Kompozitni materijali široko su definirani kao oni kod kojih je vezivo ojačano materijalom za ojačavanje. U modernom pogledu vezivo je obično smola, a materijal za ojačavanje sastoji se od staklene niti (stakloplastike), ugljična vlakna ili aramidna vlakna. Međutim, postoje i drugi kompoziti, poput ferroceracije i smole od drva, koji se i danas koriste u brodogradnji.
Kompoziti nude prednosti većeg omjera čvrstoće i težine od tradicionalnog drveta ili čelika metode, a one zahtijevaju niže razine vještina da bi se postigla prihvatljiva završna obrada trupa na poluindustrijskoj razmjera.
Povijest kompozita u brodovima
ferocementa
Vjerojatno je najranije korištenje kompozita za brodove bilo ferocesiranje. Ovaj se materijal široko koristio u prvoj polovici dvadesetog stoljeća za izgradnju jeftinih terenskih tegli.
Kasnije u stoljeću, postao je popularan ne samo za jednokratne kućne projekte, već i za proizvodnju brodograditelja. Čelični okvir izrađen od armaturne šipke (poznat kao armatura) tvori oblik trupa i prekriven je pilećom žicom. Potom je ožbukan cementom i stvrdnut. Iako je jeftin i jednostavan kompozit, korozija armature je čest problem u kemijski agresivnom morskom okruženju. Međutim, i danas se koristi mnogo tisuća brodova "fero" - materijal je omogućio mnogim ljudima da ostvare svoje snove.
GRP
Tijekom Drugog svjetskog rata, neposredno nakon poliesterske smole Razvijena su, staklena vlakna su postala dostupna nakon slučajnog otkrića proizvodnog procesa pomoću izduvanog zraka na struji rastaljenog stakla. Ubrzo, plastika ojačana staklom postala je glavna struja, a brodovi GRP postali su dostupni početkom 1950-ih.
Kompoziti za drvo / ljepilo
Ratni pritisci također su doveli do razvoja tehnika hladno oblikovane i vruće oblikovane brodogradnje. Ovi pristupi podrazumijevali su polaganje tankih furnira od drveta preko okvira i zasićenje svakog sloja ljepilom. Visoko učinkovita ljepila na bazi uree, razvijena za proizvođače zrakoplova, široko su korištena za novu tehniku lijevanja trupa brodica - obično za PT plovila. Neka ljepila zahtijevaju pečenje u pećnici da se stvrdne i vruće oblikovani trupovi, iako su ograničena veličina regulirana pristupom industrijskim pećnicama.
Moderni kompoziti u brodovima
Od 1950-ih godina, poliesterske i vinileterske smole neprestano se poboljšavaju i GRP je postao najrašireniji kompozit koji se koristi u gradnji brodova. Koristi se i u brodogradnji, tipično za minobacere kojima trebaju ne-magnetski trup. Osmotski problemi od kojih su patili brodovi rane generacije sada su prošlost modernih epoksidnih spojeva. U 21st stoljeća, količinska proizvodnja GRP plovila prati cjeloviti industrijski proizvodni proces.
Drvo / epoksidne tehnike lijevanja i danas se koriste, obično za veslanje. Ostali drveni / ljepljivi kompoziti razvili su se od uvođenja epoksidnih smola visokih performansi. Strip oplata jedna je od popularnih tehnika gradnje kućica na brodu: trake od drva (obično od cedra) polažu se uzdužno preko okvira i obložene epoksidom. Ova jednostavna konstrukcija nudi jeftinu i čvrstu gradnju sa korekcijskim finišom, koje amater može lako postići.
Na prednjem rubu izgradnje brodice, armirano vlakno ojačava ključna područja jedrilica, poput lukova i dijelova kobilice. Aramidna vlakna također poboljšavaju apsorpciju udara. Ugljična vlakna jarboli su sve češći jer nude velike performanse i stabilnost plovila.
Jedrilice također koriste kompozite u svojoj konstrukciji jedra, s trakom od karbonskih vlakana ili staklenih vlakana nude fleksibilnu, ali dimenzionalno stabilnu matricu na koju je laminiran sintetički jedrenjak.
Ugljična vlakna imaju i druge upotrebe u moru - na primjer za unutarnje lajsne visoke čvrstoće i namještaj na superjahtama.
Budućnost kompozita u brodogradnji
Troškovi ugljičnih vlakana padaju kako se povećava količina proizvodnje, pa će dostupnost ploča od karbonskih vlakana (i ostalih profila) vjerojatno postati prevladavajuća u proizvodnji brodica.
Znanost o materijalima i kompozitna tehnologija brzo napreduju, a novi kompoziti uključuju ugljičnu nanocjevčicu i epoksidne smjese. Nedavno je kao mornarički brod ugrađen trup izgrađen korištenjem ugljikovih nanocjevčica kao idejni projekt.
Lakoća, snaga, izdržljivost i lakoća izrade znače da će kompoziti igrati sve veću ulogu u izgradnji brodica. Unatoč svim novim kompozitima, Polimerni kompoziti ojačani vlaknima su tu da ostanu još mnogo godina, iako će sigurno biti u partnerstvu s drugim egzotičnim kompozitima.