Τα σύνθετα υλικά έχουν χρησιμοποιηθεί εμπορικά για περισσότερα από 50 χρόνια. Στα αρχικά στάδια της εμπορευματοποίησης, χρησιμοποιούνται μόνο σε εφαρμογές υψηλής ποιότητας όπως η αεροδιαστημική και η άμυνα. Καθώς η τεχνολογία συνεχίζει να προχωρά, τα σύνθετα υλικά αρχίζουν να εμπορεύονται σε διαφορετικές βιομηχανίες τελικών χρηστών, όπως τα αθλητικά προϊόντα, η πολιτική αεροπορία, η αυτοκινητοβιομηχανία, η θαλάσσια, η πολιτική μηχανική και η κατασκευή. Μέχρι στιγμής, το κόστος των σύνθετων υλικών (τόσο πρώτων υλών όσο και κατασκευής) μειώθηκε σημαντικά σε σύγκριση με τα προηγούμενα έτη, επιτρέποντάς τους να χρησιμοποιηθούν σε μεγάλη κλίμακα σε αυξανόμενο αριθμό βιομηχανιών.
Το σύνθετο υλικό είναι ένα μείγμα υλικού ινών και ρητίνης σε ένα ορισμένο ποσοστό. Ενώ η μήτρα ρητίνης καθορίζει το τελικό σχήμα του σύνθετου υλικού, οι ίνες δρουν ως ενισχύσεις για την ενίσχυση του σύνθετου τμήματος. Η αναλογία ρητίνης προς ίνες ποικίλλει ανάλογα με τη δύναμη και την ακαμψία του τμήματος που απαιτείται από τον κατασκευαστή της κατηγορίας 1 ή του αρχικού εξοπλισμού (OEM).
Η κύρια δομή που φέρει φορτίο απαιτεί υψηλότερο ποσοστό ινών σε σύγκριση με τη μήτρα ρητίνης, ενώ η δευτερεύουσα δομή απαιτεί μόνο το ένα τέταρτο των ινών στη μήτρα ρητίνης. Αυτό ισχύει για τις περισσότερες βιομηχανίες, ο λόγος ρητίνης προς ίνες εξαρτάται από τη μέθοδο κατασκευής.
Η βιομηχανία θαλάσσιων γιοτ έχει γίνει η κύρια δύναμη στην παγκόσμια κατανάλωση σύνθετων υλικών, συμπεριλαμβανομένων των υλικών πυρήνα αφρού. Ωστόσο, έχει επίσης βιώσει μια ύφεση, με την επιβράδυνση του ναυπηγείου και τα αποθέματα να ανεβαίνουν. Αυτή η μείωση της ζήτησης μπορεί να οφείλεται στην προσοχή των καταναλωτών, στη μείωση της αγοραστικής εξουσίας και στην ανακατανομή των περιορισμένων πόρων σε πιο κερδοφόρες και βασικές επιχειρηματικές δραστηριότητες. Τα ναυπηγεία επαναπροσδιορίζουν επίσης τα προϊόντα και τις επιχειρηματικές τους στρατηγικές για τη μείωση των ζημιών. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, πολλά μικρά ναυπηγεία αναγκάστηκαν να αποσυρθούν ή να αποκτηθούν λόγω της απώλειας κεφαλαίου κίνησης, ανίκανοι να διατηρήσουν τις κανονικές επιχειρήσεις. Η κατασκευή μεγάλων σκάφους (> 35 πόδια) πήρε ένα χτύπημα, ενώ τα μικρότερα σκάφη (<24 πόδια) έγιναν το επίκεντρο της κατασκευής.
Γιατί τα σύνθετα υλικά;
Τα σύνθετα υλικά προσφέρουν πολλά πλεονεκτήματα έναντι των μετάλλων και άλλων παραδοσιακών υλικών, όπως το ξύλο, στην κατασκευή των σκαφών. Σε σύγκριση με τα μέταλλα όπως ο χάλυβας ή το αλουμίνιο, τα σύνθετα υλικά μπορούν να μειώσουν το συνολικό βάρος ενός τμήματος κατά 30 έως 40 %. Η συνολική μείωση του βάρους φέρνει μια λιτανεία δευτερογενών παροχών, όπως χαμηλότερο κόστος λειτουργίας, χαμηλότερες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και μεγαλύτερη απόδοση καυσίμου. Η χρήση σύνθετων υλικών μειώνει επίσης το βάρος περαιτέρω εξαλείφοντας τους συνδετήρες μέσω της ενσωμάτωσης των εξαρτημάτων.
Τα σύνθετα υλικά προσφέρουν επίσης στους κατασκευαστές σκαφών μεγαλύτερη ελευθερία σχεδιασμού, καθιστώντας δυνατή τη δημιουργία εξαρτημάτων με σύνθετα σχήματα. Επιπλέον, τα σύνθετα εξαρτήματα έχουν σημαντικά χαμηλότερο κόστος κύκλου ζωής, εάν τα συγκρίνουν με τα ανταγωνιστικά υλικά λόγω του χαμηλότερου κόστους συντήρησης και του κόστους εγκατάστασης και συναρμολόγησης λόγω της αντοχής και της ανθεκτικότητας της διάβρωσης τους. Δεν είναι περίεργο ότι τα σύνθετα υλικά κερδίζουν αποδοχή μεταξύ των Προμηθειών των ΚΑΕ και της Κατηγορίας 1.
Θαλάσσιο σύνθετο
Παρά τις ελλείψεις σύνθετων υλικών, πολλά ναυπηγεία και προμηθευτές της Κατηγορίας 1 εξακολουθούν να είναι πεπεισμένοι ότι θα χρησιμοποιηθούν περισσότερα σύνθετα υλικά σε θαλάσσια σκάφη.
Ενώ τα μεγαλύτερα σκάφη αναμένεται να χρησιμοποιήσουν πιο προηγμένα σύνθετα υλικά όπως τα ενισχυμένα με ίνες άνθρακα (CFRP), τα μικρότερα σκάφη θα είναι ο κύριος οδηγός της συνολικής ζήτησης για θαλάσσια σύνθετα. Οι ιστοί, αλλά αυτά τα superyachts ή τα καταμαράν αποτελούν ένα μικρό μέρος της συνολικής ζήτησης σκάφους.
Παρά τις ελλείψεις σύνθετων υλικών, πολλά ναυπηγεία και προμηθευτές της Κατηγορίας 1 εξακολουθούν να είναι πεπεισμένοι ότι θα χρησιμοποιηθούν περισσότερα σύνθετα υλικά σε θαλάσσια σκάφη.
Ενώ τα μεγαλύτερα σκάφη αναμένεται να χρησιμοποιήσουν πιο προηγμένα σύνθετα υλικά όπως τα ενισχυμένα με ίνες άνθρακα (CFRP), τα μικρότερα σκάφη θα είναι ο κύριος οδηγός της συνολικής ζήτησης για θαλάσσια σύνθετα. Οι ιστοί, αλλά αυτά τα superyachts ή τα καταμαράν αποτελούν ένα μικρό μέρος της συνολικής ζήτησης σκάφους.
Η συνολική ζήτηση για βάρκες περιλαμβάνει βάρκες με κινητήρα (εσωτερικά, εξωλέμβια και πρύμνη), τζετ, ιδιωτικά σκάφη και ιστιοφόρα (γιοτ).
Οι τιμές των σύνθετων υλικών θα είναι σε ανοδική τροχιά, καθώς οι τιμές για τις ίνες γυαλιού, τα θερμοστοιχεία και τις θερμοπλαστικές ρητίνες θα αυξηθούν με τις τιμές του αργού πετρελαίου και άλλα έξοδα εισροών. Ωστόσο, οι τιμές των ινών άνθρακα αναμένεται να μειωθούν στο εγγύς μέλλον λόγω της αυξημένης παραγωγικής ικανότητας και της ανάπτυξης εναλλακτικών προδρόμων. Αλλά ο συνολικός αντίκτυπός της στις τιμές των θαλάσσιων σύνθετων υλικών δεν θα είναι μεγάλες, καθώς τα πλαστικά ενισχυμένα με ίνες άνθρακα αντιπροσωπεύουν μόνο ένα μικρό μέρος της ζήτησης των θαλάσσιων σύνθετων υλικών.
Από την άλλη πλευρά, οι γυάλινες ίνες εξακολουθούν να αποτελούν τα κύρια υλικά ινών για τα θαλάσσια σύνθετα υλικά και οι ακόρεστες πολυεστέρτες και οι βινυλικοί εστέρες είναι τα κύρια πολυμερή υλικά. Το πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC) θα συνεχίσει να κατέχει σημαντικό μερίδιο της αγοράς αφρού.
Σύμφωνα με τα στατιστικά στοιχεία, τα υλικά ενισχυμένα με γυάλινες ίνες (GFRP) αντιπροσωπεύουν περισσότερο από το 80% της συνολικής ζήτησης για θαλάσσια σύνθετα υλικά, ενώ τα υλικά πυρήνα αφρού αντιπροσωπεύουν το 15%. Τα υπόλοιπα είναι πλαστικά ενισχυμένα με ίνες άνθρακα, τα οποία χρησιμοποιούνται κυρίως σε μεγάλα σκάφη και εφαρμογές κρίσιμων επιπτώσεων στις εξειδικευμένες αγορές.
Η αναπτυσσόμενη αγορά θαλάσσιων σύνθετων υλικών παρακολουθεί επίσης μια τάση για νέα υλικά και τεχνολογίες. Οι προμηθευτές θαλάσσιων σύνθετων υλικών έχουν ξεκινήσει μια αναζήτηση για καινοτομία, εισάγοντας νέες βιολογικές ανατέλειας, φυσικές ίνες, πολυεστέρα χαμηλής εκπομπής, προεπιλογές χαμηλής πίεσης, πυρήνες και υφασμένα υλικά από υαλοβάμβακα. Πρόκειται για την αύξηση της ανακυκλώσιμης μετατόπισης και της ανανεωτικότητας, τη μείωση της περιεκτικότητας σε στυρένιο και τη βελτίωση της επεξεργασίας και της ποιότητας της επιφάνειας.
Χρόνος δημοσίευσης: Μάιος-05-2022
