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複合材料は50年以上にわたり商業的に利用されてきました。商業化の初期段階では、航空宇宙や防衛といったハイエンド用途にのみ使用されていました。しかし、技術の進歩に伴い、スポーツ用品、民間航空、自動車、船舶、土木・建設など、さまざまな最終用途産業で複合材料の商業化が進んでいます。現在までに、複合材料のコスト(原材料費と製造費の両方)は以前に比べて大幅に低下しており、ますます多くの産業で大規模に利用されるようになっています。
複合材料は、繊維と樹脂を一定の割合で混合したものです。樹脂マトリックスが複合材料の最終形状を決定する一方、繊維は補強材として複合材料部品の強度を高めます。樹脂と繊維の比率は、ティア1サプライヤーまたはOEM(相手先ブランド製造業者)が要求する部品の強度と剛性に応じて変化します。
主要な耐荷重構造には、樹脂マトリックスに比べて繊維の割合を高くする必要がある一方、二次構造には樹脂マトリックス中の繊維の割合はわずか4分の1で済む。これはほとんどの産業に当てはまり、樹脂と繊維の比率は製造方法によって異なる。
船舶用ヨット業界は、発泡コア材を含む複合材料の世界的消費において主要な役割を担ってきました。しかし、造船業の減速と在庫の増加により、この業界も低迷期を迎えています。需要の減少は、消費者の慎重な姿勢、購買力の低下、そして限られた資源をより収益性の高い中核事業に再配分したことが原因と考えられます。造船所も損失削減のため、製品と事業戦略の見直しを進めています。この期間中、多くの小規模造船所は運転資金の不足により通常の事業運営が維持できず、撤退または買収を余儀なくされました。大型ヨット(35フィート以上)の製造は打撃を受け、小型ボート(24フィート未満)の​​製造が中心となりました。
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なぜ複合材料なのか?
複合材料は、ボート建造において、金属や木材などの従来の材料に比べて多くの利点があります。鋼鉄やアルミニウムなどの金属と比較すると、複合材料は部品全体の重量を30~40%削減できます。重量の削減は、運用コストの低減、温室効果ガス排出量の削減、燃費の向上など、数多くの副次的メリットをもたらします。また、複合材料を使用することで、部品の一体化による締結具の削減が可能になり、さらなる軽量化につながります。
複合材料は、ボートメーカーに設計の自由度を高め、複雑な形状の部品の製造を可能にします。さらに、複合材料部品は、メンテナンスコストが低く、耐腐食性と耐久性にも優れているため、設置・組み立てコストも低く抑えられることから、競合材料と比較してライフサイクルコストが大幅に低くなります。ボートメーカーやティア1サプライヤーの間で複合材料の採用が進んでいるのも当然と言えるでしょう。
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海洋複合材
複合材料には欠点があるにもかかわらず、多くの造船所やティア1サプライヤーは、今後さらに多くの複合材料が船舶用ヨットに使用されるようになると確信している。
大型ボートでは炭素繊維強化プラスチック(CFRP)などのより高度な複合材料が使用されると予想されますが、小型ボートが海洋複合材料全体の需要の主な牽引役となります。たとえば、多くの新しいヨットやカタマランでは、炭素繊維/エポキシやポリウレタンフォームなどの高度な複合材料が、船体、キール、デッキ、トランサム、リグ、隔壁、ストリンガー、マストの製造に使用されていますが、これらのスーパーヨットやカタマランは、ボート全体の需要のごく一部を占めるにすぎません。
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ボート全体の需要には、モーターボート(船内機、船外機、スターンドライブ)、ジェットボート、プライベートウォータークラフト、ヨット(帆船)が含まれる。
複合材料の価格は、原油価格やその他の投入コストの上昇に伴い、ガラス繊維、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂の価格が上昇するため、上昇傾向にある。しかし、炭素繊維の価格は、生産能力の向上と代替原料の開発により、近い将来下落すると予想される。ただし、炭素繊維強化プラスチックは海洋複合材料の需要のごく一部を占めるに過ぎないため、海洋複合材料価格全体への影響は大きくないだろう。
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一方、海洋複合材料の繊維材料としては依然としてガラス繊維が主流であり、ポリマー材料としては不飽和ポリエステルとビニルエステルが主流である。ポリ塩化ビニル(PVC)は、発泡体コア市場で引き続き大きなシェアを占めるだろう。
統計によると、海洋複合材料の総需要のうち、ガラス繊維強化複合材料(GFRP)が80%以上を占め、発泡コア材料は15%を占めている。残りは炭素繊維強化プラスチックであり、主に大型船舶やニッチ市場における重要な衝撃用途に使用されている。
成長を続ける海洋複合材料市場では、新素材や新技術への動きが顕著に見られる。海洋複合材料メーカーは、バイオ樹脂、天然繊維、低排出ポリエステル、低圧プリプレグ、コア材、織物ガラス繊維材料など、革新的な素材の開発に積極的に取り組んでいる。その目的は、リサイクル性と再生可能性の向上、スチレン含有量の削減、加工性および表面品質の改善にある。

投稿日時:2022年5月5日