Vật liệu composite đã được sử dụng thương mại trong hơn 50 năm.Trong giai đoạn thương mại hóa ban đầu, 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, vật liệu composite bắt đầu được thương mại hóa trong các ngành công nghiệp người dùng cuối khác nhau như đồ thể thao, hàng không dân dụng, ô tô, hàng hải, kỹ thuật dân dụng và xây dựng.Cho đến nay, chi phí vật liệu composite (cả nguyên liệu thô và sản xuất) đã giảm đáng kể so với những năm trước, cho phép chúng được sử dụng trên quy mô lớn trong ngày càng nhiều ngành công nghiệp.
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, thì các sợi đóng vai trò là chất gia cố để tăng cường phần composite.Tỷ lệ nhựa trên sợi thay đổi theo độ bền và độ cứng của bộ phận theo yêu cầu của Nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) hoặc Cấp 1.
Cấu trúc chịu tải chính yêu cầu tỷ lệ sợi cao hơn so với ma trận nhựa, trong khi cấu trúc thứ cấp chỉ cần một phần tư số sợi trong ma trận nhựa.Điều này áp dụng cho hầu hết các ngành công nghiệp, tỷ lệ nhựa trên sợi phụ thuộc vào phương pháp sản xuất.
Ngành công nghiệp du thuyền biển đã trở thành lực lượng chính trong việc tiêu thụ vật liệu composite toàn cầu, bao gồm cả vật liệu lõi xốp.Tuy nhiên, nó cũng đã trải qua một cuộc suy thoái, với việc đóng tàu chậm lại và hàng tồn kho tăng lên.Việc giảm nhu cầu này có thể là do sự thận trọng của người tiêu dùng, sức mua giảm và việc phân bổ lại các nguồn lực hạn chế cho các hoạt động kinh doanh cốt lõi và có lợi 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 buộc phải rút lui hoặc bị mua lại do mất vốn lưu động, không thể duy trì hoạt động kinh doanh bình thường.Việc sản xuất du thuyền lớn (>35 feet) bị ảnh hưởng, trong khi những chiếc thuyền nhỏ hơn (<24 feet) trở thành trọng tâm sản xuất.
Tại sao vật liệu composite?
Vật liệu composite mang lại nhiều lợi thế hơn so với kim loại và các vật liệu truyền thống khác, chẳng hạn như gỗ, trong việc chế tạo thuyền.So với các kim loại như thép hoặc nhôm, vật liệu composite có thể giảm trọng lượng tổng thể của một bộ phận từ 30 đến 40 phần trăm.Việc giảm trọng lượng tổng thể mang lại nhiều lợi ích thứ cấp, chẳng hạn như chi phí vận hành thấp hơn, lượng khí thải nhà kính thấp hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn.Việc sử dụng vật liệu composite cũng giúp giảm trọng lượng hơn nữa bằng cách loại bỏ các chốt thông qua tích hợp thành phần.
Vật liệu tổng hợp cũng cung cấp cho các nhà chế tạo thuyền sự tự do thiết kế lớn hơn, giúp tạo ra các bộ phận có hình dạng phức tạp.Ngoài ra, các thành phần composite có chi phí vòng đời thấp hơn đáng kể nếu so sánh chúng với các vật liệu cạnh tranh do chi phí bảo trì thấp hơn và chi phí lắp đặt, lắp ráp do khả năng chống ăn mòn và độ bền cũng thấp hơn.Không có gì ngạc nhiên khi vật liệu tổng hợp đang được các nhà sản xuất thuyền OEM và nhà cung cấp Cấp 1 chấp nhận.
tổng hợp hàng hải
Bất chấp những thiếu sót của vật liệu composite, nhiều nhà máy đóng tàu và nhà cung cấp cấp 1 vẫn tin rằng sẽ có nhiều vật liệu composite hơn được sử dụng trong du thuyền biển.
Trong khi những chiếc thuyền lớn hơn dự kiến sẽ sử dụng vật liệu tổng hợp tiên tiến hơn như nhựa gia cố sợi carbon (CFRP), thì những chiếc thuyền nhỏ hơn sẽ là động lực chính của nhu cầu tổng thể về vật liệu tổng hợp hàng hải. Ví dụ, trong nhiều du thuyền và catamaran mới, vật liệu composite tiên tiến, chẳng hạn như như sợi carbon/epoxy và bọt polyurethane, được sử dụng để làm vỏ tàu, sống tàu, boong, xuyên, giàn khoan, vách ngăn, dây buộc và cột buồm, nhưng những siêu du thuyền hoặc catamaran này chiếm một phần nhỏ trong tổng nhu cầu về thuyền.
Bất chấp những thiếu sót của vật liệu composite, nhiều nhà máy đóng tàu và nhà cung cấp cấp 1 vẫn tin rằng sẽ có nhiều vật liệu composite hơn được sử dụng trong du thuyền biển.
Trong khi những chiếc thuyền lớn hơn dự kiến sẽ sử dụng vật liệu tổng hợp tiên tiến hơn như nhựa gia cố sợi carbon (CFRP), thì những chiếc thuyền nhỏ hơn sẽ là động lực chính của nhu cầu tổng thể về vật liệu tổng hợp hàng hải. Ví dụ, trong nhiều du thuyền và catamaran mới, vật liệu composite tiên tiến, chẳng hạn như như sợi carbon/epoxy và bọt polyurethane, được sử dụng để làm vỏ tàu, sống tàu, boong, xuyên, giàn khoan, vách ngăn, dây buộc và cột buồm, nhưng những siêu du thuyền hoặc catamaran này chiếm một phần nhỏ trong tổng nhu cầu về thuyền.
Nhu cầu tổng thể đối với thuyền bao gồm thuyền máy (lái trong, ngoài và đuôi tàu), thuyền phản lực, tàu cá tư nhân và thuyền buồm (du thuyền).
Giá vật liệu tổng hợp sẽ có xu hướng đi lên, vì giá sợi thủy tinh, nhựa nhiệt rắn và nhựa nhiệt dẻo sẽ tăng cùng 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 tổng thể của nó đối với giá composite hàng hải sẽ không lớn, vì nhựa gia cố bằng sợi carbon chỉ chiếm một phần nhỏ trong nhu cầu composite hàng hải.
Mặt khác, sợi thủy tinh vẫn là vật liệu sợi chính cho vật liệu tổng hợp hàng hải, và polyester và vinyl este không bão hòa là vật liệu polymer chính.Polyvinyl clorua (PVC) sẽ tiếp tục chiếm thị phần lớn trên thị trường lõi xốp.
Theo thống kê, vật liệu composite cốt sợi thủy tinh (GFRP) chiếm hơn 80% tổng nhu cầu vật liệu composite hàng hải, trong khi vật liệu lõi xốp chiếm 15%.Phần còn lại là nhựa gia cố sợi carbon, chủ yếu được sử dụng trong các loại thuyền lớn và các ứng dụng tác động quan trọng trong các thị trường ngách.
Thị trường vật liệu tổng hợp hàng hải đang phát triển cũng đang chứng kiến xu hướng hướng tới các vật liệu và công nghệ mới.Các nhà cung cấp vật liệu tổng hợp hàng hải đã bắt tay vào tìm kiếm sự đổi mới, giới thiệu nhựa sinh học mới, sợi tự nhiên, polyeste ít phát thải, prepres 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 hàm lượng styrene, đồng thời cải thiện khả năng xử lý và chất lượng bề mặt.
Thời gian đăng: May-05-2022