Composietmaterialen worden al meer dan 50 jaar commercieel gebruikt. In de beginfase van commercialisering worden ze alleen gebruikt in hoogwaardige toepassingen zoals de lucht- en ruimtevaart en defensie. Naarmate de technologie zich verder ontwikkelt, worden composietmaterialen steeds vaker gecommercialiseerd in verschillende eindgebruikerssectoren, zoals sportartikelen, burgerluchtvaart, automobielindustrie, scheepvaart, civiele techniek en bouw. Tot nu toe zijn de kosten van composietmaterialen (zowel grondstoffen als productie) aanzienlijk gedaald ten opzichte van voorgaande jaren, waardoor ze op grote schaal kunnen worden gebruikt in een toenemend aantal sectoren.
Het composietmateriaal is een mengsel van vezels en hars in een bepaalde verhouding. Terwijl de harsmatrix de uiteindelijke vorm van het composiet bepaalt, fungeren de vezels als versteviging om het composietonderdeel te versterken. De verhouding hars/vezel varieert afhankelijk van de sterkte en stijfheid van het onderdeel zoals vereist door de Tier 1-fabrikant of Original Equipment Manufacturer (OEM).
De primaire dragende structuur vereist een hoger aandeel vezels in vergelijking met de harsmatrix, terwijl de secundaire structuur slechts een kwart van de vezels in de harsmatrix nodig heeft. Dit geldt voor de meeste industrieën; de verhouding hars/vezel hangt af van de productiemethode.
De jachtindustrie is de belangrijkste drijvende kracht geworden in de wereldwijde consumptie van composietmaterialen, waaronder schuimkernmaterialen. De sector heeft echter ook een terugval doorgemaakt, met een vertragende scheepsbouw en stijgende voorraden. Deze daling van de vraag kan te wijten zijn aan voorzichtigheid bij consumenten, afnemende koopkracht en de herallocatie van beperkte middelen naar winstgevendere kernactiviteiten. Scheepswerven passen ook hun producten en bedrijfsstrategieën aan om verliezen te beperken. In deze periode werden veel kleine scheepswerven gedwongen zich terug te trekken of overgenomen te worden vanwege het verlies van werkkapitaal, waardoor ze hun normale bedrijfsvoering niet konden voortzetten. De productie van grote jachten (> 35 voet) kreeg een klap, terwijl kleinere boten (< 24 voet) de focus van de productie werden.
Waarom composietmaterialen?
Composietmaterialen bieden veel voordelen ten opzichte van metaal en andere traditionele materialen, zoals hout, in de botenbouw. Vergeleken met metalen zoals staal of aluminium kunnen composietmaterialen het totale gewicht van een onderdeel met 30 tot 40 procent verminderen. Deze algehele gewichtsvermindering brengt een scala aan secundaire voordelen met zich mee, zoals lagere bedrijfskosten, een lagere uitstoot van broeikasgassen en een hogere brandstofefficiëntie. Het gebruik van composietmaterialen verlaagt het gewicht bovendien verder door het elimineren van bevestigingsmaterialen door componentintegratie.
Composieten bieden botenbouwers ook meer ontwerpvrijheid, waardoor onderdelen met complexe vormen mogelijk worden. Bovendien hebben composietcomponenten aanzienlijk lagere levenscycluskosten vergeleken met concurrerende materialen vanwege hun lagere onderhoudskosten en lagere installatie- en montagekosten vanwege hun corrosiebestendigheid en duurzaamheid. Het is dan ook geen wonder dat composieten steeds populairder worden onder bootfabrikanten en Tier 1-leveranciers.
Marine composiet
Ondanks de tekortkomingen van composietmaterialen zijn veel scheepswerven en Tier 1-leveranciers er nog steeds van overtuigd dat er meer composietmaterialen zullen worden gebruikt in maritieme jachten.
Grotere boten zullen naar verwachting geavanceerdere composieten gebruiken, zoals koolstofvezelversterkte kunststoffen (CFRP). Kleinere boten zullen echter de belangrijkste aanjager zijn van de algehele vraag naar maritieme composieten. Zo worden in veel nieuwe jachten en catamarans geavanceerde composietmaterialen, zoals koolstofvezel/epoxy en polyurethaanschuim, gebruikt voor de productie van rompen, kielen, dekken, spiegels, tuigage, schotten, stringers en masten. Toch vormen deze superjachten of catamarans slechts een klein deel van de totale vraag naar boten.
Ondanks de tekortkomingen van composietmaterialen zijn veel scheepswerven en Tier 1-leveranciers er nog steeds van overtuigd dat er meer composietmaterialen zullen worden gebruikt in maritieme jachten.
Grotere boten zullen naar verwachting geavanceerdere composieten gebruiken, zoals koolstofvezelversterkte kunststoffen (CFRP). Kleinere boten zullen echter de belangrijkste aanjager zijn van de algehele vraag naar maritieme composieten. Zo worden in veel nieuwe jachten en catamarans geavanceerde composietmaterialen, zoals koolstofvezel/epoxy en polyurethaanschuim, gebruikt voor de productie van rompen, kielen, dekken, spiegels, tuigage, schotten, stringers en masten. Toch vormen deze superjachten of catamarans slechts een klein deel van de totale vraag naar boten.
De algemene vraag naar boten bestaat uit motorboten (met binnen- en buitenboordmotor en met sterndrive), jetboten, privévaartuigen en zeilboten (jachten).
De prijzen van composieten zullen stijgen, aangezien de prijzen van glasvezels, thermoharders en thermoplastische harsen zullen stijgen met de prijzen van ruwe olie en andere inputkosten. De verwachting is echter dat de prijzen van koolstofvezels in de nabije toekomst zullen dalen als gevolg van een verhoogde productiecapaciteit en de ontwikkeling van alternatieve precursors. De algehele impact op de prijzen van maritieme composieten zal echter niet groot zijn, aangezien koolstofvezelversterkte kunststoffen slechts een klein deel van de vraag naar maritieme composieten uitmaken.
Glasvezels zijn daarentegen nog steeds de belangrijkste vezelmaterialen voor maritieme composieten, en onverzadigde polyesters en vinylesters de belangrijkste polymeermaterialen. Polyvinylchloride (PVC) zal een groot aandeel blijven behouden in de markt voor schuimkernen.
Volgens statistieken zijn glasvezelversterkte composietmaterialen (GVK) goed voor meer dan 80% van de totale vraag naar composietmaterialen voor de maritieme sector, terwijl schuimkernmaterialen goed zijn voor 15%. De rest bestaat uit koolstofvezelversterkte kunststoffen, die voornamelijk worden gebruikt in grote boten en kritische impacttoepassingen in nichemarkten.
De groeiende markt voor maritieme composieten is ook getuige van een trend naar nieuwe materialen en technologieën. Leveranciers van maritieme composieten zijn een zoektocht naar innovatie begonnen en introduceren nieuwe bioharsen, natuurlijke vezels, emissiearme polyesters, lagedrukprepregs, kernen en geweven glasvezelmaterialen. Het draait allemaal om het vergroten van de recyclebaarheid en hernieuwbaarheid, het verlagen van het styreengehalte en het verbeteren van de verwerkbaarheid en oppervlaktekwaliteit.
Geplaatst op: 5 mei 2022
