คอนกรีตเป็นวัสดุผสมสังเคราะห์ที่พบได้บ่อยที่สุด (ข้อมูลณ ปี 2009)ในแต่ละปีมีการผลิตคอนกรีตประมาณ 7.5 พันล้านลูกบาศก์เมตร^{[ 17 ]} โดยทั่วไปคอนกรีตประกอบด้วยหินหลวมๆ ( มวลรวมก่อสร้าง ) ที่ยึดไว้ด้วยเมทริกซ์ของซีเมนต์คอนกรีตเป็นวัสดุราคาไม่แพงที่ทนต่อแรงอัดขนาดใหญ่^{[ 18 ]}อย่างไรก็ตาม มีความอ่อนไหวต่อแรงดึง^{[ 19 ] เพื่อให้คอนกรีตสามารถต้านทานการยืดตัวได้ จึง}มักมีการเติมเหล็กเส้นซึ่งสามารถต้านทานแรงดึงสูงได้ลงในคอนกรีตเพื่อสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก [ ^{20 ]}

พอลิเมอร์เสริมแรงด้วยเส้นใยได้แก่ พอลิเมอร์ เสริมแรงด้วยเส้นใยคาร์บอนและพลาสติกเสริมแรงด้วยใยแก้วหากจำแนกตามเมทริกซ์ จะมีคอมโพสิตเทอร์โมพลาสติก เทอ ร์โมพลาสติกเส้นใยสั้นเทอร์โมพลาสติกเส้นใยยาวหรือเทอร์โมพลาสติกเสริมแรงด้วยเส้นใยยาว นอกจากนี้ยังมี คอม โพสิตเทอร์โมเซต จำนวนมาก รวมถึงแผ่นคอมโพสิตกระดาษ ระบบ เมทริกซ์พอลิเมอร์เทอร์โมเซตขั้นสูงหลายระบบมักจะรวมเส้นใยอะรามิด และเส้นใยคาร์บอน ไว้ ในเมทริกซ์เรซินอีพ็อก ซี ^{[ 21 ] [ 22 ]}

วัสดุคอม โพสิตพอลิเมอร์หน่วยความจำรูปร่างเป็นวัสดุคอมโพสิตประสิทธิภาพสูง ซึ่งได้รับการคิดค้นสูตรโดยใช้เส้นใยหรือผ้าเป็นวัสดุเสริมแรง และใช้เรซินพอลิเมอร์หน่วยความจำรูปร่างเป็นเมทริกซ์ เนื่องจากใช้เรซินพอลิเมอร์หน่วยความจำรูปร่างเป็นเมทริกซ์ วัสดุคอมโพสิตเหล่านี้จึงสามารถดัดแปลงเป็นรูปทรงต่างๆ ได้ง่ายเมื่อได้รับความร้อนสูงกว่าอุณหภูมิการกระตุ้น และจะแสดงความแข็งแรงและความแข็งแกร่งสูงที่อุณหภูมิต่ำกว่า นอกจากนี้ยังสามารถนำกลับมาให้ความร้อนและขึ้นรูปใหม่ได้ซ้ำๆ โดยไม่สูญเสียคุณสมบัติของวัสดุ วัสดุคอมโพสิตเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งาน เช่น โครงสร้างที่เบา แข็งแรง และกางออกได้ การผลิตอย่างรวดเร็ว และการเสริมแรงแบบไดนามิก^{[ 23 ] [ 24 ]}

คอมโพสิตที่มีความเครียดสูงเป็นคอมโพสิตประสิทธิภาพสูงอีกประเภทหนึ่งที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานในสภาวะการเสียรูปสูง และมักใช้ในระบบที่สามารถใช้งานได้จริงซึ่งการดัดงอของโครงสร้างเป็นสิ่งที่เป็นประโยชน์แม้ว่าคอมโพสิตที่มีความเครียดสูงจะมีความคล้ายคลึงกับพอลิเมอร์หน่วยความจำรูปร่างอยู่หลายประการ แต่โดยทั่วไปแล้วประสิทธิภาพของคอมโพสิตเหล่านี้จะขึ้นอยู่กับการจัดเรียงเส้นใยมากกว่าปริมาณเรซินในเมทริกซ์^{[ 25 ]}

วัสดุคอมโพสิตยังสามารถใช้เส้นใยโลหะเสริมแรงโลหะอื่นๆ เช่น ในวัสดุคอมโพสิตเมทริกซ์โลหะ (MMC) ^{[ 26 ]}หรือวัสดุคอมโพสิตเมทริกซ์เซรามิก (CMC) ^{[ 27 ]}ซึ่งรวมถึงกระดูก ( ไฮดรอกซีอะพาไทต์เสริมแรงด้วย เส้นใย คอลลาเจน ) เซอร์เมต (เซรามิกและโลหะ) และคอนกรีตวัสดุคอมโพสิตเมทริกซ์เซรามิกสร้างขึ้นโดยเน้นความทนทานต่อการแตกหัก เป็นหลัก ไม่ใช่ความแข็งแรง วัสดุคอมโพสิตอีกประเภทหนึ่งคือวัสดุคอมโพสิตผ้าทอที่ประกอบด้วยเส้นด้ายที่ร้อยเรียงตามแนวยาวและแนวขวาง วัสดุคอมโพสิตผ้าทอมีความยืดหยุ่นเนื่องจากอยู่ในรูปของผ้า

วัสดุผสมเมทริกซ์อินทรีย์/เซรามิก ได้แก่คอนกรีตแอสฟัลต์คอนกรีตโพลี เมอ ร์แอสฟัลต์มาสติก มาสติกโรลเลอร์ไฮบริด วัสดุผสมทางทันตกรรมโฟมสังเคราะห์และมุก[ ^{28 ] เกราะ} Chobham เป็น เกราะผสมชนิดพิเศษที่ใช้ในงานทางทหาร

นอกจากนี้ วัสดุคอมโพ สิตเทอร์โมพลาสติกยังสามารถผสมผงโลหะเฉพาะลงไป ทำให้ได้วัสดุที่มีความหนาแน่นอยู่ในช่วง 2 กรัม/ซม^³ถึง 11 กรัม/ซม^³ (ความหนาแน่นเท่ากับตะกั่ว) ชื่อที่ใช้กันทั่วไปสำหรับวัสดุประเภทนี้คือ "สารประกอบความหนาแน่นสูง" (HGC) แม้ว่าจะใช้คำว่า "วัสดุทดแทนตะกั่ว" ด้วยเช่นกัน วัสดุเหล่านี้สามารถใช้แทนวัสดุแบบดั้งเดิม เช่น อะลูมิเนียม สแตนเลส ทองเหลือง บรอนซ์ ทองแดง ตะกั่ว และแม้แต่ทังสเตน ในงานเพิ่มน้ำหนัก ปรับสมดุล (เช่น การปรับจุดศูนย์ถ่วงของไม้ เทนนิส ) ลดแรงสั่นสะเทือน และป้องกันรังสี คอมโพสิตความหนาแน่นสูงเป็นทางเลือกที่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจเมื่อวัสดุบางชนิดถูกพิจารณาว่าเป็นอันตรายและถูกห้ามใช้ (เช่น ตะกั่ว) หรือเมื่อต้นทุนการดำเนินงานขั้นที่สอง (เช่น การกลึง การตกแต่ง หรือการเคลือบ) เป็นปัจจัยสำคัญ^{[ 29 ]}

มีการศึกษาวิจัยหลายชิ้นที่ระบุว่าการสอดแทรก แผ่นลามิเนต พอลิเมอร์เสริมใยคาร์บอนที่ใช้เรซินอีพ็อกซี ซึ่งแข็งและเปราะเข้า กับแผ่นลามิเนตเทอร์โมพลาสติกที่ยืดหยุ่นได้ สามารถช่วยสร้างวัสดุคอมโพสิตที่มีความแข็งแรงสูงและแสดงความต้านทานต่อแรงกระแทกที่ดีขึ้นได้^{[ 30 ]}อีกแง่มุมที่น่าสนใจของวัสดุคอมโพสิตที่สอดแทรกกันเช่นนี้คือ พวกมันสามารถแสดงพฤติกรรมความจำรูปร่างได้โดยไม่จำเป็นต้องใช้พอลิเมอร์ความจำรูปร่างหรือโลหะผสมความจำรูปร่างเช่น แผ่นไม้บัลซาที่สอดแทรกด้วยกาวร้อน^{[ 31 ]}แผ่นอะลูมิเนียมที่สอดแทรกด้วยพอลิเมอร์อะคริลิกหรือPVC ^{[ 32 ]}และ แผ่นลา มิเนตพอลิเมอร์เสริมใยคาร์บอนที่สอดแทรกด้วยพอลิสไตรีน^{[ 33 ]}

วัสดุคอมโพสิตแบบแซนด์วิชเป็นวัสดุคอมโพสิตชนิดพิเศษที่ผลิตขึ้นโดยการติดแผ่นบางแต่แข็งสองแผ่นเข้ากับแกนกลางที่มีน้ำหนักเบาแต่หนา วัสดุแกนกลางมักจะเป็นวัสดุที่มีความแข็งแรงต่ำ แต่ความหนาที่มากขึ้นทำให้วัสดุคอมโพสิตแบบแซนด์วิชมีความแข็งแรงในการดัดงอ สูงและมี ความหนาแน่น โดย รวมต่ำ^{[ 34 ] [ 35 ]}

ไม้เป็นวัสดุผสมที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งประกอบด้วยเส้นใยเซลลูโลสในเมทริกซ์ลิกนินและเฮมิเซลลูโลส^{[ 36 ]}ไม้แปรรูปประกอบด้วยผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย เช่น แผ่นใยไม้ไม้อัดแผ่นใยไม้อัดแบบเรียงตัวไม้ผสมพลาสติก (เส้นใยไม้รีไซเคิลในเมทริกซ์โพลีเอทิลีน) ไพเครต (ขี้เลื่อยในเมทริกซ์น้ำแข็ง) กระดาษ หรือสิ่ง ทอที่เคลือบหรือลามิเนตด้วยพลาสติก อาร์โบไรต์ ฟอร์มิคา (พลาสติก)และไมคาร์ตาวัสดุผสมลามิเนตแปรรูปอื่นๆ เช่นมัลไลต์ใช้แกนกลางเป็นไม้บัลซา ปลายลาย ยึดติดกับผิวภายนอกที่เป็นโลหะผสมน้ำหนัก เบา หรือ GRP ซึ่งทำให้ได้วัสดุที่มีน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง^{[ 37 ]}

คอมโพสิตอนุภาคมีอนุภาคเป็นวัสดุตัวเติมที่กระจายอยู่ในเมทริกซ์ ซึ่งอาจเป็นวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ เช่น แก้ว อีพ็อกซี ยางรถยนต์เป็นตัวอย่างหนึ่งของคอมโพสิตอนุภาค^{[ 38 ]}

มีการรายงานเกี่ยวกับวัสดุคอมโพสิตพอลิเมอร์เคลือบด้วยคาร์บอนคล้ายเพชร (DLC) ขั้นสูง^{[ 39 ]}ซึ่งการเคลือบจะช่วยเพิ่มคุณสมบัติไม่ชอบน้ำ ความแข็ง และความต้านทานการสึกหรอของพื้นผิว

วัสดุคอมโพสิตเฟอร์โรแมกเนติก รวมถึงวัสดุที่มีเมทริกซ์โพลีเมอร์ซึ่งประกอบด้วยสารตัวเติมนาโนคริสตัลไลน์ของผงเหล็กและเมทริกซ์โพลีเมอร์ ผงอสัณฐานและนาโนคริสตัลไลน์ที่ได้จากแก้วโลหะก็สามารถนำมาใช้ได้เช่นกัน การใช้วัสดุเหล่านี้ทำให้สามารถสร้าง นาโนคอมโพสิต เฟอร์โรแมกเนติกที่มีคุณสมบัติแม่เหล็กที่ควบคุมได้^{[ 40 ]}

วัสดุคอมโพสิตเสริมใยได้รับความนิยม (แม้จะมีราคาสูงโดยทั่วไป) ในผลิตภัณฑ์ประสิทธิภาพสูงที่ต้องการน้ำหนักเบาแต่แข็งแรงพอที่จะรับสภาวะการรับน้ำหนักที่รุนแรง เช่น ชิ้นส่วนอากาศยาน (หาง ปีก ลำตัว ใบพัด ) ตัวเรือและเรือพายโครงจักรยานและตัวถังรถแข่งการใช้งานอื่นๆ ได้แก่คันเบ็ดถังเก็บน้ำแผงสระว่ายน้ำ และไม้เบสบอล โครงสร้าง ^ของ Boeing 787และAirbus A350รวมถึงปีกและลำตัวส่วนใหญ่ประกอบด้วยวัสดุคอมโพสิต^{[ 41 ]}วัสดุคอมโพสิตยังเป็นที่นิยมมากขึ้นในด้านศัลยกรรมกระดูก [ ^{42 ]}และเป็นวัสดุที่ใช้ทำไม้ฮอกกี้มากที่สุด

วัสดุคอมโพสิตคาร์บอนเป็นวัสดุสำคัญในยานปล่อยจรวดและแผ่นกันความร้อนสำหรับ ช่วง การกลับเข้าสู่ ชั้นบรรยากาศ ของยานอวกาศ ในปัจจุบัน มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในวัสดุรองรับแผงโซลาร์เซลล์ แผ่นสะท้อนแสงเสาอากาศ และโครงยึดของยานอวกาศ นอกจากนี้ยังใช้ในตัวเชื่อมต่อบรรทุกสัมภาระ โครงสร้างระหว่างขั้น และแผ่นกันความร้อนของยานปล่อยจรวดยิ่งไปกว่านั้นระบบเบรกแบบดิสก์ ของ เครื่องบินและรถแข่งก็ใช้คาร์บอน/คาร์บอนและวัสดุคอมโพสิตที่มีเส้นใยคาร์บอนและ เมทริกซ์ ซิลิคอนคาร์ไบด์ก็ถูกนำมาใช้ในรถยนต์หรูและรถสปอร์ตด้วย

ในปี 2549 ได้มีการนำแผ่นพื้นสระว่ายน้ำคอมโพสิตเสริมใยไฟเบอร์มาใช้กับสระว่ายน้ำแบบฝังดิน ทั้งในบ้านพักอาศัยและเชิงพาณิชย์ โดยเป็นทางเลือกที่ไม่กัดกร่อนแทนเหล็กชุบสังกะสี

ในปี 2550 TPI Composites Inc และ Armor Holdings Inc ได้เปิดตัวรถ Humveeทางทหารที่ทำจากวัสดุคอมโพสิตทั้งหมด ซึ่ง เป็นยานพาหนะ ทางทหาร ที่ทำจากวัสดุคอมโพสิตทั้งหมดคันแรก การใช้วัสดุคอมโพสิตทำให้ยานพาหนะมีน้ำหนักเบาขึ้น ทำให้สามารถบรรทุกสัมภาระได้มากขึ้น^{[ 43 ]}ในปี 2551 เส้นใยคาร์บอนและDuPont Kevlar (แข็งแรงกว่าเหล็กถึงห้าเท่า) ถูกนำมาผสมกับเรซินเทอร์โมเซตที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อผลิตกล่องขนส่งทางทหารโดย ECS Composites ทำให้กล่องมีน้ำหนักเบาขึ้น 30 เปอร์เซ็นต์แต่มีความแข็งแรงสูง

ปัจจุบัน ท่อและข้อต่อสำหรับวัตถุประสงค์ต่างๆ เช่น การขนส่งน้ำดื่ม การดับเพลิง การชลประทาน น้ำทะเล น้ำจืด ของเสียจากสารเคมีและอุตสาหกรรม และน้ำเสีย ผลิตจากพลาสติกเสริมใยแก้วแล้ว

วัสดุผสมที่ใช้ในโครงสร้างแรงดึงสำหรับการใช้งานด้านหน้าอาคารมีข้อดีคือโปร่งแสง ผ้าฐานที่ทอรวมกับการเคลือบที่เหมาะสมช่วยให้แสงส่องผ่านได้ดีขึ้น ทำให้มีระดับแสงสว่างที่สบายตาเมื่อเทียบกับความสว่างเต็มที่จากภายนอก^{[ 44 ]}

ใบพัดกังหันลมที่มีขนาดเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนถึงความยาวประมาณ 50 เมตรนั้น ผลิตจากวัสดุคอมโพสิตมาหลายปีแล้ว^{[ 45 ]}นอกจากนี้ วัสดุคอมโพสิตยังถูกนำมาใช้สำหรับโครงสร้างพลังงานทางทะเล เช่น ใบพัดกังหันน้ำขึ้นน้ำลง^{[ 46 ]}

ผู้ที่ถูกตัดขาสามารถวิ่งด้วยขาเทียมคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ได้เร็วเท่ากับผู้ที่ไม่ถูกตัดขา^{[ 47 ]}

ถังแก๊สแรงดันสูงสำหรับนักดับเพลิง ซึ่งโดยทั่วไปมีปริมาตรประมาณ 7-9 ลิตรและแรงดัน 300 บาร์ ปัจจุบันผลิตจากวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนถังแบบที่ 4จะมีส่วนที่เป็นโลหะเฉพาะส่วนที่เป็นแกนสำหรับทำเกลียวเพื่อขันวาล์วเท่านั้น

เมื่อวันที่ 5 กันยายน 2019 HMD Globalได้เปิดตัวNokia 6.2และNokia 7.2ซึ่งอ้างว่าใช้วัสดุคอมโพสิตโพลีเมอร์สำหรับเฟรม^{[ 48 ]}

แม้ว่าทั้งสองเฟสจะเทียบเท่าทางเคมี โพลิเมอร์กึ่งผลึกสามารถอธิบายได้ทั้งในเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพว่าเป็นวัสดุคอมโพสิต ส่วนที่เป็นผลึกจะมีโมดูลัสความยืดหยุ่นสูงกว่าและเสริมแรงให้กับเฟสอสัณฐานที่อ่อนกว่า วัสดุโพลิเมอร์สามารถมีผลึกได้ตั้งแต่ 0% ถึง 100% ^{[ 53 ]}หรือที่เรียกว่าเศษส่วนปริมาตร ขึ้นอยู่กับโครงสร้างโมเลกุลและประวัติความร้อน เทคนิคการแปรรูปที่แตกต่างกันสามารถนำมาใช้เพื่อเปลี่ยนแปลงเปอร์เซ็นต์ของผลึกในวัสดุเหล่านี้ และด้วยเหตุนี้จึงเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกลของวัสดุเหล่านี้ ดังที่อธิบายไว้ในส่วนคุณสมบัติทางกายภาพ ผลกระทบนี้พบได้ในหลายๆ ที่ ตั้งแต่พลาสติกอุตสาหกรรม เช่น ถุงช้อปปิ้งโพลีเอทิลีน ไปจนถึงแมงมุมที่สามารถผลิตใยที่มีคุณสมบัติทางกลที่แตกต่างกัน^{[ 54 ]}ในหลายกรณี วัสดุเหล่านี้ทำหน้าที่เหมือนคอมโพสิตอนุภาคที่มีผลึกกระจายแบบสุ่มที่เรียกว่าสเฟอรูไลต์ อย่างไรก็ตาม ยังสามารถออกแบบให้เป็นแบบแอนไอโซโทรปิกและทำหน้าที่เหมือนคอมโพสิตเสริมแรงด้วยเส้นใยได้อีกด้วย^{[ 55 ]}ในกรณีของใยแมงมุม คุณสมบัติของวัสดุอาจขึ้นอยู่กับขนาดของผลึก โดยไม่ขึ้นอยู่กับสัดส่วนปริมาตร^{[ 56 ]}ที่น่าประหลาดใจคือ วัสดุพอลิเมอร์แบบส่วนประกอบเดียวเป็นวัสดุคอมโพสิตที่ปรับแต่งได้ง่ายที่สุดชนิดหนึ่งเท่าที่ทราบ

วัสดุเสริมแรงและวัสดุเมทริกซ์จะถูกรวมเข้าด้วยกัน อัดแน่น และอบ (แปรรูป) ภายในแม่พิมพ์เพื่อให้เกิดกระบวนการหลอมรวม รูปร่างของชิ้นส่วนจะถูกกำหนดโดยพื้นฐานหลังจากกระบวนการหลอมรวม อย่างไรก็ตาม ภายใต้เงื่อนไขกระบวนการเฉพาะบางอย่าง ชิ้นส่วนอาจเสียรูปได้ กระบวนการหลอมรวมสำหรับ วัสดุ เมทริกซ์พอลิเมอร์เทอร์โมเซตคือปฏิกิริยาการอบ ซึ่งอาจเกิดจากความร้อนเพิ่มเติมหรือปฏิกิริยาทางเคมี เช่น สารเปอร์ออกไซด์อินทรีย์ กระบวนการหลอมรวมสำหรับวัสดุเมทริกซ์พอลิเมอร์เทอร์โมพลาสติกคือการแข็งตัวจากสถานะหลอมเหลว ส่วนกระบวนการหลอมรวมสำหรับวัสดุเมทริกซ์โลหะ เช่น ฟอยล์ไทเทเนียม คือการหลอมเหลวภายใต้ความดันสูงและอุณหภูมิใกล้จุดหลอมเหลว

ในวิธีการขึ้นรูปหลายวิธี การเรียกแม่พิมพ์ชิ้นหนึ่งว่า "แม่พิมพ์ล่าง" และอีกชิ้นหนึ่งว่า "แม่พิมพ์บน" นั้นเหมาะสม คำว่าล่างและบนไม่ได้หมายถึงตำแหน่งของแม่พิมพ์ในพื้นที่ แต่หมายถึงด้านต่างๆ ของชิ้นงานที่ขึ้นรูป ตามหลักการนี้จะมีแม่พิมพ์ล่างเสมอ และบางครั้งอาจมีแม่พิมพ์บนด้วย การสร้างชิ้นงานเริ่มต้นด้วยการใส่ชิ้นงานลงในแม่พิมพ์ล่าง คำว่าแม่พิมพ์ล่างและแม่พิมพ์บนเป็นคำอธิบายโดยทั่วไปมากกว่าคำศัพท์เฉพาะอื่นๆ เช่น ด้านตัวผู้ ด้านตัวเมีย ด้านเอ ด้านบี ด้านเครื่องมือ ชาม หมวก แกนหมุน เป็นต้น การผลิตแบบต่อเนื่องใช้ระบบการเรียกชื่อที่แตกต่างออกไป

โดยทั่วไป ผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปจะถูกเรียกว่าแผง อาจเรียกว่าการหล่อสำหรับรูปทรงเรขาคณิตและการผสมวัสดุบางอย่าง อาจเรียกว่าโปรไฟล์สำหรับกระบวนการต่อเนื่องบางอย่าง บางกระบวนการได้แก่การขึ้นรูปด้วยออโตเคลฟ [ ^{64 ] การ} ขึ้นรูปด้วย ถุงสุญญากาศ^{[ 65 ]} การขึ้นรูปด้วยถุงแรงดัน [ ^{66 ]}การขึ้นรูปด้วยการถ่ายโอนเรซิน^{[ 67 ]}และการขึ้น^รูปด้วยการถ่ายโอนเรซินแบบเบา^{[ 68 ]}

การผลิตประเภทอื่นๆ ได้แก่การหล่อ^{[ 69 ]}การหล่อแบบเหวี่ยง^{[ 70 ]}การถัก (ลงบนแม่พิมพ์ ) การหล่อแบบต่อเนื่อง^{[ 71 ]} การพันเส้นใย^{[ 72 ]}การขึ้นรูปด้วยแรงกด^{[ 73 ]}การขึ้นรูปด้วยการถ่ายโอนการขึ้นรูปด้วยการดึง^{[ 74 ]}และการขึ้นรูปด้วยสลิป [ ^{75 ] นอกจาก}นี้ยังมีความสามารถในการขึ้นรูปอื่นๆ เช่นการพันเส้นใยด้วยเครื่อง CNC การฉีดสุญญากาศ การวางแบบเปียก การขึ้นรูปด้วย การอัด และการขึ้นรูปเทอร์โมพลาสติกเป็นต้นการใช้เตาอบและห้องพ่นสีก็เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับบางโครงการเช่นกัน

แม่พิมพ์และชิ้นส่วนภายในแม่พิมพ์เรียกว่า "เครื่องมือ" แม่พิมพ์/เครื่องมือสามารถทำจากวัสดุที่แตกต่างกันได้ วัสดุที่ใช้ทำเครื่องมือ ได้แก่อะลูมิเนียมคาร์บอนไฟเบอร์อินวาร์นิกเกลยางซิลิโคนเสริมแรงและเหล็ก การเลือกวัสดุสำหรับเครื่องมือโดยปกติจะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ เช่นสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนจำนวนรอบการใช้งานที่คาดหวัง ความคลาดเคลื่อนของชิ้นงานสุดท้าย สภาพพื้นผิวที่ต้องการหรือคาดหวัง วิธีการอบอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะของวัสดุที่กำลังขึ้นรูป วิธีการขึ้นรูป เมทริกซ์ ต้นทุน และปัจจัยอื่นๆ อีกมากมาย

โดยทั่วไป การเสริมแรงด้วยอนุภาคจะช่วยเสริมความ แข็งแรงให้ กับวัสดุคอมโพสิตได้น้อยกว่า การเสริมแรง ด้วยเส้นใยใช้เพื่อเพิ่มความแข็งของวัสดุคอมโพสิต ในขณะเดียวกันก็เพิ่มความแข็งแรงและความเหนียวเนื่องจากคุณสมบัติทางกล จึงมีการนำไปใช้ในงานที่ ต้องการความต้านทาน การสึกหรอตัวอย่างเช่น ความแข็งของซีเมนต์สามารถเพิ่มขึ้นได้อย่างมากโดยการเสริมแรงด้วยอนุภาคกรวด การเสริมแรงด้วยอนุภาคเป็นวิธีการที่มีประโยชน์อย่างมากในการปรับแต่งคุณสมบัติทางกลของวัสดุ เนื่องจากสามารถนำไปใช้ได้ง่ายและมีต้นทุนต่ำ^{[ 79 ] [ 80 ] [ 81 ] [ 82 ]}

ค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของวัสดุคอมโพสิตเสริมแรงด้วยอนุภาคสามารถแสดงได้ดังนี้

${\displaystyle E_{c}=V_{m}E_{m}+K_{c}V_{p}E_{p}}$

โดยที่ E คือโมดูลัสความยืดหยุ่นและ V คือสัดส่วนปริมาตรตัวอักษรย่อ c, p และ m บ่งบอกถึงวัสดุผสม อนุภาค และเมทริกซ์ ตามลำดับ${\displaystyle K_{c}}$เป็นค่าคงที่ที่สามารถหาได้จากประสบการณ์

ในทำนองเดียวกัน ความแข็งแรงดึงของวัสดุคอมโพสิตเสริมแรงด้วยอนุภาคสามารถแสดงได้ดังนี้

${\displaystyle (TS)_{c}=V_{m}(TS)_{m}+K_{s}V_{p}(TS)_{p}}$

โดยที่ TS คือความแข็งแรงดึงและ${\displaystyle K_{s}}$เป็นค่าคงที่ (ไม่เท่ากับ)${\displaystyle K_{c}}$ซึ่งสามารถค้นพบได้จากประสบการณ์จริง

เส้นใยสั้นมักมีราคาถูกกว่าหรือสะดวกกว่าในการผลิตกว่าเส้นใยยาวต่อเนื่อง แต่ก็ยังให้คุณสมบัติที่ดีกว่าการเสริมแรงด้วยอนุภาค ตัวอย่างที่พบได้ทั่วไปคือ เส้นใย พิมพ์ 3 มิติ เสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งใช้ เส้นใยคาร์บอนสั้นที่สับแล้วผสมลงในเมทริกซ์ ซึ่งโดยทั่วไปคือPLAหรือPETG

ทฤษฎีการหน่วงแรงเฉือนใช้แบบจำลองการหน่วงแรงเฉือนเพื่อทำนายคุณสมบัติ เช่น โมดูลัสของยัง (Young's modulus) สำหรับวัสดุคอมโพสิตเส้นใยสั้น แบบจำลองนี้ตั้งสมมติฐานว่าภาระจะถูกถ่ายโอนจากเมทริกซ์ไปยังเส้นใยผ่านทางแรงเฉือนที่ส่วนต่อประสานเท่านั้น${\displaystyle \tau _{i}}$โดยกระทำที่ส่วนต่อประสานทรงกระบอก ทฤษฎีการหน่วงเฉือนกล่าวว่า อัตราการเปลี่ยนแปลงของความเค้นตามแนวแกนในเส้นใยเมื่อเคลื่อนที่ไปตามเส้นใยจะเป็นสัดส่วนกับอัตราส่วนของความเค้นเฉือนที่ส่วนต่อประสานต่อรัศมีของเส้นใย${\displaystyle r_{0}}$:

${\displaystyle {\frac {d\sigma _{f}}{dx}}=-{\frac {2\tau _{i}}{r_{0}}}}$

ดังนั้น ค่าเฉลี่ยของความเค้นในเส้นใยตลอดความยาวทั้งหมดจึงกำหนดได้ดังนี้:

${\displaystyle \sigma _{f}=E_{f}\varepsilon _{1}\left(1-{\frac {\tanh(ns)}{ns}}\right)}$

ที่ไหน

• ${\displaystyle \varepsilon _{1}}$คือความเครียดระดับมหภาคในวัสดุผสม
• ${\displaystyle s}$คือ อัตราส่วนความ ยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใย
• ${\displaystyle n=\left({\frac {2E_{m}}{E_{f}(1+\nu _{m})\ln(1/f)}}\right)^{1/2}}$เป็นค่าคงที่ที่ไม่มีมิติ^{[ 83 ]}
• ${\displaystyle \nu _{m}}$คืออัตราส่วนปัวซงของเมทริกซ์

เมื่อสมมติว่าความเครียดดึงสม่ำเสมอ ผลลัพธ์ที่ได้คือ: ^{[ 84 ]}

${\displaystyle E_{1}={\frac {\sigma _{1}}{\varepsilon _{1}}}=fE_{f}\left(1-{\frac {\tanh(ns)}{ns}}\right)+(1-f)E_{m}}$

เมื่อค่า sมีขนาดใหญ่ขึ้น แนวโน้มนี้จะเข้าใกล้กฎการผสม ซึ่งแสดงถึงค่าโมดูลัสของยังที่ขนานกับเส้นใยต่อเนื่อง

โดยทั่วไป การเสริมแรง ด้วยเส้นใย ต่อเนื่อง จะดำเนินการโดยการรวมเส้นใยเป็นเฟสที่แข็งแรงเข้ากับเฟสที่อ่อนแอ ซึ่งก็คือเมทริกซ์ เหตุผลที่การใช้เส้นใยเป็นที่นิยมก็คือ วัสดุที่มีความแข็งแรงเป็นพิเศษสามารถได้มาในรูปของเส้นใย เส้นใยที่ไม่ใช่โลหะมักแสดงอัตราส่วนความแข็งแรงต่อความหนาแน่นที่สูงมากเมื่อเทียบกับเส้นใยโลหะ เนื่องจากลักษณะพันธะโควาเลนต์ ตัวอย่างที่โด่งดังที่สุดคือเส้นใยคาร์บอนซึ่งมีการใช้งานมากมายตั้งแต่เครื่องกีฬาไปจนถึงอุปกรณ์ป้องกันและอุตสาหกรรมอวกาศ^{[ 85 ] [ 86 ]}

ความเค้นที่กระทำต่อวัสดุผสมสามารถแสดงได้ในรูปของสัดส่วนปริมาตรของเส้นใยและเมทริกซ์

${\displaystyle \sigma _{c}=V_{f}\sigma _{f}+V_{m}\sigma _{m}}$

ที่ไหน${\displaystyle \sigma }$คือความเค้น V คือสัดส่วนปริมาตรตัวอักษรย่อ c, f และ m บ่งบอกถึงวัสดุผสม เส้นใย และเมทริกซ์ ตามลำดับ

แม้ว่า พฤติกรรม ความเค้น-ความเครียดของวัสดุคอมโพสิตเส้นใยจะสามารถกำหนดได้โดยการทดสอบเท่านั้น แต่ก็มีแนวโน้มที่คาดการณ์ได้ คือ 3 ขั้นตอนของเส้นโค้งความเค้น-ความเครียดขั้นตอนแรกคือบริเวณของเส้นโค้งความเค้น-ความเครียดที่ทั้งเส้นใยและเมทริกซ์มีการเสียรูปอย่างยืดหยุ่นบริเวณยืดหยุ่นเชิงเส้นนี้สามารถแสดงได้ในรูปแบบต่อไปนี้^{[ 85 ]}

${\displaystyle \sigma _{c}=E_{c}\เอปไซลอน _{c}=\เอปไซลอน _{c}(V_{f}E_{f}+V_{m}E_{m})}$

ที่ไหน${\displaystyle \sigma }$คือความเครียด${\displaystyle \epsilon }$σ คือความเครียด, E คือโมดูลัสความยืดหยุ่นและ V คือสัดส่วนปริมาตร ตัวอักษรย่อ c, f และ m บ่งบอกถึงวัสดุผสม เส้นใย และเมทริกซ์ ตามลำดับ

หลังจากผ่านช่วงยืดหยุ่นของทั้งเส้นใยและเมทริกซ์แล้ว จะสามารถสังเกตเห็นช่วงที่สองของกราฟความเค้น-ความเครียดได้ ในช่วงที่สองนี้ เส้นใยยังคงเสียรูปอย่างยืดหยุ่น ในขณะที่เมทริกซ์เสียรูปอย่างพลาสติก เนื่องจากเมทริกซ์เป็นเฟสที่อ่อนแอค่าโมดูลัส ทันที สามารถหาได้โดยใช้ความชันของกราฟความเค้น-ความเครียดในช่วงที่สอง ความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นและความเครียดสามารถแสดงได้ดังนี้

${\displaystyle \sigma _{c}=V_{f}E_{f}\epsilon _{c}+V_{m}\sigma _{m}(\epsilon _{c})}$

ที่ไหน${\displaystyle \sigma }$คือความเครียด${\displaystyle \epsilon }$σ คือความเครียด, E คือโมดูลัสความยืดหยุ่นและ V คือสัดส่วนปริมาตรตัวห้อย c, f และ m แสดงถึงวัสดุผสม เส้นใย และเมทริกซ์ ตามลำดับ ในการหาโมดูลัสในช่วงที่สอง สามารถใช้ค่าอนุพันธ์ของสมการนี้ได้ เนื่องจากความชันของเส้นโค้งเท่ากับโมดูลัส

${\displaystyle E_{c}'={\frac {d\sigma _{c}}{d\epsilon _{c}}}=V_{f}E_{f}+V_{m}\left({\frac {d\sigma _{c}}{d\epsilon _{c}}}\right)}$

ในกรณีส่วนใหญ่สามารถสันนิษฐานได้ว่า${\displaystyle E_{c}'=V_{f}E_{f}}$เนื่องจากเทอมที่สองมีค่าน้อยกว่าเทอมแรกมาก^{[ 85 ]}

ในความเป็นจริงอนุพันธ์ของความเค้นเทียบกับความเครียดไม่ได้ให้ค่าโมดูลัสกลับคืนมาเสมอไป เนื่องจากการโต้ตอบระหว่างเส้นใยและเมทริกซ์ ความแข็งแรงของการโต้ตอบระหว่างสองเฟสนี้อาจส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติทางกลของวัสดุคอมโพสิต ความเข้ากันได้ของเส้นใยและเมทริกซ์เป็นการวัดความเค้นภายใน^{[ 85 ]}

เส้นใยความแข็งแรงสูงที่ยึดเหนี่ยวกันด้วยพันธะโควาเลนต์ (เช่น เส้นใยคาร์บอน ) ส่วนใหญ่จะเกิดการเสียรูปยืดหยุ่นก่อนการแตกหัก เนื่องจาก สามารถเกิด การเสียรูปพลาสติกได้เนื่องจากการเคลื่อนที่ ของดิสโลเคชัน ในขณะที่เส้นใยโลหะมีพื้นที่ในการเสียรูปพลาสติกมากกว่า ดังนั้นวัสดุคอมโพสิตที่มีเส้นใยโลหะจึงแสดงขั้นตอนที่สามซึ่งทั้งเส้นใยและเมทริกซ์เกิดการเสียรูปพลาสติกเส้นใยโลหะมีประโยชน์หลายอย่างในการทำงานที่อุณหภูมิเยือกแข็งซึ่งเป็นหนึ่งในข้อดีของวัสดุคอมโพสิตที่มีเส้นใยโลหะเหนือกว่าวัสดุที่ไม่มีโลหะ ความเค้นในบริเวณนี้ของกราฟความเค้น-ความเครียดสามารถแสดงได้ดังนี้

${\displaystyle \sigma _{c}(\epsilon _{c})=V_{f}\sigma _{f}\epsilon _{c}+V_{m}\sigma _{m}(\epsilon _{c})}$

ที่ไหน${\displaystyle \sigma }$คือความเครียด${\displaystyle \epsilon }$σ คือความเครียด, E คือโมดูลัสความยืดหยุ่นและ V คือสัดส่วนปริมาตร ตัวอักษรย่อ c, f และ m บ่งบอกถึงวัสดุผสม เส้นใย และเมทริกซ์ ตามลำดับ${\displaystyle \sigma _{f}(\epsilon _{c})}$และ${\displaystyle \sigma _{m}(\epsilon _{c})}$เป็นค่าสำหรับความเค้นการไหลของเส้นใยและเมทริกซ์ตามลำดับ หลังจากบริเวณที่สาม วัสดุคอมโพสิตจะแสดงอาการคอด ความเครียดคอดของวัสดุคอมโพสิตเกิดขึ้นระหว่างความเครียดคอดของเส้นใยและเมทริกซ์ เช่นเดียวกับคุณสมบัติทางกลอื่นๆ ของวัสดุคอมโพสิต ความเครียดคอดของเฟสที่อ่อนแอจะถูกชะลอโดยเฟสที่แข็งแรง ปริมาณการชะลอขึ้นอยู่กับสัดส่วนปริมาตรของเฟสที่แข็งแรง^{[ 85 ]}

ดังนั้นความแข็งแรงดึงของวัสดุคอมโพสิตสามารถแสดงได้ในรูปของ^{เศษส่วน}ปริมาตร^[ 85 ^]

${\displaystyle (TS)_{c}=V_{f}(TS)_{f}+V_{m}\sigma _{m}(\epsilon _{m})}$

โดยที่ TS คือค่าความแข็งแรงดึง${\displaystyle \sigma }$คือความเครียด${\displaystyle \epsilon }$σ คือความเครียด, E คือโมดูลัสความยืดหยุ่นและ V คือสัดส่วนปริมาตร ตัวห้อย c, f และ m แสดงถึงวัสดุคอมโพสิต เส้นใย และเมทริกซ์ ตามลำดับ ความแข็งแรงดึงของวัสดุคอมโพสิตสามารถแสดงได้ดังนี้

${\displaystyle (T.S.)_{c}=V_{m}(T.S.)_{m}}$สำหรับ${\displaystyle V_{f}}$น้อยกว่าหรือเท่ากับ${\displaystyle V_{c}}$(ค่าวิกฤตตามอำเภอใจของสัดส่วนปริมาตร)

${\displaystyle (T.S.)_{c}=V_{f}(T.S.)_{f}+V_{m}(\sigma _{m})}$สำหรับ${\displaystyle V_{f}}$มากกว่าหรือเท่ากับ${\displaystyle V_{c}}$

ค่าวิกฤตของสัดส่วนปริมาตรสามารถแสดงได้ดังนี้

${\displaystyle V_{c}={\frac {[(T.S.)_{m}-\sigma _{m}(\epsilon _{f})]}{[(T.S.)_{f}+(T.S.)_{m}-\sigma _{m}(\epsilon _{f})]}}}$

เห็นได้ชัดว่าความแข็งแรงดึงของ วัสดุผสม อาจสูงกว่าวัสดุพื้นฐานได้หาก...${\displaystyle (T.S.)_{c}}$มากกว่า${\displaystyle (T.S.)_{m}}$.

ดังนั้น สัดส่วนปริมาตรขั้นต่ำของเส้นใยสามารถแสดงได้ดังนี้

${\displaystyle V_{c}={\frac {[(T.S.)_{m}-\sigma _{m}(\epsilon _{f})]}{[(T.S.)_{f}-\sigma _{m}(\epsilon _{f})]}}}$

แม้ว่าค่าต่ำสุดนี้จะต่ำมากในทางปฏิบัติ แต่ก็เป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องทราบ เนื่องจากเหตุผลในการรวมเส้นใยต่อเนื่องคือเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของวัสดุ/คอมโพสิต และค่าเศษส่วนปริมาตรนี้เป็นเกณฑ์ของการปรับปรุงนี้^{[ 85 ]}

วัสดุคอมโพสิตโดยทั่วไปมีคุณสมบัติไม่เป็นเนื้อเดียวกัน (anisotropic ) และในหลายกรณีมีคุณสมบัติเป็นเนื้อเดียวกัน (orthotropic ) สามารถใช้ สัญกรณ์ของ Voigtเพื่อลดลำดับของเทนเซอร์ความเค้นและความเครียดเพื่อให้ความแข็งแกร่ง ลดลง${\displaystyle C}$(มักเรียกอีกอย่างว่า)${\displaystyle Q}$) และการปฏิบัติตามกฎระเบียบ${\displaystyle S}$สามารถเขียนเป็นเมทริกซ์ ได้ดังนี้ : ^{[ 92 ]}

${\displaystyle {\begin{bmatrix}\sigma _{1}\\\sigma _{2}\\\sigma _{3}\\\sigma _{4}\\\sigma _{5}\\\sigma _{6}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}C_{11}&C_{12}&C_{13}&C_{14}&C_{15}&C_{16}\\C_{12}&C_{22}&C_{23}&C_{24}&C_{25}&C_{26}\\C_{13}&C_{23}&C_{33}&C_{34}&C_{35}&C_{36}\\C_{14}&C_{24}&C_{34}&C_{44}&C_{45}&C_{46}\\C_{15}&C_{25}&C_{35}&C_{45}&C_{55}&C_{56}\\C_{16}&C_{26}&C_{36}&C_{46}&C_{56}&C_{66}\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}\varepsilon _{1}\\\varepsilon _{2}\\\varepsilon _{3}\\\varepsilon _{4}\\\varepsilon _{5}\\\varepsilon _{6}\end{bmatrix}}}$และ${\displaystyle {\begin{bmatrix}\varepsilon _{1}\\\varepsilon _{2}\\\varepsilon _{3}\\\varepsilon _{4}\\\varepsilon _{5}\\\varepsilon _{6}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}S_{11}&S_{12}&S_{13}&S_{14}&S_{15}&S_{16}\\S_{12}&S_{22}&S_{23}&S_{24}&S_{25}&S_{26}\\S_{13}&S_{23}&S_{33}&S_{34}&S_{35}&S_{36}\\S_{14}&S_{24}&S_{34}&S_{44}&S_{45}&S_{46}\\S_{15}&S_{25}&S_{35}&S_{45}&S_{55}&S_{56}\\S_{16}&S_{26}&S_{36}&S_{46}&S_{56}&S_{66}\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}\sigma _{1}\\\sigma _{2}\\\sigma _{3}\\\sigma _{4}\\\sigma _{5}\\\sigma _{6}\end{bmatrix}}}$

เมื่อพิจารณาแต่ละชั้นแยกกัน จะถือว่าสามารถมองแต่ละชั้นเป็นแผ่นบางๆ ได้ ดังนั้นความเค้นและความเครียดนอกระนาบจึงมีค่าเล็กน้อย นั่นคือ${\displaystyle \sigma _{3}=\sigma _{4}=\sigma _{5}=0}$และ${\displaystyle \varepsilon _{4}=\varepsilon _{5}=0}$[ ^{93 ] วิธีนี้ช่วยให้เมทริก ซ์}ความแข็งและความยืดหยุ่นลดลงเหลือเมทริกซ์ 3x3 ดังต่อไปนี้:

${\displaystyle C={\begin{bmatrix}{\tfrac {E_{\rm {1}}}{1-{\nu _{\rm {12}}}{\nu _{\rm {21}}}}}&{\tfrac {E_{\rm {2}}{\nu _{\rm {12}}}}{1-{\nu _{\rm {12}}}{\nu _{\rm {21}}}}}&0\\{\tfrac {E_{\rm {2}}{\nu _{\rm {12}}}}{1-{\nu _{\rm {12}}}{\nu _{\rm {21}}}}}&{\tfrac {E_{\rm {2}}}{1-{\nu _{\rm {12}}}{\nu _{\rm {21}}}}}&0\\0&0&G_{\rm {12}}\\\end{bmatrix}}\quad }$และ${\displaystyle \quad S={\begin{bmatrix}{\tfrac {1}{E_{\rm {1}}}}&-{\tfrac {\nu _{\rm {21}}}{E_{\rm {2}}}}&0\\-{\tfrac {\nu _{\rm {12}}}{E_{\rm {1}}}}&{\tfrac {1}{E_{\rm {2}}}}&0\\0&0&{\tfrac {1}{G_{\rm {12}}}}\\\end{bmatrix}}}$

สำหรับวัสดุคอมโพสิตเสริมใยไฟเบอร์ ทิศทางการจัดเรียงของเส้นใยในวัสดุส่งผลต่อคุณสมบัติแบบแอนไอโซโทรปิกของโครงสร้าง จากเทคนิคการวิเคราะห์ เช่น การทดสอบแรงดึง คุณสมบัติของวัสดุจะถูกวัดโดยอิงจากระบบพิกัด (1-2) ของตัวอย่าง เทนเซอร์ข้างต้นแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นและความเครียดในระบบพิกัด (1-2) ในขณะที่คุณสมบัติของวัสดุที่ทราบนั้นอยู่ในระบบพิกัดหลัก (xy) ของวัสดุ การแปลงเทนเซอร์ระหว่างสองระบบพิกัดช่วยระบุคุณสมบัติของวัสดุของตัวอย่างที่ทดสอบเมทริกซ์การแปลงที่มี${\displaystyle \theta }$การหมุนองศาคือ^{[ 93 ]}

${\displaystyle T(\theta )_{\epsilon }={\begin{bmatrix}\cos ^{2}\theta &\sin ^{2}\theta &\cos \theta \sin \theta \\sin^{2}\theta &\cos ^{2}\theta &-\cos \theta \sin \theta \\-2\cos \theta \sin \theta &2\cos \theta \sin \theta &\cos ^{2}\theta -\sin ^{2}\theta \end{bmatrix}}}$สำหรับ${\displaystyle {\begin{bmatrix}{\acute {\epsilon }}\end{bmatrix}}=T(\theta )_{\epsilon }{\begin{bmatrix}\epsilon \end{bmatrix}}}$${\displaystyle T(\theta )_{\sigma }={\begin{bmatrix}\cos ^{2}\theta &\sin ^{2}\theta &2\cos \theta \sin \theta \\sin^{2}\theta &\cos ^{2}\theta &-2\cos \theta \sin \theta \\-\cos \theta \sin \theta &\cos \theta \sin \theta &\cos ^{2}\theta -\sin ^{2}\theta \end{bmatrix}}}$สำหรับ${\displaystyle {\begin{bmatrix}{\acute {\sigma }}\end{bmatrix}}=T(\theta )_{\sigma }{\begin{bmatrix}\sigma \end{bmatrix}}}$

เส้นใยที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรม ได้แก่เส้นใยแก้วเส้นใยคาร์บอนและเคฟลาร์เนื่องจากผลิตได้ง่ายและหาได้ง่าย คุณสมบัติทางกลของเส้นใยเหล่านี้มีความสำคัญมาก ดังนั้นตารางคุณสมบัติทางกลของเส้นใยจึงแสดงไว้ด้านล่างเพื่อเปรียบเทียบกับเหล็ก S97 ^{[ 94 ] [ 95 ] [ 96 ] [ 97 ]}มุมการวางแนวของเส้นใยมีความสำคัญมากเนื่องจากความไม่เป็นเนื้อเดียวกันของวัสดุคอมโพสิตเส้นใย (โปรดดูส่วน " คุณสมบัติทางกายภาพ " สำหรับคำอธิบายโดยละเอียดเพิ่มเติม) คุณสมบัติทางกลของวัสดุคอมโพสิตสามารถทดสอบได้โดยใช้ วิธี การทดสอบทางกล มาตรฐาน โดยวางตัวอย่างที่มุมต่างๆ (มุมมาตรฐานคือ 0°, 45° และ 90°) เทียบกับการวางแนวของเส้นใยภายในวัสดุคอมโพสิต โดยทั่วไป การวางแนวแกน 0° ทำให้วัสดุคอมโพสิตทนต่อการดัดตามยาวและแรงดึง/แรงอัดตามแนวแกน การวางแนววงแหวน 90° ใช้เพื่อให้ได้ความต้านทานต่อแรงดันภายใน/ภายนอก และ ± 45° เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดเพื่อให้ได้ความต้านทานต่อแรงบิดบริสุทธิ์^{[ 98 ]}

แรงกระแทก แรงปะทะที่มีความเร็วแปรผัน หรือความเค้นแบบวงจรซ้ำๆ อาจทำให้ลามิเนตแยกออกจากกันที่ส่วนต่อประสานระหว่างสองชั้น ซึ่งเป็นสภาวะที่เรียกว่าการแยกชั้น^{[ 101 ] [ 102 ]}เส้นใยแต่ละเส้นอาจแยกออกจากเมทริกซ์ได้ เช่นการดึงเส้นใยออก

วัสดุคอมโพสิตอาจเกิดความเสียหายได้ทั้งใน ระดับ มหภาคและจุลภาคความเสียหายจากการบีบอัดสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในระดับมหภาคหรือที่เส้นใยเสริมแรงแต่ละเส้นในลักษณะการโก่งตัวจากการบีบอัด ความเสียหายจากแรงดึงอาจเป็นความเสียหายของหน้าตัดโดยรวมของชิ้นส่วนหรือการเสื่อมสภาพของวัสดุคอมโพสิตในระดับจุลภาค ซึ่งชั้นหนึ่งหรือมากกว่านั้นในวัสดุคอมโพสิตเกิดความเสียหายจากแรงดึงของเมทริกซ์หรือความเสียหายของพันธะระหว่างเมทริกซ์และเส้นใย

วัสดุคอมโพสิตบางชนิดเปราะและมีกำลังรับแรงสำรองน้อยมากหลังจากเริ่มเกิดความเสียหาย ในขณะที่บางชนิดอาจมีการเสียรูปมากและมีกำลังรับแรงสำรองในการดูดซับพลังงานหลังจากเกิดความเสียหาย ความแตกต่างของเส้นใยและเมทริกซ์ที่มีอยู่ รวมถึงส่วนผสมที่สามารถทำได้ด้วยการผสม ทำให้สามารถออกแบบคุณสมบัติที่หลากหลายลงในโครงสร้างคอมโพสิตได้ ความเสียหายที่โด่งดังที่สุดของวัสดุคอมโพสิตเมทริกซ์เซรามิกที่เปราะเกิดขึ้นเมื่อแผ่นคอมโพสิตคาร์บอน-คาร์บอนที่ขอบด้านหน้าของปีกยานอวกาศโคลัมเบียแตกหักเมื่อถูกกระแทกขณะขึ้นบิน ซึ่งนำไปสู่การแตกเป็นเสี่ยงๆ ของยานเมื่อกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลกในวันที่ 1 กุมภาพันธ์ 2546

วัสดุคอมโพสิตมีกำลังรับน้ำหนักค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับโลหะ

อีกหนึ่งรูปแบบความเสียหายคือการแตกหักเนื่องจากแรงดึงของเส้นใย ซึ่งมีโอกาสเกิดขึ้นได้มากขึ้นเมื่อเส้นใยเรียงตัวขนานกับทิศทางการรับแรง และความเป็นไปได้ของการแตกหักเนื่องจากแรงดึงของเส้นใยก็จะสูงขึ้นเช่นกัน โดยสมมติว่าความแข็งแรงดึงของเส้นใยสูงกว่าความแข็งแรงดึงของเมทริกซ์ เมื่อเส้นใยมีมุมเบี่ยงเบน θ จะมีโอกาสเกิดการแตกหักได้หลายแบบ สำหรับค่า θ น้อยๆ แรงเค้นที่จำเป็นในการเริ่มต้นการแตกหักจะเพิ่มขึ้นเป็นปัจจัย (cos θ) ⁻²เนื่องจากพื้นที่หน้าตัด ( A cos θ) ของเส้นใยเพิ่มขึ้น และแรง ( F/ cos θ) ที่เส้นใยได้รับลดลง ส่งผลให้ความแข็งแรงดึงของวัสดุผสมมีค่าเท่ากับσ / cos ² θ โดยที่σ คือความแข็งแรงดึงของวัสดุผสมที่มีเส้นใยเรียงตัวขนานกับแรงที่กระทำ

มุมการวางแนวที่ไม่ตรงกันระดับกลาง θ นำไปสู่ความล้มเหลวจากการเฉือนของเมทริกซ์ พื้นที่หน้าตัดจะเปลี่ยนแปลงอีกครั้ง แต่เนื่องจากความเค้นเฉือน เป็นแรงขับเคลื่อนหลักสำหรับความล้มเหลว พื้นที่ของเมทริกซ์ที่ขนานกับ จึงมีความสำคัญ โดยเพิ่มขึ้นเป็นปัจจัย 1/sin θ ในทำนองเดียวกัน แรงที่ขนานกับพื้นที่นี้จะลดลงอีกครั้ง ( F/ cos θ) ส่งผลให้ความแข็งแรงดึงรวมเป็นτmy / sin  θ cos  θ โดยที่τmy คือความแข็งแรงเฉือน เมทริกซ์

สุดท้าย สำหรับค่า θ ที่มีค่ามาก (ใกล้ π/2) ความล้มเหลวของเมทริกซ์ตามขวางมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นมากที่สุด เนื่องจากเส้นใยจะไม่รับภาระส่วนใหญ่อีกต่อไป อย่างไรก็ตาม ความแข็งแรงดึงจะมากกว่าการวางแนวตั้งฉากอย่างเดียว เนื่องจากแรงที่ตั้งฉากกับเส้นใยจะลดลงด้วยปัจจัย 1/sin θ และพื้นที่ลดลงด้วยปัจจัย 1/sin θ ทำให้ความแข็งแรงดึงของวัสดุผสมมีค่าเท่ากับσ / sin ² θ โดยที่σ คือความแข็งแรงดึงของวัสดุผสมที่มีเส้นใยวางตัวตั้งฉากกับแรงที่กระทำ^{[ 103 ]}

วัสดุคอมโพสิตจะได้รับการทดสอบก่อนและหลังการก่อสร้างเพื่อช่วยในการคาดการณ์และป้องกันความล้มเหลว การทดสอบก่อนการก่อสร้างอาจใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด (FEA) สำหรับการวิเคราะห์พื้นผิวโค้งทีละชั้นและการคาดการณ์การเกิดรอยย่น การบิดงอ และการเกิดรอยบุ๋มของวัสดุคอมโพสิต^{[ 104 ] [ 105 ] [ 106 ] [ 107 ] [ 108 ]}วัสดุอาจได้รับการทดสอบระหว่างการผลิตและหลังการก่อสร้างโดยวิธีการที่ไม่ทำลายต่างๆ รวมถึงอัลตราโซนิก เทอร์โมกราฟี เชียโรกราฟี และรังสีเอก ซ์ ^{[ 109 ]}และการตรวจสอบพันธะด้วยเลเซอร์สำหรับ NDT ของความแข็งแรงของพันธะสัมพัทธ์ในบริเวณเฉพาะที่