Kompozitní materiály se komerčně používají již více než 50 let. V počátečních fázích komercializace se používají pouze ve špičkových aplikacích, jako je letecký a obranný průmysl. S rozvojem technologií se kompozitní materiály začínají komerčně využívat v různých koncových odvětvích, jako je sportovní zboží, civilní letectví, automobilový průmysl, námořní doprava, stavební inženýrství a stavebnictví. Náklady na kompozitní materiály (jak suroviny, tak i výroba) dosud ve srovnání s předchozími lety výrazně klesly, což umožňuje jejich velké využití ve stále větším počtu odvětví.
Kompozitní materiál je směsí vláknitého a pryskyřičného materiálu v určitém poměru. Zatímco pryskyřičná matrice určuje konečný tvar kompozitu, vlákna fungují jako výztuhy pro zpevnění kompozitní součásti. Poměr pryskyřice k vláknům se liší v závislosti na pevnosti a tuhosti součásti požadované certifikací Tier 1 nebo výrobcem originálního vybavení (OEM).
Primární nosná struktura vyžaduje vyšší podíl vláken ve srovnání s pryskyřičnou matricí, zatímco sekundární struktura vyžaduje pouze čtvrtinu vláken v pryskyřičné matrici. To platí pro většinu průmyslových odvětví, poměr pryskyřice k vláknům závisí na způsobu výroby.
Průmysl námořních jachet se stal hlavní hybnou silou v celosvětové spotřebě kompozitních materiálů, včetně materiálů s pěnovým jádrem. Zažil však také pokles, kdy se stavba lodí zpomalila a zásoby rostly. Toto snížení poptávky může být způsobeno opatrností spotřebitelů, klesající kupní silou a přerozdělením omezených zdrojů do ziskovějších a klíčových obchodních aktivit. Loděnice také upravují své produkty a obchodní strategie, aby snížily ztráty. Během tohoto období bylo mnoho malých loděnic nuceno stáhnout se z trhu nebo být akvizovány kvůli ztrátě provozního kapitálu, protože nebyly schopny udržet normální provoz. Výroba velkých jachet (> 35 stop) utrpěla úpadek, zatímco menší lodě (< 24 stop) se staly těžištěm výroby.
Proč kompozitní materiály?
Kompozitní materiály nabízejí v konstrukci lodí mnoho výhod oproti kovu a dalším tradičním materiálům, jako je dřevo. Ve srovnání s kovy, jako je ocel nebo hliník, mohou kompozitní materiály snížit celkovou hmotnost dílu o 30 až 40 procent. Celkové snížení hmotnosti přináší řadu vedlejších výhod, jako jsou nižší provozní náklady, nižší emise skleníkových plynů a vyšší palivová účinnost. Použití kompozitních materiálů také dále snižuje hmotnost eliminací spojovacích prvků díky integraci součástí.
Kompozity také nabízejí výrobcům lodí větší konstrukční svobodu, což umožňuje vytvářet díly se složitými tvary. Kompozitní komponenty mají navíc ve srovnání s konkurenčními materiály výrazně nižší náklady na životní cyklus díky nižším nákladům na údržbu a také nižší náklady na instalaci a montáž díky odolnosti proti korozi a trvanlivosti. Není divu, že kompozity si získávají oblibu mezi výrobci originálních dílů pro lodě a dodavateli Tier 1.
Mořský kompozit
Navzdory nedostatkům kompozitních materiálů je mnoho loděnic a dodavatelů Tier 1 stále přesvědčeno, že v námořních jachtách se bude používat více kompozitních materiálů.
Zatímco se u větších lodí očekává, že budou používat pokročilejší kompozity, jako jsou plasty vyztužené uhlíkovými vlákny (CFRP), menší lodě budou hlavním tahounem celkové poptávky po námořních kompozitech. Například u mnoha nových jachet a katamaránů se k výrobě trupů, kýlů, palub, zrcadel, takeláží, přepážek, nosníků a stěžňů používají pokročilé kompozitní materiály, jako jsou uhlíková vlákna/epoxidová a polyuretanová pěna. Tyto superjachty nebo katamarány však tvoří jen malou část celkové poptávky po lodích.
Navzdory nedostatkům kompozitních materiálů je mnoho loděnic a dodavatelů Tier 1 stále přesvědčeno, že v námořních jachtách se bude používat více kompozitních materiálů.
Zatímco se u větších lodí očekává, že budou používat pokročilejší kompozity, jako jsou plasty vyztužené uhlíkovými vlákny (CFRP), menší lodě budou hlavním tahounem celkové poptávky po námořních kompozitech. Například u mnoha nových jachet a katamaránů se k výrobě trupů, kýlů, palub, zrcadel, takeláží, přepážek, nosníků a stěžňů používají pokročilé kompozitní materiály, jako jsou uhlíková vlákna/epoxidová a polyuretanová pěna. Tyto superjachty nebo katamarány však tvoří jen malou část celkové poptávky po lodích.
Celková poptávka po lodích zahrnuje motorové čluny (s vestavěným motorem, závěsným motorem a záďovým pohonem), tryskové čluny, soukromé plavidla a plachetnice (jachty).
Ceny kompozitů budou mít vzestupnou trajektorii, jelikož ceny skleněných vláken, termosetů a termoplastických pryskyřic porostou s cenami ropy a dalšími vstupními náklady. Očekává se však, že ceny uhlíkových vláken v blízké budoucnosti klesnou v důsledku zvýšené výrobní kapacity a vývoje alternativních prekurzorů. Celkový dopad na ceny námořních kompozitů však nebude velký, protože plasty vyztužené uhlíkovými vlákny tvoří pouze malou část poptávky po námořních kompozitech.
Na druhou stranu, skleněná vlákna jsou stále hlavními vláknitými materiály pro námořní kompozity a nenasycené polyestery a vinylestery jsou hlavními polymerními materiály. Polyvinylchlorid (PVC) bude i nadále držet hlavní podíl na trhu s pěnovým jádrem.
Podle statistik tvoří kompozitní materiály vyztužené skelnými vlákny (GFRP) více než 80 % celkové poptávky po kompozitních materiálech pro mořské prostředí, zatímco materiály s pěnovým jádrem tvoří 15 %. Zbytek tvoří plasty vyztužené uhlíkovými vlákny, které se používají hlavně ve velkých lodích a v aplikacích s kritickým nárazem na specializovaných trzích.
Rostoucí trh s kompozity pro námořní účely také zaznamenává trend směrem k novým materiálům a technologiím. Dodavatelé kompozitů pro námořní účely se vydali na cestu za inovacemi a zavádějí nové biopryskyřice, přírodní vlákna, nízkoemisní polyestery, nízkotlaké prepregy, jádra a tkané sklolaminátové materiály. Všechno se točí kolem zvýšení recyklovatelnosti a obnovitelnosti, snížení obsahu styrenu a zlepšení zpracovatelnosti a kvality povrchu.
Čas zveřejnění: 5. května 2022