복합소재는 50년 이상 상업적으로 사용되어 왔습니다. 상용화 초기 단계에서는 항공우주 및 방위 산업과 같은 고급 분야에만 사용되었습니다. 하지만 기술이 지속적으로 발전함에 따라 스포츠용품, 민간 항공, 자동차, 해양, 토목 공학, 건설 등 다양한 최종 사용 산업에서 복합소재가 상용화되기 시작했습니다. 현재까지 복합소재의 원재료 및 제조 비용이 전년 대비 크게 낮아져, 점점 더 많은 산업 분야에서 대규모로 사용되고 있습니다.
복합재는 섬유와 수지 재료를 일정 비율로 혼합한 것입니다. 수지 매트릭스는 복합재의 최종 형상을 결정하는 반면, 섬유는 복합재 부품을 강화하는 보강재 역할을 합니다. 수지와 섬유의 비율은 1차 협력업체 또는 주문자상표부착생산(OEM)에서 요구하는 부품의 강도와 강성에 따라 달라집니다.
1차 하중 지지 구조는 수지 매트릭스보다 더 높은 비율의 섬유를 필요로 하는 반면, 2차 구조는 수지 매트릭스 섬유의 4분의 1만 필요합니다. 이는 대부분의 산업에 적용되며, 수지와 섬유의 비율은 제조 방법에 따라 달라집니다.
해양 요트 산업은 폼 코어 소재를 포함한 복합 소재의 세계 소비에서 주요 동력이 되었습니다. 그러나 조선업은 침체되고 재고는 증가하는 등 침체기를 겪고 있습니다. 이러한 수요 감소는 소비자들의 신중한 태도, 구매력 저하, 그리고 제한된 자원을 수익성이 높고 핵심적인 사업 활동으로 재분배하는 데 기인할 수 있습니다. 조선소들은 손실을 줄이기 위해 제품과 사업 전략을 재정비하고 있습니다. 이 기간 동안 많은 소규모 조선소들이 정상적인 사업 운영을 유지하기 어려워 운영 자본 손실로 인해 철수하거나 인수되는 상황에 놓였습니다. 대형 요트(35피트 이상) 제조는 타격을 입었고, 소형 보트(24피트 미만) 제조가 주력 분야로 부상했습니다.
왜 복합재료인가?
복합 소재는 보트 제작에 있어 금속이나 목재와 같은 기존 소재에 비해 많은 이점을 제공합니다. 강철이나 알루미늄과 같은 금속 소재에 비해 복합 소재는 부품의 전체 무게를 30~40%까지 줄일 수 있습니다. 이러한 무게 감소는 운영비 절감, 온실가스 배출량 감소, 연비 향상 등 다양한 부가적인 이점을 제공합니다. 또한, 복합 소재를 사용하면 부품 통합을 통해 고정 장치를 없앨 수 있어 무게를 더욱 줄일 수 있습니다.
복합소재는 보트 제작자들에게 더욱 자유로운 설계를 가능하게 하여 복잡한 형상의 부품 제작을 가능하게 합니다. 또한, 복합소재 부품은 낮은 유지 보수 비용과 높은 내식성 및 내구성으로 인한 설치 및 조립 비용 덕분에 경쟁 소재에 비해 수명 주기 비용이 훨씬 낮습니다. 보트 OEM과 1차 공급업체들 사이에서 복합소재가 점점 더 선호되는 것도 당연한 현상입니다.
해양 복합재
복합재료의 단점에도 불구하고, 많은 조선소와 1차 공급업체는 여전히 해양 요트에 더 많은 복합재료가 사용될 것이라고 확신합니다.
대형 보트는 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)과 같은 보다 진보된 복합재를 사용할 것으로 예상되는 반면, 소형 보트는 해양 복합재에 대한 전반적인 수요를 주도할 것입니다. 예를 들어, 많은 신형 요트와 쌍동선에서 탄소 섬유/에폭시 및 폴리우레탄 폼과 같은 고급 복합 재료는 선체, 용골, 갑판, 트랜섬, 삭구, 방벽, 스트링거 및 돛대를 만드는 데 사용됩니다. 그러나 이러한 슈퍼 요트나 쌍동선은 전체 보트 수요의 작은 부분을 차지합니다.
복합재료의 단점에도 불구하고, 많은 조선소와 1차 공급업체는 여전히 해양 요트에 더 많은 복합재료가 사용될 것이라고 확신합니다.
대형 보트는 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)과 같은 보다 진보된 복합재를 사용할 것으로 예상되는 반면, 소형 보트는 해양 복합재에 대한 전반적인 수요를 주도할 것입니다. 예를 들어, 많은 신형 요트와 쌍동선에서 탄소 섬유/에폭시 및 폴리우레탄 폼과 같은 고급 복합 재료는 선체, 용골, 갑판, 트랜섬, 삭구, 방벽, 스트링거 및 돛대를 만드는 데 사용됩니다. 그러나 이러한 슈퍼 요트나 쌍동선은 전체 보트 수요의 작은 부분을 차지합니다.
보트에 대한 전반적인 수요에는 모터보트(내장형, 외장형 및 선미 구동형), 제트보트, 개인용 수상 오토바이 및 범선(요트)이 포함됩니다.
복합재 가격은 유리 섬유, 열경화성 수지, 열가소성 수지 가격이 원유 가격 및 기타 투입 비용과 함께 상승함에 따라 상승세를 보일 것으로 예상됩니다. 그러나 탄소 섬유 가격은 생산 능력 증가와 대체 전구체 개발로 인해 가까운 미래에 하락할 것으로 예상됩니다. 그러나 탄소 섬유 강화 플라스틱이 해양 복합재 수요에서 차지하는 비중이 작기 때문에 해양 복합재 가격에 미치는 전반적인 영향은 크지 않을 것으로 예상됩니다.
반면, 유리 섬유는 여전히 해양 복합재의 주요 섬유 소재이며, 불포화 폴리에스터와 비닐 에스테르는 주요 고분자 소재입니다. 폴리염화비닐(PVC)은 폼 코어 시장에서 계속해서 큰 점유율을 유지할 것입니다.
통계에 따르면, 유리섬유 강화 복합재(GFRP)는 해양 복합재 전체 수요의 80% 이상을 차지하고, 폼 코어 소재는 15%를 차지합니다. 나머지는 탄소섬유 강화 플라스틱으로, 주로 대형 선박과 틈새 시장의 주요 충격 응용 분야에 사용됩니다.
성장하는 해양 복합재 시장 또한 새로운 소재와 기술에 대한 추세를 보이고 있습니다. 해양 복합재 공급업체들은 새로운 바이오 수지, 천연 섬유, 저방출 폴리에스터, 저압 프리프레그, 코어, 그리고 유리섬유 직조 소재를 출시하며 혁신을 추구해 왔습니다. 핵심은 재활용성과 재생성을 높이고, 스티렌 함량을 줄이며, 가공성과 표면 품질을 개선하는 것입니다.
게시 시간: 2022년 5월 5일
