Komposiittimateriaaleja on käytetty kaupallisesti yli 50 vuoden ajan.Kaupallistamisen alkuvaiheessa niitä käytetään vain huippuluokan sovelluksissa, kuten ilmailussa ja puolustuksessa.Teknologian kehittyessä komposiittimateriaaleja aletaan kaupallistaa eri loppukäyttäjätoimialoilla, kuten urheiluvälineissä, siviili-ilmailussa, autoteollisuudessa, meriteollisuudessa, tie- ja vesirakentamisessa ja rakentamisessa.Tähän mennessä komposiittimateriaalien (sekä raaka-aineiden että valmistuksen) kustannukset ovat laskeneet merkittävästi aikaisempiin vuosiin verrattuna, mikä mahdollistaa niiden laajamittaisen käytön yhä useammilla teollisuudenaloilla.
Komposiittimateriaali on kuitu- ja hartsimateriaalin seos tietyssä suhteessa.Samalla kun hartsimatriisi määrittää komposiitin lopullisen muodon, kuidut toimivat lujitteina ja vahvistavat komposiittiosaa.Hartsin ja kuidun suhde vaihtelee Tier 1 -tason tai Original Equipment Manufacturer (OEM) -laitteen vaatiman osan lujuuden ja jäykkyyden mukaan.
Ensisijainen kantava rakenne vaatii suuremman osuuden kuituja verrattuna hartsimatriisiin, kun taas toissijainen rakenne vaatii vain neljänneksen hartsimatriisin kuiduista.Tämä koskee useimpia toimialoja, hartsin suhde kuituun riippuu valmistusmenetelmästä.
Huviveneteollisuudesta on tullut päävoima komposiittimateriaalien, mukaan lukien vaahtoydinmateriaalien, maailmanlaajuisessa kulutuksessa.Se on kuitenkin kokenut myös taantuman, kun laivanrakennus on hidastunut ja varastot ovat kasvaneet.Tämä kysynnän lasku voi johtua kuluttajien varovaisuudesta, ostovoiman heikkenemisestä ja rajallisten resurssien uudelleenkohdistamisesta kannattavampiin ja ydinliiketoimintoihin.Telakat myös muokkaavat tuotteitaan ja liiketoimintastrategioitaan tappioiden vähentämiseksi.Tänä aikana monet pienet telakat joutuivat vetäytymään tai hankittu käyttöpääoman menettämisen vuoksi, koska ne eivät pystyneet ylläpitämään normaalia liiketoimintaa.Suurten huviveneiden (>35 jalkaa) valmistus sai osuman, kun taas pienemmät veneet (<24 jalkaa) nousivat tuotannon painopisteeseen.
Miksi komposiittimateriaalit?
Komposiittimateriaalit tarjoavat veneen rakentamisessa monia etuja metalliin ja muihin perinteisiin materiaaleihin, kuten puuhun, verrattuna.Verrattuna metalleihin, kuten teräkseen tai alumiiniin, komposiittimateriaalit voivat vähentää osan kokonaispainoa 30–40 prosenttia.Yleinen painonpudotus tuo mukanaan useita toissijaisia etuja, kuten alhaisemmat käyttökustannukset, pienemmät kasvihuonekaasupäästöt ja parempi polttoainetehokkuus.Komposiittimateriaalien käyttö myös vähentää painoa entisestään poistamalla kiinnikkeet komponenttien integroinnin ansiosta.
Komposiitit tarjoavat myös veneenrakentajille suuremman suunnitteluvapauden, mikä mahdollistaa monimutkaisen muotoisten osien luomisen.Lisäksi komposiittikomponenttien elinkaarikustannukset ovat huomattavasti pienemmät, jos niitä verrataan kilpaileviin materiaaleihin niiden alhaisempien ylläpitokustannusten ja asennus- ja kokoonpanokustannusten vuoksi korroosionkestävyyden ja kestävyyden vuoksi.Ei ole ihme, että komposiitit ovat saamassa hyväksyntää veneiden OEM-valmistajien ja Tier 1 -toimittajien keskuudessa.
Merikomposiitti
Komposiittimateriaalien puutteista huolimatta monet telakat ja Tier 1 -toimittajat ovat edelleen vakuuttuneita siitä, että veneissä käytetään enemmän komposiittimateriaaleja.
Vaikka suurempien veneiden odotetaan käyttävän kehittyneempiä komposiitteja, kuten hiilikuituvahvisteista muovia (CFRP), pienemmät veneet ovat pääasiallinen tekijä merikomposiittien yleisessä kysynnässä. Esimerkiksi monissa uusissa huviveneissä ja katamaraaneissa kehittyneitä komposiittimateriaaleja, kuten hiilikuitu/epoksi ja polyuretaanivaahto, joita käytetään runkojen, kölien, kansien, peräpeilien, laipioiden, laipioiden, pylväiden ja mastojen valmistukseen, mutta nämä superjahdit tai katamaraanit muodostavat pienen osan veneiden kokonaiskysynnästä.
Komposiittimateriaalien puutteista huolimatta monet telakat ja Tier 1 -toimittajat ovat edelleen vakuuttuneita siitä, että veneissä käytetään enemmän komposiittimateriaaleja.
Vaikka suurempien veneiden odotetaan käyttävän kehittyneempiä komposiitteja, kuten hiilikuituvahvisteista muovia (CFRP), pienemmät veneet ovat pääasiallinen tekijä merikomposiittien yleisessä kysynnässä. Esimerkiksi monissa uusissa huviveneissä ja katamaraaneissa kehittyneitä komposiittimateriaaleja, kuten hiilikuitu/epoksi ja polyuretaanivaahto, joita käytetään runkojen, kölien, kansien, peräpeilien, laipioiden, laipioiden, pylväiden ja mastojen valmistukseen, mutta nämä superjahdit tai katamaraanit muodostavat pienen osan veneiden kokonaiskysynnästä.
Veneiden kokonaiskysyntään kuuluvat moottoriveneet (sisä-, perä- ja peräveneet), suihkuveneet, yksityiset vesikulkuneuvot ja purjeveneet (jahdit).
Komposiittien hinnat nousevat, kun lasikuitujen, kertamuovihartsien ja kestomuovihartsien hinnat nousevat raakaöljyn hintojen ja muiden tuotantokustannusten myötä.Hiilikuitujen hintojen odotetaan kuitenkin laskevan lähitulevaisuudessa lisääntyneen tuotantokapasiteetin ja vaihtoehtoisten lähtöaineiden kehittämisen vuoksi.Mutta sen kokonaisvaikutus merikomposiittien hintoihin ei ole suuri, sillä hiilikuituvahvisteiset muovit muodostavat vain pienen osan merikomposiittien kysynnästä.
Toisaalta lasikuidut ovat edelleen merikomposiittien pääkuitumateriaalit, ja tyydyttymättömät polyesterit ja vinyyliesterit ovat tärkeimpiä polymeerimateriaaleja.Polyvinyylikloridilla (PVC) on jatkossakin merkittävä osuus vaahtoydinmarkkinoista.
Tilastojen mukaan lasikuituvahvisteisten komposiittimateriaalien (GFRP) osuus merenkulun komposiittimateriaalien kokonaiskysynnästä on yli 80 %, kun taas vaahtomuoviydinmateriaalien osuus on 15 %.Loput ovat hiilikuituvahvisteisia muoveja, joita käytetään pääasiassa suurissa veneissä ja kriittisissä iskusovelluksissa kapeilla markkinoilla.
Merenkulun kasvavat komposiittimarkkinat ovat myös todistamassa suuntausta kohti uusia materiaaleja ja teknologioita.Merikomposiittien toimittajat ovat ryhtyneet innovatiivisiin tavoitteisiin tuomalla markkinoille uusia biohartseja, luonnonkuituja, vähäpäästöisiä polyestereitä, matalapaineisia prepregejä, ytimiä ja kudottuja lasikuitumateriaaleja.Kyse on kierrätettävyyden ja uusiutuvuuden lisäämisestä, styreenipitoisuuden vähentämisestä sekä prosessoitavuuden ja pinnan laadun parantamisesta.
Postitusaika: 5.5.2022