yhdistelmämateriaaleja

Yhdistelmämateriaaleja on useita, mutta niissä kaksi tai useampi ainekerroksesta yhdessä muodostavat kokonaisuuden, jolla on paremmat ominaisuudet kuin niiden osien erikseen. Yleisimmät rakenneosat ovat vahvistusmateriaalit (kuitu, hiukkanen tai kerroin) sekä matriisi (polymeeri, metalli tai keraami), joka välittää kuormituksen ja pitää vahvikkeen paikoillaan.

Tyypillisiä yhdistelmämateriaaleja ovat lasi- tai hiilikuituvahvistettu muovi (GFRP, CFRP), metallia sisältävät kolme- tai nelikerroksiset sillat sekä keraamiset tai metallipohjaiset komposiitit. Vahvistus antaa suurvoiman ja jäykkyyden, kun taas matriisi suojaa vahviketta ja siirtää kuormitusta. Ominaisuudet ovat usein anisotrooppisia, eli suunnasta riippuvia.

Valmistusmenetelmät voivat sisältää laminaatioita, filament-winding-, pultrusio- tai ruisku-massatoimitusmenetelmiä sekä RTM- ja injektiotekniikoita. Myös 3D-tulostus on yleistymässä joissakin sovelluksissa. Materiaalien valinta ja suunnittelu huomioivat halutun jäykkyyden, kestävyyden, lämpötilankeston sekä kustannukset.

Sovelluksia on muun muassa ilmailu- ja autoalalla, urheilu- ja rakennusteollisuudessa sekä tuulivoimapuissa. Yhdistelmämateriaalit tarjoavat korkeaa voimantuottoa kevyessä massassa, mutta niillä on haasteita kuten valmistuskompleksisuus ja kierrätys. End-of-life -teknologiat vaihtelevat thermosettien ja thermoplastisten komposiittien mukaan, mikä vaikuttaa kierrätettävyyteen.