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低成本、高性能、復合材料成型自動化將是碳纖維行業(yè)的發(fā)展趨勢

新材料在線 ? 2018-01-01 16:29 ? 次閱讀
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“目前,越來越多的產(chǎn)業(yè)都將碳纖維列入了制造業(yè)的發(fā)展趨勢規(guī)劃中,中國有望成為推動碳纖維在制造業(yè)中大規(guī)模應用的主要力量?!比涨埃?017中國新材料資本技術秋季峰會上,東華大學教授、國家973項目首席科學家余木火在接受新材料在線?專訪時表示。

碳纖維被譽為“材料之王”,同時也有“黑色黃金”之稱。在過去,如何制造碳纖維和大規(guī)模應用是碳纖維行業(yè)最大的困難。

而如今,碳纖維想要在制造業(yè)大規(guī)模應用,還需要突破缺乏規(guī)?;⒌统杀净祭w維先進制造技術與裝備、缺乏制造業(yè)與碳纖維材料產(chǎn)業(yè)合作機制和缺乏碳纖維零部件結構設計、驗證、數(shù)據(jù)庫、標準與測試技術體系等瓶頸。

低成本、高性能、復合材料成型自動化將是碳纖維行業(yè)的發(fā)展趨勢

圖表:2011-2016年全球碳纖維產(chǎn)能情況

資料來源:賽瑞研究

制造業(yè)中大規(guī)模應用時代開啟

過去一提到碳纖維,大家都知道其應用領域是軍工領域。但最近這十年來,碳纖維行業(yè)發(fā)生了極大的變化。

余木火認為,一種材料要成為社會發(fā)展階段中起主要作用的材料需要經(jīng)過幾十年的磨練,碳纖維復合材料經(jīng)過了六十年的磨練,已經(jīng)到了在制造業(yè)中大規(guī)模應用的開始階段。具體表現(xiàn)為技術不斷進步、成本不斷降低、生產(chǎn)自動化程度不斷提高、以及應用領域不斷擴大。

低成本、高性能、復合材料成型自動化將是碳纖維行業(yè)的發(fā)展趨勢

圖表:全球碳纖維應用領域及增長率

資料來源:賽瑞研究

其中,最明顯的證據(jù)體現(xiàn)在價格方面。“早先,碳纖維的價格是幾千塊錢每公斤。2015年我們做調(diào)研的時候大概是350元/公斤,現(xiàn)在是80元/公斤。兩年內(nèi)降了好幾倍,為什么呢?就是因為技術的進步推動碳纖維在制造業(yè)中大規(guī)模的生產(chǎn)和應用?!庇嗄净鸾忉屨f。

第二方面,原來將碳纖維材料制成一個復合材料零件需要幾小時甚至幾天,而目前,自動化成型裝備及自動化生產(chǎn)線的普及將上述時間縮短到了幾分鐘,為碳纖維在制造業(yè)中的大規(guī)模應用奠定了堅實的基礎。

此外,2014年寶馬將碳纖維技術應用于寶馬7系,使用碳纖維材質(zhì)底盤。其成功說明碳纖維在工業(yè)上的應用是可行的,成本可以控制在可以接受的范圍之內(nèi)。“寶馬車成功應用碳纖維技術的消息出來以后,全球各個國家對碳纖維在制造業(yè)中的應用高度重視?!庇嗄净鸨硎?。

低成本、高性能、復合材料成型自動化將是碳纖維行業(yè)的發(fā)展趨勢

圖表:2011-2016年中國碳纖維行業(yè)需求量情況

資料來源:賽瑞研究

近年來,各個國家對碳纖維材料的發(fā)展思路從原來的戰(zhàn)略武器方向轉向制造業(yè),以提高制造業(yè)競爭力方向,特別是中國。最近一年來,大量的金融資本進入碳纖維行業(yè)??梢灶A見,中國未來10年會成為全球碳纖維最主要的制造國?!爸袊圃鞓I(yè)有巨大的碳纖維應用市場,有望引領發(fā)展?!?/p>

低成本化、高性能化、復合材料成型自動化是趨勢

在余木火看來,碳纖維想要在制造業(yè)大規(guī)模應用,還需要突破缺乏規(guī)模化、低成本化碳纖維先進制造技術與裝備、缺乏制造業(yè)與碳纖維材料產(chǎn)業(yè)合作機制和缺乏碳纖維零部件結構設計、驗證、數(shù)據(jù)庫、標準與測試技術體系等瓶頸。

低成本、高性能、復合材料成型自動化將是碳纖維行業(yè)的發(fā)展趨勢

圖表:2016年中國碳纖維應用領域分布

資料來源:賽瑞研究

未來,低成本化、高性能化、復合材料成型自動化將是碳纖維行業(yè)的發(fā)展趨勢。

“碳纖維低成本化是一個很重要的方向并受到各國的重視,美國、日本、澳大利亞、中國等都在開發(fā)各種各樣低成本化的纖維技術。進一步提高性能,則是軍事應用領域不斷追求的目標。復合材料成型自動化是一個非常重要的趨勢,最近兩年也有一大批自動化裝備進入到這個行業(yè)?!庇嗄净鸶嬖V新材料在線?。

目前,各制造業(yè)正在嘗試應用碳纖維,在“中國制造2025”提出的10大領域中,8大領域迫切需要輕量化碳纖維復合材料。

碳纖維汽車

來源:網(wǎng)絡

首要領域就是航空航天裝備領域,包括固體發(fā)動機、液氧、導彈、火箭、衛(wèi)星、空間站、無人機、戰(zhàn)斗機、運輸機和客機。另外,在先進軌道交通裝備、新能源汽車、電力裝備、海洋工程裝備、機器人、農(nóng)機裝備和高性能醫(yī)療器械領域,碳纖維也大有可為。

圖表:2016年全球碳纖維航空航天市場需求分布

資料來源:賽瑞研究

余木火表示,碳纖維復合材料強度達到鋼的水平,比重是鋼的五分之一。因此,碳纖維被認為是汽車輕量化最有潛力的材料。汽車輕量化碳纖維復合材料應用技術,將在很大程度上改變現(xiàn)有汽車生產(chǎn)技術和生產(chǎn)組織模式,為汽車產(chǎn)業(yè)帶來一場革命。

圖表:碳纖維在汽車上的應用實例

資料來源:賽瑞研究


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原文標題:余木火:碳纖維在中國新材料發(fā)展計劃中位列首位

文章出處:【微信號:xincailiaozaixian,微信公眾號:新材料在線】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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