Composite Material: ยิ่งกว่าวัสดุอัดแน่น! ใช้งานได้หลากหลายในอุตสาหกรรมยานยนต์และการบิน

matière composite หรือที่เราเรียกกันสั้นๆ ว่า “คอมโพสิท” เป็นกลุ่มของวัสดุที่มีคุณสมบัติพิเศษอย่างมาก โดยถูกสร้างขึ้นมาจากการรวมกันของวัสดุสองชนิดหรือมากกว่านั้น ซึ่งแต่ละชนิดมีหน้าที่และคุณสมบัติแตกต่างกัน

หากเปรียบเทียบ composite materials เหมือนกับการทำทีมฟุตบอล คุณจะมีผู้เล่นหลายคนในตำแหน่งต่างๆ แต่ละคนมีความสามารถเฉพาะตัว เช่น กองหน้ายิงประตูเก่ง กองกลางจ่ายบอลดี แบ็คขยันวิ่ง และเมื่อรวมกันเป็นทีมเดียวจะสามารถสร้างผลงานที่เหนือกว่า

อย่างเช่นวัสดุ composite ที่ใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์ อาจประกอบด้วยเส้นใยแก้ว (glass fiber) ซึ่งให้ความแข็งแรงสูง กับเรซิน (resin) ที่ทำหน้าที่ยึดเกาะเส้นใยเข้าด้วยกัน เมื่อนำมาขึ้นรูปเป็นชิ้นส่วนรถยนต์ เช่น ฝากระโปรงหรือหลังคา จะทำให้ชิ้นส่วนนั้นทั้งเบา แข็งแรง และทนทาน

คุณสมบัติเด่นของ composite materials

Composite materials มีข้อดีมากมายที่โดดเด่นเหนือวัสดุทั่วไป

• ความแข็งแรงสูง: Composite materials สามารถรับน้ำหนักและแรงกดได้มากกว่าวัสดุธรรมดา

• น้ำหนักเบา: เนื่องจากโครงสร้างที่เป็นรูพรุน ทำให้ composite materials มีน้ำหนักเบากว่าโลหะ

• ทนต่อการกัดกร่อน: Composite materials ไม่เกิดสนิมหรือถูกทำลายจากสารเคมี

• ความยืดหยุ่น: สามารถขึ้นรูปและออกแบบตามต้องการได้ง่าย

• ฉนวนความร้อน: composite materials สามารถป้องกันความร้อนได้ดี

ประเภทของ composite materials

Composite materials มีหลายประเภทที่แตกต่างกันไปตามชนิดของวัสดุที่นำมาผสมและวิธีการผลิต เช่น:

ชนิดของ composite	วัสดุที่ใช้	ลักษณะเด่น
Fiber-reinforced composites	เส้นใย (carbon fiber, glass fiber) + เรซิน	แข็งแรงเบา
Particle-reinforced composites	เม็ดวัสดุ (เซรามิก,โลหะ) + เมทริกซ์ (โลหะ,เซรามิก)	ทนทานต่อการสึกหรอ

• Polymer matrix composites: เป็น composite ที่ใช้พอลิเมอร์ (plastics) เป็นเมทริกซ์ เช่น epoxy resin, polyester resin ซึ่งมักจะใช้ร่วมกับเส้นใยแก้วหรือคาร์บอนไฟเบอร์
• Metal matrix composites: ใช้โลหะเป็นเมทริกซ์ เช่นอลูมิเนียม,แมกนีเซียม ซึ่งมักจะใช้ร่วมกับเซรามิกหรือเส้นใย

การผลิต composite materials

การผลิต composite materials มักจะเกี่ยวข้องกับกระบวนการต่อไปนี้:

1. การเตรียมวัสดุ: วัสดุต่างๆ จะถูกทำความสะอาดและเตรียมไว้ในรูปแบบที่เหมาะสม เช่น สับเส้นใยแก้วให้เป็นชิ้นเล็กๆ

2. การผสม (Mixing): วัสดุจะถูกผสมเข้าด้วยกัน โดยใช้เครื่องจักรพิเศษเพื่อให้ได้ส่วนผสมที่สม่ำเสมอ

3. การขึ้นรูป (Molding): ส่วนผสมจะถูกเทใส่แม่พิมพ์และอัดหรือให้ความร้อน เพื่อให้ composite materials แข็งตัวและมีรูปร่างตามต้องการ

แอปพลิเคชันของ composite materials

Composite materials ได้รับความนิยมอย่างมากในหลากหลายอุตสาหกรรม เนื่องจากคุณสมบัติพิเศษที่เหนือกว่าวัสดุทั่วไป

• อุตสาหกรรมยานยนต์: ชิ้นส่วนรถยนต์ เช่น ฝากระโปรง, หลังคา, เบาะนั่ง

• อุตสาหกรรมการบิน: ปีกเครื่องบิน, ตัวลำ fuselage

• กีฬา: ไม้เทนนิส, จักรยาน

• อุตสาหกรรมพลังงาน: ใบพัดกังหันลม, ท่อส่งน้ำมัน

• อุตสาหกรรมการแพทย์: โครงสร้างกระดูกเทียม, อุปกรณ์ทางทันตกรรม

ข้อดีและข้อเสียของ composite materials

ข้อดี:

• ความแข็งแรงสูง
• น้ำหนักเบา
• ทนทานต่อการกัดกร่อน
• ความยืดหยุ่น
• ฉนวนความร้อน

ข้อเสีย:

• ราคาค่อนข้างสูง
• การซ่อมแซมอาจทำได้ยาก
• ขอบเขตการใช้งานจำกัดในบางกรณี

Composite materials เป็นวัสดุที่มีศักยภาพสูงและได้รับความนิยมอย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมที่ต้องการความแข็งแรง, ความเบา และความทนทาน

สำหรับอนาคต คาดว่า composite materials จะถูกนำมาใช้ในหลากหลายแอปพลิเคชันมากขึ้น ด้วยการพัฒนาวัสดุใหม่ๆ และเทคโนโลยีการผลิตที่มีประสิทธิภาพ