Rozmowa z dr. inż. Bartłomiejem Bereską, trenerem szkolenia KP1 z zakresu materiałów kompozytowych chemo- i termoutwardzalnych, chemii polimerów, właściwości kompozytów i metody ich wytwarzania.
EMT-Systems: Co jest największą zaletą kompozytów w porównaniu z pozostałymi grupami materiałów wykorzystywanymi w przemyśle?
Bartłomiej Bereska: Najważniejszą cechą wyróżniającą materiały kompozytowe (mam na myśli kompozyty na osnowie polimerowej z żywic chemo- i termoutwardzalnych) jest połączenie dwóch bardzo istotnych cech tego typu materiałów, doskonałych właściwości mechanicznych przy zachowaniu niewielkiej wagi. Ponadto bardzo szerokie możliwości w dostosowaniu właściwości funkcjonalnych wyrobów kompozytowych sprawiają, że projektanci coraz częściej sięgają właśnie po kompozyty.
EMT: Jakie umiejętności powinna posiadać osoba, która planuje rozpoczęcie pracy jako projektant wykorzystujący materiały kompozytowe w swoich designach?
BB: Projektant to jest profesja, która wymaga niezwykle wszechstronnej wiedzy z zakresu materiałoznawstwa, chemii, mechaniki, czy informatyki. Trudno mówić tutaj o specyficznych umiejętnościach projektanta w odniesieniu ściśle do kompozytów, każdy projektant ma świadomość, iż żeby wykorzystywać jakiś materiał w swoich realizacjach najpierw musi go dobrze poznać. Proszę zwrócić uwagę, iż w tej dyskusji powinniśmy zawężać słowo kompozyty do polimerowych materiałów kompozytowych. W budownictwie kompozyty stosuje się od wielu lat, żelbetowe konstrukcje to takie kompozyty właśnie. Istotną cechą kompozytów polimerowych jest zależność ich właściwości nie tylko od składu jakościowego czy konstrukcji, ale również w wielkiej mierze od metod ich wytwarzania, których jest bardzo wiele.
EMT: W zależności od pożądanych parametrów projektuje się materiał kompozytowy, który docelowo powinien je spełniać. W jaki sposób można zweryfikować, czy wyrób sprostał oczekiwanym założeniom?
BB: Jest cały szereg badań, które należy wykonać zanim materiał kompozytowy zostanie przeznaczony do użytku. Najważniejsze jest wykonanie badań mechanicznych, w pierwszej kolejności określonych próbek (zgodnie z normami), a następnie testy gotowych elementów kompozytu. Należy zaznaczyć, iż jest to proces bardzo długi, a samo zadanie niezwykle odpowiedzialne. Od tych badań często zależy życie ludzkie, wszak materiały kompozytowe są niezwykle szeroko stosowane w przemyśle lotniczym, kolejowym czy samochodowym.
EMT: Proszę opisać przykładowe ćwiczenie praktyczne, które realizowane jest podczas kursu.
BB: Ćwiczenia praktyczne obejmują przede wszystkim badanie procesów sieciowania osnowy polimerowej (czas życia, czas żelowania, wyznaczenie piku temperaturowego, zmian lepkości, itp), wytwarzanie struktur kompozytowych za pomocą wybranych technik, w tym metodą infuzji, worka próżniowego czy też laminowania ręcznego. Następnie wykonujemy badania mechaniczne struktur kompozytowych i omawiamy otrzymane wyniki. Czyli podchodzimy do tematu dość kompleksowo.
EMT: Czy mógłby Pan opisać przykładowy problem z wykorzystaniem materiałów kompozytowych w przemyśle oraz sposoby jego rozwiązania?
BB: Częstym problemem z jakim spotykamy się w przemyśle, jest konieczność określenia struktury materiału kompozytowego, aby spełniał określone założenia konstruktorskie. Do najważniejszych decyzji, które musimy podjąć należą przede wszystkim określenie rodzaju osnowy polimerowej (żywice poliestrowe, epoksydowe, bądź inne), rodzaju wzmocnienia (włókna szklane, węglowe, ich postać – mata, tkanina, roving, orientacja włókien), grubość kompozytu, itp. Następnie stosując wybrane oprogramowanie symulujemy właściwości mechaniczne kompozytu. Wykonujemy materiał do badań i jeśli otrzymane wyniki są zgodne z założeniami przystępujemy do wytworzenia prototypu, który poddawany jest kolejnym testom. Jak widać jest to proces wieloetapowy.
