I materiali compositi sono utilizzati commercialmente da oltre 50 anni. Nelle fasi iniziali della commercializzazione, vengono impiegati solo in applicazioni di fascia alta come l'aerospaziale e la difesa. Con il continuo progresso tecnologico, i materiali compositi stanno iniziando a essere commercializzati in diversi settori di utilizzo finale, come articoli sportivi, aviazione civile, automotive, nautica, ingegneria civile ed edilizia. Finora, il costo dei materiali compositi (sia delle materie prime che della produzione) è diminuito significativamente rispetto agli anni precedenti, consentendone l'utilizzo su larga scala in un numero crescente di settori.
Il materiale composito è una miscela di fibre e resina in una determinata proporzione. Mentre la matrice di resina determina la forma finale del composito, le fibre fungono da rinforzi per irrobustire il componente composito. Il rapporto tra resina e fibra varia in base alla resistenza e alla rigidità del componente richieste dal produttore di apparecchiature originali (OEM).
La struttura portante primaria richiede una percentuale maggiore di fibre rispetto alla matrice di resina, mentre la struttura secondaria richiede solo un quarto delle fibre della matrice di resina. Questo vale per la maggior parte dei settori industriali, il rapporto tra resina e fibre dipende dal metodo di produzione.
L'industria degli yacht è diventata la principale forza nel consumo globale di materiali compositi, compresi i materiali con anima in schiuma. Tuttavia, ha anche registrato una flessione, con un rallentamento della cantieristica e un aumento delle scorte. Questa riduzione della domanda potrebbe essere dovuta alla cautela dei consumatori, al calo del potere d'acquisto e alla riallocazione di risorse limitate verso attività più redditizie e strategiche. Anche i cantieri navali stanno riallineando i loro prodotti e le strategie aziendali per ridurre le perdite. Durante questo periodo, molti piccoli cantieri navali sono stati costretti a ritirarsi o ad essere acquisiti a causa della perdita di capitale circolante, impossibilitati a mantenere la normale attività. La produzione di yacht di grandi dimensioni (>35 piedi) ha subito un duro colpo, mentre le imbarcazioni più piccole (<24 piedi) sono diventate il fulcro della produzione.
Perché i materiali compositi?
I materiali compositi offrono numerosi vantaggi rispetto al metallo e ad altri materiali tradizionali, come il legno, nella costruzione di imbarcazioni. Rispetto a metalli come acciaio o alluminio, i materiali compositi possono ridurre il peso complessivo di un componente dal 30 al 40%. La riduzione complessiva del peso comporta una serie di vantaggi secondari, come minori costi operativi, minori emissioni di gas serra e maggiore efficienza nei consumi. L'uso di materiali compositi riduce ulteriormente il peso eliminando gli elementi di fissaggio grazie all'integrazione dei componenti.
I materiali compositi offrono inoltre ai costruttori di imbarcazioni una maggiore libertà di progettazione, consentendo la creazione di componenti dalle forme complesse. Inoltre, i componenti in composito presentano costi del ciclo di vita significativamente inferiori rispetto ai materiali concorrenti, grazie ai minori costi di manutenzione e ai costi di installazione e assemblaggio, anch'essi inferiori grazie alla loro resistenza alla corrosione e alla durevolezza. Non c'è da stupirsi che i materiali compositi stiano guadagnando popolarità tra gli OEM di imbarcazioni e i fornitori di primo livello.
Composito marino
Nonostante le carenze dei materiali compositi, molti cantieri navali e fornitori di primo livello sono ancora convinti che negli yacht verranno utilizzati sempre più materiali compositi.
Mentre si prevede che le imbarcazioni più grandi utilizzeranno materiali compositi più avanzati, come la plastica rinforzata con fibra di carbonio (CFRP), le imbarcazioni più piccole saranno il principale motore della domanda complessiva di materiali compositi marini. Ad esempio, in molti nuovi yacht e catamarani, vengono utilizzati materiali compositi avanzati, come la fibra di carbonio/epossidica e la schiuma di poliuretano, per realizzare scafi, chiglie, ponti, traversi, attrezzature, paratie, correnti e alberi. Tuttavia, questi superyacht o catamarani rappresentano una piccola parte della domanda totale di imbarcazioni.
Nonostante le carenze dei materiali compositi, molti cantieri navali e fornitori di primo livello sono ancora convinti che negli yacht verranno utilizzati sempre più materiali compositi.
Mentre si prevede che le imbarcazioni più grandi utilizzeranno materiali compositi più avanzati, come la plastica rinforzata con fibra di carbonio (CFRP), le imbarcazioni più piccole saranno il principale motore della domanda complessiva di materiali compositi marini. Ad esempio, in molti nuovi yacht e catamarani, vengono utilizzati materiali compositi avanzati, come la fibra di carbonio/epossidica e la schiuma di poliuretano, per realizzare scafi, chiglie, ponti, traversi, attrezzature, paratie, correnti e alberi. Tuttavia, questi superyacht o catamarani rappresentano una piccola parte della domanda totale di imbarcazioni.
La domanda complessiva di imbarcazioni comprende imbarcazioni a motore (entrobordo, fuoribordo e con propulsione a poppa), motoscafi a reazione, imbarcazioni private e barche a vela (yacht).
I prezzi dei compositi seguiranno una traiettoria ascendente, poiché i prezzi delle fibre di vetro, dei termoindurenti e delle resine termoplastiche aumenteranno con l'aumento dei prezzi del petrolio greggio e di altri costi di produzione. Tuttavia, si prevede che i prezzi della fibra di carbonio diminuiranno nel prossimo futuro grazie all'aumento della capacità produttiva e allo sviluppo di precursori alternativi. Tuttavia, il suo impatto complessivo sui prezzi dei compositi marini non sarà significativo, poiché le plastiche rinforzate con fibra di carbonio rappresentano solo una piccola parte della domanda di compositi marini.
D'altro canto, le fibre di vetro continuano a essere i principali materiali fibrosi per i compositi marini, mentre i poliesteri insaturi e gli esteri vinilici sono i principali materiali polimerici. Il cloruro di polivinile (PVC) continuerà a detenere una quota importante del mercato delle schiume.
Secondo le statistiche, i materiali compositi rinforzati con fibra di vetro (GFRP) rappresentano oltre l'80% della domanda totale di materiali compositi marini, mentre i materiali con anima in schiuma rappresentano il 15%. Il resto è costituito da plastiche rinforzate con fibra di carbonio, utilizzate principalmente su imbarcazioni di grandi dimensioni e applicazioni critiche in mercati di nicchia.
Anche il crescente mercato dei compositi marini sta assistendo a una tendenza verso nuovi materiali e tecnologie. I fornitori di compositi marini hanno intrapreso una ricerca di innovazione, introducendo nuove bioresine, fibre naturali, poliesteri a basse emissioni, preimpregnati a bassa pressione, anime e materiali in fibra di vetro intrecciata. L'obiettivo è aumentare la riciclabilità e la rinnovabilità, ridurre il contenuto di stirene e migliorare la lavorabilità e la qualità superficiale.
Data di pubblicazione: 05-05-2022
