Pats terminas „kompozitai" yra labai platus – apie juos parašytas ne vienas vadovėlis. Inžinerijoje šiandien turime keturias sintetinių pluoštų grupes, tris natūralių pluoštų, dešimtis epoksidinių dervų ir termoplastų sistemas.

Taip pat kompozitus galima suskirstyti pagal struktūrą: paprasti laminatai, daugiasluoksniai „sumuštinio" tipo, hibridiniai, lygiuoto pluošto ir t. t. Visi jie svarbūs ir kiekvienas turi savo paskirtį.

Pagrindinis kompozitų pranašumas – stiprumas, mažesnė masė, atsparumas korozijai, druskoms, dažnu atveju – ir agresyvioms cheminėms medžiagoms, dielektrinės savybės, geras atsparumas ciklinėms apkrovoms, triukšmo ir vibracijų slopinimas, skaidrumas radaro bangoms. Panaudojimas labai platus – beveik bet kokioje industrijoje.

Naujausios tendencijos medžiagų kūrime

Medžiagų kūrimo srityje šiuo metu vyrauja ne radikalūs proveržiai, o kryptingas jau esamų technologijų tobulinimas. Sintetinių pluoštų srityje daugiausia dirbama su priemaišomis, paviršiaus apdirbimu ir sukibimo gerinimu – tai leidžia pagerinti savybes, bet nesukuria visiškai naujų medžiagų.

Nanodalelės, nors ir tiriamos aktyviai, praktikoje kompozituose ne visada pasiteisina, todėl dažniau jų taikymas krypsta į specialios paskirties sritis – sporto inžineriją, mediciną ar baterijų technologijas. Didelį potencialą šiuo metu turi termoplastiniai kompozitai, ypač dėl galimybės automatizuoti jų gamybą ir sparčiai augančio 3D spausdinimo sektoriaus.

Labiausiai šiuo metu populiarėja natūralūs pluoštai – tai jauna, sparčiai auganti kryptis Europoje, glaudžiai susijusi su tvarumo siekiais. Bendra tendencija visoje srityje išlieka aiški: siekiama gerinti mechanines savybes, ilgaamžiškumą, optimizuoti gamybos procesus, mažinti kainą ir poveikį aplinkai.

Natūralių pluoštų galimybės ir ribos

Natūralūs pluoštai vis dažniau minimi kaip tvaresnė alternatyva tradicinėms medžiagoms, tačiau jų taikymas praktikoje turi savų niuansų.

Natūralius pluoštus palyginus su anglies ar stiklo pluoštais – šiek tiek primena medžio ir plieno palyginimą: abu reikalingi, bet jie nekonkuruoja tiesiogiai. Natūralūs pluoštai turi savo nišą, tačiau jie nėra pilnavertis aukšto stiprio anglies ar stiklo pluošto pakaitalas konstrukcinėse detalėse. Jeigu kažkur jie pristatomi kaip analogiškas pakaitalas labai svarbioms konstrukcijoms, dažnai šalia inžinerinių argumentų yra ir nemažai marketingo.

Natūralius pluoštus galima pritaikyti buityje – baldams, lagaminams, krepšiams, interjero sprendimams, ten, kur svarbus jaukumas, tekstūra ir estetinė išraiška.

Tvarūs kompozitai: pažanga, mitai ir iššūkiai

Tvarumas yra plati sąvoka, bet šiuo metu kompozitai tikrai dar nėra „žalia" medžiaga. Vis dėlto link to judama: tiriami natūralūs pluoštai, epoksidinės dervos iš biologinės kilmės žaliavų, efektyvesni gamybos procesai. Tačiau yra ir iššūkių – detalių sujungimas ir apdirbimas, vidinių (nematomų) įtrūkimų rizika, sudėtingesnė techninė priežiūra bei ribotas kompozitų perdirbamumas, todėl svarbu planuoti visą medžiagos gyvavimo ciklą.

Kompozitai metalų nepakeis niekada, nes metalai yra labai gerai suprantama, perdirbama medžiaga su išvystyta infrastruktūra. Tačiau žiūrint į ilgaamžiškumą ir apkrovų pobūdį, tam tikrose srityse metalai kompozitams nusileidžia. Pavyzdžiui, vėjo jėgainių sparnuose kitokio realaus varianto praktiškai nėra. Komercinėje aviacijoje metalai ir toliau liks ten, kur jų reikia – važiuoklėje, varikliuose, hidraulinėse ir pneumatinėse sistemose, tačiau liemens ir sparnų konstrukcijose kompozitai jau senokai pakeitė aliuminį ir sėkmingai skraidina keleivius.

Tvaresniems kompozitams, tokiems kaip bazalto pluošto sistemos, daugiausia ateities nusimato vėjo ir statybos energetikoje, o natūraliems pluoštams – buityje ir kai kuriose sporto šakose, pvz., kanapės pluošto dviratis.

Naujiems mechanikos inžinerijos specialistams jau dabar verta suprasti, kas yra pluoštai, kompozitai, plastikai, kokios jų savybės, veikimo diapazonai ir pritaikymo sritys. Žvelgiant į ateitį, metalo pramonė bus vis labiau automatizuota ir valdoma dirbtinio intelekto ir robotų, tuo tarpu su kompozitais dar ilgai reikės daug rankų darbo, specifinės patirties ir inžinerinio mąstymo.