復合材料的未來

　　復合材料的未來前景光明。隨著氣候問題成為全球工業(yè)議程的重中之重，我們看到汽車和航空航天行業(yè)正在推動新的發(fā)展。電動汽車、電動出租車、更智能的交通選擇以及對增強的航空航天輕量化的需求意味著復合材料的用途正在擴大。從特斯拉到 ZeroAvia，從垂直航空航天到可再生能源供應商，界限正在被突破，動態(tài)發(fā)展每天都在發(fā)生，智能復合材料看起來將繼續(xù)存在。

　　1. 材料創(chuàng)新

　　作為復合材料未來發(fā)展的關鍵因素，材料創(chuàng)新往往處于復合材料趨勢的前沿。不斷開發(fā)更新、更輕便、可回收的選項，而不會對其承載能力產(chǎn)生負面影響。此外，現(xiàn)在復合材料備受關注，外觀變得越來越重要，客戶希望根據(jù)項目和設計定制所選產(chǎn)品的美觀性。隨著復合材料的快速發(fā)展，大部分傳統(tǒng)材料很快會被取代。

　　2.智能復合材料

　　智能復合材料也被稱為“反應性材料”，它既現(xiàn)代又多樣化。智能復合材料應用于一系列行業(yè)，通常使用熱固性或熱塑性塑料作為其基質的一部分。它們只需選擇正確的合適基質材料，就能挑選出耐熱、耐化學性和耐候性等特性。最終結果是什么?一種完全定制的智能復合材料，它足夠智能，能夠理解環(huán)境條件并以所需的方式做出反應。無論是溫度還是光線的差異，智能復合材料都能夠響應環(huán)境變化，而無需任何其他電氣或遠程控制。

　　3. 輕質復合材料

　　對于許多因多種原因而依賴重量的行業(yè)來說，能夠生產(chǎn)輕質復合材料絕對至關重要。顧名思義，輕質復合材料旨在減輕重量，這對于航空航天、交通運輸和基礎設施等行業(yè)來說是一項關鍵特性。得益于高科技的制造技術，輕質復合材料易于處理、耐用、易于安裝且堅固耐用。它們還可以降低項目成本并有助于確保遵守監(jiān)管要求。

　　3.1 汽車輕量化

　　汽車輕量化復合材料顯著改善了產(chǎn)品設計，從而帶來了更安全、更時尚的解決方案。隨著人們對更省油汽車的追求，對更優(yōu)質、更智能的復合材料的探索正在快速進行。為了滿足汽車輕量化的需求，我們看到了復合材料和組件模型的先進發(fā)展。

　　隨著汽車行業(yè)尋求減少其碳足跡，復合材料正在幫助證明自然并不一定在道路的起點處結束。

　　3.2 航空航天輕量化

　　重量是航空航天設計的一個重要部分，必須起飛的東西絕對必須盡可能輕!在航空航天輕量化方面，復合材料真正發(fā)揮了作用，人們已經(jīng)對可用的選擇進行了廣泛的探索。由于航空業(yè)對全球變暖現(xiàn)象產(chǎn)生了重大影響，人們長期以來一直在研究減少航空排放的方法。主要重點是提高能源效率，同時降低燃料消耗，而做到這一點的方法是減輕飛機重量。重量越輕，飛行過程中的升力和推力就越小，這可以帶來令人難以置信的改進，例如，對于波音 787 來說，重量減輕 20% 可使燃油效率提高 12%。

　　除了改善碳足跡之外，航空航天輕量化還能提高戰(zhàn)斗性能和安全性能——這是一個全面的勝利!

　　4. 生物基復合材料

　　生物復合材料是一個術語，用于描述含有一種或多種天然衍生材料的復合材料。這可以是基質或增強相的一部分，或兩者兼而有之。隨著對環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的迫切需求，對生物基復合材料的需求日益增長，特別是在基礎設施和建筑領域。生物基復合材料最終將成為傳統(tǒng)、不可再生合成材料(如玻璃和碳增強復合材料)的替代品。

　　然而，這在很大程度上是一個新興的發(fā)展，還有許多工作要做。生物基復合材料面臨著諸多問題，例如防潮性、供應物流問題、熱穩(wěn)定性和電氣性能差等。隨著這種新興材料的不斷進步，未來幾年的發(fā)展將會很有趣。

　　復合材料應用的未來

　　復合材料能夠生產(chǎn)出具有適應性、智能性、強度高、重量輕且經(jīng)濟高效的定制最終產(chǎn)品，在某種程度上，復合材料應用的未來似乎才剛剛開始。復合材料的多樣性意味著，它們可以應用于從家居用品到牙科、太空、航空航天、航空、建筑等各種行業(yè)和領域。隨著對生物材料應用的探索，復合材料將繼續(xù)為地球應對氣候變化做出貢獻。請關注這一領域，它將改變我們所有人的生活。

　　1. 高科技的制造技術

　　正如我們上面所討論的，復合材料領域的創(chuàng)新一直在進行，高科技的制造技術也在不斷開發(fā)。新技術能夠通過引入新的制造技術或徹底顛覆現(xiàn)有技術，徹底改變行業(yè)。機器人技術現(xiàn)在更加靈活，AFP(自動纖維鋪放)使用其中一種機器人來鋪放材料，使 AFP 能夠一次一層地構建組件。這可以創(chuàng)建高度定制的部件，同時允許操作員更好地控制組件制造。這反過來又提高了速度，減少了材料浪費和成本，同時確保了一致性。

　　2. 基礎設施和建設

　　復合材料在基礎設施和建筑行業(yè)中的應用正在幫助我們?yōu)榈厍騽?chuàng)造更美好的未來，從字面上看，復合材料正在改變我們的建筑和生活方式。復合材料能夠縮短施工時間，同時以多種方式節(jié)省資金。例如，復合材料能夠通過消除鋼筋混凝土的退化來幫助建造更小、更輕的橋梁，而鋼筋混凝土的退化往往是橋梁基礎設施問題的核心。復合材料生產(chǎn)的最終產(chǎn)品更具彈性，使用壽命也更長。

　　回到我們身邊，我們自己的地板和覆層通常由復合材料制成，使用回收木材和塑料的混合物。這改變了我們看待住宅和商業(yè)地產(chǎn)的方式，減少了維護時間和成本。它還消除了使用有害化學品對地板進行壓力處理的需要，再次確保了環(huán)境得到保護。復合材料正在徹底改變基礎設施和建筑行業(yè)，使我們的世界變得更美好。

　　3.增材制造

　　使用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)復雜的復合材料結構非常耗時，而且難度很大。增材制造等先進制造技術能夠制造內(nèi)部特征和分級材料成分，而這些特征和成分通常很難通過傳統(tǒng)制造工藝實現(xiàn)。復合材料增材制造的新進展包括使用連續(xù)纖維、納米顆粒和功能填料等原料。這些技術均顯著改善了印刷復合材料的機械、熱和電氣性能，同時大大擴展了設計可能性和性能能力。

　　4. 復合材料 3D 打印

　　3D 打印被稱為“下一件大事”，它為復合材料的未來打開了無限可能。復合材料 3D 打印預計將爆發(fā)式增長，成為一個價值 10 億英鎊的產(chǎn)業(yè)，雖然它是一項新興技術，但潛力巨大。復合材料 3D 打印可以簡化流程，降低傳統(tǒng)復合材料制造成本，這是復合材料 3D 打印增長的關鍵驅動因素之一。由于制造過程可以完全自動化，3D 打印將在復合材料的未來中發(fā)揮巨大作用。