گزارش بازار جهانی کامپوزیت ها در سال 2014 میلادی

چکیده

در بخش اول این گزارش، با بازار پلاستیک­های تقویت شده با الیاف شیشه (GRP) در اروپا، مشاهدات بازار، روندها در توسعه­ی فرایندها و اجزاء، صنایع کاربردی در یک نگاه، میزان تولید GRP در سال 2014 در کشورهای مختلف و سایر مواد چندسازه (کامپوزیتی) آشنا می­شوید.

 

بازار GRP در اروپا در سال 2014

حجم تولید GRP در اروپا در سال 2014 2% افزایش یافت. بیشترین کاربرد آمیزه ­های GRP در بخش حمل و نقل و ساختمان است. بازار چندسازه ­ها نه تنها در مورد اندازه­ی کارخانه ­ها و فناوری­های فرایندکاری بکار رفته در ساخت GRP بلکه در نوع آمیزه ها و محصولات ساخته شده، به شدت ناهمگن است. همچنین اختلافات منطقه­ای نیز وجود دارد: رشد در برخی کشورهای اروپا نظیر آلمان، ایرلند/UK و کشورهای اروپای شرقی بالای رشد میانگین است. برخی از کشورهای جنوب اروپا کمی به رشد خود بازگشته ­اند درحالی که در کشورهای اسکاندیناوی و فرانسه کاهش مشاهده شده است.

پویایی بازار به طور گسترده ­ای وابسته به صنعتی تغییر می­کند که مورد هدف این مواد است. روند بازار اروپا نمی­تواند از توسعه ­ی بازار جهانی کاملا جدا باشد، زیرا حتی شرکت­های اروپایی بسیار کوچک تولیدکننده ­ی GRP نیز در توسعه ­ی جهانی سهم دارند. اگرچه رشد کشورهای اروپایی همانند روند جهانی کند است و سهم اروپا از بازار GRP جهانی کوچک­تر می­شود، اما هنوز هم فرصت­های بسیاری برای شرکت­های متخصص اروپایی، حتی با رشد آهسته، وجود دارد.

مشاهدات بازار

گزارش بازار GRP اروپا در سال 2014، بر اساس داده­ های کشورهای اروپایی بود که آمار محصولات آنها معتبر و قابل گزارش بود. برای محصولات کشور ترکیه به علت فقدان داده ­ها برای مقایسه ­­ی طولانی مدت، اطلاعات جداگانه ابراز می­شود.

در گزارش حاضر، اصطلاح GRP به تمام پلاستیک­های تقویت شده با الیاف شیشه با بستر (matrix) گرماسخت و همچنین گرمانرم­های تقویت شده با نمد شیشه­ ای (GMT: glass mat reinforced thermoplastics) و گرمانرم­های تقویت شده با الیاف بلند (LFT: long fibre reinforced thermoplastics) اشاره می­کند. آمار تولید گرمانرم­های تقویت شده با الیاف کوتاه تنها به صورت مقدار کلی موجود است و جداگانه اعلام می­شود.

همچنین این گزارش، اندازه­ ی بازارها برای الیاف تقویت شده (الیاف طبیعی و بازالت) را اعلام می­کند. پلاستیک­های تقویت شده با الیاف کربن (CRP) در بخش دوم این گزارش، جداگانه بررسی می­سود.

تولید GRP در اروپا، شروع عالی در سال 2014 داشت. شش ماه اول سال بیش از حد انتظارات اکثر شرکت ­کنندگان بازار بود. اگرچه انتظار می­رفت که رشد در نیمه ­ی دوم سال کمی ضعیف شود، اما روند کلی رشد پیوسته­ای داشت. تولید GRP در اروپا از سال 2004 در شکل 1 آورده شده است.

 

[EasyDNNGallery|437|Width|400|Height|400|position||resizecrop|False|lightbox|False|title|False|description|False|redirection|False|LinkText||]

شکل 1: تولید GRP در اروپا از سال 2004 (1000 تن) (*2014: تخمینی)

بزرگ­ترین خریداران آمیزه ها GRP بخش حمل و نقل و ساختمان هستند که نقش اصلی را در اقتصاد ملی بازی می­کنند. تولید ناخالص داخلی (GDP: gross domestic product) در اروپا سهمی از GDP جهانی دارد و کاهش حجم GRP که درصدی از تولیدات GRP جهان را می­سازد ادامه دارد. تولید و مصرف به طور محسوسی به سمت کشورهای برزیل، روسیه، هند و چین تغییر کرده که سهم GDP جهانی آنها به طور ثابتی در حال رشد است. تولید GRP در اروپا گسترش یافته اما همگام با روند جهانی نبوده است.

در سال 2014، بازار GRP اروپا به مقدار سال 2004 بازگشت. اما هنوز به سطحی که پیش از بحران­های مالی و اقتصادی رسیده بود، دست نیافته است. اگرچه روندهای بازار به طور گسترده­ای با نوع فرایند ساخت تغییر می­کند ولی از سویی الزامات صنایع کاربردی و حتی کشورهای اروپایی خاص هم تاثیری مهم دارد. بنابراین حیاتی است که به منظور ارزیابی بهتر روند اروپا بین آنها تفاوت گذاشته شود (شکل 2 را ببینید).

 

[EasyDNNGallery|439|Width|400|Height|400|position||resizecrop|False|lightbox|False|title|False|description|False|redirection|False|LinkText||]

شکل 2: حجم تولید GRP در اروپا متناسب با فرایندها/آمیزه ­ها (Kt:کیلوتن)

مواد گرماسخت

SMC/BMC

پس از گذراندن سخت سال 2013، صنعت خودروسازی، محرک قابل توجهی در سال 2014 بود که برای سازندگان GRP و تامین­ کنندگان آنها مزایایی را فراهم کرد. اگرچه چین بزرگ­ترین رشد بازار را دارد، اما تحولات مثبتی در بخش خودروهای سواری و تجاری در اروپا و به ویژه آلمان که پیشتاز بازار است، وجود داشت. آنها نه تنها افزایش تعداد ثبت نام خودرو و حجم تولید داشتند بلکه به ویژه افزایش تعداد سفارشات جدید دریافتی از سازندگان آمیزه ­های GRP را نیز داشتند. سازندگان آمیزه ­های SMC (آمیزه ­ی قالب­گیری ورقی) و BMC (آمیزه­ ی قالب­گیری توده ای)، اکثر آمیزه های که در صنعت خودروسازی استفاده می­شوند، سود می­برند. و همچنین آنهایی که در صنعت الکترونیک کار می­کنند. BMCهنوز به شدت در ساخت بازتابنده ­های چراغ جلو (headlamp reflectors) استفاده می­شود. پس از افت تولید SMC در سال گذشته و با وجود رقابت سایر مواد، به ویژه گرمانرم­ها، حجم رشد SMC/BMC در سال 2014  تنها 3% بوده است.

این آمیزه ­ها، بزرگ­ترین بخش بازار چندسازه ­هاست و یک چهارم حجم کل GRP را دارد، با این حال هنوز توجه رسانه­ای بسیار کمی برای مقایسه با بازار CRP (چندسازه ­های تقویت شده با الیاف کربن) به آن شده است. تولید اروپا تنها در این زمینه به طور قابل توجهی بزرگ­تر از بازار CRP جهان است. فناوری­ها برای تولید انبوه آمیزه­ها با استفاده از فناوری­های پرسی (SMC) و قالب­گیری تزریقی (BMC) برای چندین سال استفاده می­شود.

استفاده از الیاف کربن در ساخت SMC (C-SMC) توسط متخصصان صنعت امیدوارکننده به نظر می­رسد. اگرچه مقدار تولید شده به ندرت به حال حاضر مربوط است، برخی از سازندگان سخت کار می­کنند تا کاربردهای جدیدی را در بخش خودروسازی و هوانوردی توسعه دهند.

 

قالب­گیری باز

تولید GRP با استفاده از فرایندهای باز در سال 2014 با رکود مواجه شد. روند کاهشی برخی از آمیزه ­های لایه­ گزاری دستی(Hand lay-up) ادامه دارد. در مقابل، رشد خوبی در بخش افشانه ­ای (spray-up) پس از رکود در سال گذشته، مشاهده شد. بسیاری از شرکت­های کوچک که در این بازار کار می­کنند نه تنها باید با فرایندهای بسته (نظیر RTM) بلکه مهم­تر از آن باید با رقبای غیراروپایی رقابت کنند. تولید قطعات تک و بزرگ تا حدود زیادی از اروپای غربی به اروپای شرقی، آسیا و خاورمیانه جابجا شده است. در کشورهای اروپایی، رشد کمی برای این فرایندهای خودکار با هزینه ­ی زیاد، در آینده نزدیک، انتظار می­رود.

سال­های زیادی است که سازندگان آمیزه ها با کیفیت با آسیبی که محصولات بی­کیفیت ساخته شده توسط تامین­کنندگان کم هزینه ایجاد می­شود، مبازره می­کنند. با این وجود، مزایای فرایندهای قالب­گیری باز، آنها را قادر می­سازد که سهم نسبتا زیادی از بازار اروپا را داشته باشند.

 

RTM

در سال گذشته است، روند رشد محصولات ساخته شده از آمیزه­های RTM (قالب­گیری انتقال رزین) بیشتر از میانگین رشد مشاهده شده است (نزدیک به 5%). این دسته شامل تمام آمیزه­های ساخته شده با استفاده از قالب بسته است، اگرچه فرایندها اغلب به طور قابل توجهی متفاوت هستند (ریختن و تزریق). اگرچه حجم این آمیزه­ها در میان محصولات کم­تر از SMC باقی می­ماند، اما به ویژه صنعت خودروسازی روی ساخت و اصلاح مواد و فرایندها سخت کار می­کند. مزیت این فرایند در مقایسه با سایر فناوری­ها، تغییرپذیری بیشتر عوامل فرایندی و همچنین انتخاب انواع گسترده­ی مواد خام و حتی محصولات نیمه تکمیلی (خشک) است.

 

فرایندکاری پیوسته

پس از رشد به نسبت خوب پارسال، تولید GRP اروپا با استفاده از فرایندهای پیوسته در سال 2014 با رکود مواجه شد. صفحات (panel) در درجه اول برای استفاده در وسایل نقلیه نظیر صفحات جانبی کامیون، بدنه­های کاروان یا تبدیل وسایل نقلیه­ی تجاری تولید شده­اند. قابل توجه­ترین کاربردهای پروفیل­های سازه­رانی (پالتروژن) GRP در بخش ساختمان است، نظیر تولید قطعات پل، سامانه­های نردبان و ریل­زنی یا ساخت کارخانه. روش­های تایید رسمی و فقدان استانداردسازی مانع گسترش استفاده از چندسازه­های GRP به ویژه در ساخت پل شده است.

 

لوله ­ها و مخازن

مخازن و لوله ­های GRP ساخته شده با استفاده از فرایندهای ریخته ­گری گریز از مرکز (centrifugal casting) و رشته ­پیچی (filament winding) در درجه اول در صنایع شیمیایی و نفت/گاز استفاده می­شوند. بازار اروپا که حدود یک چهارم تولید جهانی را دربرمی­گیرد، با رکود مواجه شده است. در دنیا، 5 تامین ­کننده ­ی بزرگ، حدود 75% سهم بازار را دارند. صنعت، فرصت­های رشد قابل توجهی را در لوله­سازی پروژه­های آب و فاضلاب می­بیند. اگرچه پویاترین بازار در این بخش در بیرون از اروپا وجود دارد. البته پتانسیل فراوان است زیرا این پروژه­ ها شامل میلیون­ها کیلومتر خطوط لوله می­شود. برای مثال در آلمان، بسیاری از لوله­ های بکار رفته برای تامین آب و دفع ضایعات نیاز به تعمیر یا تعویض دارند. در سایر مناطق نظیر بسیاری از کشورهای اروپای شرقی، این سامانه ­ها هنوز در حال ساخت و گسترش هستند.

 

مواد گرمانرم

GMT/LFT

گرمانرم­های تقویت شده با نمد شیشه (GMT) و گرمانرم­های تقویت شده با الیاف بلند (LFT) در سال 2014 در بالای نرخ متوسط، 6% رشد کرده است. به علاوه جایگزینی آمیزه­ها که در گذشته با مواد گرماسخت (نظیر SMC) شده امکان رشد بیشتری را فراهم می­کند.

طی سال­های اخیر، افزایش در فعالیت­های تحقیقاتی و پروژه­ای به ویژه در این زمینه مشاهده شده است. فرایندکاری و استفاده از گرمانرم­ها، مواد نیمه ­تکمیلی از پیش آغشته با جهت­گیری خاص الیاف اغلب یک زمینه ­ی امیدوارکننده برای تلاش را فراهم می­کند. برای مثال آنها با استفاده از نوارها یا تسمه­ هایی که به طور خودکار و در جهت­ گیری مطابق بارگذاری گذاشته شده، فرایندکاری می­شوند. به علاوه بسیاری از محققان روی روش­های فرایندکاری سطح بزرگ مواد نیمه تکمیلی که به عنوان ورق­های آلی organosheets شناخته شده کار می­کنند. برای مثال آزمون­های قابل توجهی روی محصولات نیمه تکمیلی از پیش شکل گرفته درون قالب انجام شده است.

 

گرمانرم­های تقویت شده با الیاف کوتاه

علاوه بر مقدار GMT/LFT اعلام شده در آمار GRP، بخش بزرگ بازار گرمانرم­های تقویت شده با الیاف کوتاه در این بخش گزارش اشاره شده است. با حدود kt 1.16، بازار اروپا برای آمیزه ­های گرمانرم تقویت شده با الیاف شیشه در سال 2013 بزرگ­تر از بازار محصولات GRP در مدت زمان یکسان بود که مورد تمرکز اصلی این گزارش است (مواد گرماسخت به اضافه­ی GMT/LFT). حجم تولید در این بخش به علت سطح بالای خودکار بودن (فرایندهای قالب­گیری تزریقی) به طور قابل توجهی سریع­تر، در حدود 5% در سال، رشد داشته است. اکثریت کاربردها برای این آمیزه­ ها، در ابتدا بر پایه ­ی پلی­ آمید و پلی ­پروپیلن بوده است که در بخش­های حمل و نقل، الکترونیک و ورزشی/تفریحی یافت می­شود.

 

صنایع کاربردی در یک نگاه

با وجود مشاهده­ی اندکی اختلافات در روند بازارهای فرایندهای مختلف ساخت، نسبت GRP استفاده شده در صنایع کاربردی اصلی در اروپا ثابت باقی مانده است. 

 

برگردان: مهندس فاطمه خودکار

مقاله کامل را در ماهنامه بسپار شماره 159 آبان ماه 1394 و بخش دوم مقاله یاد شده را در شماره بعدی این مجله در آذرماه دنبال کنید. 

 

02177533158-02177523553 (داخلی 3، سرکارخانم سپیده ارشاد، امور مشترکین)