Kompozyty z włókien węglowych stosowane do budowy łodzi
Kompozyty z włókien węglowych nie są już zarezerwowane wyłącznie dla drogich, zaawansowanych zastosowań. Zaczynają trafiać na nowe rynki. Coraz częściej materiały te wykorzystuje się, by zastąpić metale w zastosowaniach, w których zrównoważona konstrukcja i niska masa mają duże znaczenie, przede wszystkim przy ograniczaniu zużycia paliwa. Projektantów i inżynierów inspirują ich niesamowite właściwości. W ramach projektu ProZero badają możliwe zastosowania kompozytów z włókien węglowych w łodziach i statkach. Partner projektu, firma Tuco Yacht Værft ApS, zaprezentował gamę szybkich, trwałych, energooszczędnych i niedrogich w utrzymaniu łodzi roboczych do profesjonalnego użytku. Wyzwania związane z penetracją rynku Włókna węglowe od dawna promowano jako materiał przyszłości. Wzmocnione tworzywa sztuczne z włóknami węglowymi są do dziesięciu razy mocniejsze i co najmniej pięć razy lżejsze niż stal. Jednakże wytwarzanie struktur z kompozytów z włókien węglowych jest znacznie droższe. Główną przyczyną są tu wysokie koszty oprzyrządowania. „W istocie rynek łodzi roboczych jest bardzo zróżnicowany, a jego głównym czynnikiem napędowym jest koszt. Ogromna większość zastosowań wymaga drogich i precyzyjnie wykonanych narzędzi do formowania, które określają ostateczny kształt każdego elementu kompozytu”, zauważa Morten Andersen. Jak dodatkowo wyjaśnia: „Wysokie koszty inwestycyjne można skompensować znormalizowaną produkcją na dużą skalę lub wysokimi marżami z zysku w przypadku produkcji jednorazowej bądź na małą skalę”. Dlatego też penetracja rozległego i mocno zróżnicowanego rynku z wykorzystaniem produktów wykonanych z drogiego materiału była kluczowym wyzwaniem dla projektu ProZero. Obniżanie kosztów produkcji włókien węglowych Inżynierowie z projektu ProZero z powodzeniem opracowali platformę konstrukcji modułowej, która umożliwia bezproblemowe dostosowanie produktu do określonych potrzeb klientów. „Opracowanie produkcji modułowej oferuje klientom niezwykłą swobodę wyboru spersonalizowanych rozwiązań. Chcąc osiągnąć optymalny stopień modułowości, staramy się osiągnąć najwyższą możliwą liczbę wyjątkowych żądań klientów przy minimalnej liczbie wymiennych projektów i elementów produkcyjnych”, zauważa Andersen. Dlatego też produkty ProZero można oferować po bardzo konkurencyjnej cenie, pomimo wysokich kosztów włókien węglowych i produkcji kompozytów zgodnie z określonymi wymogami klientów. W ramach prac opracowano ponad 160 projektów łodzi ProZero, które można zrealizować, wykorzystując ten sam podstawowy zestaw narzędzi. Liczne zalety Opracowanie konkurencyjnej platformy produkcyjnej było jedynie etapem na drodze do wykorzystania pełnego potencjału, jaki kompozyty z włókien węglowych mogą zaoferować przemysłowi morskiemu. Imponujący stosunek wytrzymałości do masy kompozytów z włókien węglowych umożliwia projektowanie wyjątkowo lekkich, a przy tym wytrzymałych produktów w porównaniu ze znacznie cięższymi konstrukcjami z metali. „W zastosowaniach morskich lekka konstrukcja jest kluczem do ograniczenia kosztów operacyjnych, jako że ograniczona masa umożliwia osiągnięcie wysokiej wydajności przy znacznie mniejszej mocy silnika. Tym samym niska masa przekłada się na zmniejszone zużycie paliwa i mniejszą emisję szkodliwych gazów”, zauważa Andersen. Dzięki pionierskiej pracy projektantów i inżynierów gama szybkich łodzi ProZero dla użytkowników profesjonalnych zapewnia oszczędność masy i paliwa powyżej odpowiednio 30% i 45% w porównaniu z podobnymi łodziami wykonanymi z aluminium. „Ze względu na niską masę i zoptymalizowany profil wydajności łodzie te będą też mogły oferować większą prędkość i szerszy zakres działania”, dodaje Andersen. Co więcej, niezwykła odporność włókien węglowych na korozję znacząco ogranicza konieczność konserwacji, a tym samym ogólny koszt posiadania łodzi. Modułowa konstrukcja ProZero umożliwia zaoferowanie klientom dostosowanego produktu we względnie krótkim czasie w porównaniu ze średnią na rynku. Nowe łodzie robocze budowane na zamówienie z kompozytu z włókien węglowych mogą zmienić sytuację na rynku, jako że zapewniają pełne bezpieczeństwo i są dostępne po bardzo konkurencyjnej cenie.
Słowa kluczowe
ProZero, kompozyty z włókien węglowych, łodzie robocze, zużycie paliwa, lekkość, modułowa konstrukcja
