Vật liệu tổng hợp đã được sử dụng thương mại trong hơn 50 năm. Trong các giai đoạn ban đầu của thương mại hóa, chúng chỉ được sử dụng trong các ứng dụng cao cấp như hàng không vũ trụ và quốc phòng. Khi công nghệ tiếp tục phát triển, các vật liệu tổng hợp đang bắt đầu được thương mại hóa trong các ngành công nghiệp người dùng cuối khác nhau như hàng thể thao, hàng không dân dụng, ô tô, hàng hải, kỹ thuật dân dụng và xây dựng. Cho đến nay, chi phí của vật liệu composite (cả nguyên liệu thô và sản xuất) đã giảm đáng kể so với các năm trước, cho phép chúng được sử dụng trên quy mô lớn trong số lượng ngành công nghiệp ngày càng tăng.
Vật liệu composite là hỗn hợp của vật liệu sợi và nhựa theo một tỷ lệ nhất định. Trong khi ma trận nhựa xác định hình dạng cuối cùng của composite, các sợi đóng vai trò là củng cố để tăng cường phần tổng hợp. Tỷ lệ nhựa so với sợi thay đổi theo độ bền và độ cứng của bộ phận theo yêu cầu của nhà sản xuất thiết bị cấp 1 hoặc thiết bị gốc (OEM).
Cấu trúc chịu tải chính đòi hỏi tỷ lệ sợi cao hơn so với ma trận nhựa, trong khi cấu trúc thứ cấp chỉ cần một phần tư sợi trong ma trận nhựa. Điều này áp dụng cho hầu hết các ngành công nghiệp, tỷ lệ nhựa so với sợi phụ thuộc vào phương pháp sản xuất.
Ngành công nghiệp du thuyền biển đã trở thành lực lượng chính trong việc tiêu thụ toàn cầu các vật liệu composite, bao gồm cả vật liệu cốt lõi bọt. Tuy nhiên, nó cũng đã trải qua một cuộc suy thoái, với việc đóng tàu chậm lại và hàng tồn kho. Việc giảm nhu cầu này có thể là do sự thận trọng của người tiêu dùng, giảm sức mua và phân bổ lại các nguồn lực hạn chế cho các hoạt động kinh doanh có lợi nhuận và cốt lõi hơn. Các nhà máy đóng tàu cũng đang sắp xếp lại các sản phẩm và chiến lược kinh doanh của họ để giảm tổn thất. Trong giai đoạn này, nhiều nhà máy đóng tàu nhỏ đã buộc phải rút hoặc bị mua do mất vốn lưu động, không thể duy trì hoạt động kinh doanh bình thường. Việc sản xuất du thuyền lớn (> 35 feet) đã bị đánh, trong khi những chiếc thuyền nhỏ hơn (<24 feet) trở thành trọng tâm của sản xuất.
Tại sao lại là vật liệu tổng hợp?
Vật liệu tổng hợp cung cấp nhiều lợi thế so với kim loại và các vật liệu truyền thống khác, chẳng hạn như gỗ, trong việc xây dựng thuyền. So với các kim loại như thép hoặc nhôm, vật liệu composite có thể làm giảm trọng lượng tổng thể của một phần từ 30 đến 40 phần trăm. Việc giảm tổng trọng lượng mang lại một loạt các lợi ích thứ cấp, chẳng hạn như chi phí vận hành thấp hơn, phát thải khí nhà kính thấp hơn và hiệu quả nhiên liệu cao hơn. Việc sử dụng vật liệu composite cũng làm giảm trọng lượng hơn nữa bằng cách loại bỏ các ốc vít thông qua tích hợp thành phần.
Vật liệu tổng hợp cũng cung cấp cho các nhà xây dựng thuyền tự do thiết kế lớn hơn, giúp nó có thể tạo ra các bộ phận với hình dạng phức tạp. Ngoài ra, các thành phần tổng hợp có chi phí vòng đời thấp hơn đáng kể nếu người ta so sánh chúng với các vật liệu cạnh tranh do chi phí bảo trì thấp hơn và chi phí lắp ráp và lắp ráp của chúng do khả năng chống ăn mòn và độ bền của chúng cũng thấp hơn. Không có gì lạ khi các vật liệu tổng hợp đang được chấp nhận giữa các OEM thuyền và nhà cung cấp cấp 1.
Hàng hải tổng hợp
Mặc dù thiếu sót của vật liệu composite, nhiều nhà máy đóng tàu và nhà cung cấp cấp 1 vẫn bị thuyết phục rằng nhiều vật liệu composite sẽ được sử dụng trong du thuyền biển.
Trong khi những chiếc thuyền lớn hơn dự kiến sẽ sử dụng các vật liệu tổng hợp tiên tiến hơn như nhựa gia cố bằng sợi carbon (CFRP), các thuyền nhỏ hơn sẽ là động lực chính của nhu cầu tổng thể về vật liệu tổng hợp biển. Masts, nhưng những siêu tàu hoặc catamarans này chiếm một phần nhỏ trong tổng nhu cầu thuyền.
Mặc dù thiếu sót của vật liệu composite, nhiều nhà máy đóng tàu và nhà cung cấp cấp 1 vẫn bị thuyết phục rằng nhiều vật liệu composite sẽ được sử dụng trong du thuyền biển.
Trong khi những chiếc thuyền lớn hơn dự kiến sẽ sử dụng các vật liệu tổng hợp tiên tiến hơn như nhựa gia cố bằng sợi carbon (CFRP), các thuyền nhỏ hơn sẽ là động lực chính của nhu cầu tổng thể về vật liệu tổng hợp biển. Masts, nhưng những siêu tàu hoặc catamarans này chiếm một phần nhỏ trong tổng nhu cầu thuyền.
Nhu cầu tổng thể về thuyền bao gồm thuyền máy (trong, phía ngoài và lái xe nghiêm khắc), thuyền phản lực, tàu thủy tư và thuyền buồm (du thuyền).
Giá tổng hợp sẽ nằm trên một quỹ đạo tăng, vì giá cho sợi thủy tinh, nhiệt và nhựa nhiệt dẻo sẽ tăng với giá dầu thô và các chi phí đầu vào khác. Tuy nhiên, giá sợi carbon dự kiến sẽ giảm trong tương lai gần do năng lực sản xuất tăng lên và sự phát triển của các tiền chất thay thế. Nhưng tác động chung của nó đối với giá tổng hợp biển sẽ không lớn, vì nhựa được gia cố bằng sợi carbon chỉ chiếm một phần nhỏ nhu cầu vật liệu tổng hợp biển.
Mặt khác, sợi thủy tinh vẫn là vật liệu sợi chính cho vật liệu tổng hợp biển, và polyesters và este vinyl không bão hòa là các vật liệu polymer chính. Polyvinyl clorua (PVC) sẽ tiếp tục nắm giữ thị phần lớn của thị trường cốt lõi bọt.
Theo thống kê, vật liệu composite gia cố bằng sợi thủy tinh (GFRP) chiếm hơn 80% tổng nhu cầu về vật liệu composite biển, trong khi vật liệu cốt lõi bọt chiếm 15%. Phần còn lại là nhựa gia cố bằng sợi carbon, chủ yếu được sử dụng trong các thuyền lớn và các ứng dụng tác động quan trọng ở các thị trường thích hợp.
Thị trường vật liệu tổng hợp hàng hải đang phát triển cũng đang chứng kiến một xu hướng đối với các vật liệu và công nghệ mới. Các nhà cung cấp vật liệu tổng hợp hàng hải đã bắt tay vào một nhiệm vụ đổi mới, giới thiệu các yếu tố sinh học mới, sợi tự nhiên, polyesters phát thải thấp, chuẩn bị áp suất thấp, lõi và vật liệu sợi thủy tinh dệt. Đó là tất cả về việc tăng khả năng tái chế và tái tạo, giảm nội dung styren và cải thiện khả năng xử lý và chất lượng bề mặt.
Thời gian đăng: Tháng 5-05-2022
