Komposiittimateriaaleja on käytetty kaupallisesti yli 50 vuotta. Kaupallistamisen alkuvaiheessa niitä käytetään vain korkean tason sovelluksissa, kuten ilmailu- ja puolustusteollisuudessa. Teknologian kehittyessä komposiittimateriaaleja aletaan kaupallistaa eri loppukäyttäjäteollisuudessa, kuten urheiluvälineissä, siviili-ilmailussa, autoteollisuudessa, merenkulussa, maanrakennuksessa ja rakentamisessa. Tähän mennessä komposiittimateriaalien (sekä raaka-aineiden että valmistuksen) kustannukset ovat laskeneet merkittävästi aiempiin vuosiin verrattuna, mikä on mahdollistanut niiden laajamittaisen käytön yhä useammilla teollisuudenaloilla.
Komposiittimateriaali on kuitu- ja hartsimateriaalin sekoitus tietyssä suhteessa. Hartsimatriisi määrittää komposiitin lopullisen muodon, kun taas kuidut toimivat lujitteina komposiittiosan lujittamiseksi. Hartsin ja kuidun suhde vaihtelee osan lujuuden ja jäykkyyden mukaan, joita Tier 1 - tai alkuperäislaitevalmistaja (OEM) vaatii.
Ensisijainen kantava rakenne vaatii suuremman kuituosuuden verrattuna hartsimatriisiin, kun taas toissijainen rakenne vaatii vain neljänneksen hartsimatriisin kuituosuudesta. Tämä pätee useimpiin teollisuudenaloihin, hartsin ja kuitujen suhde riippuu valmistusmenetelmästä.
Venejahtiteollisuudesta on tullut komposiittimateriaalien, mukaan lukien vaahtomuoviydinmateriaalien, maailmanlaajuisen kulutuksen päävoima. Se on kuitenkin kokenut myös taantuman, kun laivanrakennus on hidastunut ja varastot kasvaneet. Kysynnän lasku voi johtua kuluttajien varovaisuudesta, ostovoiman laskusta ja rajallisten resurssien uudelleen kohdentamisesta kannattavampiin ja ydinliiketoimintaan. Telakat myös uudelleenjärjestävät tuotteitaan ja liiketoimintastrategioitaan tappioiden minimoimiseksi. Tänä aikana monet pienet telakat joutuivat vetäytymään tai joutumaan yritysostoksille käyttöpääoman menetyksen vuoksi, eivätkä ne kyenneet ylläpitämään normaalia liiketoimintaa. Suurten jahtien (>35 jalkaa) valmistus kärsi, kun taas pienemmistä veneistä (<24 jalkaa) tuli valmistuksen painopiste.
Miksi komposiittimateriaalit?
Komposiittimateriaaleilla on monia etuja veneenrakennuksessa metalliin ja muihin perinteisiin materiaaleihin, kuten puuhun, verrattuna. Verrattuna metalleihin, kuten teräkseen tai alumiiniin, komposiittimateriaalit voivat vähentää osan kokonaispainoa 30–40 prosenttia. Kokonaispainon aleneminen tuo mukanaan useita toissijaisia etuja, kuten alhaisemmat käyttökustannukset, pienemmät kasvihuonekaasupäästöt ja paremman polttoainetehokkuuden. Komposiittimateriaalien käyttö vähentää painoa myös entisestään poistamalla kiinnittimiä komponenttien integroinnin avulla.
Komposiitit tarjoavat veneenrakentajille myös suuremman suunnitteluvapauden, minkä ansiosta ne voivat luoda monimutkaisen muotoisia osia. Lisäksi komposiittikomponenttien elinkaarikustannukset ovat huomattavasti alhaisemmat verrattuna kilpaileviin materiaaleihin alhaisempien ylläpitokustannusten ja alhaisempien korroosionkestävyyden ja kestävyyden ansiosta. Ei ihme, että komposiitit ovat saamassa suosiota venevalmistajien ja Tier 1 -toimittajien keskuudessa.
Merikomposiitti
Komposiittimateriaalien puutteista huolimatta monet telakat ja Tier 1 -toimittajat ovat edelleen vakuuttuneita siitä, että merijahdeissa käytetään enemmän komposiittimateriaaleja.
Vaikka suurempien veneiden odotetaan käyttävän edistyneempiä komposiitteja, kuten hiilikuitulujitettuja muoveja (CFRP), pienemmät veneet ovat merikomposiittien kokonaiskysynnän pääasiallinen ajuri. Esimerkiksi monissa uusissa jahdeissa ja katamaraaneissa käytetään edistyneitä komposiittimateriaaleja, kuten hiilikuitua/epoksia ja polyuretaanivaahtoa, runkojen, kölien, kansien, peräpeilien, takiloiden, laipioiden, kannakkeiden ja mastojen valmistukseen. Nämä superjahdit tai katamaraanit muodostavat kuitenkin vain pienen osan veneiden kokonaiskysynnästä.
Komposiittimateriaalien puutteista huolimatta monet telakat ja Tier 1 -toimittajat ovat edelleen vakuuttuneita siitä, että merijahdeissa käytetään enemmän komposiittimateriaaleja.
Vaikka suurempien veneiden odotetaan käyttävän edistyneempiä komposiitteja, kuten hiilikuitulujitettuja muoveja (CFRP), pienemmät veneet ovat merikomposiittien kokonaiskysynnän pääasiallinen ajuri. Esimerkiksi monissa uusissa jahdeissa ja katamaraaneissa käytetään edistyneitä komposiittimateriaaleja, kuten hiilikuitua/epoksia ja polyuretaanivaahtoa, runkojen, kölien, kansien, peräpeilien, takiloiden, laipioiden, kannakkeiden ja mastojen valmistukseen. Nämä superjahdit tai katamaraanit muodostavat kuitenkin vain pienen osan veneiden kokonaiskysynnästä.
Veneiden kokonaiskysyntää ovat mm. moottoriveneet (sisämoottoriveneet, perämoottoriveneet ja perävetoiset), suihkuveneet, yksityiset vesiskootterit ja purjeveneet (jahdit).
Komposiittien hinnat ovat nousussa, kun lasikuitujen, kestomuovien ja termoplastisten hartsien hinnat nousevat raakaöljyn hinnan ja muiden tuotantopanosten kustannusten myötä. Hiilikuitujen hintojen odotetaan kuitenkin laskevan lähitulevaisuudessa lisääntyneen tuotantokapasiteetin ja vaihtoehtoisten lähtöaineiden kehittämisen vuoksi. Kokonaisvaikutus merikomposiittien hintoihin ei kuitenkaan ole suuri, koska hiilikuitulujitetut muovit muodostavat vain pienen osan merikomposiittien kysynnästä.
Toisaalta lasikuidut ovat edelleen tärkeimmät kuitumateriaalit merikomposiiteissa, ja tyydyttymättömät polyesterit ja vinyyliesterit ovat tärkeimmät polymeerimateriaalit. Polyvinyylikloridilla (PVC) on edelleen merkittävä osuus vaahtomuoviytimien markkinoista.
Tilastojen mukaan lasikuituvahvisteiset komposiittimateriaalit (GFRP) kattavat yli 80 % merikomposiittimateriaalien kokonaiskysynnästä, kun taas vaahtomuoviydinmateriaalien osuus on 15 %. Loput ovat hiilikuituvahvisteisia muoveja, joita käytetään pääasiassa suurissa veneissä ja kriittisissä iskunkestävässä sovelluksissa niche-markkinoilla.
Kasvavilla merikomposiittimarkkinoilla on myös havaittavissa trendi kohti uusia materiaaleja ja teknologioita. Merikomposiittien toimittajat ovat lähteneet etsimään innovaatioita ja tuoneet markkinoille uusia biohartseja, luonnonkuituja, vähäpäästöisiä polyestereitä, matalapaineisia prepregejä, ytimiä ja kudottuja lasikuitumateriaaleja. Kyse on kierrätettävyyden ja uusiutuvuuden lisäämisestä, styreenipitoisuuden vähentämisestä sekä prosessoitavuuden ja pinnanlaadun parantamisesta.
Julkaisun aika: 05.05.2022
