復(fù)合材料的商業(yè)應(yīng)用已經(jīng)有50 年的歷史。在商業(yè)化的初始階段，它們只是用在航空航天和國防等高端應(yīng)用中。隨著技術(shù)的進步越來越多，復(fù)合材料開始在不同的終端用戶行業(yè)得到商業(yè)化應(yīng)用，例如體育用品、民用航空、汽車、船舶、土木工程和建筑。截至目前，復(fù)合材料的成本（包括原材料和制造方面）較往年已有大幅下降，這使得它們得以大規(guī)模應(yīng)用于所有的行業(yè)。

復(fù)合材料是纖維和樹脂材料按照一定比例混合而成的。而樹脂基體決定了復(fù)合材料的最終形狀，纖維作為增強材料，則用于強化復(fù)合材料部件。樹脂和纖維的比例隨著一級供應(yīng)商或原始設(shè)備制造商（OEM）所要求的部件強度和剛度的不同而變化。

與樹脂基體相比，主承力結(jié)構(gòu)需要更高比例的纖維，而二級結(jié)構(gòu)只需要在樹脂基體中加入四分之一的纖維。這一點適用于所有行業(yè)，樹脂和纖維的比例取決于制造的方法。
 
    海上游艇產(chǎn)業(yè)已成為全球復(fù)合材料（包括泡沫芯材）消費的主力軍。然而，從2008 到2010 年，它經(jīng)歷了一個低迷時期，造船活動放緩，庫存攀升。這種需求的減少可能是因為消費者的謹慎、購買力的下降，以及有限的資源重新分配到了利潤更高更核心的商業(yè)活動中去。造船廠也重新調(diào)整他們的產(chǎn)品和商業(yè)策略以減少損失。這一時期有許多小船廠由于營運資本的損失，無法維持正常業(yè)務(wù)，從而被迫退出或被收購。大型游艇（>35 英尺）的制造遭受打擊，而小船（＜ 24 英尺）成為了制造焦點。

這種情況在未來兩年可能會繼續(xù)，而Frost & Sullivan 估計，小型船艇將成為船用復(fù)合材料的主要驅(qū)動力。

為什么是復(fù)合材料？

復(fù)合材料在船艇制造方面比金屬和其他傳統(tǒng)材料，如木材，具有更多的優(yōu)點。與鋼或鋁等金屬相比，復(fù)合材料可以將部件的總重量減少30 ～ 40%。重量的整體減少帶來了一連串的二次優(yōu)勢，如更低的運營成本、更少的溫室氣體排放和更高的燃油效率。復(fù)合材料的使用還通過部件整合，消除了緊固件，從而進一步降低重量。

　　復(fù)合材料也為船艇建造師提供了更大的設(shè)計自由度，從而有可能制造出形狀復(fù)雜的部件。此外，如果將復(fù)合材料與有競爭力的材料相比，復(fù)合材料部件的壽命周期成本明顯更低，因為它的維護成本更低，而且由于具有耐腐蝕性和耐久性，其安裝和裝配的成本也更低。這就難怪復(fù)合材料在船艇原始設(shè)備制造商和一級供應(yīng)商之中的接受度越來越高。

為什么不是復(fù)合材料？

盡管復(fù)合材料具有諸多優(yōu)點，使用復(fù)合材料當然也存在缺點。復(fù)合材料應(yīng)用面臨的最大挑戰(zhàn)就是原材料和制造成本。

復(fù)合材料比類似金屬更昂貴，因為玻璃纖維、碳纖維、泡沫芯材，以及熱固性和熱塑性樹脂的價格都比較高。同時，對于復(fù)合材料部件的制造，其模具和資本成本與金屬一樣高。復(fù)合材料不像金屬，還缺乏標準化。雖然這在創(chuàng)造新型復(fù)合材料方面起著主要作用，但它們的廣泛應(yīng)用受到了阻礙， 因為復(fù)合材料部件制造商每次使用新的樹脂和纖維時，都需要測試復(fù)合材料部件的性能表現(xiàn)。其他的缺點，比如較差的可修復(fù)性和可回收性，也影響了它們的應(yīng)用。

較差的可修復(fù)性是因為復(fù)合材料是無定形的或異構(gòu)材料，它的某些特定性能，如強度和剛度，是統(tǒng)一在一個或兩個方向的。這點與金屬是不同的，因為金屬是可以延展的，而且是同質(zhì)的。因此，復(fù)合材料部件出現(xiàn)故障后，必須整個換掉，而不能使用補丁。然而，有一些特定的直接修復(fù)方法，使部件可以采用補丁進行修復(fù)，如激光焊接，雖然這種方法還沒有得到大范圍的使用。

復(fù)合材料不像鋼或鋁，是不可回收的。熱固性復(fù)合材料在壽命周期終端很容易熱解，纖維和樹脂的各自回收正處于深入研究階段。熱塑性塑料的可回收性較好，但回收的樹脂與未用過的聚合物相比較，性能較差。然而，由于回收機制和立法在全球仍處于起步階段， Frost & Sullivan 并不認為這是船用復(fù)合材料應(yīng)用的主要制約因素。

船用復(fù)合材料

盡管復(fù)合材料有許多缺點，但許多造船廠和一級供應(yīng)商仍堅信，海上游艇將會采用更多的復(fù)合材料。

雖然大型船艇預(yù)計將使用更多的先進復(fù)合材料，如碳纖維增強塑料（CFRP），但小型船艇將成為整個船用復(fù)合材料需求增長的主要推動力。例如，在許多新的游艇和雙體船中，先進復(fù)合材料，例如碳纖維/ 環(huán)氧樹脂和聚氨酯泡沫，被用來制造船體、龍骨、甲板、橫架、鉆機、艙壁、縱桁和桅桿，但這些超級游艇或雙體船只占船艇總需求的一小部分。

生產(chǎn)制造過程中的科技進步使得復(fù)合材料部件的成本實現(xiàn)了整體降低，也達到了更高的生產(chǎn)量?，F(xiàn)在開模成型技術(shù)正逐漸向閉模成型工藝轉(zhuǎn)變，例如從利用較多手工勞動、消耗較多時間的手糊、噴射等開模工藝轉(zhuǎn)向一系列閉模成型技術(shù)，如樹脂傳遞成型（RTM）、真空輔助RTM 成型（VARTM）、輕型真空樹脂灌注成型（RTM Light）、真空樹脂浸漬成型（VIP）、閉腔真空袋成型（CCBM）、Seemann 復(fù)合材料樹脂浸漬成型工藝（SCRIMP）。這些閉模成型工藝具有更大的靈活性，可以生產(chǎn)出各種尺寸和復(fù)雜程度的零件；能夠以更快的速率進行生產(chǎn)（得益于自動化和更少的手工勞動）；還可以得到較高的部件質(zhì)量，因為孔隙含量降到了最低的程度。

但是全球經(jīng)濟放緩影響了全球許多行業(yè)，船艇產(chǎn)業(yè)也不例外。例如，2009 年，全球游艇的需求下降了23%，2010 年又進一步下降了9.5%。

船艇的整體需求包括機動船（舷內(nèi)、舷外和船尾驅(qū)動）、噴氣船、私人船艇和帆船（游艇）。2011 年，美國單個國家的銷量占到了全球新船需求的50% 以上。歐洲占到了總需求的30% 多，世界其他地區(qū)（包括加拿大、亞洲、澳大利亞和新西蘭）占有了剩下的不到20%。
據(jù)預(yù)計，海上休閑船艇市場在美國的復(fù)蘇速度將快于歐洲，年增長率大約為5%。

基于對復(fù)合材料深入應(yīng)用的其他假設(shè)，F(xiàn)rost & Sullivan 公司預(yù)計，船用復(fù)合材料市場將從2011 的大約13.5 萬噸增長到2018 年的20 萬噸，年復(fù)合增長率（CAGR）為5.6%。這相當于總收入從2011 年的9 億美元增長到2018 年的15 億美元，年復(fù)合增長率為7.1%。

復(fù)合材料的價格將處于上行軌道， 因為玻璃纖維、熱固性和熱塑性樹脂的價格將隨著原油價格的增長和其他投入成本的增加而上升。不過，碳纖維的價格由于產(chǎn)能的增加和備用前驅(qū)體的發(fā)展，預(yù)計在不久的將來將會有所下降。但是其對船用復(fù)合材料價格的總體影響將不會很大，因為碳纖維增強塑料只占船用復(fù)合材料需求的一小部分。

另一方面，玻璃纖維依然是船用復(fù)合材料的主要纖維材料，不飽和聚酯和乙烯基酯則是主要的聚合物材料。聚氯乙烯（PVC）將繼續(xù)在泡沫芯材市場占據(jù)主要份額。

截至2011 年，玻璃纖維增強塑料（GFRP）占整個船用復(fù)合材料需求的80% 以上，而泡沫芯材占15%。其余的是碳纖維增強塑料，它們主要用于大型船艇和小眾市場的關(guān)鍵撞擊應(yīng)用中。

不斷增長的船用復(fù)合材料市場也見證了新材料和新技術(shù)的發(fā)展趨勢。船用復(fù)合材料供應(yīng)商重新開始了商業(yè)行動，引入新的生物樹脂、天然纖維、低排放的聚酯、低壓預(yù)浸料、芯材和編織的玻璃纖維材料。這一切都是為了增加可回收性和可再生性，降低苯乙烯含量，以及提高加工性能和表面質(zhì)量。

因此，在船艇建造活動復(fù)蘇和復(fù)合材料應(yīng)用信心增強的背后，船用復(fù)合材料市場整體出現(xiàn)了積極的增長。然而，要實現(xiàn)2008 年的高峰銷量，路還很遠，但這種情況一定會在2017 年前出現(xiàn)轉(zhuǎn)機的。