Композитні матеріали використовуються в комерційних цілях понад 50 років. На початкових етапах комерціалізації вони використовуються лише у високопродуктивних сферах застосування, таких як аерокосмічна та оборонна промисловість. З розвитком технологій композитні матеріали починають комерціалізуватися в різних галузях кінцевого споживача, таких як виробництво спортивних товарів, цивільна авіація, автомобільна, морська, цивільна інженерія та будівництво. Наразі вартість композитних матеріалів (як сировини, так і виробництва) значно знизилася порівняно з попередніми роками, що дозволяє використовувати їх у великих масштабах у зростаючій кількості галузей промисловості.
Композитний матеріал являє собою суміш волокна та смоли в певній пропорції. Хоча смоляна матриця визначає кінцеву форму композиту, волокна діють як арматура для зміцнення композитної деталі. Співвідношення смоли та волокна залежить від міцності та жорсткості деталі, що вимагається виробником Tier 1 або оригінальним виробником обладнання (OEM).
Первинна несуча структура вимагає більшої частки волокон порівняно зі смоляною матрицею, тоді як вторинна структура вимагає лише чверті волокон у смоляній матриці. Це стосується більшості галузей промисловості, співвідношення смоли до волокна залежить від способу виробництва.
Індустрія морських яхт стала головною рушійною силою світового споживання композитних матеріалів, включаючи матеріали з пінопластового сердечника. Однак вона також зазнала спаду, зі сповільненням суднобудування та зростанням запасів. Це зниження попиту може бути пов'язане з обережністю споживачів, зниженням купівельної спроможності та перерозподілом обмежених ресурсів на більш прибуткові та основні види діяльності. Суднобудівні заводи також переорієнтовують свою продукцію та бізнес-стратегії, щоб зменшити збитки. Протягом цього періоду багато малих суднобудівних заводів були змушені закритися або бути придбаними через втрату обігового капіталу, не маючи змоги підтримувати нормальну діяльність. Виробництво великих яхт (>35 футів) зазнало удару, тоді як менші човни (<24 футів) стали основним напрямком виробництва.
Чому саме композитні матеріали?
Композитні матеріали пропонують багато переваг порівняно з металом та іншими традиційними матеріалами, такими як дерево, у будівництві човнів. Порівняно з металами, такими як сталь або алюміній, композитні матеріали можуть зменшити загальну вагу деталі на 30-40 відсотків. Загальне зниження ваги приносить низку додаткових переваг, таких як нижчі експлуатаційні витрати, зниження викидів парникових газів та більша паливна ефективність. Використання композитних матеріалів також додатково зменшує вагу, усуваючи кріплення завдяки інтеграції компонентів.
Композити також пропонують будівельникам човнів більшу свободу проектування, що дозволяє створювати деталі складних форм. Крім того, композитні компоненти мають значно нижчі витрати на життєвий цикл, якщо порівнювати їх з конкурентними матеріалами, завдяки нижчим витратам на обслуговування, а також нижчим витратам на встановлення та складання завдяки їхній стійкості до корозії та довговічності. Не дивно, що композити набувають популярності серед виробників оригінального обладнання для човнів та постачальників першого рівня.
Морський композит
Незважаючи на недоліки композитних матеріалів, багато верфей та постачальників першого рівня все ще переконані, що в морських яхтах буде використовуватися більше композитних матеріалів.
Хоча очікується, що більші човни використовуватимуть більш досконалі композити, такі як вуглецево-волокнисті пластмаси (CFRP), менші човни будуть основним рушієм загального попиту на морські композити. Наприклад, у багатьох нових яхтах та катамаранах передові композитні матеріали, такі як вуглецеве волокно/епоксидна смола та поліуретанова піна, використовуються для виготовлення корпусів, кілів, палуб, транців, такелажів, перегородок, стрингерів та щогл. Але ці суперяхти або катамарани складають невелику частину загального попиту на човни.
Незважаючи на недоліки композитних матеріалів, багато верфей та постачальників першого рівня все ще переконані, що в морських яхтах буде використовуватися більше композитних матеріалів.
Хоча очікується, що більші човни використовуватимуть більш досконалі композити, такі як вуглецево-волокнисті пластмаси (CFRP), менші човни будуть основним рушієм загального попиту на морські композити. Наприклад, у багатьох нових яхтах та катамаранах передові композитні матеріали, такі як вуглецеве волокно/епоксидна смола та поліуретанова піна, використовуються для виготовлення корпусів, кілів, палуб, транців, такелажів, перегородок, стрингерів та щогл. Але ці суперяхти або катамарани складають невелику частину загального попиту на човни.
Загальний попит на човни включає моторні човни (з внутрішнім, підвісним та кормовим приводом), реактивні човни, приватні плавзасоби та вітрильні човни (яхти).
Ціни на композити зростатимуть, оскільки ціни на скловолокно, термореактивні та термопластичні смоли зростатимуть разом із цінами на сиру нафту та іншими витратами на сировину. Однак очікується, що ціни на вуглецеве волокно знизяться найближчим часом через збільшення виробничих потужностей та розробку альтернативних прекурсорів. Але загальний вплив на ціни на морські композити буде незначним, оскільки вуглецево-волокнисті пластики становлять лише невелику частину попиту на морські композити.
З іншого боку, скловолокно все ще є основними волокнистими матеріалами для морських композитів, а ненасичені поліефіри та вінілові естери – основними полімерними матеріалами. Полівінілхлорид (ПВХ) продовжуватиме займати значну частку ринку пінопластових серцевин.
Згідно зі статистикою, композитні матеріали, армовані скловолокном (GFRP), становлять понад 80% від загального попиту на морські композитні матеріали, тоді як матеріали з пінопластової серцевини становлять 15%. Решта – це вуглецеві волокнисті пластики, які в основному використовуються у великих човнах та для застосування в критичних ударних умовах на нішевих ринках.
Зростаючий ринок морських композитів також спостерігає тенденцію до нових матеріалів і технологій. Постачальники морських композитів розпочали пошук інновацій, впроваджуючи нові біосмоли, натуральні волокна, поліефіри з низьким рівнем викидів, препреги низького тиску, серцевини та ткані скловолокнисті матеріали. Все зводиться до збільшення придатності для переробки та відновлюваності, зменшення вмісту стиролу, а також покращення технологічності та якості поверхні.
Час публікації: 05 травня 2022 р.
