstužný materiál pozostáva z sklenené nite (sklenené vlákna), uhlíkové vlákna alebo aramidové vlákna. Existujú však aj ďalšie kompozity, ako napríklad železné a drevené živice, ktoré sa stále používajú pri stavbe lodí.
Kompozity ponúkajú výhody vyššieho pomeru pevnosti k hmotnosti ako tradičné drevo alebo oceľ metódy a vyžadujú nižšiu úroveň zručností, aby v polopriemyselnej výrobe dosiahli prijateľnú povrchovú úpravu trupu meradle.
História kompozitov v lodiach
železobetón
Pravdepodobne najskorším použitím kompozitov pre lode bolo železo. Tento materiál sa vo veľkej miere používal v prvej polovici dvadsiateho storočia na stavbu lacných nízko-technologických člnov.
Neskôr v storočí sa stal populárnym nielen pre jednorazové domáce projekty, ale aj pre výrobcov staviteľov lodí. Oceľový rám vyrobený z výstužnej tyče (známej ako kotva) tvorí tvar trupu a je zakrytý kuracím drôtom. Potom je omietnutá cementom a vytvrdená. Korózia kotvy, hoci je lacným a jednoduchým kompozitom, je bežným problémom chemicky agresívneho morského prostredia. V súčasnosti sa však stále používa mnoho tisíc „železných“ lodí - materiál umožnil mnohým ľuďom realizovať svoje sny.
GRP
Počas druhej svetovej vojny, hneď potom polyesterové živice boli vyvinuté, sklenené vlákna boli k dispozícii po náhodnom objavení výrobného procesu pomocou fúkaného vzduchu na prúde roztaveného skla. Čoskoro sa plasty vystužené sklom stali hlavnými prúdmi a lode GRP sa začali objavovať na začiatku 50. rokov 20. storočia.
Kompozity na drevo / lepidlo
Vojnové tlaky tiež viedli k vývoju techník stavby lodí tvarovaných za studena a za tepla. Tieto prístupy znamenali pokládku tenkých dýh z dreva nad rám a saturovanie každej vrstvy lepidlom. Vysoko výkonné lepidlá na báze močoviny vyvinuté pre výrobcov lietadiel sa široko používali pre novú techniku formovania trupov lodí - typicky pre PT člny. Niektoré lepidlá vyžadovali pečenie v peci, aby sa vyliečili, a vyvinuli sa trupy tvarované za tepla, hoci prístup k priemyselným rúram bol obmedzený na veľkosť.
Moderné kompozity v lodiach
Od 50. rokov 20. storočia sa polyesterové a vinylesterové živice neustále zlepšujú a GRP sa stal najbežnejším kompozitom používaným pri stavbe lodí. Používa sa tiež pri stavbe lodí, zvyčajne pre mínové píly, ktoré potrebujú nemagnetické trupy. Osmotické problémy, ktorým lode staršej generácie trpeli, sú dnes u moderných epoxidových zlúčenín minulosťou. V 21st storočia, objem výroby lodí GRP nasleduje celý priemyselný výrobný proces.
Techniky formovania dreva / epoxidu sa používajú dodnes, zvyčajne na veslovanie. Od zavedenia vysokovýkonných epoxidových živíc sa vyvinuli ďalšie zmesi dreva a lepidla. Pásové lakovanie je jednou z takýchto populárnych techník pri stavbe domácich lodí: drevené pásy (zvyčajne cédrové) sa ukladajú pozdĺžne na rámy a potiahnuté epoxidom. Táto jednoduchá konštrukcia ponúka lacnú a silnú stavbu so spravodlivým povrchom, ktorú ľahko dosiahne amatér.
Na prednej hrane stavby lode zosilňuje aramidové vlákno vystužujúce kľúčové oblasti plachetníc, ako sú luky a kýlové úseky. Aramidové vlákno tiež poskytuje zlepšenú absorpciu nárazov. Uhlíkové vlákno stožiare sú čoraz bežnejšie, pretože ponúkajú významné výhody z hľadiska výkonnosti a stability plavidla.
Plachetnice tiež používajú kompozitné materiály na výrobu plachiet, pričom páska z uhlíkových alebo sklených vlákien ponúka flexibilnú, ale rozmerovo stabilnú matricu, na ktorú je laminovaná syntetická plachtovina.
Uhlíkové vlákno má tiež iné využitie v námorníctve - napríklad pre vysoko pevné interiérové lišty a nábytok na plachetniciach.
Budúcnosť kompozitov v lodiarstve
Náklady na uhlíkové vlákno klesajú so zvyšujúcim sa objemom výroby, takže pri výrobe lodí sa pravdepodobne stane dostupnejšia vrstva uhlíkových vlákien (a iných profilov).
Veda o materiáloch a technológia kompozitov postupujú rýchlo a nové kompozity zahŕňajú uhlíkové nanorúrky a epoxidové zmesi. Nedávno bola ako koncepčný projekt dodaná malá námorná loď s trupom postavená z uhlíkových nanorúrok.
Ľahkosť, pevnosť, trvanlivosť a ľahkosť výroby znamenajú, že kompozity budú hrať čoraz väčšiu úlohu pri stavbe lodí. Napriek všetkým novým kompozitom Vláknami vystužené polymérne kompozity sú tu preto, aby zostali po mnoho rokov, aj keď to určite bude v partnerstve s inými exotickými kompozitmi.