Kompozitné materiály sa komerčne používajú už viac ako 50 rokov. V počiatočných fázach komercializácie sa používajú iba vo vysoko kvalitných aplikáciách, ako je letecký a obranný priemysel. S neustálym pokrokom technológií sa kompozitné materiály začínajú komercializovať v rôznych odvetviach koncových užívateľov, ako sú športové potreby, civilné letectvo, automobilový priemysel, námorníctvo, stavebné inžinierstvo a stavebníctvo. Doteraz náklady na kompozitné materiály (suroviny aj výrobu) v porovnaní s predchádzajúcimi rokmi výrazne klesli, čo umožňuje ich rozsiahle využitie v čoraz väčšom počte odvetví.
Kompozitný materiál je zmesou vláknitého a živicového materiálu v určitom pomere. Zatiaľ čo živicová matrica určuje konečný tvar kompozitu, vlákna pôsobia ako výstuže na spevnenie kompozitnej časti. Pomer živice k vláknu sa mení v závislosti od pevnosti a tuhosti časti požadovanej certifikáciou Tier 1 alebo výrobcom originálneho vybavenia (OEM).
Primárna nosná štruktúra vyžaduje vyšší podiel vlákien v porovnaní so živicovou matricou, zatiaľ čo sekundárna štruktúra vyžaduje iba štvrtinu vlákien v živicovej matrici. Toto platí pre väčšinu priemyselných odvetví, pomer živice k vláknu závisí od spôsobu výroby.
Odvetvie námorných jácht sa stalo hlavnou hybnou silou v celosvetovej spotrebe kompozitných materiálov vrátane materiálov s penovým jadrom. Zažilo však aj pokles, pričom sa spomalila výstavba lodí a zvýšili sa zásoby. Toto zníženie dopytu môže byť spôsobené opatrnosťou spotrebiteľov, klesajúcou kúpnou silou a prerozdelením obmedzených zdrojov do ziskovejších a kľúčových obchodných aktivít. Lodenice tiež preorientovávajú svoje produkty a obchodné stratégie s cieľom znížiť straty. Počas tohto obdobia bolo mnoho malých lodeníc nútených stiahnuť sa alebo byť akvizíciou kvôli strate prevádzkového kapitálu, pretože neboli schopné udržať bežnú prevádzku. Výroba veľkých jácht (> 35 stôp) utrpela úpadok, zatiaľ čo menšie lode (< 24 stôp) sa stali stredobodom výroby.
Prečo kompozitné materiály?
Kompozitné materiály ponúkajú v porovnaní s kovom a inými tradičnými materiálmi, ako je drevo, mnoho výhod pri stavbe lodí. V porovnaní s kovmi, ako je oceľ alebo hliník, môžu kompozitné materiály znížiť celkovú hmotnosť dielu o 30 až 40 percent. Celkové zníženie hmotnosti prináša množstvo sekundárnych výhod, ako sú nižšie prevádzkové náklady, nižšie emisie skleníkových plynov a vyššia palivová účinnosť. Použitie kompozitných materiálov tiež ďalej znižuje hmotnosť elimináciou spojovacích prvkov vďaka integrácii komponentov.
Kompozity tiež ponúkajú staviteľom lodí väčšiu konštrukčnú slobodu, čo umožňuje vytvárať diely so zložitými tvarmi. Okrem toho majú kompozitné komponenty výrazne nižšie náklady na životný cyklus v porovnaní s konkurenčnými materiálmi vďaka nižším nákladom na údržbu a nižšie náklady na inštaláciu a montáž vďaka ich odolnosti proti korózii a trvanlivosti. Niet divu, že kompozity si získavajú uznanie medzi výrobcami originálnych dielov pre lode a dodávateľmi Tier 1.
Námorný kompozit
Napriek nedostatkom kompozitných materiálov sú mnohé lodenice a dodávatelia Tier 1 stále presvedčení, že v námorných jachtách sa bude používať viac kompozitných materiálov.
Zatiaľ čo sa očakáva, že väčšie lode budú používať pokročilejšie kompozity, ako sú plasty vystužené uhlíkovými vláknami (CFRP), menšie lode budú hlavným ťahúňom celkového dopytu po námorných kompozitoch. Napríklad v mnohých nových jachtách a katamaránoch sa na výrobu trupov, kýlov, palúb, priečok, takeláží, priečok, nosníkov a sťažňov používajú pokročilé kompozitné materiály, ako sú uhlíkové vlákna/epoxid a polyuretánová pena. Tieto superjachty alebo katamarány však tvoria len malú časť celkového dopytu po lodiach.
Napriek nedostatkom kompozitných materiálov sú mnohé lodenice a dodávatelia Tier 1 stále presvedčení, že v námorných jachtách sa bude používať viac kompozitných materiálov.
Zatiaľ čo sa očakáva, že väčšie lode budú používať pokročilejšie kompozity, ako sú plasty vystužené uhlíkovými vláknami (CFRP), menšie lode budú hlavným ťahúňom celkového dopytu po námorných kompozitoch. Napríklad v mnohých nových jachtách a katamaránoch sa na výrobu trupov, kýlov, palúb, priečok, takeláží, priečok, nosníkov a sťažňov používajú pokročilé kompozitné materiály, ako sú uhlíkové vlákna/epoxid a polyuretánová pena. Tieto superjachty alebo katamarány však tvoria len malú časť celkového dopytu po lodiach.
Celkový dopyt po lodiach zahŕňa motorové člny (s vnútorným, vonkajším a kormovým pohonom), prúdové člny, súkromné plavidlá a plachetnice (jachty).
Ceny kompozitov budú mať rastúcu tendenciu, keďže ceny sklenených vlákien, termosetov a termoplastických živíc budú rásť s cenami ropy a ďalšími vstupnými nákladmi. Očakáva sa však, že ceny uhlíkových vlákien v blízkej budúcnosti klesnú v dôsledku zvýšenej výrobnej kapacity a vývoja alternatívnych prekurzorov. Celkový vplyv na ceny námorných kompozitov však nebude veľký, keďže plasty vystužené uhlíkovými vláknami predstavujú len malú časť dopytu po námorných kompozitoch.
Na druhej strane, sklenené vlákna sú stále hlavnými vláknitými materiálmi pre námorné kompozity a nenasýtené polyestery a vinylestery sú hlavnými polymérnymi materiálmi. Polyvinylchlorid (PVC) bude naďalej tvoriť hlavný podiel na trhu s penovými jadrami.
Podľa štatistík predstavujú kompozitné materiály vystužené sklenenými vláknami (GFRP) viac ako 80 % celkového dopytu po námorných kompozitných materiáloch, zatiaľ čo materiály s penovým jadrom tvoria 15 %. Zvyšok tvoria plasty vystužené uhlíkovými vláknami, ktoré sa používajú hlavne vo veľkých lodiach a v aplikáciách s kritickým nárazom na špecializovaných trhoch.
Rastúci trh s námornými kompozitmi tiež zaznamenáva trend smerom k novým materiálom a technológiám. Dodávatelia námorných kompozitov sa pustili do hľadania inovácií a zaviedli nové bioživice, prírodné vlákna, nízkoemisné polyestery, nízkotlakové prepregy, jadrá a tkané sklolaminátové materiály. Ide o zvýšenie recyklovateľnosti a obnoviteľnosti, zníženie obsahu styrénu a zlepšenie spracovateľnosti a kvality povrchu.
Čas uverejnenia: 5. mája 2022
