복합재료는 50년 이상 상업적으로 사용되어 왔습니다. 상용화 초기에는 항공우주 및 방위산업과 같은 고급 분야에만 사용되었습니다. 기술이 지속적으로 발전함에 따라 복합재료는 스포츠 용품, 민간 항공, 자동차, 해양, 토목 및 건설과 같은 다양한 최종 사용자 산업에서 상용화되기 시작했습니다. 최근 복합재료의 비용(원자재 및 제조 비용 모두)이 과거에 비해 크게 하락하면서 점점 더 많은 산업 분야에서 대규모로 사용될 수 있게 되었습니다.
복합재료는 특정 비율로 섬유와 수지 재료를 혼합한 것입니다. 수지 매트릭스는 복합재료의 최종 형상을 결정하고, 섬유는 보강재 역할을 하여 복합재료 부품의 강도를 높입니다. 수지와 섬유의 비율은 1차 협력업체 또는 OEM(주문자 생산 방식)이 요구하는 부품의 강도와 강성에 따라 달라집니다.
주요 하중 지지 구조는 수지 매트릭스 대비 섬유의 비율이 높아야 하지만, 보조 구조는 수지 매트릭스 내 섬유의 비율이 4분의 1에 불과해야 합니다. 이는 대부분의 산업 분야에 적용되며, 수지와 섬유의 비율은 제조 방법에 따라 달라집니다.
해양 요트 산업은 폼 코어 소재를 포함한 복합 소재의 세계적 소비를 주도하는 주요 산업으로 자리매김했습니다. 그러나 조선업의 둔화와 재고 증가로 인해 이 산업 또한 침체를 겪고 있습니다. 이러한 수요 감소는 소비자의 신중한 소비, 구매력 저하, 그리고 제한된 자원을 보다 수익성이 높은 핵심 사업으로 재배치하는 데 기인한 것으로 분석됩니다. 조선소들 또한 손실을 줄이기 위해 제품 및 사업 전략을 재조정하고 있습니다. 이 기간 동안 많은 소규모 조선소들이 운영 자금 부족으로 정상적인 사업을 유지하지 못하고 사업을 철수하거나 인수되는 상황에 놓였습니다. 대형 요트(35피트 이상) 제조는 타격을 입은 반면, 소형 보트(24피트 미만) 제조가 주요 생산 품목으로 떠올랐습니다.
복합재료를 사용하는 이유는 무엇일까요?
복합 소재는 선박 건조에 있어 금속이나 목재와 같은 기존 소재에 비해 여러 가지 장점을 제공합니다. 강철이나 알루미늄과 같은 금속과 비교했을 때, 복합 소재는 부품의 전체 무게를 30~40%까지 줄일 수 있습니다. 이러한 무게 감소는 운영 비용 절감, 온실가스 배출량 감소, 연료 효율성 향상 등 다양한 부가적인 이점을 가져옵니다. 또한, 복합 소재를 사용하면 부품 통합을 통해 체결 부품을 제거함으로써 무게를 더욱 줄일 수 있습니다.
복합 소재는 보트 제작업체에게 더 큰 설계 자유도를 제공하여 복잡한 형상의 부품 제작을 가능하게 합니다. 또한, 복합 소재 부품은 경쟁 소재에 비해 유지 보수 비용이 낮고, 내식성과 내구성 덕분에 설치 및 조립 비용도 절감되어 수명 주기 비용이 현저히 낮습니다. 이러한 이유로 복합 소재는 보트 OEM 및 1차 협력업체들 사이에서 점점 더 널리 사용되고 있습니다.
해양 복합재
복합 소재의 단점에도 불구하고, 많은 조선소와 1차 협력업체들은 해양 요트에 복합 소재가 더 많이 사용될 것이라고 확신하고 있습니다.
대형 보트에는 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)과 같은 첨단 복합 소재가 더 많이 사용될 것으로 예상되지만, 소형 보트가 해양 복합 소재에 대한 전체 수요를 주도할 것입니다. 예를 들어, 많은 신형 요트와 쌍동선에는 탄소 섬유/에폭시 및 폴리우레탄 폼과 같은 첨단 복합 소재가 선체, 용골, 갑판, 선미, 리그, 격벽, 스트링거 및 돛대 제작에 사용됩니다. 그러나 이러한 슈퍼요트나 쌍동선은 전체 보트 수요에서 작은 부분을 차지합니다.
복합 소재의 단점에도 불구하고, 많은 조선소와 1차 협력업체들은 해양 요트에 복합 소재가 더 많이 사용될 것이라고 확신하고 있습니다.
대형 보트에는 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)과 같은 첨단 복합 소재가 더 많이 사용될 것으로 예상되지만, 소형 보트가 해양 복합 소재에 대한 전체 수요를 주도할 것입니다. 예를 들어, 많은 신형 요트와 쌍동선에는 탄소 섬유/에폭시 및 폴리우레탄 폼과 같은 첨단 복합 소재가 선체, 용골, 갑판, 선미, 리그, 격벽, 스트링거 및 돛대 제작에 사용됩니다. 그러나 이러한 슈퍼요트나 쌍동선은 전체 보트 수요에서 작은 부분을 차지합니다.
보트에 대한 전반적인 수요에는 모터보트(내장형, 외장형 및 선미 구동형), 제트보트, 개인용 수상 오토바이 및 범선(요트)이 포함됩니다.
원유 가격 및 기타 원자재 비용 상승에 따라 유리섬유, 열경화성 수지, 열가소성 수지 가격이 오르면서 복합재 가격은 상승세를 보일 것으로 예상됩니다. 그러나 탄소섬유 가격은 생산 능력 증대와 대체 전구체 개발로 인해 가까운 시일 내에 하락할 것으로 전망됩니다. 하지만 탄소섬유 강화 플라스틱은 해양 복합재 수요에서 차지하는 비중이 작기 때문에 해양 복합재 가격에 미치는 전반적인 영향은 크지 않을 것입니다.
반면, 유리 섬유는 여전히 해양 복합재료의 주요 섬유 소재이며, 불포화 폴리에스터와 비닐 에스테르는 주요 고분자 소재입니다. 폴리염화비닐(PVC)은 앞으로도 폼 코어 시장에서 상당한 점유율을 유지할 것입니다.
통계에 따르면 유리섬유 강화 복합재료(GFRP)는 해양 복합재료 전체 수요의 80% 이상을 차지하며, 폼 코어 재료는 15%를 차지합니다. 나머지는 탄소섬유 강화 플라스틱으로, 주로 대형 선박 및 틈새 시장의 중요 충격 응용 분야에 사용됩니다.
성장하는 해양 복합재 시장은 새로운 소재와 기술에 대한 수요 증가 추세를 보이고 있습니다. 해양 복합재 공급업체들은 혁신을 추구하며 새로운 바이오 수지, 천연 섬유, 저배출 폴리에스터, 저압 프리프레그, 코어 및 직조 유리 섬유 소재를 도입하고 있습니다. 이러한 노력의 핵심은 재활용성과 재생 가능성을 높이고, 스티렌 함량을 줄이며, 가공성과 표면 품질을 개선하는 것입니다.
게시 시간: 2022년 5월 5일
