Kompozit malzemeler 50 yılı aşkın süredir ticari olarak kullanılmaktadır. Ticarileşmenin ilk aşamalarında, yalnızca havacılık ve savunma gibi üst düzey uygulamalarda kullanılıyordu. Teknoloji ilerlemeye devam ettikçe, kompozit malzemeler spor malzemeleri, sivil havacılık, otomotiv, denizcilik, inşaat mühendisliği ve yapı gibi farklı son kullanıcı sektörlerinde ticarileştirilmeye başlandı. Şimdiye kadar, kompozit malzemelerin (hem hammadde hem de üretim) maliyeti önceki yıllara göre önemli ölçüde düştü ve bu da giderek artan sayıda sektörde büyük ölçekte kullanılmalarına olanak sağladı.
Kompozit malzeme, belirli bir oranda elyaf ve reçine malzemesinin karışımından oluşur. Reçine matrisi kompozitin nihai şeklini belirlerken, elyaflar kompozit parçayı güçlendirmek için takviye görevi görür. Reçine-elyaf oranı, Tier 1 veya Orijinal Ekipman Üreticisi (OEM) tarafından istenen parçanın mukavemetine ve sertliğine göre değişir.
Ana yük taşıyıcı yapı, reçine matrisine kıyasla daha yüksek oranda lif gerektirirken, ikincil yapı reçine matrisindeki liflerin yalnızca dörtte birini gerektirir. Bu durum çoğu endüstri için geçerlidir; reçine-lif oranı üretim yöntemine bağlıdır.
Deniz yat endüstrisi, köpük çekirdekli malzemeler de dahil olmak üzere kompozit malzemelerin küresel tüketiminde ana güç haline gelmiştir. Bununla birlikte, gemi inşaatının yavaşlaması ve stokların artmasıyla birlikte bir gerileme de yaşamıştır. Bu talep azalması, tüketicilerin temkinli davranması, satın alma gücünün azalması ve sınırlı kaynakların daha karlı ve temel iş faaliyetlerine yeniden tahsis edilmesiyle ilgili olabilir. Tersaneler de kayıpları azaltmak için ürünlerini ve iş stratejilerini yeniden düzenliyorlar. Bu dönemde, birçok küçük tersane, işletme sermayesi kaybı nedeniyle normal işleyişi sürdüremeyerek geri çekilmek veya satın alınmak zorunda kaldı. Büyük yatların (>35 feet) üretimi darbe alırken, daha küçük teknelerin (<24 feet) üretimi odak noktası haline geldi.
Kompozit malzemeler neden kullanılır?
Kompozit malzemeler, tekne yapımında metal ve ahşap gibi geleneksel malzemelere göre birçok avantaj sunmaktadır. Çelik veya alüminyum gibi metallerle karşılaştırıldığında, kompozit malzemeler bir parçanın toplam ağırlığını %30 ila %40 oranında azaltabilir. Ağırlıktaki bu genel azalma, daha düşük işletme maliyetleri, daha düşük sera gazı emisyonları ve daha yüksek yakıt verimliliği gibi bir dizi ikincil fayda sağlar. Kompozit malzemelerin kullanımı, bileşen entegrasyonu yoluyla bağlantı elemanlarını ortadan kaldırarak ağırlığı daha da azaltır.
Kompozit malzemeler, tekne üreticilerine daha fazla tasarım özgürlüğü sunarak karmaşık şekillere sahip parçalar üretmeyi mümkün kılıyor. Ek olarak, kompozit bileşenlerin bakım maliyetleri daha düşük olduğundan ve korozyon direnci ve dayanıklılıkları sayesinde montaj ve kurulum maliyetleri de daha düşük olduğundan, rakip malzemelere kıyasla yaşam döngüsü maliyetleri önemli ölçüde daha düşüktür. Kompozitlerin tekne üreticileri ve birinci kademe tedarikçiler arasında giderek daha fazla kabul görmesi şaşırtıcı değil.
Deniz kompoziti
Kompozit malzemelerin dezavantajlarına rağmen, birçok tersane ve birinci kademe tedarikçi, deniz yatlarında daha fazla kompozit malzemenin kullanılacağına hala inanıyor.
Daha büyük teknelerin karbon fiber takviyeli plastikler (CFRP) gibi daha gelişmiş kompozit malzemeler kullanması beklenirken, daha küçük tekneler denizcilik kompozitlerine olan genel talebin ana itici gücü olacaktır. Örneğin, birçok yeni yat ve katamaranda, gövde, omurga, güverte, kıç aynası, donanım, bölme duvarları, kirişler ve direklerin yapımında karbon fiber/epoksi ve poliüretan köpük gibi gelişmiş kompozit malzemeler kullanılmaktadır. Ancak bu süper yatlar veya katamaranlar, toplam tekne talebinin küçük bir bölümünü oluşturmaktadır.
Kompozit malzemelerin dezavantajlarına rağmen, birçok tersane ve birinci kademe tedarikçi, deniz yatlarında daha fazla kompozit malzemenin kullanılacağına hala inanıyor.
Daha büyük teknelerin karbon fiber takviyeli plastikler (CFRP) gibi daha gelişmiş kompozit malzemeler kullanması beklenirken, daha küçük tekneler denizcilik kompozitlerine olan genel talebin ana itici gücü olacaktır. Örneğin, birçok yeni yat ve katamaranda, gövde, omurga, güverte, kıç aynası, donanım, bölme duvarları, kirişler ve direklerin yapımında karbon fiber/epoksi ve poliüretan köpük gibi gelişmiş kompozit malzemeler kullanılmaktadır. Ancak bu süper yatlar veya katamaranlar, toplam tekne talebinin küçük bir bölümünü oluşturmaktadır.
Teknelere yönelik genel talep, motorlu tekneleri (içten takmalı, dıştan takmalı ve kuyruktan tahrikli), jet botları, özel su araçlarını ve yelkenli tekneleri (yatları) kapsamaktadır.
Kompozit fiyatları, ham petrol fiyatları ve diğer girdi maliyetlerindeki artışla birlikte cam elyafı, termoset ve termoplastik reçinelerin fiyatlarının da yükselmesiyle yukarı yönlü bir seyir izleyecektir. Bununla birlikte, karbon elyafı fiyatlarının, artan üretim kapasitesi ve alternatif öncü maddelerin geliştirilmesi nedeniyle yakın gelecekte düşmesi beklenmektedir. Ancak, karbon elyaf takviyeli plastiklerin denizcilik kompozitleri talebinin yalnızca küçük bir bölümünü oluşturması nedeniyle, bunun denizcilik kompozit fiyatları üzerindeki genel etkisi büyük olmayacaktır.
Öte yandan, cam elyafı hala denizcilik kompozitleri için ana elyaf malzemesidir ve doymamış polyesterler ve vinil esterler ana polimer malzemeleridir. Polivinil klorür (PVC) köpük çekirdek pazarında önemli bir paya sahip olmaya devam edecektir.
İstatistiklere göre, cam elyaf takviyeli kompozit malzemeler (GFRP), denizcilik kompozit malzemelerine olan toplam talebin %80'inden fazlasını oluştururken, köpük çekirdekli malzemeler %15'ini oluşturmaktadır. Geri kalan kısım ise, çoğunlukla büyük teknelerde ve niş pazarlardaki kritik darbe uygulamalarında kullanılan karbon elyaf takviyeli plastiklerdir.
Büyüyen denizcilik kompozitleri pazarında da yeni malzeme ve teknolojilere doğru bir eğilim gözlemleniyor. Denizcilik kompozitleri tedarikçileri, yeni biyoreçineler, doğal lifler, düşük emisyonlu polyesterler, düşük basınçlı prepregler, çekirdekler ve dokuma fiberglas malzemeler sunarak inovasyon arayışına girdiler. Buradaki amaç, geri dönüştürülebilirliği ve yenilenebilirliği artırmak, stiren içeriğini azaltmak ve işlenebilirliği ve yüzey kalitesini iyileştirmektir.
Yayın tarihi: 05 Mayıs 2022
