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)