אביעד ברטוברוב בני האדם אולי לא שמעו את המושג "חומרים מרוכבים", וגם לא ידעו לנקוב בדוגמאות לחומרים אלה – אבל השימוש בהם הופך רווח יותר ויותר ובהתאם הם מהווים חלק משמעותי במגוון רחב מאוד של מוצרים בשלל תחומים.
מעניין לגלות שחומרים מתקדמים אלה אינם המצאה של העידן המודרני: בקתות הבוץ שבהן חיו אבות אבותינו, ושחומר הגלם שלהן היה למעשה תערובת של חול, טיט, קש ארוג ועוד, הן דוגמה טובה לחומר מרוכב – התערובת של כל הנ"ל התאפיינה בתכונות טובות יותר בהשוואה לרק טיט או לחול בלבד, ועל כן הבקתות היו טובות יותר. יחד עם זאת, בעשורים האחרונים הואץ מאוד הפיתוח של חומרים מרוכבים וכיום האיכויות שלהם גבוהות מאוד ובהתאם מנעד האפשרויות הרחב שהם מקנים לחברות שמתמחות בתחום מרתק זה.
מה זה בעצם חומר מרוכב ומדוע כדאי להשתמש בו?
חשוב להבחין בין חומר מרוכב לבין תרכובת: בשני המקרים לוקחים מספר חומרים ויוצרים מהם חומר חדש – אבל בזמן שבמקרה השני אי אפשר להפריד בין המרכיבים השונים, כשמדובר על חומר מרוכב כל המרכיבים שומרים על תכונותיהם וזהותם, כך שאפשר להבחין בכל אחד מהם בנפרד.
כאמור, ישנם שלל חומרים מרוכבים, כשהמוכרים שבהם הם הבטון ופלסטיק מחוזק בפיברגלס. בטון מורכב ממלט, חצץ וחול, ובחלק מהמקרים גם מרשת ברזל, והפיברגלס הוא למעשה סיבי זכוכית שתורמים לכל מוצר שבו הם נמצאים חוזק רב יותר.
הסיבה לשימוש בחומרים מרוכבים היא שהמאפיינים שלהם הם שילוב היתרונות של החומרים מהם הם מורכבים. בהתאם, ניתן לקבל חומר שהוא גם קל משקל וגם עמיד במתיחה, גם דק וגם חזק, וכו'. ניצול היתרונות של החומרים המרוכבים מחייב בקיאות מעמיקה לגביהם וניסיון רב. במרבית המקרים, מדובר במוצרים יקרי ערך כגון כטב"מים אותם קומפרטס מייצרת מחומרים מרוכבים.
מהו המבנה הבסיסי של החומרים המרוכבים?
חומר מרוכב מורכב כאמור ממספר חומרים ששומרים על זהותם ועל כן נדרש "דבק" – כלומר אחד החומרים מטרתו היא לחבר באופן הדוק את שאר החומרים, שהם למעשה סיבים. במובן זה גם העצים הטבע הינם חומרים מרוכבים, שכן יש בהם סיבים חזקים וארוכים של תאית ועוד חומר שנקרא ליגנין ושמדביק את כל הסיבים אלו לאלו. במקרה של הבטון ה"דבק" הוא המלט, וסוגים אחרים של דבק הם שרף אפוקסי ושרף הפוליאסטר.
מאילו סיבים ניתן ליצור חומרים מרוכבים?
הסיבים הנפוצים ביותר בחומרים המרוכבים הם פחמן, ניילון, סיליקה, ארמיד וכאמור סיבי הזכוכית שהם למעשה הפיברגלס המוכר לנו (ושבין השאר, אגב, שימש כשלד של המכונית הישראלית המיתולוגית הלא היא הסוסיתא).
סיבי פחמן מתאפיינים בקשיחות של ממש ובמקביל במשקל קל. ניתן למצוא אותם בשלדות של אופניים חשמליים, במטוסים הטובים ביותר שיש כיום (למשל הדרימליינר של בואינג), בעולם הימאות וגם בחלקי כטב"מים (כלי טיס בלתי מאוישים) אותם קומפרטס מייצרת מחומרים מרוכבים.
סיבי הארמיד – שנקראים גם סיבי קבלר – נמצאים בקסדות ובאפודי מגן. במוצרים אלה נדרש חוסן עוצמתי כדי לספק לראש ולגוף הגנה מיטבית ומצד שני המשקל חייב להיות קל כדי לא להכביד על מי שמשתמש באמצעי הגנה אלה.
כיצד מייצרים חומר מרוכב?
חומרים מרוכבים נוצרים כאמור מצורך – למשל צורך בחומר שיהיה גם דק וגם עמיד במתיחה. בהתאם, השלב הראשון הוא מחקר ופיתוח כדי לאתר את החומרים הטובים ביותר שמהם ניתן יהיה להרכיב את החומר המרוכב. ה"הדבקה" של כל החומרים אלו לאלו נעשית בשלל דרכים. ביניהן: כבישה באוטוקלב, RTM ו-LRI.
רוצים לדעת עוד פיתוח מוצרים מחומרים מרוכבים? צריכים פיתוח מורכב? שווה לכם לבקר באתר קומפרטס.