Kompozitni materiali se komercialno uporabljajo že več kot 50 let. V začetnih fazah komercializacije se uporabljajo le v vrhunskih aplikacijah, kot sta vesoljska in obrambna industrija. Z nadaljnjim napredkom tehnologije se kompozitni materiali začenjajo komercializirati v različnih panogah končnih uporabnikov, kot so športna oprema, civilno letalstvo, avtomobilska industrija, pomorstvo, gradbeništvo in gradbeništvo. Do sedaj so se stroški kompozitnih materialov (tako surovin kot proizvodnje) v primerjavi s prejšnjimi leti znatno znižali, kar omogoča njihovo uporabo v velikem obsegu v vse večjem številu panog.
Kompozitni material je mešanica vlaken in smole v določenem razmerju. Medtem ko smolna matrica določa končno obliko kompozita, vlakna delujejo kot ojačitve za krepitev kompozitnega dela. Razmerje med smolo in vlakni se spreminja glede na trdnost in togost dela, ki jo zahteva proizvajalec originalne opreme (OEM).
Primarna nosilna struktura zahteva večji delež vlaken v primerjavi s smolno matrico, medtem ko sekundarna struktura zahteva le četrtino vlaken v smolni matrici. To velja za večino industrij, razmerje med smolo in vlakni je odvisno od načina izdelave.
Industrija pomorskih jaht je postala glavna gonilna sila svetovne porabe kompozitnih materialov, vključno s penastimi jedri. Vendar pa je doživela tudi upad, saj se je ladjedelništvo upočasnilo, zaloge pa so se povečale. To zmanjšanje povpraševanja je lahko posledica previdnosti potrošnikov, upadajoče kupne moči in prerazporeditve omejenih virov v bolj donosne in ključne poslovne dejavnosti. Ladjedelnice prav tako preusmerjajo svoje izdelke in poslovne strategije, da bi zmanjšale izgube. V tem obdobju so se številne majhne ladjedelnice zaradi izgube obratnega kapitala prisiljene umakniti ali biti prevzete, saj niso mogle vzdrževati normalnega poslovanja. Proizvodnja velikih jaht (> 35 čevljev) je utrpela slabše rezultate, medtem ko so se manjši čolni (< 24 čevljev) preusmerili v ospredje proizvodnje.
Zakaj kompozitni materiali?
Kompozitni materiali ponujajo številne prednosti pred kovino in drugimi tradicionalnimi materiali, kot je les, pri gradnji čolnov. V primerjavi s kovinami, kot sta jeklo ali aluminij, lahko kompozitni materiali zmanjšajo skupno težo dela za 30 do 40 odstotkov. Skupno zmanjšanje teže prinaša številne sekundarne koristi, kot so nižji obratovalni stroški, nižje emisije toplogrednih plinov in večja učinkovitost porabe goriva. Uporaba kompozitnih materialov dodatno zmanjša težo z odpravo pritrdilnih elementov zaradi integracije komponent.
Kompoziti ponujajo graditeljem čolnov tudi večjo svobodo pri oblikovanju, kar omogoča ustvarjanje delov kompleksnih oblik. Poleg tega imajo kompozitne komponente bistveno nižje stroške življenjskega cikla v primerjavi s konkurenčnimi materiali zaradi nižjih stroškov vzdrževanja ter nižje stroške namestitve in montaže zaradi odpornosti proti koroziji in vzdržljivosti. Ni čudno, da kompoziti pridobivajo na veljavi med proizvajalci originalne opreme za čolne in dobavitelji prvega reda.
Morski kompozit
Kljub pomanjkljivostim kompozitnih materialov so številne ladjedelnice in dobavitelji prvega reda še vedno prepričani, da se bo v morskih jahtah uporabljalo več kompozitnih materialov.
Medtem ko se pričakuje, da bodo večji čolni uporabljali naprednejše kompozite, kot so plastika, ojačana z ogljikovimi vlakni (CFRP), bodo manjši čolni glavni dejavnik splošnega povpraševanja po pomorskih kompozitih. Na primer, v mnogih novih jahtah in katamaranih se napredni kompozitni materiali, kot so ogljikova vlakna/epoksi in poliuretanska pena, uporabljajo za izdelavo trupov, kobilic, palub, krm, ploščadi, pregrad, nosilcev in jamborov. Vendar te superjahte ali katamarani predstavljajo majhen delež celotnega povpraševanja po čolnih.
Kljub pomanjkljivostim kompozitnih materialov so številne ladjedelnice in dobavitelji prvega reda še vedno prepričani, da se bo v morskih jahtah uporabljalo več kompozitnih materialov.
Medtem ko se pričakuje, da bodo večji čolni uporabljali naprednejše kompozite, kot so plastika, ojačana z ogljikovimi vlakni (CFRP), bodo manjši čolni glavni dejavnik splošnega povpraševanja po pomorskih kompozitih. Na primer, v mnogih novih jahtah in katamaranih se napredni kompozitni materiali, kot so ogljikova vlakna/epoksi in poliuretanska pena, uporabljajo za izdelavo trupov, kobilic, palub, krm, ploščadi, pregrad, nosilcev in jamborov. Vendar te superjahte ali katamarani predstavljajo majhen delež celotnega povpraševanja po čolnih.
Skupno povpraševanje po čolnih vključuje motorne čolne (z notranjim, izvenkrmnim in krmnim pogonom), reaktivne čolne, zasebna plovila in jadrnice (jahte).
Cene kompozitov bodo naraščale, saj se bodo cene steklenih vlaken, termoplastov in termoplastičnih smol zviševale s cenami surove nafte in drugimi vhodnimi stroški. Vendar pa se pričakuje, da se bodo cene ogljikovih vlaken v bližnji prihodnosti znižale zaradi povečane proizvodne zmogljivosti in razvoja alternativnih predhodnikov. Vendar pa skupni vpliv na cene morskih kompozitov ne bo velik, saj plastika, ojačana z ogljikovimi vlakni, predstavlja le majhen del povpraševanja po morskih kompozitih.
Po drugi strani pa so steklena vlakna še vedno glavni vlaknasti materiali za morske kompozite, nenasičeni poliestri in vinilne estre pa so glavni polimerni materiali. Polivinilklorid (PVC) bo še naprej imel pomemben delež na trgu penastih jeder.
Statistični podatki kažejo, da kompozitni materiali, ojačani s steklenimi vlakni (GFRP), predstavljajo več kot 80 % celotnega povpraševanja po kompozitnih materialih za morske površine, medtem ko materiali iz pene predstavljajo 15 %. Preostanek so plastike, ojačane z ogljikovimi vlakni, ki se uporabljajo predvsem v velikih čolnih in za kritične udarne aplikacije na nišnih trgih.
Tudi rastoči trg morskih kompozitov je priča trendu novih materialov in tehnologij. Dobavitelji morskih kompozitov so se podali na pot inovacij in uvedli nove biosmole, naravna vlakna, poliestre z nizkimi emisijami, nizkotlačne preprege, jedra in tkane steklene vlakne. Gre za povečanje možnosti recikliranja in obnovljivosti, zmanjšanje vsebnosti stirena ter izboljšanje predelovalnosti in kakovosti površine.
Čas objave: 5. maj 2022
