Then＆Now：複合材料の簡単な歴史

誰かが「複合材料」という言葉に言及したとき、あなたはどう思いますか？

最先端のプラスチックが頭をよぎりますか？おそらく、超強力な軽量の空中および自動車の材料ですか？

岩や泥が頭に浮かんだら、それほど遠くはありません。

それとも、「複合材料」という言葉に少し迷いましたか？

正確に複合材料とは何かから始めましょう。最も単純な定義では、複合材料は2つ以上の異なる材料の組み合わせです。これは、コンクリート、砂、水を混ぜてコンクリートを作ることができます。

または、泥とわらでレンガを作ります。

複合材料の作成、または複合製造の技術は、今日の業界をリードする複合メーカーをはるかに超えています。正確には5000年以上前。

さらに、複合材料が今日どのように登場し、今日の技術にどのように革命をもたらしたかについての簡単な歴史があります。

複合材料の誕生

5000年以上前、紀元前3500世紀頃、複合材料の最初の用途が見つかりました。現在のイラク、クウェート、シリアで最初に発見された文明の1つである古代メソポタミア人は、複合材料を最初に製造した人々です。

メソポタミアの初期の複合材は、さまざまな方向に接着された木片から作られていました。これにより、初期の合板が作成されました。

西暦前1500年代は、レンガの開発をもたらしました。古代エジプト人とメソポタミア人は泥とわらを混ぜ合わせて、家、公共の建造物、初期の宗教的建造物の建設に使用される耐久性のある複合材を製造しました。この初期のレンガのような複合材は、陶器やボートも補強しました。

東アジアの複合材料

1500CEに早送りします。私たちは東アジアにいて、モンゴルの戦士が敵の武器よりも強くて速い弓を開発しています。

木、骨、絹、「動物の接着剤」を組み合わせることで、モンゴル人は弓を圧縮し、樺皮や絹で包んで、当時の最も強力で最も正確な弓を作成しました。

チンギスカンの軍隊はこれらの弓を使用しました。これらの強力な弓は彼の軍事政権を助けました。

複合弓は、14世紀に火薬が発明されるまで、最も強力な武器であり続けました。

樹脂の時代

最初の樹脂は植物や動物に由来していました。たとえば、松脂、粘着性のあるシロップのような物質が弓やボートを密閉しました。

1800年代のキックオフとして、人々はコンポジットレジンの実験を開始します。カヌービルダーは、クラフト紙と呼ばれる木材パルプ紙を重ねます。 シェラックと呼ばれる接着剤のような素材を使用します。 ただし、この紙のラミネートは、水に沈めたときに長持ちしませんでした。

1870年代と1890年代の直後に、人工または合成の樹脂が発明されました。これらの樹脂は、重合として知られるプロセスを通じて分子を架橋することにより、液体から固体に変化する可能性があります。

樹脂の進化と重合の使用は1900年代初頭まで続き、不飽和合成樹脂の硬化（硬化）特性が初期のプラスチックにつながりました。

プラスチックの始まり

発明された最初のプラスチックには、ポリスチレン、ポリエステル、ビニールなどの合成樹脂が含まれます。 1900年代初頭のこれらのプラスチックは、天然樹脂よりも優れていましたが、構造用途に必要な強度を得るために別の成分が必要でした。

1935年、プラスチックの世界で信じられないほどの変化が起こりました。複合材とガラスの会社であるオーウェンスコーニングは、今日グラスファイバーとして知られるガラス繊維を発明しました。

オーウェンスコーニングの従業員であるレイグリーンがグラスファイバーとプラスチックポリマーを組み合わせたとき、それは軽量で信じられないほど強い素材になりました。このユニークな素材は、繊維強化ポリマーまたはFRPとして知られるようになりました。

FRPの導入により、複合材料が変化し、製造の世界は永遠に変化します。

第二次世界大戦中の複合材料

第二次世界大戦により、軽量、強度、耐候性に優れた複合材料の必要性が生まれました。

第二次世界大戦の前に、最初の航空機は翼に木とプラスチック樹脂の薄い層を使用していました。第二次世界大戦が始まると、航空機はグラスファイバーを使用して重量を減らし、あらゆる天候での腐食を防ぎました。

1948年は、ガラス繊維の耐食性が商業用のパイプに使用され、後に石油産業に採用された年です。

グラスファイバーの軽量性と強度に加えて、第二次世界大戦は、グラスファイバーの無線周波数に対する「不可視性」の発見をもたらします。グラスファイバーは、戦争中に電子レーダー装置を保護するのにすぐに役立ちました。

戦後、グラスファイバーとFRP材料の軍事需要は減少しました。 1940年代後半は、製造業におけるグラスファイバーとFRPの公的および商業的使用を示しています。

ミッドセンチュリーグラスファイバー

ガラス繊維とFRPが消耗品になるとすぐに、ボートと自動車の世界がガラス繊維複合材の次の主要な消費者になりました。

ボート業界は、1946年にガラス繊維複合材料で補強された最初のボート船体を採用して導入しました。

新しいボートの船体の直後にグラスファイバーサーフボードが導入され、サーフィンのスポーツに革命をもたらしました。

たとえば、1953年に、グラスファイバー製のボディパネルで作られた最初のシボレーコルベットが生産を終了しました。

炭素繊維から派生した複合材料であるケブラーは、弾丸やナイフに耐性があり、軍隊や警察の安全性を向上させることが証明されました。

インフラストラクチャのコンポジット

複合材料の強度が増すにつれて、公共インフラストラクチャでの使用が可能になりました。

1980年代初頭、アジアとヨーロッパで最初の高速道路橋と橋のデッキが完全に複合材でできていました。全複合歩道橋とFRP鉄筋コンクリート橋は、1990年代までに世界中で発見される可能性があります。

強度と耐久性は、今日使用している材料に成長し続ける複合材料の主要な特性です。

今日の複合材料

現在、複合材料は、国防総省で使用されているテクノロジーから医療用品や補綴物まで、あらゆるものに使用されています。

当社の業界をリードする複合技術は、今日の自動車および航空宇宙分野の最前線にあります。したがって、国防総省は、銃器、車両、航空機に当社の革新的な複合材料を利用しています。

軽量技術は複合材料を使用します。たとえば、医療分野やスポーツの安全性。

持続可能性

複合材料製造の技術が成長するにつれて、持続可能性と複合材料の環境への影響への注意も高まります。

私たちは、複合材料の寿命に誇りを持っています。複合材料の耐食性により、鉄や木材よりも大幅に長持ちします。この寿命により、将来のメンテナンスコストと積層造形が削減されます。

地方および国立公園は、自然環境を破壊したり、重量物や車両に侵入したりすることなく、徒歩や自動車の進路を改善しようとしています。したがって、軽量コンポジットを使用します。

今後、複合材料の持続可能性とリサイクル可能性の研究は、テクノロジーがより持続可能な未来に向けて私たちを導くにつれて成長し続けるでしょう。

今何？

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