創(chuàng)新成為復(fù)合材料市場增長原動力
?????? 據(jù)2017?年統(tǒng)計數(shù)據(jù),復(fù)合材料在世界經(jīng)濟(jì)中的份額正日益增長,這些產(chǎn)品的市場總值為830?億歐元,銷量為1123?萬噸。分析師預(yù)計,到2021 年復(fù)合材料將年均穩(wěn)定增長5%,促成這種增長的原動力就是創(chuàng)新。
?????? JEC?集團(tuán)總裁兼首席執(zhí)行官Frédérique Mutel?表示,復(fù)合材料行業(yè)的創(chuàng)新包括原材料的創(chuàng)新,例如, 配方更好的樹脂及碳纖維、玻璃纖維和聚酰胺纖維等性能更高的纖維,而且淀粉也在用作基體,亞麻、大麻、劍麻和竹纖維等天然材料也得到更多的使用;復(fù)合材料的使用方式也有所創(chuàng)新,并且在不斷創(chuàng)造出全新的產(chǎn)品,如一些新型的無人機(jī)、電子設(shè)備、水翼艇和飛行出租車。目前全球各個國家和地區(qū)的復(fù)合材料都在向輕量化和高性能方向發(fā)展, 設(shè)計師正在將其應(yīng)用于智能城市、基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)、交通、醫(yī)療設(shè)備、運動休閑和設(shè)計等廣泛領(lǐng)域,復(fù)合材料提供了幾乎無限的可能性。
??????? 產(chǎn)品研發(fā)持續(xù)煥發(fā)新活力
???????作為復(fù)合材料行業(yè)用量最大、最為主流的增強(qiáng)材料,玻璃纖維在今年JEC World 復(fù)合材料展上的展示可以說是“潤物細(xì)無聲”:相比炙手可熱的碳纖維,玻璃纖維的各項生產(chǎn)技術(shù)已趨成熟,行業(yè)集中度也越來越高,市場份額保持著穩(wěn)步增長的趨勢??v觀整個展會,無論是耐腐蝕管道和儲罐、船艇和風(fēng)力渦輪機(jī)葉片,還是汽車、航空、建筑、基礎(chǔ)設(shè)施等采用的復(fù)合材料,都仍以玻璃纖維增強(qiáng)為主。而且隨著下游應(yīng)用對纖維性能不斷提出新的要求,世界領(lǐng)先的玩家們?nèi)栽诓恍笀猿殖阶晕遥诓AЮw維產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)上持續(xù)煥發(fā)出新的活力。
?????? 歐文斯科寧(Owens?Corning)在本屆展會上展示了用于FFF/FDM?3D?打印機(jī)的XSTRANDTM?系列材料。據(jù)歐文斯科寧介紹,這種新型高性能復(fù)合材料線材將“重新定義增量制造性能”,滿足制造業(yè)對功能原型的需求,其強(qiáng)度和韌性高于碳纖維填充ABS、純PP 和標(biāo)準(zhǔn)PA6。
?????? 佳斯邁威公司作為一家歷史悠久的玻纖生產(chǎn)商,和伯克希爾哈撒韋公司在展會上重點推出了ThermoFlow??系列短切原絲等產(chǎn)品,ThermoFlow??系列短切原絲能夠在聚丙烯中提供優(yōu)質(zhì)的模塑后機(jī)械性能及高度耐清潔劑的性能。此外,佳斯邁威還展示了用于SMC?的MultiStar?和用于BMC?的Star Stran?CS,其 SMC?產(chǎn)品與金屬產(chǎn)品相比可以降低50% 的能量消耗和二氧化碳排放,其設(shè)計性和功能性也更強(qiáng)。
?????? 中國巨石股份有限公司作為中國玻璃纖維行業(yè)的龍頭企業(yè),致力于高端產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用,其玻纖產(chǎn)品系列不斷完善和升級,目前形成了一批以E6、E6CR、Compofil、E6S、E7、E8?等為代表的覆蓋中、高端領(lǐng)域的系列產(chǎn)品。E6 玻璃配方已全面普及,并替代傳統(tǒng)E?玻璃配方;E7?玻璃配方已批量生產(chǎn)和應(yīng)用;E8?高模量玻璃纖維,劍指高端復(fù)合材料領(lǐng)域,填補(bǔ)超高模量市場空白,在展會上贏得了眾多國際專業(yè)觀眾的廣泛關(guān)注。
?????? 近年來,泰山玻璃纖維有限公司著力于玻纖熱塑材料的持續(xù)研發(fā)、創(chuàng)新,推出了品種多樣的熱塑玻纖產(chǎn)品,除傳統(tǒng)的短切纖維與長纖維之外,在玻璃特性上有E?玻纖、無硼無氟玻纖、高強(qiáng)高模和低介電常數(shù)玻璃纖維等;在玻璃纖維形態(tài)上有異形玻纖、扁平玻纖、中空(空心)玻璃纖維、彩色玻纖和超細(xì)玻璃纖維及復(fù)合纖維等。
?????? 事實上,玻璃纖維作為復(fù)合材料的主要增強(qiáng)材料,其前景仍舊不可限量。根據(jù)美國玻璃纖維復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會發(fā)布的《全球玻璃纖維復(fù)合材料市場趨勢預(yù)測和機(jī)會分析》報告,未來5?年內(nèi),全球玻璃纖維復(fù)合材料市場總消費水平預(yù)計將以8.5% 的年增長率強(qiáng)勁增長,其市場份額預(yù)計在2022 年將達(dá)到1080?億美元。汽車固件、建筑裝飾、安全防護(hù)、航空航天、液體過濾將成為玻纖復(fù)材發(fā)展的五大重點領(lǐng)域,其市場份額將占到玻纖復(fù)材總量的80%,且產(chǎn)品將呈現(xiàn)整體高端化發(fā)展趨勢。
??????? 趨向綠色低碳可持續(xù)發(fā)展
??????? 隨著“綠色環(huán)保”“低碳經(jīng)濟(jì)”和“可持續(xù)發(fā)展”的理念越來越深入人心,復(fù)合材料行業(yè)也越來越重視原材料、生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品在全生命周期內(nèi)對環(huán)境的影響。在本屆JEC World?復(fù)合材料展上,有不少企業(yè)和產(chǎn)品彰顯了對綠色低碳和可持續(xù)發(fā)展的追求, 如可回收的熱塑性復(fù)合材料和天然纖維的應(yīng)用,以及復(fù)合材料廢棄物的回收利用等,這也代表了未來復(fù)合材料行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新的一個發(fā)展方向。
?????? 荷蘭先進(jìn)復(fù)合材料制造商滕卡特公司(TenCate)展示了Cetex?熱塑性復(fù)合材料技術(shù),據(jù)稱它可以支持復(fù)合材料制造過程從工程設(shè)計到報廢回收的所有階段。項目包括開發(fā)回收流動層的想法,其主要內(nèi)容是將回收的熱塑性復(fù)合材料集成到供應(yīng)鏈中。該公司表示,將團(tuán)狀模塑料的設(shè)計自由度與增強(qiáng)熱塑性層壓板的機(jī)械性能相結(jié)合,關(guān)于流動層的想法利用了在零部件制造和報廢時獲得的多余材料,實現(xiàn)了接近100% 的零件利用比率。
?????? 劍麻纖維、黃麻纖維、亞麻纖維等天然纖維能夠有效增強(qiáng)復(fù)合材料,同時其綠色環(huán)保價值也值得引起重視。在本屆展會上,瑞士Bcomp 公司展出了多種天然纖維材料織物、PowerRibs? 天然纖維增強(qiáng)材料及其復(fù)合材料,與其他傳統(tǒng)復(fù)合材料相比,powerRibs? 材料具有出色的阻尼性能,并提供具有競爭力的價格。Bcomp 公司為GT 公司用集成LED 做的輕質(zhì)再生纖維車頂是其明星產(chǎn)品之一,powerRibs??和ampliTex??在保持剛度的情況下,制成的車身更輕,更安全,同時可降低環(huán)境污染及降低成本。
?????? 在復(fù)合材料回收方面,近年來也有不少企業(yè)一直在進(jìn)行大量的研究和嘗試。法國Cetim Cermat 與Cetim 公司共同研發(fā)了熱塑性復(fù)合材料回收利用裝備,主要是針對熱塑性復(fù)合材料生產(chǎn)過程中的廢棄物,以及廢棄復(fù)合材料產(chǎn)品重新回收利用的系統(tǒng)。從事回收碳纖維材料制造的英國ELG?碳纖維有限公司展出了其Carbiso?系列產(chǎn)品,旨在汽車、鐵路和航空航天領(lǐng)域進(jìn)行輕量化應(yīng)用。全球玻璃纖維解決方案公司(GFS)則將其新的回收工業(yè)用玻璃鋼廢料制成制造級別12.7mm、6.3mm?或3.2mm?的纖維或者粒料。
?????? 盡管整個復(fù)合材料行業(yè)對于綠色低碳和可持續(xù)發(fā)展理念的執(zhí)行還沒有完全深化,但從每年展會上關(guān)于這方面的創(chuàng)新展示也預(yù)示著其發(fā)展的有益方向,隨著不可再生資源的不斷消耗,環(huán)境、能源問題日益突出,可再生資源的開發(fā)利用、綠色環(huán)保技術(shù)的進(jìn)步在復(fù)合材料領(lǐng)域的重要性也日漸凸顯。
???????智能化和自動化水平升級
?????? 除了各種材料和應(yīng)用的展示外,在本屆JECWorld?復(fù)合材料展上很多企業(yè)對最新的設(shè)備和生產(chǎn)工藝進(jìn)行了現(xiàn)場展示,尤其是一些先進(jìn)的智能化概念技術(shù),簡直如同“黑科技”一般,吸引了大量的目光。裝備水平的提升與發(fā)展對復(fù)合材料工業(yè)來說至關(guān)重要,不斷延伸的應(yīng)用市場大大提高了對裝備自動化與智能化的需求。
????? 迪芬巴赫公司在本屆展會上呈現(xiàn)了用于生產(chǎn)纖維增強(qiáng)塑料部件的新型批量設(shè)備,可有效縮短工藝循環(huán)時間,使生產(chǎn)效率顯著提高。此外,該公司還展示了新一代 CompressLite 壓機(jī),它能完美地適用于加工熱塑性復(fù)合材料。CompressLite 系統(tǒng)最新研發(fā)的控制和可視系統(tǒng)使操作變得舒適和直觀。這一現(xiàn)代化的壓機(jī)設(shè)計采用最新技術(shù),同時兼顧經(jīng)濟(jì)適用性和生產(chǎn)效率。
????? 馬其頓Mikrosam 公司展出了其復(fù)合材料機(jī)器人解決方案系列。該公司的Tauris、Libra 和Discovery 等系列自動纖維鋪放機(jī)(AFP)和自動預(yù)浸帶鋪放機(jī)(ATL)可以為多種材料提供雙向鋪放工藝。這些設(shè)備均可以根據(jù)需求進(jìn)行定制,并且與熱塑性、熱固性和干纖維鋪放工藝相兼容。此外, 該公司還展示了一個集成的AFP?和FW(纖維纏繞機(jī))工作單元,可以減少將產(chǎn)品從一臺機(jī)器(FW?工藝)轉(zhuǎn)移到另一臺機(jī)器(AFP?工藝)所需的時間。
????? 德國Cevotec 公司展示了其最近成功開發(fā)的適用于熱固性預(yù)浸料的SAMBA 系列補(bǔ)丁鋪放系統(tǒng),這種應(yīng)用于三維幾何外形碳纖維復(fù)合材料部件的自動鋪放技術(shù),能夠滿足大規(guī)模、小批量或原型件的生產(chǎn)需求。
?????? 從參展的設(shè)備制造商整體來看,無論是上游的原材料生產(chǎn)設(shè)備還是復(fù)合材料的各種成型技術(shù)和設(shè)備、部件制造裝備及各種設(shè)備配件、配套軟件等品類都非常齊全,自動化程度越來越高,更加節(jié)省人工和時間成本,能夠大大提升整個復(fù)合材料的制造效率。提升機(jī)械化、自動化生產(chǎn)水平,尋求自動化、智能化生產(chǎn)線建設(shè),既符合工業(yè)4.0?的大方向,也能使行業(yè)朝著更加規(guī)?;?、高質(zhì)量的方向發(fā)展。
?????? 作為本世紀(jì)最重要的材料之一,復(fù)合材料以其優(yōu)異的性能,幾乎提供了無限的可能性。隨著行業(yè)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合進(jìn)一步加強(qiáng),創(chuàng)新理論的成果轉(zhuǎn)化逐漸形成良性循環(huán),復(fù)合材料由研究到產(chǎn)業(yè)化的通道迅速打開。從中國市場來看,2017?年復(fù)合材料銷售額達(dá)1010?億人民幣,約占全球市場的14.5%。雖然在3?年高速增長期后增速有所放緩,但隨著環(huán)保督查趨嚴(yán),復(fù)合材料企業(yè)大面積整合,骨干企業(yè)不斷涌現(xiàn),中國復(fù)合材料行業(yè)整體保持良性發(fā)展。未來, 隨著生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓展, 一場席卷全球的復(fù)合材料浪潮勢不可擋,復(fù)合材料將迎來更大的市場機(jī)遇。
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? (何 熹)