纤维增强树脂基复合材料在船舶领域的应用综述

摘" 要： 纤维增强树脂基复合材料（fiber reinforced polymer， FRP）因其具有耐化学腐蚀和耐候性好等优异性能，其大面积使用能够实现船舶的高航速、低排放、远续航，进而成为现代造船的理想材料之一.文中主要从成型工艺、应用现状及其发展趋势三个方面对FRP在船舶领域的应用前景进行概述与分析.首先，基于对多类型船用FRP复杂制备工艺的概述，统计了最常用的船舶FRP性能参数及分析了各类型FRP的应用优势；然后，根据FRP在船舶上的不同应用场景，对其在船体制造的应用现状进行了详细概述.最后，依据现代船舶装备发展需求，从船舶制造技术发展方向、应用场景及结构化发展等方面对船舶FRP应用发展趋势进行了全面分析.

关键词： 纤维增强树脂基复合材料；船舶；应用现状；发展趋势

中图分类号：TB324""" 文献标志码：T""""" 文章编号：1673-4807（2024）01-027-09

DOI：10.20061/j.issn.1673-4807.2024.01.005

收稿日期： 2022-04-20""" 修回日期： 2021-04-29

基金项目： 国家自然科学基金项目（52105450）；江苏省高校基金项目（21KJB460016）

作者简介： 刘" 勇（1991—），男，博士，讲师， 研究方向为复合材料的跨尺度分析.E-mail：liuyong.1991.happy@just.edu.cn

引文格式： 刘" 勇，李倩楠，李国超，等.纤维增强树脂基复合材料在船舶领域的应用综述［J］.江苏科技大学学报（自然科学版），2024，38（1）：27-35.DOI：10.20061/j.issn.1673-4807.2024.01.005.

Application of fiber reinforced resin matrix composites in vessels：A review

LIU Yong， LI Qiannan， LI Guochao， ZHOU Honggen

（School of Mechanical Engineering， Jiangsu University of Science and Technology， Zhenjiang 212100， China）

Abstract：Due to the excellent properties of fiber reinforced polymer （FRP）， such as chemical corrosion resistance and good weather resistance， it has become one of the ideal materials to build modern vessels for achieving outstanding performance， for instance， high speed， low emission and long endurance， etc. The focus of this paper is to summarize and analyze the application prospects of FRP in vessel’s domain from three aspects： forming process， application status and development trend. Firstly， based on the overview of the complex preparation process of multi-type vessel FRP， the performance parameters of the most commonly FRP that used in the vessel are counted， while the application advantages of each type of FRP are analyzed as well. Then， according to the different application scenarios of FRP on vessels， the application status of FRP in vessel’s manufacture is summarized in detail. Finally， according to the development needs of modern ship equipment， the application development trend of vessel FRP is comprehensively overviewed from the aspects of the development direction of shipbuilding technology， application scenarios and structural development， etc.

Key words：fiber reinforced polymer， vessel， application status， development trend

随着船舶制造业的发展，未来船舶将追求更大的有效负载、更高的效率、更强的综合能力、更低的全寿期费用.因此重量轻、比强度和比刚度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好的复合材料将成为未来船舶制造设计使用的最佳选择之一［1］.在现代船舶复合材料应用中，“复合材料”代表的不再是传统意义上的玻璃钢层合板［2］，各种高性能纤维（碳纤维、芳纶纤维和高强聚乙烯纤维等）和树脂（改性环氧和酚醛等适用于海洋环境的低成本树脂体系）不断涌现，适宜于船舶构件的低成本先进制造技术［3］（RTM及真空辅助成型）也在不断发展.纤维增强树脂基复合材料（fiber reinforced polymer， FRP）作为结构材料和功能材料在船舶行业中得到了越来越广泛的应用［4］.据统计，FRP约占船舶总体建造材料的40%～60%.船用FRP的性能对船舶的性能、安全与速度息息相关［5］.例如，世界上第一艘水翼艇Candela Seven被用于研究船用FRP对船体结构摩擦阻力和动力性影响，结果表明FRP的应用范围及其制造工艺的优良一定程度上决定着船舶的使用寿命与维护费用［6］.

随着现代化先进船舶研制的需要，船用FRP在有着特殊要求的海洋领域的应用前景中同样不容小觑，大量的FRP将应用在现代化先进船舶上以提高船体结构的抗疲劳性、耐腐蚀性.但当前我国船用复合材料在设计、建造、工艺、检验等技术对于满足我国船舶复合材料研制和应用需要还有发展空间［7］.因此，文中围绕船用FRP的性能特点，总结归纳船用FRP应用现状、基于调研分析出其发展趋势，总结今后发展的重点任务.

1" FRP概述

船用FRP因其优异性能使得它能满足船舶结构向大型、重载、轻质高强以及在恶劣海洋环境下工作的需要［8］，同时也能满足现代船舶智能化和标准化发展的需求，使船舶船体结构在保证自身强度的前提下大幅度减轻了整体重量，提高了船舶的整体性能［9］.因此被越来越广泛地应用于船舶结构，如军用舰艇［10］和民用船舶中.船舶FRP的应用大致经历3个阶段：第一阶段，主要在小型船舶（扫雷艇等）上使用，性能要求低，可整体成型；第二阶段，在大、中型船舶上得到部分使用，但仍局限于传统的船体设计的使用理念，FRP在船舶中仅起到减轻质量、提高部件耐腐蚀能力等辅助作用；第三阶段，船舶在设计之初就多方面考虑使用中所面临的多种复杂情况，使用FRP作为主要船体材料，实现传统金属材料难以实现的功效.目前船用FRP已经突破第二阶段，朝向第三阶段发展.

1.1" 船用FRP参数属性

船用FRP以聚合物基复合材料为主，包含4个方面的重要复合物：增强材料（纤维）、树脂（即基体）、芯层材料和层合板.纤维作为增强材料，是纤维增强复合材料的主要组成部分，FRP所用纤维尺度很小，一般直径在10""" μm以下，缺陷少且具有较高的强度和模量，单种纤维间是松散的，只能承受拉力，不能承受弯曲、剪切和压应力，其断裂应变约为千分之三十以内，是脆性材料，易损伤、断裂和受到腐蚀.基体材料往往采用具有粘弹性和弹塑性的韧性材料，其相较于纤维可承受较大的应变，并起到结合和保护纤维材料的作用，对维持复合材料结构的整体性和一致性具有重要作用.用树脂将纤维粘结在一起既能承受拉应力，又可承受弯曲、压缩和剪切应力.FRP的抗拉强度一般是钢筋的2倍甚至达10倍.FRP的抗剪强度低，其强度仅为抗拉强度的5%～20%.比强度很高，即通常所说的轻质高强，因此采用FRP材料可减轻结构自重，施工方便，其重量一般为钢材的20%.船舶结构选用FRP结构件的主要原因是其可根据需求设计相关材料性能的优势［11］.目前，船舶常用FRP及其力学性能如表1.

从表1中可以看出，树脂材料和纤维材料相较于芯材和层压板具有较大的密度和突出的拉伸模量值［12］，在拉压、弯曲、扭转等受力形式下产生的载荷主要由复合材料面板承受.在芯材厚度增加时，复合材料层压板的截面弯曲刚度增加，而整体结构重量增加并不明显.FRP内的树脂与纤维的结合，使它具有更加优越的性能.因此船舶建造中广泛应用FRP等新型功能结构材料以降低船舶整体重量、提高耐疲劳、耐蠕变性能、耐化学腐蚀.

1.2" 船用FRP成型工艺

船用FRP可以通过增强纤维材料与基体材料经过模压成型、拉挤成型、缠绕成型等多种成型工艺（图1）制备［13］而成，主要成型工艺如图2［14］.目前最先进的成型工艺是增材制造技术，也被称之为快速成型技术/3D打印技术［15］.3D打印碳纤维增强高分子，尤其是连续碳纤维增强热塑性高分子，在轻量化、高性能的复杂结构部件的低成本、高效率制造有巨大潜力.Moi Composites制造的MAMBO是第一艘使用连续纤维增强材料与乙烯基酯树脂（因其长期耐海水性而在船舶结构应用中受到青睐）相结合的3D打印船，使MAMBO的船体结构变得坚固、耐用和轻质.

1.3" 船用FRP分类及应用优势

船用FRP根据增强材料的不同，可分为碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）［16-17］，玻璃纤维增强树脂基复合材料（GFRP）［18］以及芳纶纤维增强树脂基复合材料（AFRP）［19］.

1.3.1" 碳纤维增强树脂基复合材料

CFRP是以碳纤维为增强材料，与树脂材料一起经过复合成型制成的结构材料，相较于传统材料在性能（比模量、比强度高、抗疲劳性好、以及优良的耐热性）、轻量化和不易侵蚀等几方面存在优势［20］，近年来，碳纤维复合材料在船舶中的应用呈现逐年上升的趋势［21］，如图3.据统计，2020年全球碳纤维应用船舶占比1.1%，金额达到27.6百万美元；国内方面，碳纤维在船舶上年需求量达到1 200吨.例如，“海珠湾”号是亚洲在中国建造的第一艘碳纤维高速客船（图4）.与传统铝合金船相比，“海珠湾”号可节省30%以上燃油，它的重量更轻、强度更高、航速更快.

CFRP在船舶上的应用从船舶桅杆结构到现在的100%碳纤维高速客船，CFRP在船舶上的应用逐年增长.其应用范围扩大的主要原因是船舶一直致力于提高航速和性能.CFRP在船舶上的应用体现的不仅是船舶的先进性，更是CFRP制造技术的先进性.

1.3.2" 玻璃纤维增强树脂基复合材料

GFRP具有轻质量、高强度、耐高低温、耐腐蚀、隔热、阻燃、吸音等优异性能以及一定程度的可设计性［22］，GFRP成为第一艘应用于交通艇的复合材料［23］.日本作为亚洲复合材料舰船制造大国，从20世纪中期就开始建造玻璃钢船，随着其造船技术越来越完善，如今日本的玻璃钢船产量已跃居世界第2位，仅海洋机动渔船的玻璃钢用量就占76.3%.

1.3.3" 芳纶纤维增强树脂基复合材料

AFRP是一种新兴的高性能合成纤维材料.其质量轻而强度高，并且具有优异的耐高温和抗老化性能.AFRP带来的强度性能的保障和实用结构的轻量化，有效提升了船舶的反应能力和杀伤力［24］.

2" 不同船舶FRP应用现状

从图5可以看出，FRP在船舶中的应用小到复合材料基座板，大到整个船体结构，船舶的建造已经和FRP息息相关.基于船舶结构的用途、材料属性和结构组成形式的不同，船舶结构已由单一承载功能的结构型复合材料向兼具防弹、隔声、吸声、阻尼、雷达隐身等特性的多功能型复合材料发展.船用FRP可发挥结构减重、隔音降噪、隐身防护等优势，在船舶上层建筑、舱壁围壳、螺旋桨、桅杆等结构和设备上广泛应用.故而，船用FRP深受军事舰艇的青睐，其应用也最广.

2.1" FRP在军事舰艇上的应用

自美国建造出世界第一艘聚酯玻璃钢交通艇之后，各国陆续将复合材料应用于军事舰船中去，主要是军事巡逻艇、扫雷舰、护卫舰等.

2.1.1" 巡逻艇

船舶FRP在舰船上首次应用是在巡逻艇上，早期由于制造精度和质量的限制，巡逻艇的长度不超过15 m，排水不超过20 t，只能在内陆河、沿海岸线进行巡逻.后期随着科技的发展，制造精度的提高，复合材料在巡逻艇中的应用趋于大型整体.

第一艘全应用GFRP的巡逻艇诞生于20世纪60年代初，由美国海军制造，越战期间在内河上使用［25］.20世纪末，瑞典制造的第一艘FRP隐形试验艇“Smyge”号横空出世，其艇长30 m，重量轻、耐腐蚀性好、抗水下冲击载荷损伤能力强，而且具有许多隐身性能，包括低热、低磁特征和良好的噪声抑制性能［26］.

2008年，SD1388全复合材料高速艇标志着我国首次成功将CFRP和GFRP应用到了船艇上，打开了我国FRP舰艇建造的新篇章.新加坡皇家海军和瑞典Kockums AB造船厂设计了新一代护卫舰巡逻艇（NGPV）级，由FRP制成.设计的船长80 m，满载重量1 016 t.FRP设计和制造技术的发展使船舶长度稳步增加.

FRP在巡逻艇上的应用从不超过15 m的小型船体到目前全FRP船舶的长度可达80～90 m.2022年，完全由FRP制成的中型战舰的船体很容易达到120～160 m的长度.然而，由于中型战舰降低了制造成本，传统材料（铝和钢）仍然是护卫舰的主要选择.

2.1.2" 扫雷舰

作为海上作战先锋的扫雷舰，FRP在其中的应用更为广泛.

20世纪中期，美国海军为了克服建造反水雷艇所需的高质量木材的稀缺问题，尝试采用FRP蜂窝夹层结构制造了一艘15.5 m长的反水雷艇XMSB-23.然而，由于建造质量、力学性能和防水性能的原因，海水进入到船体中导致无法执行猎雷任务.

20世纪中后期，英国海军第一次应用GFRP进行造船.反水雷舰艇（mcmv）HMS Wilton，其船体长度46.6 m，满载450 t，是当时最大的全GFRP舰艇.GFRP雷舰艇能够承受海洋中的极端工作条件，以及撞击和火灾，GFRP雷舰艇还能够抵抗局部屈曲，提供高船体梁刚度和出色的水下抗冲击能力.

2012年进行海试的俄罗斯海军22350级护卫舰首舰“戈尔什科夫上将”号舰长135 m，宽16 m，航速30 kn，其上层建筑采用的FRP为碳纤维/聚氯乙烯树脂，能够有效地减少雷达波反射.同年下水的12 700型扫雷舰属于俄罗斯海军在21世纪的新一代反水雷舰艇.该扫雷艇上层建筑为世界上最大，由一块真空注入成型工艺加工而成的GFRP料制成，是世界上最大的单体复合材料船.这种船体的重量比金属船体轻得多，其强度却更高，最重要的是，船体结构具有高度的耐腐蚀性.同时，俄罗斯于2011年后开始使用大型FRP船体制造1 000 t的扫雷艇，并在2019年新增4艘新型扫雷舰［27］.

通过上述可以看出：FRP在扫雷艇上的应用发展迅速，船型趋于大型结构化，应用部位趋于核心结构件，将来会更加趋向一体化、整体化发展.

2.1.3" 护卫舰

护卫舰是FRP应用最大的船体.轻型护卫舰作为世界海军的新秀，目前多个国家都在积极建造.

2002年，瑞典皇家海军建造的维斯比（Visby）级护卫舰［28］是第一艘在船体上大量使用CFRP的军舰，也是世界上第一种以FRP取代钢材作为舰体的海上舰艇之一，如图6.其长72 m，宽10.4 m，满载排水量620 t，采用碳纤维和玻璃纤维混合增强的聚合物薄板包覆聚氯乙烯芯层制成的复合材料夹层结构，使用真空灌注技术使舰艇重量降低约30%.添加了CFRP的结构也使得维斯比级护卫舰拥有了电磁防护功能.

FRP护卫舰的设计和制造取得了很大进展，但由于其材料的成本过高等原因，导致很长一段时间护卫舰选材依然是低成本的钢材.所以，降低复合材料制造成本是未来很长一段时间要做的事情.

FRP在海军舰艇上应用时具有如下突出的优点：力学性能优异、减轻船舶重量、耐腐蚀（可耐酸、碱、海水侵蚀）能力、优良的声、磁、电性能（透波、透声性好，无磁性，介电性能优良）、优良的设计、施工性能、容易维护，维护费用量远低于钢制艇和木制艇.由于以上在船舶建造设计中不可忽视的优异性能，使其在船舶上的应用日益增长，随着制备工艺和技术的发展，FRP在其上的应用将不再局限于单只船舶手工制造，而是船舶生产线制造.

2.2" FRP在民用船舶上的应用

FRP在民用船舶上的应用从早期的渔船到现在的游艇、帆船的趋势，可以看出FRP在民用船舶上的应用更加广泛和创新.

2.2.1" 游艇

2014年7月，由美国Palmer Johnson研发的PJ265超级运动游艇［29］全长48 m，是目前世界上最大的全部采用CFRP制造的超级运动游艇，相比同尺度其他游艇可节省一半的燃油.

2014年，中国第一艘全碳纤维游艇“中科·联亚”号游艇，如图7（a）.其艇身几乎全部使用了100%CFRP，比传统的游艇减轻30%，航速增加20%，而且强度更高.

2021年11月1日，阿联酋Gulf Craft船厂建造出全球最大CFRP游艇Majesty175，如图7（b），这艘54 m的三甲板游艇的型宽9.6 m，总吨位为780 t.这艘游艇使用了碳纤维和乙烯纤维等先进复合材料，这种材料上的进步使它能够在低吃水区域航行，最大吃水只有2.25 m.

2021年11月8日，在中国建造的亚洲首艘总长超过40 m的全CFRP结构高速客轮“海珠湾号”在南沙小虎岛造船基地码头顺利下水.船长42.8 m，型宽10.8 m，可载客260人，设计航速超过37 kn，采用喷水式推进.与传统铝合金船相比，“海珠湾”号可节省30%以上燃油，它的重量更轻、强度更高、航速更快.

2.2.2" 箔板船（翼板船）

瑞典Candela Boats公司在2019年生产的7.7 m长水翼电动艇Candela Seven，如图7（c），是世界上第一艘也是唯一一艘电动水翼艇.船体和甲板由碳纤维制成，重180公斤.整船总重量约为1 300公斤，比传统的玻璃纤维船轻30％，能耗成本降低了80%.

2021年6月，Candela推出了一款Candela C-7，如图7（d），世界上第一艘由人工智能（AI）操控的全电动水翼飞行艇惊艳亮相.Candela C-7的船体由真空注入的碳纤维制成，其重量大大低于同类船只，同时又很坚硬和牢固.

2.2.3" 帆船

2010年船舶FRP领域最引人注目的成就之一是在BMW ORACLE Racing的美国赛艇上制造了具有碳和芳纶纤维增强框架，并用航空薄膜材料蒙皮的“帆翼”，这一技术突破将游艇的机动性和速度提高了20%.

表2" 纤维增强复合材料在船舶中的最新应用

Table 2" Latest applications of fiber-reinforced composite materials in ships

船舶名称时间部件名称应用材料特点

PJ265超级运动游艇2014世界上最大的全部采用CFRP制造的超级运动游艇CFRP速度达到32节航速；相比同尺度其他游艇可节省50%的燃油.

水翼电动艇Candela Seven2019碳纤维/环氧树脂和轻质船体EP/CFRP比燃气动力滑行艇的能效高4～5倍；成本低95%；比传统船节省80%的能源.

Candela P-12电动水翼水上出租车2020碳纤维/环氧树脂和轻质船体EP/CFRPP-12每名乘客消耗的能源比家用汽车少，与内燃机船相比，运行成本低90%.

Future-E概念船2021船体结构可回收 CFRP无碳排放、无噪音、无波浪，最多可搭载3名乘客；速度达到16节

MAMBO（Motor AdditiveManufacturing Boat）2021第一艘使用GFRP的3D打印船FRPFRP与乙烯基酯树脂相结合使MAMBO变得坚固、耐用和轻质.

Beluga 3D打印帆船原型20213D打印船体回收聚丙烯（PP）和30%短玻璃纤维制成材料克服了传统GFRP缺乏可回收性的缺点；通过使用其专有的自动AM系统将船体打印成一个整体，从而消除了对昂贵模具的需求.

Majesty1752021全球最大碳复合材料游艇碳纤维和乙烯纤维等先进复合材料这种材料上的进步使它能够在低吃水区域航行，最大吃水只有2.25 m.

“海珠湾”号2021亚洲第一艘在中国建造的碳纤维高速客船碳纤维与传统铝合金船相比，“海珠湾”号可节省30%以上燃油；它的重量更轻、强度更高、航速更快.

2021年另一个具有未来感的产品来自于意大利Centrostiledesign公司的“Future-E”概念船，如图7（e）.这艘5.2 m长、2 m宽的Future-E飞船采用可回收碳纤维复合材料建造，即无碳排放、无噪音、无波浪，最多可搭载3名乘客.

2021年9月，大型增材制造专家Caracol首次推出了Beluga这是一种3D打印帆船原型［30］，用回收聚丙烯（PP）和30%短玻璃纤维制成，如图7（f）.Caracol声称用这些材料克服了传统GFRP结构缺乏可回收性的缺点，并使用其专有的自动增材制造系统将船体打印成一个整体，从而消除了对昂贵模具的需求.

基于上述统计分析，国内外FRP在船舶结构中的最新应用见表2.

3" 船用FRP的应用发展趋势

FRP在船舶上虽然已经得到广泛的应用，但同时也受到了生产工艺及技术和制造成本的制约［31］.我国船用FRP今后发展的重点任务为突破关键制造核心技术形成低成本产品链、提升智能制造水平、加强自主创新能力建设.因此，首先应该研究FRP高质量制造工艺技术，并控制其工艺成本，尽可能地实现军转民用/军民两用.此外，随着各国对FRP的愈加重视，其正朝低成本、场景多样化、绿色可回收的趋势发展，具体发展趋势如下.

3.1" 低成本产业链的船用FRP制造

目前船用FRP呈爆发增长的应用市场，对FRP制备工艺及应用技术的发展提出了更高的要求.其核心是：低成本产业链.初始材料（纤维、基体）低成本、制备工艺（经典工艺：拉挤与缠绕可使纤维材料或预浸料直接成型三维结构，这就意味着拉挤与缠绕可以发挥巨大的作用）低成本、整个产业链低成本，才能让前面提到的应用前景落到实处.当然，“低成本产业链”也不再是传统的意义，高成本的产品带来高额的利润，相对而言同样属于低成本，所以要从长远考虑，材料、高端装备与智能制造的统筹发展［31］.

FRP自身的力学性能非常优异，尤其确定方向的负荷情况下，这是现在通用的船舶钢板完全不能相比的.只有从总体构思与设计开始，与FRP结构设计人员共同参与，将FRP自身的力学性能展示出来，才可能打造一台真正轻量化且成本可控的新型船舶.2006年制造的代号M80的“短剑”（Stiletto）是碳纤维一次成型的最大船体，船体的整体化使船舶整体重量下降、安全性更高，且速度更快.在船舶中要实现FRP用量的突破，除了整体成型，必须在船身、甲板等大型部件上实现FRP的应用，大尺寸加筋壁板以其承载效率高、连接件数量少、结构重量轻、一体化等优势，成为船舶主承力结构件的主要结构形式［32］.

3.2" 船用FRP应用场景多样化

近年来，船用FRP的应用场景趋于多样化.主要是由于不断发展的FRP性能及制造工艺.军舰对FRP应用需求一直处于较大的状态，船用FRP优异的轻量化性能对于提升军舰机动性，提升武备数量具有很大的帮助，其良好的透波性可满足舰船隐身要求，增加设备集成度.FRP在军舰上的应用在各类船型中处于领先地位，将来，船用FRP在军舰上的应用探索将进一步深化，应用范围与规模将持续扩大.

民船领域复合材料主要用于渔船、游艇、客船等船型.由FRP夹层板结构建造的上层建筑有助于降低船舶重心、提高稳性、更加轻量化等.在客船等船型方面的应用需求不断增加，进一步探索复合材料今后在船舶上的应用场景与发展方向.

3.3" 船用FRP趋向工艺改进、回收利用和可持续性

加大FRP的研发和应用力度，使其具有低成本、高性能、多功能、优化连接、长寿期、安全可靠等特点.使船用FRP结构设计由非承力结构向主/次承力结构发展，从局部使用向大规模应用拓展.

另外，为了使船用FRP在船舶领域应用能继续增长，对FRP的设计、工艺和制造进行全面的研究，建立一套较为完善的、可满足工程实际应用的衡量、评估船舶材料经济性的基础理论及指标体系，同时开展复合材料性能评价技术研究，必须更加重视回收利用和可持续性发展.

4" 结论

文中通过对船用FRP工艺和船舶常用树脂基复合材料及其性能属性参数总结归纳、并根据其在船体中的应用现状分析出船用FRP发展趋势，得出以下结论：

（1） 船用FRP中的CFRP、GFRP和AFRP因其具有较好的耐化学腐蚀和耐候性等优良特性，进而在船舶中有非常广阔的发展前景，由于船用FRP中采用增强相材料的不同，其各相性能具有较大的差距，进而在船舶结构的应用区域存在很大的差异.目前船舶先进程度主要基于CFRP的用量占比，CFRP具有最好的减重效果且性能比较稳定，结构稳定性强；最早一批应用的复合材料是GFRP，目前在船舶的各个结构上基本都能看到它的身影，但和CFRP相比，重量是碳纤维复合材料的5倍，CFRP正逐步取代GFRP，但受限于复杂的制备工艺以及较高的生产成本，这将是一个循序渐进的进程.AFRP因其具有优异的耐高温性能在船舶应用中拥有不可取代的地位，目前船用FRP的制造工艺技术也更为先进，尤其是采用3D打印技术与计算机相结合的方法制备的船用FRP，为船体结构变得坚固、耐用和轻质等创新制造打下了良好基础.

（2） 船用FRP在军舰上的应用前景尤为广阔，用量占比将会大幅度提升.军舰对快速性、隐身性、装载量等方面需求强烈，欧美等国在新建军舰上均有使用复合材料结构的试验案例，且有大幅度推广使用的趋势.但由于复合材料制备技术的不足，大尺度结构的制备使船舶建造应用的成本较高，促使FRP在船体结构中的应用达不到大面积的使用.将来的发展首先应克服复合材料制造技术的不足，通过实验验证等方式找到最优的应用方案，提高综合效果.

（3） 船用FRP在海洋中规模化应用主要受两个因素制约：一是FRP的应用起步晚，制备工艺不太成熟；二是FRP的制造成本高，大尺寸构件一体性制备难度大.然而，据文献调研，目前关于船用FRP尚无“结构-性能-应用”的全面系统性制造流程.随着低成本产业链的不断发展，大力推进FRP在海洋船舶领域的应用是发展的必然趋势，全局化思想尤为重要，同时绿色制造概念和可持续发展也会贯穿船舶建造始终.

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（责任编辑：顾琳）