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複合材料は50年以上前から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利用されていました。技術の進歩に伴い、複合材料はスポーツ用品、民間航空、自動車、海洋、土木・建設といった様々なエンドユーザー産業で商業化され始めています。現在までに、複合材料のコスト(原材料費と製造費の両方)は以前と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、繊維と樹脂材料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的な形状を決定する一方、繊維は強化材として機能し、複合部品の強度を高めます。樹脂と繊維の比率は、Tier 1サプライヤーまたはOEM(相手先ブランド製造会社)が要求する部品の強度と剛性によって異なります。
一次荷重支持構造では樹脂マトリックスに比べて繊維の割合が高くなるのに対し、二次構造では樹脂マトリックスの4分の1の繊維しか必要としません。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ります。
海洋ヨット業界は、フォームコア材を含む複合材料の世界的な消費の主力となっています。しかしながら、造船業は低迷し、造船業の減速と在庫の増加が見られます。この需要減少は、消費者の慎重姿勢、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への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。この間、多くの小規模造船所は運転資金の減少により撤退を余儀なくされ、通常の事業運営を維持できなくなりました。大型ヨット(35フィート超)の製造は打撃を受け、小型ヨット(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、船舶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を提供します。鋼鉄やアルミニウムなどの金属と比較して、複合材料は部品の総重量を30~40%削減できます。全体的な重量削減は、運用コストの削減、温室効果ガス排出量の削減、燃費の向上など、数多くの副次的なメリットをもたらします。複合材料の使用は、部品の統合によって締結部品が不要になることで、さらなる軽量化を実現します。
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いため、競合素材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。また、耐腐食性と耐久性に優れているため、設置・組立コストも低くなります。複合材料がボートOEMやティア1サプライヤーの間で受け入れられているのも不思議ではありません。
游艇 船舶-2
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、海洋ヨットではさらに多くの複合材料が使用されるようになると確信しています。
大型船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が使用されることが予想される一方、小型船が海洋複合材の全体的な需要を牽引する主な要因となるでしょう。たとえば、多くの新しいヨットやカタマランでは、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が使用されています。しかし、これらのスーパーヨットやカタマランは、ボートの総需要のわずかな部分を占めるにすぎません。
游艇 船舶-3
ボートの全体的な需要には、モーターボート(船内駆動、船外駆動、船尾駆動)、ジェットボート、個人用水上バイク、帆船(ヨット)が含まれます。
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、複合材料価格は上昇傾向にあると予想されます。一方、炭素繊維の価格は、生産能力の増強と代替前駆体の開発により、近い将来に下落すると予想されます。ただし、炭素繊維強化プラスチックは海洋複合材料需要のごく一部を占めるに過ぎないため、海洋複合材料価格への全体的な影響は大きくないでしょう。
游艇 船舶-4
一方、ガラス繊維は依然として海洋複合材の主要繊維材料であり、不飽和ポリエステルとビニルエステルは主要なポリマー材料です。ポリ塩化ビニル(PVC)は、フォームコア市場において引き続き大きなシェアを占めるでしょう。
統計によると、ガラス繊維強化複合材料(GFRP)は海洋複合材料の総需要の80%以上を占め、発泡コア材は15%を占めています。残りは炭素繊維強化プラスチックで、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ます。
成長を続ける海洋複合材市場では、新たな素材や技術へのトレンドが見られます。海洋複合材サプライヤーはイノベーションの探求に乗り出し、新たなバイオ樹脂、天然繊維、低排出ポリエステル、低圧プリプレグ、コア、グラスファイバー織物などを導入しています。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、加工性と表面品質の向上です。

投稿日時: 2022年5月5日