【专业讲堂】四大原因使得复合材料成为传统材料的最佳替代品
复合材料主要两个组分包括增强材料（通常是高性能纤维，例如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等）和基体材料（例如环氧树脂等），它通过将增强材料和基体材料相结合，可实现与传统材料相当的许多最佳性能。
从航空航天到可再生能源的各行各业，复合材料正在改善它们的设计过程和最终产品。几乎每年都有复合材料取代传统材料如钢、铝。随着复合材料成本的下降和设计灵活性的提高，碳纤维和玻璃纤维等纤维增强复合材料为工程师提供了新的设计机会。
碳纤维的高强度和低重量可提高汽车速度和发动机效率
1、复合材料具有很高的强度重量比
复合材料的最大优势在于高强度重量比。碳纤维的重量大约是钢的25％，是铝的70％，并且比两种材料更坚固。高端汽车工程师使用复合材料将车辆重量减轻多达60％，同时提高了碰撞安全性。多层复合材料层压板比传统的单层钢可以吸收更多的能量。利用复合材料的优异性能对制造商和消费者都有利。
玻璃纤维风力涡轮机叶片成为最大的人工复合材料结构
2、复合材料耐用
无论其应用环境如何，复合材料都不会生锈（虽然当粘合到金属零件时容易腐蚀）。复合材料的断裂韧性比金属低，但比大多数聚合物高。复合材料具有高尺寸稳定性，因此它们在无论是热还是冷，潮湿还是干燥的环境中，能够始终保持其形状，这也使它们成为风电叶片等户外结构的首选材料。工程师通常会选择复合材料而不是传统材料，以降低维护成本并确保长期稳定性。
3、复合材料提供了新的设计选择
复合材料提供了传统材料难以实现的设计选择。复合材料允许零件整合；单个复合材料零件可以代替金属零件的完整组装；可以更改表面纹理以模仿任何表面处理。超过90％的休闲船体由复合材料制成，部分原因是玻璃纤维可以模制成各种船形。从长远来看，这些好处可以节省生产时间并减少维护成本。
4、复合材料更容易生产
过去工程师不得不使用复杂的铺层工艺来制造复合材料，这既费时又限制了设计几何形状。数字复合制造（DCM）技术改变了这一状况。DCM是无需人工即可制造复合零件。使用DCM，可以在三个维度上定制复合材料，从而为目标产品创建适当的强度、密度和灵活性。DCM使工程师能够设计3D打印的灵活性，并结合高性能的复合材料。
大多数休闲船船体由玻璃纤维和碳纤维等复合材料制成