Composietmaterialen worden al meer dan 50 jaar commercieel gebruikt. In de beginfase van de commercialisering werden ze alleen toegepast in hoogwaardige sectoren zoals de lucht- en ruimtevaart en defensie. Naarmate de technologie zich verder ontwikkelt, worden composietmaterialen steeds vaker commercieel ingezet in diverse eindgebruikerssectoren, zoals sportartikelen, burgerluchtvaart, automobielindustrie, scheepvaart, civiele techniek en de bouw. De kosten van composietmaterialen (zowel grondstoffen als productiekosten) zijn de afgelopen jaren aanzienlijk gedaald, waardoor ze op grote schaal in steeds meer sectoren kunnen worden gebruikt.
Het composietmateriaal is een mengsel van vezels en hars in een bepaalde verhouding. De harsmatrix bepaalt de uiteindelijke vorm van het composiet, terwijl de vezels fungeren als versterking om het composietonderdeel steviger te maken. De verhouding tussen hars en vezels varieert afhankelijk van de sterkte en stijfheid die de toeleverancier (Tier 1) of Original Equipment Manufacturer (OEM) van het onderdeel vereist.
De primaire dragende structuur vereist een hoger vezelgehalte ten opzichte van 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 tussen hars en vezels hangt af van de productiemethode.
De jachtbouw is uitgegroeid tot de belangrijkste afnemer van composietmaterialen, waaronder schuimkernmaterialen, wereldwijd. De sector heeft echter ook te maken met een terugval, met een vertraging in de scheepsbouw en stijgende voorraden. Deze afname in de vraag kan te wijten zijn aan terughoudendheid bij consumenten, een dalende koopkracht en de herverdeling van beperkte middelen naar winstgevendere kernactiviteiten. Scheepswerven passen hun producten en bedrijfsstrategieën aan om verliezen te beperken. Gedurende deze periode werden veel kleine scheepswerven gedwongen zich terug te trekken of overgenomen te worden vanwege een gebrek aan werkkapitaal, waardoor ze hun normale bedrijfsvoering niet konden voortzetten. De productie van grote jachten (> 35 voet) kreeg een klap, terwijl de focus van de productie kwam te liggen op kleinere boten (< 24 voet).
Waarom composietmaterialen?
Composietmaterialen bieden veel voordelen ten opzichte van metaal en andere traditionele materialen, zoals hout, in de botenbouw. In vergelijking 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 reeks secundaire voordelen met zich mee, zoals lagere operationele kosten, lagere uitstoot van broeikasgassen en een hoger brandstofrendement. Het gebruik van composietmaterialen vermindert het gewicht bovendien verder door het elimineren van bevestigingsmiddelen dankzij de integratie van componenten.
Composieten bieden scheepsbouwers ook meer ontwerpvrijheid, waardoor het mogelijk is onderdelen met complexe vormen te creëren. Bovendien hebben composietcomponenten aanzienlijk lagere levenscycluskosten in vergelijking met concurrerende materialen, vanwege de lagere onderhoudskosten en lagere installatie- en montagekosten als gevolg van hun corrosiebestendigheid en duurzaamheid. Het is dan ook geen wonder dat composieten steeds meer worden geaccepteerd door scheepsbouwers en toeleveranciers.
Maritiem composietmateriaal
Ondanks de tekortkomingen van composietmaterialen zijn veel scheepswerven en Tier 1-leveranciers er nog steeds van overtuigd dat composietmaterialen in de toekomst vaker in jachten zullen worden gebruikt.
Hoewel van grotere boten wordt verwacht dat ze gebruikmaken van geavanceerdere composietmaterialen zoals koolstofvezelversterkte kunststoffen (CFRP), zullen kleinere boten de belangrijkste drijvende kracht achter de totale vraag naar composietmaterialen voor de scheepvaart zijn. Zo worden in veel nieuwe jachten en catamarans geavanceerde composietmaterialen, zoals koolstofvezel/epoxy en polyurethaanschuim, gebruikt voor de romp, kielen, dekken, spiegelplaten, tuigage, schotten, langsliggers en masten. Maar deze superjachten of catamarans vormen 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 composietmaterialen in de toekomst vaker in jachten zullen worden gebruikt.
Hoewel van grotere boten wordt verwacht dat ze gebruikmaken van geavanceerdere composietmaterialen zoals koolstofvezelversterkte kunststoffen (CFRP), zullen kleinere boten de belangrijkste drijvende kracht achter de totale vraag naar composietmaterialen voor de scheepvaart zijn. Zo worden in veel nieuwe jachten en catamarans geavanceerde composietmaterialen, zoals koolstofvezel/epoxy en polyurethaanschuim, gebruikt voor de romp, kielen, dekken, spiegelplaten, tuigage, schotten, langsliggers en masten. Maar deze superjachten of catamarans vormen slechts een klein deel van de totale vraag naar boten.
De totale vraag naar boten omvat motorboten (met binnenboord-, buitenboord- en hekaandrijving), jetski's, privé-waterscooters en zeilboten (jachten).
De prijzen van composieten zullen naar verwachting stijgen, omdat de prijzen voor glasvezels, thermohardende kunststoffen en thermoplastische harsen meestijgen met de ruwe olieprijs en andere inputkosten. De prijzen van koolstofvezels zullen naar verwachting echter op korte termijn dalen als gevolg van een toegenomen productiecapaciteit en de ontwikkeling van alternatieve grondstoffen. De algehele impact hiervan op de prijzen van maritieme composieten zal echter beperkt blijven, aangezien koolstofvezelversterkte kunststoffen slechts een klein deel van de vraag naar maritieme composieten uitmaken.
Aan de andere kant blijven glasvezels de belangrijkste vezelmaterialen voor maritieme composieten, en onverzadigde polyesters en vinylesters de belangrijkste polymeermaterialen. Polyvinylchloride (PVC) zal een groot aandeel in de markt voor schuimkernmaterialen blijven behouden.
Volgens statistieken is meer dan 80% van de totale vraag naar composietmaterialen voor de scheepvaart afkomstig van glasvezelversterkte composietmaterialen (GFRP), terwijl schuimkernmaterialen 15% uitmaken. De rest bestaat uit koolstofvezelversterkte kunststoffen, die voornamelijk worden gebruikt in grote schepen en kritieke impacttoepassingen in nichemarkten.
De groeiende markt voor composietmaterialen voor de scheepvaart laat ook een trend zien naar nieuwe materialen en technologieën. Leveranciers van composietmaterialen voor de scheepvaart zijn op zoek gegaan naar innovatie en introduceren nieuwe bioharsen, natuurlijke vezels, emissiearme polyesters, lagedrukprepregs, kernmaterialen en geweven glasvezelmaterialen. Het draait allemaal om het verhogen van de recyclebaarheid en hernieuwbaarheid, het verlagen van het styreengehalte en het verbeteren van de verwerkbaarheid en de oppervlaktekwaliteit.
Geplaatst op: 5 mei 2022
