วัสดุคอมโพสิตถูกนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์มานานกว่า 50 ปีแล้ว ในช่วงเริ่มต้นของการนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์นั้น จะใช้เฉพาะในงานระดับสูง เช่น อุตสาหกรรมการบินและอวกาศและการป้องกันประเทศเท่านั้น แต่เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้นเรื่อยๆ วัสดุคอมโพสิตก็เริ่มถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ มากขึ้น เช่น สินค้ากีฬา การบินพลเรือน ยานยนต์ การเดินเรือ วิศวกรรมโยธา และการก่อสร้าง ปัจจุบัน ต้นทุนของวัสดุคอมโพสิต (ทั้งวัตถุดิบและการผลิต) ลดลงอย่างมากเมื่อเทียบกับในอดีต ทำให้สามารถนำมาใช้ในวงกว้างในอุตสาหกรรมต่างๆ ได้มากขึ้น
วัสดุคอมโพสิตเป็นส่วนผสมของเส้นใยและเรซินในสัดส่วนที่กำหนด โดยเมทริกซ์เรซินจะเป็นตัวกำหนดรูปร่างสุดท้ายของคอมโพสิต ในขณะที่เส้นใยทำหน้าที่เป็นตัวเสริมแรงเพื่อเพิ่มความแข็งแรงให้กับชิ้นส่วนคอมโพสิต อัตราส่วนของเรซินต่อเส้นใยจะแตกต่างกันไปตามความแข็งแรงและความแข็งของชิ้นส่วนที่ผู้ผลิตระดับ Tier 1 หรือผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิม (OEM) ต้องการ
โครงสร้างรับน้ำหนักหลักต้องการสัดส่วนของเส้นใยที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับเมทริกซ์เรซิน ในขณะที่โครงสร้างรองต้องการเส้นใยเพียงหนึ่งในสี่ของเมทริกซ์เรซินเท่านั้น หลักการนี้ใช้ได้กับอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ โดยอัตราส่วนของเรซินต่อเส้นใยจะขึ้นอยู่กับวิธีการผลิต
อุตสาหกรรมต่อเรือยอชต์ได้กลายเป็นแรงขับเคลื่อนหลักในการบริโภควัสดุคอมโพสิตทั่วโลก รวมถึงวัสดุแกนโฟม อย่างไรก็ตาม อุตสาหกรรมนี้ก็ประสบกับภาวะตกต่ำเช่นกัน โดยการต่อเรือชะลอตัวและสินค้าคงคลังเพิ่มสูงขึ้น การลดลงของความต้องการนี้อาจเกิดจากความระมัดระวังของผู้บริโภค กำลังซื้อที่ลดลง และการจัดสรรทรัพยากรที่มีจำกัดไปยังกิจกรรมทางธุรกิจหลักที่มีกำไรมากกว่า อู่ต่อเรือต่างๆ ก็กำลังปรับเปลี่ยนผลิตภัณฑ์และกลยุทธ์ทางธุรกิจเพื่อลดการขาดทุน ในช่วงเวลานี้ อู่ต่อเรือขนาดเล็กหลายแห่งถูกบังคับให้ถอนตัวหรือถูกซื้อกิจการเนื่องจากขาดเงินทุนหมุนเวียน ไม่สามารถดำเนินธุรกิจตามปกติได้ การผลิตเรือยอชต์ขนาดใหญ่ (>35 ฟุต) ได้รับผลกระทบ ในขณะที่เรือขนาดเล็ก (<24 ฟุต) กลายเป็นจุดสนใจของการผลิต
ทำไมต้องใช้วัสดุคอมโพสิต?
วัสดุคอมโพสิตมีข้อดีหลายประการเหนือกว่าโลหะและวัสดุแบบดั้งเดิมอื่นๆ เช่น ไม้ ในการต่อเรือ เมื่อเทียบกับโลหะ เช่น เหล็กหรืออะลูมิเนียม วัสดุคอมโพสิตสามารถลดน้ำหนักโดยรวมของชิ้นส่วนได้ถึง 30 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ การลดน้ำหนักโดยรวมนำมาซึ่งประโยชน์รองอื่นๆ อีกมากมาย เช่น ต้นทุนการดำเนินงานที่ต่ำลง การปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ลดลง และประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงที่มากขึ้น การใช้วัสดุคอมโพสิตยังช่วยลดน้ำหนักลงได้อีกด้วยการกำจัดตัวยึดผ่านการบูรณาการชิ้นส่วน
วัสดุคอมโพสิตยังช่วยให้ผู้ผลิตเรือมีอิสระในการออกแบบมากขึ้น ทำให้สามารถสร้างชิ้นส่วนที่มีรูปทรงซับซ้อนได้ นอกจากนี้ ชิ้นส่วนคอมโพสิตยังมีต้นทุนตลอดอายุการใช้งานที่ต่ำกว่าอย่างมากเมื่อเทียบกับวัสดุอื่นๆ เนื่องจากมีต้นทุนการบำรุงรักษาที่ต่ำกว่า และต้นทุนการติดตั้งและการประกอบก็ต่ำกว่าเช่นกัน เนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนและความทนทาน จึงไม่น่าแปลกใจที่วัสดุคอมโพสิตกำลังได้รับความนิยมจากผู้ผลิตเรือและซัพพลายเออร์ระดับ Tier 1
วัสดุผสมทางทะเล
แม้ว่าวัสดุคอมโพสิตจะมีข้อจำกัดอยู่บ้าง แต่หลายอู่ต่อเรือและซัพพลายเออร์ระดับ Tier 1 ยังคงเชื่อมั่นว่าวัสดุคอมโพสิตจะถูกนำมาใช้ในเรือยอชต์มากขึ้นในอนาคต
ในขณะที่เรือขนาดใหญ่คาดว่าจะใช้คอมโพสิตขั้นสูงกว่า เช่น พลาสติกเสริมใยคาร์บอน (CFRP) แต่เรือขนาดเล็กจะเป็นตัวขับเคลื่อนหลักของความต้องการคอมโพสิตสำหรับเรือโดยรวม ตัวอย่างเช่น ในเรือยอชต์และเรือคาตามารันรุ่นใหม่หลายลำ วัสดุคอมโพสิตขั้นสูง เช่น ใยคาร์บอน/อีพ็อกซี และโฟมโพลียูรีเทน ถูกนำมาใช้ในการผลิตตัวเรือ กระดูกงู ดาดฟ้า ท้ายเรือ เสากระโดง ผนังกั้นห้อง คานรับน้ำหนัก และเสากระโดง แต่เรือซูเปอร์ยอชต์หรือเรือคาตามารันเหล่านี้คิดเป็นเพียงส่วนน้อยของความต้องการเรือทั้งหมด
แม้ว่าวัสดุคอมโพสิตจะมีข้อจำกัดอยู่บ้าง แต่หลายอู่ต่อเรือและซัพพลายเออร์ระดับ Tier 1 ยังคงเชื่อมั่นว่าวัสดุคอมโพสิตจะถูกนำมาใช้ในเรือยอชต์มากขึ้นในอนาคต
ในขณะที่เรือขนาดใหญ่คาดว่าจะใช้คอมโพสิตขั้นสูงกว่า เช่น พลาสติกเสริมใยคาร์บอน (CFRP) แต่เรือขนาดเล็กจะเป็นตัวขับเคลื่อนหลักของความต้องการคอมโพสิตสำหรับเรือโดยรวม ตัวอย่างเช่น ในเรือยอชต์และเรือคาตามารันรุ่นใหม่หลายลำ วัสดุคอมโพสิตขั้นสูง เช่น ใยคาร์บอน/อีพ็อกซี และโฟมโพลียูรีเทน ถูกนำมาใช้ในการผลิตตัวเรือ กระดูกงู ดาดฟ้า ท้ายเรือ เสากระโดง ผนังกั้นห้อง คานรับน้ำหนัก และเสากระโดง แต่เรือซูเปอร์ยอชต์หรือเรือคาตามารันเหล่านี้คิดเป็นเพียงส่วนน้อยของความต้องการเรือทั้งหมด
ความต้องการโดยรวมสำหรับเรือนั้นรวมถึงเรือยนต์ (แบบเครื่องยนต์ภายใน เครื่องยนต์ภายนอก และเครื่องยนต์ท้ายเรือ) เรือเจ็ท เรือส่วนตัว และเรือใบ (เรือยอชต์)
ราคาของวัสดุคอมโพสิตจะมีแนวโน้มสูงขึ้น เนื่องจากราคาเส้นใยแก้ว เทอร์โมเซต และเรซินเทอร์โมพลาสติกจะสูงขึ้นตามราคาน้ำมันดิบและต้นทุนวัตถุดิบอื่นๆ อย่างไรก็ตาม คาดว่าราคาเส้นใยคาร์บอนจะลดลงในอนาคตอันใกล้นี้ เนื่องจากการเพิ่มกำลังการผลิตและการพัฒนาวัตถุดิบตั้งต้นทางเลือก แต่ผลกระทบโดยรวมต่อราคาวัสดุคอมโพสิตสำหรับเรือจะไม่มากนัก เนื่องจากพลาสติกเสริมแรงด้วยเส้นใยคาร์บอนคิดเป็นเพียงส่วนน้อยของความต้องการวัสดุคอมโพสิตสำหรับเรือทั้งหมด
ในทางกลับกัน เส้นใยแก้วยังคงเป็นวัสดุเส้นใยหลักสำหรับวัสดุคอมโพสิตทางทะเล และโพลีเอสเตอร์ไม่อิ่มตัวและไวนิลเอสเทอร์เป็นวัสดุพอลิเมอร์หลัก โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) จะยังคงครองส่วนแบ่งตลาดแกนโฟมหลักต่อไป
จากสถิติพบว่า วัสดุคอมโพสิตเสริมใยแก้ว (GFRP) มีสัดส่วนมากกว่า 80% ของความต้องการวัสดุคอมโพสิตสำหรับเรือทั้งหมด ในขณะที่วัสดุแกนโฟมมีสัดส่วน 15% ส่วนที่เหลือเป็นพลาสติกเสริมใยคาร์บอน ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในเรือขนาดใหญ่และการใช้งานที่ต้องรับแรงกระแทกสูงในตลาดเฉพาะกลุ่ม
ตลาดวัสดุคอมโพสิตสำหรับเรือเดินทะเลที่กำลังเติบโตนั้นกำลังพบกับแนวโน้มของการใช้วัสดุและเทคโนโลยีใหม่ๆ ผู้ผลิตวัสดุคอมโพสิตสำหรับเรือเดินทะเลได้เริ่มแสวงหานวัตกรรม โดยนำเสนอไบโอเรซิน เส้นใยธรรมชาติ โพลีเอสเตอร์ที่มีการปล่อยมลพิษต่ำ พรีเพรกแรงดันต่ำ แกนกลาง และวัสดุใยแก้วทอ ทั้งหมดนี้เพื่อเพิ่มความสามารถในการรีไซเคิลและการนำกลับมาใช้ใหม่ ลดปริมาณสไตรีน และปรับปรุงกระบวนการผลิตและคุณภาพพื้นผิว
วันที่โพสต์: 5 พฤษภาคม 2565
