Komposiitmaterjalid on üldiselt määratletud kui need, milles sideaine on tugevdatud tugevdava materjaliga. Tänapäevases mõttes on sideaine tavaliselt vaik ja armeerimismaterjal koosneb klaaskiud (klaaskiud), süsinikkiud või aramiidkiud. Siiski on ka teisi komposiite, näiteks fermenteerimine ja puitvaigud, mida kasutatakse endiselt paadiehituses.
Komposiitidel on kõrgema tugevuse ja kaalu suhte eelised kui traditsioonilisel puidul või terasel meetodid ja pooltööstuses vastuvõetava kere viimistluse saamiseks on vaja madalamaid oskusi kaal.
Paatide komposiitide ajalugu
Ferroment
Tõenäoliselt oli paatide jaoks komposiitide kõige varasem kasutamine fermenteerimine. Seda materjali kasutati laialdaselt kahekümnenda sajandi esimesel poolel odavate ja madala tehnoloogiaga pargaste ehitamiseks.
Sajandil hiljem sai see populaarseks mitte ainult ühekordsete koduprojektide, vaid ka paadiehitajate jaoks. Armeerimisvardast (tuntud kui armatuur) valmistatud terasraam moodustab kere kuju ja on kaetud kanatraadiga. Seejärel krohvitakse tsemendiga ja kõvendatakse. Ehkki odav ja lihtne komposiit, on armatuurkorrosioon keemiliselt agressiivses merekeskkonnas tavaline probleem. Tänapäeval kasutatakse endiselt palju tuhandeid "ferro" paate - materjal on võimaldanud paljudel inimestel oma unistused ellu viia.
GRP
Teise maailmasõja ajal, vahetult pärast seda polüestervaigud Pärast klaaskiudude väljaarendamist valmisid klaaskiud pärast juhuslikku avastust tootmisprotsessis, kus sulanud klaasi voolul puhuti õhku. Varsti sai klaasist armeeritud plastikust peavool ja GRP paadid hakkasid olema saadaval 1950ndate alguses.
Puit / liimkomposiidid
Sõjasurved tingisid ka külmvormitud ja kuumvormitud laevaehituse tehnikate arendamise. Need lähenemised hõlmasid õhukeste puidust spoonide paigaldamist raami kohale ja iga kihi küllastumist liimiga. Lennukite tootjate jaoks välja töötatud kõrgjõudlusega karbamiidil põhinevaid liime kasutati laialdaselt paadikerede vormimise uue tehnika jaoks - tavaliselt PT paadid. Mõned liimid nõudsid kõvenemist ahjus küpsetamiseks ja kuumvormitud kered töötati välja, kuigi tööstusahjudele juurdepääsu osas olid olemas suurusepiirangud.
Kaasaegsed paadid
Alates 1950ndatest on polüester- ja vinüülestervaigud pidevalt paranenud ja GRP on muutunud kõige populaarsemaks komposiidiks, mida kasutatakse paadiehituses. Seda kasutatakse ka laevaehituses, tavaliselt miinijahtijate jaoks, kes vajavad mittemagnetilisi kere. Osmootilised probleemid, millest varase põlvkonna paadid kannatasid, on tänapäevaste epoksüühendite puhul nüüd minevik. Aastal 21st sajandil järgib maht GRP-paatide tootmine täielikku tööstuslikku tootmisprotsessi.
Puidu / epoksü vormimise tehnikad on tänapäevalgi kasutusel, tavaliselt sõudeergomeetrite jaoks. Pärast kõrgtehnoloogiliste epoksüvaikude turule toomist on arenenud ka muid puidu / liimi komposiite. Riba hööveldamine on üks selliseid populaarseid tehnikaid kodupaatide ehitamisel: Puitribad (tavaliselt seeder) asetatakse pikisuunas raami kohale ja kaetakse epoksüüdiga. See lihtne konstruktsioon pakub odavat ja tugevat, õiglase viimistlusega konstruktsiooni, mida amatöör võib hõlpsasti saavutada.
Paadiehituse esiservas tugevdab aramiidkiudude tugevdamine purjekate võtmepiirkondi, nagu vibud ja kiiliosad. Aramiidkiud tagab ka parema löögi neeldumise. Süsinikkiud mastid on üha tavalisemad, kuna need pakuvad suurt eelist jõudluse ja laeva stabiilsuse osas.
Purjelaevad kasutavad oma purjekonstruktsioonis komposiitmaterjale ka koos süsinikkiust või klaaskiust lindiga, mis pakuvad elastset, kuid mõõtmeteliselt stabiilset maatriksit, millele sünteetiline purukangas lamineeritakse.
Süsinikkiul on ka muud merenduses kasutatavad võimalused - näiteks ülitugevate jahtide ülitugevate sisekujundusliistude ja mööbli jaoks.
Komposiitide tulevik paadiehituses
Süsinikkiu kulud langevad, kui tootmismahud suurenevad, nii et leht-süsinikkiu (ja muude profiilide) saadavus muutub paaditootmises tõenäolisemaks.
Materjaliteadus ja komposiittehnoloogia arenevad kiiresti ning uued komposiidid sisaldavad süsiniknanotoru ja epoksü-segud. Hiljuti tarniti kontseptsiooniprojektina väikest mereväe laeva, mille kere oli ehitatud süsiniknanotorude abil.
Kergus, tugevus, vastupidavus ja valmistamise lihtsus tähendavad, et komposiidid mängivad paadi ehituses üha suuremat rolli. Vaatamata kõigile uutele komposiitidele Kiududega armeeritud polümeerkomposiidid on siin selleks, et jääda väga paljudeks aastateks, kuigi see on kindlasti koostöös teiste eksootiliste komposiitidega.