復合材料船舶研究最新進展情況及行業未來發展趨勢

廣東博皓公司

1.復合材料船舶研究最新進展情況

日前，歐盟“地平線2020”計劃資助的“可持續與高效船舶先進材料解決方案實現與示范”（Realisation and Demonstration of Advanced Material Solutions for Sustainable and Efficient Ships, RAMSSES）項目達到關鍵里程碑，成功制造出全尺寸復合材料船舶的船體分段，并且具備6米高復合材料灌注厚壁層壓板制造能力。未來將進行船體分段測試，預計復合材料船體較鋼制船體減重40%，顯著降低燃料消耗與碳排放。

RAMSSES項目旨在通過復合材料設計與制造技術的放大以制造85米長復合材料船舶，驗證船舶復合材料結構的生產工藝，重點關注防火、抗沖擊、結構穩定性、經濟性等關鍵性能指標，最終驗證大型復合材料船舶作為可持續運輸解決方案的可行性。項目參與者包括達門斯海爾德海軍造船廠、達門霍林赫姆船廠、Airborne UK、贏創、法國船級社等機構。除了驗證復合材料船舶結構解決方案，項目還將驗證創新輕量化部件/模塊、海事裝備、高性能鋼承載結構的船舶的應用。（來源：材料開發與應用）

2.復合材料船舶行業未來發展趨勢

具體來說，船舶用復合材料主要是玻璃纖維、碳纖維等纖維及其纖維制品增強的樹脂基復合材料。復合材料以其獨特的高性能，在國外很受造船界的重視，經過多年的開發應用，已成為一種重要的船用材料。

而更為先進的碳纖維復合材料，重量更輕（密度為剛才的1/5），強度更高，剛度的設計范圍更大，碳纖維復合材料一方面應用在海軍艦艇上；另一方面則主要應用于螺旋槳、推進器和推進軸系上，可以有效減輕船體的振動和噪聲，通過船體重量的減輕，加快航行速度。

從小型快艇開始，復合材料在船舶上的應用大概經歷三個階段。第一階段，主要在掃雷艇等小型船舶上使用，性能要求低，可整體成型。第二階段，在大、中型船舶上得到部分使用，但使用理念仍局限于傳統的船體設計，復合材料在船上只是起到減輕質量、提高部件耐腐蝕能力等輔助作用。第三階段，船舶在設計之初充分考慮使用中所面臨的多種復雜情況，使用復合材料作為主船體材料，實現其他材料無法實現或難以實現的功效。目前，船用復合材料已經突破了第二階段，向第三階段發展。

未來，隨著高性能纖維與基體迅速發展，復合材料船艇將功能更好、造價更低。小型船艇仍是整個船用復合材料需求增長的主要推動力。但隨著復合材料設計、制備成本的降低，以及力學性能提高，復合材料更多的在大型艦船，如獵雷艇和輕型護衛艦上得到應用。隨著技術的發展，復合材料船舶的長度呈穩定的增加趨勢，現在已有80~90 m 長的全復合材料海軍艦船。去年，歐盟也已經開展一項研究計劃，旨在探索在大型船舶的建造中使用玻璃鋼復合材料來取代鋼材。

隨著成本的降低以及技術的發展，高性能碳纖維也在不斷拓展空間。近幾年國外的新型艦艇中就大量使用到了碳纖維復合材料，比如美國的短劍號隱身快艇，是美國使用碳纖維合成材料一次成型制造的最大船體。隨著科學的發展和技術的進步，CFRP在海軍艦艇上的應用必將日益成熟，并將慢慢地應用于其他船舶。（來源：搜狐網）

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