Композиттік материалдар 50 жылдан астам уақыт бойы коммерциялық мақсатта қолданылып келеді. Коммерциялық айналымның бастапқы кезеңдерінде олар тек аэроғарыш және қорғаныс сияқты жоғары деңгейлі қолданбаларда ғана қолданылады. Технология дамыған сайын, композиттік материалдар спорт тауарлары, азаматтық авиация, автомобиль, теңіз, азаматтық инженерия және құрылыс сияқты әртүрлі соңғы пайдаланушы салаларында коммерциялана бастады. Қазіргі уақытта композиттік материалдардың (шикізат та, өндіріс те) құны алдыңғы жылдармен салыстырғанда айтарлықтай төмендеді, бұл оларды көптеген салаларда кең көлемде қолдануға мүмкіндік берді.
Композиттік материал - белгілі бір пропорцияда талшық пен шайыр материалының қоспасы. Шайыр матрицасы композиттің соңғы пішінін анықтаса, талшықтар композиттік бөлікті нығайту үшін арматура ретінде әрекет етеді. Шайырдың талшыққа қатынасы 1-деңгейлі немесе түпнұсқа жабдық өндірушісі (OEM) талап ететін бөлшектің беріктігі мен қаттылығына байланысты өзгереді.
Бастапқы жүк көтергіш құрылым шайыр матрицасымен салыстырғанда талшықтардың көбірек үлесін қажет етеді, ал екінші реттік құрылым шайыр матрицасындағы талшықтардың тек төрттен бір бөлігін ғана қажет етеді. Бұл көптеген салаларға қатысты, шайырдың талшыққа қатынасы өндіріс әдісіне байланысты.
Теңіз яхталары өнеркәсібі композиттік материалдарды, соның ішінде көбікті өзек материалдарын жаһандық тұтынудың негізгі күшіне айналды. Дегенмен, ол сонымен қатар құлдырауды бастан кешірді, кеме жасау баяулады және қорлар артты. Сұраныстың бұл төмендеуі тұтынушылардың сақтығына, сатып алу қабілетінің төмендеуіне және шектеулі ресурстарды тиімдірек және негізгі бизнес қызметіне қайта бөлуге байланысты болуы мүмкін. Кеме жасау зауыттары да шығындарды азайту үшін өнімдері мен бизнес стратегияларын қайта құруда. Осы кезеңде көптеген шағын кеме жасау зауыттары айналым капиталының жоғалуына байланысты қалыпты бизнесті жүргізе алмай, кетуге немесе сатып алуға мәжбүр болды. Ірі яхталарды (> 35 фут) өндіру соққыға жығылды, ал кішігірім қайықтар (<24 фут) өндірістің басты назарына айналды.
Неліктен композиттік материалдар?
Композиттік материалдар қайық жасауда металл және ағаш сияқты басқа дәстүрлі материалдармен салыстырғанда көптеген артықшылықтар ұсынады. Болат немесе алюминий сияқты металдармен салыстырғанда, композиттік материалдар бөлшектің жалпы салмағын 30-40 пайызға дейін азайта алады. Салмақтың жалпы төмендеуі пайдалану шығындарын төмендету, парниктік газдар шығарындыларын азайту және отын тиімділігін арттыру сияқты бірқатар қосымша артықшылықтар әкеледі. Композиттік материалдарды пайдалану компоненттерді біріктіру арқылы бекіткіштерді алып тастау арқылы салмақты одан әрі азайтады.
Композиттік материалдар сонымен қатар қайық жасаушыларға үлкен дизайн еркіндігін береді, бұл күрделі пішінді бөлшектерді жасауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, композиттік компоненттерді бәсекелес материалдармен салыстырғанда, олардың қызмет көрсету құны төмен болғандықтан және коррозияға төзімділігі мен беріктігіне байланысты орнату және құрастыру шығындары айтарлықтай төмен болғандықтан, олардың қызмет ету мерзімі айтарлықтай төмен. Композиттік материалдардың қайық өндірушілері мен 1-деңгейлі жеткізушілер арасында танымал бола бастағаны таңқаларлық емес.
Теңіз композиттік
Композиттік материалдардың кемшіліктеріне қарамастан, көптеген кеме жасау зауыттары мен 1-деңгейлі жеткізушілер теңіз яхталарында көбірек композиттік материалдар қолданылатынына әлі де сенімді.
Ірі қайықтарда көміртекті талшықпен күшейтілген пластмассалар (CFRP) сияқты озық композиттік материалдар қолданылады деп күтілсе, кішігірім қайықтар теңіз композиттеріне деген жалпы сұраныстың негізгі қозғаушы күші болады. Мысалы, көптеген жаңа яхталар мен катамарандарда көміртекті талшық/эпоксидті және полиуретанды көбік сияқты озық композиттік материалдар корпустарды, кильдерді, палубаларды, транецтерді, бұрғыларды, аралықтарды, стрингерлерді және діңгектерді жасау үшін қолданылады. Бірақ бұл суперяхталар немесе катамарандар қайықтарға деген жалпы сұраныстың аз ғана бөлігін құрайды.
Композиттік материалдардың кемшіліктеріне қарамастан, көптеген кеме жасау зауыттары мен 1-деңгейлі жеткізушілер теңіз яхталарында көбірек композиттік материалдар қолданылатынына әлі де сенімді.
Ірі қайықтарда көміртекті талшықпен күшейтілген пластмассалар (CFRP) сияқты озық композиттік материалдар қолданылады деп күтілсе, кішігірім қайықтар теңіз композиттеріне деген жалпы сұраныстың негізгі қозғаушы күші болады. Мысалы, көптеген жаңа яхталар мен катамарандарда көміртекті талшық/эпоксидті және полиуретанды көбік сияқты озық композиттік материалдар корпустарды, кильдерді, палубаларды, транецтерді, бұрғыларды, аралықтарды, стрингерлерді және діңгектерді жасау үшін қолданылады. Бірақ бұл суперяхталар немесе катамарандар қайықтарға деген жалпы сұраныстың аз ғана бөлігін құрайды.
Қайықтарға деген жалпы сұранысқа моторлы қайықтар (борт ішінде, қайықтан тыс және артқы жетегі бар), реактивті қайықтар, жеке су көліктері және желкенді қайықтар (яхталар) кіреді.
Шикі мұнай бағасы мен басқа да шығындардың өсуіне байланысты шыны талшықтарының, термосеттердің және термопластикалық шайырлардың бағасы өсетіндіктен, композиттік материалдардың бағасы өсу траекториясында болады. Дегенмен, көміртекті талшықтардың бағасы өндіріс қуатының артуына және балама прекурсорлардың дамуына байланысты жақын арада төмендеуі мүмкін. Бірақ оның теңіз композиттерінің бағасына жалпы әсері үлкен болмайды, себебі көміртекті талшықпен күшейтілген пластмассалар теңіз композиттеріне деген сұраныстың тек аз ғана бөлігін құрайды.
Екінші жағынан, шыны талшықтар әлі де теңіз композиттерінің негізгі талшықты материалдары болып табылады, ал қанықпаған полиэфирлер мен винил эфирлері негізгі полимер материалдары болып табылады. Поливинилхлорид (ПВХ) көбікті негізгі нарықтың негізгі үлесін иеленуді жалғастырады.
Статистикаға сәйкес, шыны талшықты арматураланған композиттік материалдар (GFRP) теңіз композиттік материалдарына деген жалпы сұраныстың 80%-дан астамын құрайды, ал көбікті өзек материалдары 15%-ды құрайды. Қалғандары - көміртекті талшықты арматураланған пластмассалар, олар негізінен ірі қайықтарда және тар нарықтардағы маңызды соққы қолдануларында қолданылады.
Теңіз композиттері нарығының өсуі жаңа материалдар мен технологияларға бет бұруды да көрсетеді. Теңіз композиттерін жеткізушілер жаңа биошайырларды, табиғи талшықтарды, төмен эмиссиялы полиэфирлерді, төмен қысымды препрегтерді, өзектерді және тоқылған шыны талшықты материалдарды енгізе отырып, инновацияларды іздеуге кірісті. Бұл қайта өңдеу мен жаңартуды арттыру, стирол мөлшерін азайту және өңдеу мүмкіндігі мен бетінің сапасын жақсарту туралы.
Жарияланған уақыты: 2022 жылғы 5 мамыр
