חומר מרוכב הוא חומר הבנוי ממספר חומרים (2 או יותר) בעלי תכונות שונות שהשילוב ביניהם מקנה לו תכונות חדשות או משופרות ההופכות אותו לחומר חדש המתאים יותר ליעודו. משמשים בעיקר ליישומים הנדסיים או מבניים ודוגמאות מוכרות לנו הם בטון מזויין במוטות ברזל המקנים לו עמידות רבה לכפיפה או פיברגלס המורכב מסיבי זכוכית וחומר פולימרי.

החומרים המרכיבים את החומר החדש לא מעורבבים ברמה המולקולרית אלא מורכבים אחד בשני.

הרכב החומרים השונים עוזר לקבוע מראש את תכונות החומר הסופי, וע"י הוספה של כל אחד מהם, הרכב חומר המילוי וצורת הנחת השכבות ניתן להגיע לחומרים חזקים יותר או פחות.

היתרון בהרכבה זו בין חומרים היא קבלת חומר קשיח וחזק בעל משקל נמוך – יחס קשיחות למשקל גבוה.

החומר גם עמיד בדר"כ לטמפרטורות גבוהות יותר ולסביבה קורזיבית וקירבה לאיזור ימי.

חומרים מרוכבים פולימריים הם חומרים המורכבים משכבות של בד סיבי (בדר"כ סיבי פחמן) המאוגדים תחת לחץ בשרף פולימרי (הנקרא מטריצה) המקבע אותם ביחד.

בניית החומר הסופי מחלקים גמישים סביב צורה מוגדרת מאפשרים לתכנן חלקים במגוון גדול של צורות וגיאומטריות.

חומרים מרוכבים פולימריים מוכרים לנו מתחומים כמו: תחום התעופה – חלקי מטוסים ומזל”טים, התחום הצבאי – מיגון אישי ומיגון כלי רכב, ענף התחבורה – חלקי פרימיום לרכב ולאופניים, עולם הפנאי והתחביבים (טיסנים ורחפנים, מכוניות בשלט רחוק, חכות וציוד דיג) וכמובן ריהוט ועיצוב פנים.

חיתוך חומר מרוכב בלייזר

חיתוך בלייזר היא דרך מהירה וזולה לבצע חיתוכים ביריעה של חומר מרוכב. השימוש בטכנולוגית הלייזר הופך את החיתוך מדויק יותר מחיתוך ידני או בכלי עיבוד ידני. בניגוד לעיבודים בכלי חיתוך, הלייזר חותך את היריעה ללא הפעלת מאמצים מכניים העלולים למתוח את הסיבים במהלך עיבוד כמו קידוח או כרסום. בפעולה מכנית, פגיעה בסיבי החומר המרוכב גורמת למשיכה של סיבי הבד ויצירת מאמץ מכני באזור זה. פגיעה זו, הלכאורה נראית מינורית, יכולה להשפיע על תכונות החלק בהיבט החוזק ולהשפיע על היווצרות סדקים באיזור זה בהמשך חיי החלק ולאיזורים רחוקים יותר מאיזור הקידוח בטווח הרחוק.

חומרים מרוכבים יכולים להיות קשיחים כמו לדוגמה סיבי פחמן במטריצה פולימרית או רכים וגמישים כמו בדים מוליכי חשמל (Conductive textile) שהם בדים המכילים סיבים מתכתיים המאפשרים מעבר של אנרגיה חשמלית דרך הבד.

ניתן לחתוך חומרים מרוכבים גם בשלב הראשוני, טרם הרכבתם לחומר אחד אך במקרים רבים החיתוך מבוצע בשלב הסופי כשחומר הגלם כבר מורכב.

יצור בלייזר הוא יצור מהיר – שליחת קובץ השרטוט ממחשב המתכנן ישירות אל המכונה, עלות היצור נמוכה ומאפשרת ניצור מירבי בפחת נמוך יחסית וחיסכון של חומר יקר. הטכנולוגיה מאפשרת יצור בודד של דגם אחד, יצור מספר יחידות זהות החוזרות על עצמן, יצור של חלקים שונים או יצור סדרתי בכל כמות.

חיתוך בלייזר מאפשר, בין היתר, חיתוך של חומרים אחרים לא מרוכבים כמו: פלסטיק לסוגיו (אקריל, דלרין, פוליאסטר ועוד), מתכות (נירוסטה, אלומיניום, פליז, ברזל מגלוון או שחור), יריעות סיליקון, בדים טכניים, עץ ו- MDF ועוד.

בתמונה: "חיתוך חומר מרוכב – סיבי קוולאר במטריצה פולימרית”. חיתוך וצילום: לייזרקאט4 – פתרונות חיתוך בלייזר.

כותב המאמר: רן מלמד, חברת לייזרקאט4 – פתרונות חיתוך וסימון בלייזר.