L'applicazione della fibra di carbonio sta facendo progressi nel campo delle piccole imbarcazioni, degli yacht, delle grandi navi e di altre navi. La fibra di carbonio è un materiale ideale per l'utilizzo nel campo della costruzione navale, poiché può ridurre le vibrazioni della nave e mantenere un buon ambiente di comunicazione wireless tra le navi.
Inoltre, la ragione più importante per utilizzare la fibra di carbonio è che questo materiale può migliorare la velocità e il risparmio di carburante delle navi riducendone il peso. Ad esempio, sostituendo completamente il composito in fibra di vetro (GFRP) con un composito rinforzato con fibra di carbonio (CFRP), il peso della nave può essere ridotto del 30%.
La figura seguente mostra l'applicazione della fibra di carbonio e dei suoi materiali compositi negli yacht. Utilizzando il CFRP nella sovrastruttura e nell'installazione del ponte, il peso può essere ulteriormente ridotto e la stabilità della nave può essere migliorata; Gli alberi di trasmissione in fibra di carbonio possono anche ridurre peso e vibrazioni; La fibra di carbonio ha anche potenziali ampie applicazioni nelle pale delle eliche.
Tradizionalmente, i materiali GFRP sono comunemente utilizzati nel settore della costruzione navale. Grazie all'uso di substrati intermedi come i tessuti e ai relativi processi di formatura, il GFRP può essere applicato anche al CFRP, facilitando la sostituzione dei componenti originali in GFRP delle navi con CFRP.
Nella maggior parte delle applicazioni aeronautiche e sportive, quasi la metà della resina della matrice utilizza resina epossidica. Tuttavia, nel settore della costruzione navale, la maggior parte dei materiali in resina a matrice CFRP utilizza resina poliestere insatura o vinilestere. Al fine di espandere l'industria della costruzione navale, alcune aziende come la giapponese Toray hanno sviluppato fibre di carbonio che possono fornire una maggiore forza di adesione con le resine vinilestere e utilizzarle in un'ampia gamma di applicazioni di costruzione navale.
Il CFRP non solo ha un'elevata resistenza specifica e un elevato modulo specifico, ma sfrutta anche le sue prestazioni di smorzamento per aumentare la frequenza di vibrazione naturale della nave. Ad esempio, utilizzando il CFRP nelle aree in cui sono installati motori e apparecchiature ausiliarie, è possibile ridurre efficacemente le vibrazioni della nave causate dal funzionamento del motore e delle apparecchiature ausiliarie.
Inoltre, è possibile sfruttare appieno la conduttività del CFRP e, utilizzando il CFRP per avvolgere le pareti della sala di comunicazione wireless, è possibile ottenere un effetto schermante di 40 dB o superiore. Ciò significa che utilizzando CFRP è possibile risolvere problemi come le interferenze del rumore del motore e degli ausiliari causate dalle onde elettromagnetiche che passano attraverso le navi e che ostacolano la comunicazione wireless.
Inoltre, l’industria della costruzione navale utilizza ampiamente materiali compositi misti composti da tessuti in fibra di carbonio, fibra di vetro o fibra aramidica. Utilizzando materiali compositi per una progettazione ottimale, è possibile raggiungere le prestazioni desiderate e un equilibrio completo dei costi. Ad esempio, quando si utilizzano materiali compositi tradizionali in fibra di vetro, è possibile ottimizzare le combinazioni di materiali compositi utilizzando solo fibre di carbonio in aree che richiedono rigidità, soddisfacendo i requisiti prestazionali e riducendo i costi.