مواد کامپوزیتی بیش از 50 سال است که به صورت تجاری مورد استفاده قرار می گیرند.در مراحل اولیه تجاری سازی، آنها فقط در کاربردهای پیشرفته مانند هوافضا و دفاع مورد استفاده قرار می گیرند.با ادامه پیشرفت فناوری، مواد کامپوزیت در صنایع مختلف مصرف کننده نهایی مانند کالاهای ورزشی، هوانوردی غیرنظامی، خودروسازی، دریایی، مهندسی عمران و ساخت و ساز تجاری سازی می شوند.تاکنون هزینه مواد کامپوزیت (اعم از مواد اولیه و ساخت) نسبت به سال‌های گذشته کاهش قابل توجهی داشته است و امکان استفاده از آنها را در مقیاس وسیع در تعداد فزاینده‌ای از صنایع فراهم کرده است.
ماده کامپوزیت مخلوطی از فیبر و مواد رزین به نسبت معینی است.در حالی که ماتریس رزین شکل نهایی کامپوزیت را تعیین می کند، الیاف به عنوان تقویت کننده برای تقویت قسمت کامپوزیت عمل می کنند.نسبت رزین به فیبر با استحکام و سفتی قطعه مورد نیاز توسط Tier 1 or Original Equipment Manufacturer (OEM) متفاوت است.
ساختار باربر اولیه به نسبت بیشتری از الیاف در مقایسه با ماتریس رزین نیاز دارد، در حالی که ساختار ثانویه تنها به یک چهارم الیاف در ماتریس رزین نیاز دارد.این در اکثر صنایع صدق می کند، نسبت رزین به الیاف به روش ساخت بستگی دارد.
صنعت قایق های تفریحی دریایی به نیروی اصلی در مصرف جهانی مواد کامپوزیتی از جمله مواد هسته فوم تبدیل شده است.با این حال، با کاهش سرعت ساخت کشتی و بالا رفتن موجودی، رکود نیز تجربه کرده است.این کاهش تقاضا ممکن است به دلیل احتیاط مصرف کننده، کاهش قدرت خرید و تخصیص مجدد منابع محدود به فعالیت های تجاری سودآورتر و اصلی باشد.کارخانه‌های کشتی‌سازی همچنین محصولات و استراتژی‌های تجاری خود را برای کاهش ضرر و زیان دوباره تنظیم می‌کنند.در این دوره، بسیاری از کارخانه های کشتی سازی کوچک به دلیل از دست دادن سرمایه در گردش مجبور به عقب نشینی یا تملک شدند، زیرا قادر به حفظ تجارت عادی نبودند.ساخت قایق های تفریحی بزرگ (بیش از 35 فوت) ضربه خورد، در حالی که قایق های کوچکتر (کمتر از 24 فوت) در کانون تولید قرار گرفتند.
چرا مواد کامپوزیت؟
مواد کامپوزیت مزایای زیادی نسبت به فلز و سایر مواد سنتی مانند چوب در ساخت قایق دارند.در مقایسه با فلزاتی مانند فولاد یا آلومینیوم، مواد کامپوزیتی می توانند وزن کلی یک قطعه را 30 تا 40 درصد کاهش دهند.کاهش وزن کلی مزایای ثانویه زیادی را به همراه دارد، مانند هزینه های عملیاتی کمتر، انتشار گازهای گلخانه ای کمتر و راندمان سوخت بیشتر.استفاده از مواد کامپوزیتی نیز با حذف بست ها از طریق یکپارچه سازی اجزا، وزن را بیشتر کاهش می دهد.
کامپوزیت ها همچنین آزادی طراحی بیشتری را به سازندگان قایق ارائه می دهند و امکان ایجاد قطعات با اشکال پیچیده را فراهم می کنند.علاوه بر این، قطعات کامپوزیت به دلیل هزینه‌های نگهداری پایین‌تر و هزینه‌های نصب و مونتاژ به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و دوام، هزینه‌های چرخه عمر به‌طور قابل‌توجهی پایین‌تری دارند، اگر آنها را با مواد رقابتی مقایسه کنیم.جای تعجب نیست که کامپوزیت ها در بین شرکت های OEM قایق و تامین کنندگان ردیف 1 مورد پذیرش قرار گرفته اند.
کامپوزیت دریایی
علیرغم کاستی های مواد کامپوزیت، بسیاری از کارخانه های کشتی سازی و تامین کنندگان ردیف 1 هنوز متقاعد شده اند که مواد کامپوزیتی بیشتری در قایق های دریایی استفاده خواهد شد.
در حالی که انتظار می‌رود قایق‌های بزرگتر از کامپوزیت‌های پیشرفته‌تری مانند پلاستیک‌های تقویت‌شده با فیبر کربن (CFRP) استفاده کنند، قایق‌های کوچکتر محرک اصلی تقاضای کلی برای کامپوزیت‌های دریایی خواهند بود. برای مثال، در بسیاری از قایق‌های تفریحی و کاتاماران‌های جدید، مواد کامپوزیت پیشرفته، مانند به عنوان فیبر کربن/اپوکسی و فوم پلی یورتان، برای ساخت بدنه، کیل، عرشه، ترانسوم، سکوها، دیوارها، رشته‌ها و دکل‌ها استفاده می‌شود، اما این سوپرقایق‌ها یا کاتاماران‌ها بخش کوچکی از کل تقاضای قایق را تشکیل می‌دهند.
علیرغم کاستی های مواد کامپوزیت، بسیاری از کارخانه های کشتی سازی و تامین کنندگان ردیف 1 هنوز متقاعد شده اند که مواد کامپوزیتی بیشتری در قایق های دریایی استفاده خواهد شد.
در حالی که انتظار می‌رود قایق‌های بزرگتر از کامپوزیت‌های پیشرفته‌تری مانند پلاستیک‌های تقویت‌شده با فیبر کربن (CFRP) استفاده کنند، قایق‌های کوچکتر محرک اصلی تقاضای کلی برای کامپوزیت‌های دریایی خواهند بود. برای مثال، در بسیاری از قایق‌های تفریحی و کاتاماران‌های جدید، مواد کامپوزیت پیشرفته، مانند به عنوان فیبر کربن/اپوکسی و فوم پلی یورتان، برای ساخت بدنه، کیل، عرشه، ترانسوم، سکوها، دیوارها، رشته‌ها و دکل‌ها استفاده می‌شود، اما این سوپرقایق‌ها یا کاتاماران‌ها بخش کوچکی از کل تقاضای قایق را تشکیل می‌دهند.
تقاضای کلی برای قایق ها شامل قایق های موتوری (داخلی، بیرونی و عقب)، قایق های جت، کشتی های آبی خصوصی و قایق های بادبانی (قایق های تفریحی) می شود.
قیمت کامپوزیت ها در یک مسیر صعودی خواهد بود، زیرا قیمت الیاف شیشه، ترموست و رزین های ترموپلاستیک با قیمت نفت خام و سایر هزینه های ورودی افزایش می یابد.با این حال، انتظار می رود قیمت فیبر کربن در آینده نزدیک به دلیل افزایش ظرفیت تولید و توسعه پیش سازهای جایگزین کاهش یابد.اما تأثیر کلی آن بر قیمت کامپوزیت های دریایی زیاد نخواهد بود، زیرا پلاستیک های تقویت شده با فیبر کربن تنها بخش کوچکی از تقاضای کامپوزیت های دریایی را تشکیل می دهند.
از سوی دیگر، الیاف شیشه همچنان مواد اصلی الیافی برای کامپوزیت های دریایی هستند و پلی استرهای غیراشباع و استرهای وینیل مواد پلیمری اصلی هستند.پلی وینیل کلراید (PVC) همچنان سهم عمده ای از بازار هسته فوم را در اختیار خواهد داشت.
طبق آمار، مواد کامپوزیتی تقویت شده با الیاف شیشه (GFRP) بیش از 80 درصد از کل تقاضا برای مواد کامپوزیتی دریایی را تشکیل می دهند، در حالی که مواد هسته فوم 15 درصد را تشکیل می دهند.بقیه پلاستیک‌های تقویت‌شده با فیبر کربن هستند که عمدتاً در قایق‌های بزرگ و کاربردهای ضربه حیاتی در بازارهای خاص استفاده می‌شوند.
بازار رو به رشد کامپوزیت های دریایی نیز شاهد گرایش به سمت مواد و فناوری های جدید است.تامین‌کنندگان کامپوزیت‌های دریایی، تلاشی برای نوآوری را آغاز کرده‌اند و با معرفی رزین‌های زیستی جدید، الیاف طبیعی، پلی‌استرهای کم انتشار، پیش‌آب‌سازهای کم فشار، هسته‌ها و مواد فایبرگلاس بافته شده‌اند.همه چیز در مورد افزایش قابلیت بازیافت و تجدیدپذیری، کاهش محتوای استایرن و بهبود فرآیندپذیری و کیفیت سطح است.
زمان ارسال: مه-05-2022