2017q终纤l会(x)?CarbonFiber2017)如期召开Q各相关公司t跃参加q进行了(jin)q终ȝ。东丽、ELG、L音等企业大咖齐聚一堂，p纤l行?017的成长与?xi)战Qƈ预测2018?jng)场增长情况?/span>
纤l行业在q去的一q中取得?jin)哪些成l?2018q碳U维?jng)场又将q来哪些重大H破?从会(x)议伊始到l束Q一直在为提高应用技术，拓宽纤l应用努力着。会(x)议的最后一天节奏稍微放~，?x)上做?jin)对碳U维今年?jng)场增长情况的预，q报?jin)几?gu)新的技术成果?/span>
纤l行业的成长与挑(xi)?/span>
通用汽R公司的工E组l理Mark Voss在会(x)上做?jin)关于碳U维发展新型汽R应用的演Ԍpȝ地阐qC(jin)q个方向会(x)面(f)的挑(xi)战。Voss主要研究开发体l构先进复合材料Q根据在Corvette车系中应用碳U维面板的经验，他徏议大家尽可能选择熟?zhn)的材料Ş式和加工技术，可控性是新型纤l部件的成功关键?emsp; 要尽可能在新应用中限制“新闠Z的产生Q就是说要限制汽车行业的新技术和程的数量。因为在_合材料中材料和工艺变量本来就很多Q当盲目加入熟?zhn)度不高的C物时Q实施结果的复杂性将?x)被大大增加。他用一个数据作Z证，如我们在Ac表面上工作Ӟ变量?x)被攑֤?00倍?/span>
Vossq强调了(jin)q接技术对于引入碳元g的重要性，q些_件必M汽Rl构中的不同材料l合在一赗在演讲中，他说目前x(chng)料的成本较高让碳复合材料的成本竞争力看似很低Q但大家高瞻q瞩Q对比废钢的成本Q碳U维才是一条明智选择。最后他展望?jin)对此次会(x)议成果的期待?x)“我非常高兴看到q个戉K在未?0q带l我们的是什么。?/span>
随后Q来自美国L士顿勒克斯研I所的Anthony Vicari以碳U维复合材料在未来的成长Z(x)和面临的?xi)战(sh)Z题发表演讌Ӏ首先他对碳U维行业发展预测数据q行报告Q到2020q碳U维产能能达?51,000公吨(MT)/q_(d)实际产量预计减少U?0-20%。到2025q_(d)纤l的需求预计将辑ֈ22.8万吨/q_(d)其中风能和航IZ增长最快。如果这些数据真的实C(jin)Q在2025q之前，汽R上碳U维的利用普?qing)率?x)提高Q不再ؓ(f)豪华车型独n?/span>
他说Q在铁\Q徏{维修和大型h船舶斚w对玻璃钢(纤l增强树(wi)脂材?的需求将l箋(hu)增长。因为在铁\上应用时Q玻璃钢制{向架取代钢铁的话Q可以将铁\车辆的重量减轻近1公吨Q且耐腐蚀性很好，可以提高l护和用寿命。他q看C(jin)纤l在桥梁l修上的大市(jng)场，他说目前ȝ钢的制备和用技术非常成熟，但基设施?jng)场q没有把目光攑ֈq上面。这一切的Ȁ发点只需要等时机成熟Q比如等国LeMond复材所和橡?wi)岭国家实验室开发出低成本的纤l_(d)再委托制造商代工生Q由FARO Technologies和Oxford Performance Materials{创新厂商开发的改进修复技术即可完成?/span>
在风能领域，纤l的路可能不?x)太，已经不止一位发a人指出，风力发电(sh)机制造商正在L高模量玻璃纤l而不是碳U维。美国能源部桑_(ki)亚国家实验室的{子气动弹性主BrandonEnnis引用?jng)场信息咨询公司MAKE提供的数据进行分析，提出h和供应链问题?sh)?qing)刉敏感性问题正是风力涡轮机刉商努力摆脱x(chng)攄原因?/span>
EnnisQ风能应用需要碳技术h员(sh)航空航天的性能设计转向成本驱动的设计。尽在2015q碳?-8兆瓦的涡轮叶片中没有什么应用，但他说SandiaQORNL和蒙大拿州立大学已经开始进行ؓ(f)期两q的联合研究Q评估具有成本竞争力的定制碳U维复合材料在风力涡轮机叶片中应用的商业可行性。所以他说未来在5兆瓦以下?0兆瓦以上的涡轮机中用一些碳材料q是可能的?/span>
上图是Sandia在会(x)议演讲中引用来自MAKE咨询公司的数?/span>
复合材料回收
2017复合材料?x)议召开期间Q就复合材料的回攉题成立了(jin)一个小l，组由复合材料回收技术中?j)的Geoffrey WoodLQ小l成员包括通用汽R公司的Mark Voss和勒克斯研究公司的Anthony Vicari{h?/span>
Geoffrey Wood复合废料可以通过打开全新的市(jng)场，使碳U维销量变高，因ؓ(f)纤l增强复合材料的产品成本会(x)更低。所有的专家组成员?sh)都认?f)Q随着自动化程度和零g加工效率的提高，未来废钢产量会(x)减少Q复合材料行业还有很多事情要做，以便抢占更替环节的领导地位?/span>
?x)上Q众组成员都认为因Z用变q，纤l增强树(wi)脂材料对有效回收利用技术的依赖性更高。虽然目前大多数回收利用都集中在纤l增强树(wi)脂材料加工工艺的废料上，但是发言人指出，回收废旧复合材料部g的需求日益增加，到本世纪20q代后期占回收废弃物的很大一部分?/span>
?x)上组成员间的交流有很多亮点，C一摘录:
【来自ELG纤l有限公司的Frazier Barnes?/span>
数据昄Q可回收纤l的?jng)场可?5,000?q_(d)每年可提?0,000吨回收废料。Barnes指出Q碳U维每年预计产量12万吨Q但是需求量高达2.5万吨/q_(d)之间的巨大差距可由回收碳U维来I补。同Ӟ回收纤l比回收金属和塑料更L(fng)争力?/span>
目前ELG公司在回收碳U维上已l做Z些成，他们的碳回收材料已经在美国的19辆R上进行了(jin)6个月的道路测试。如果此ơ测试通过的话Q每q将?0万辆车在车n上利?公斤的碳回收材料。除此项目外Q其他可商业化生产的目包括Q?/span>
①导轨{向架Q用压~成型预料?0%_收纤l和20%原碳U维制成的碳U维增强?wi)脂材料D转向架构Ӟ可切割重量减轻75%Q轮对轨载荷减少40%?/span>
②汽车a(b)盘：(x)使用包覆纤l填充热塑性塑料的_收纤l制造垫坯，一ơ性实现净形部Ӟ与玻璃纤l增强塑?GFRP)相比Q可节省30%的重量?/span>
③椅：(x)相对?3公斤的原始金属部Ӟ用碳回收材料可提供重量仅?.5千克的部件?/span>
对于目前未解决的难题，Barnes认ؓ(f)Q回收碳U维面(f)的最大挑(xi)战是鉴定和显C纤l和部g的一致性?/span>
【来自L韛_司的Tia Benson Tolle?/span>
波音公司的目标是零废物制造，包括零填埋垃圾，零危险废物，零吸水量和温室气体排N。Benson Tolle_(d)实现q一目标的关键是使复合材料部件的刉变得更加有效，最大限度地“从上到下”减废物?/span>
【来自Carbon Conversions Inc.的Mark Janney?/span>
Carbon Conversions Inc.正在用碳回收U维生五种不同pd的品。Janney举了(jin)几个闭环复合材料刉的例子Q如国甲骨文赛车队与碳转换公司合作Q回收了(jin)其中一艘赛车游艇，新西兰的Core Builders Composites公司用碳回收U维产品生下一代船只。Trek自行车R架被Crawford Composites公司重新应用到碳回收产品中徏立方E式赛R?/span>
Janneyq提到在2016q后期，Hexcel对他们进行投资，资助{化公司加强对重复利用和全生命周期攉处理斚w的研发活动?/span>
在讨论阶D，无论是ELG纤l公司还是碳转化公司都有提到Q碳回收产品的^整度和一致性很好，q行后期l修处理的客h量已l急剧减少?/span>
【来自日本东丽工业株式会(x)C北野?/span>
北野说东丽公怽于南卡罗来纳州斯巴达堡的新型纤l生产设施将?018q开始运营，此前Q东丽已l在日本在线生_收纤l设施?/span>
纤l科技技术进?/span>
2017q碳U维?x)议内容늛的技术发展跨了(jin)纤l技术的全部范围Q从纤l前体制造到刚刚提到的回收工作。会(x)上出现很多技术亮点，C一摘录Q?/span>
自适应模具pȝ
自适应模具pȝ由来自丹麦的ADAPA公司开发，他们的与?x)成员ChristianRaunҎ(gu)q行?jin)介l。该pȝ使用数字控制Q可用简单设备将塑料、凝土、玻璃和复合材料成型成各U简单的双曲UŞ状。加工出产品也有多类Q用单一的成型系l可加工出曲面半径小?00毫米的曲面和面积大至6c?times;2c的q面ѝ?/span>
在生产中的用的工艺包括?wi)脂灌注处理Q热塑性塑料的热成型，泡沫芯的成型和UV固化?wi)脂复合材料的成型?/span>
可一分钟快速固化的预浸?/span>
生出可1分钟快速固化预料的公司是索尔l公司，设计的初h能够满自动化加工过E和一分钟节拍q程的需求。这USolvaLite730预浸料用了(jin)高性能不饱和乙烯基酯，它的性能接近于典型的环氧?wi)脂Q但是焓(chung)低，加工速度快，室温E_性好Q无_性?/span>
索尔l公司的与会(x)代表Lewis Williams介绍?jin)实C分钟节拍q程的关?
加热q程中要预留预热旉和运行时?
要有快速的关闭工具;
整个模具表面的温度应一?
Williams说这cM烯基酯类预浸料还有很大的发展I间Q烦(ch)?dng)维在提高性能Q降低成本的方向上(h)l努力?/span>
低成本碳U维
低成本碳U维是集众h努力产出的成果，国树(wi)岭国家实验室q行研发Q美国先q复合材料制造研I所负责商业化过E中所需要的数据资料。迄今ؓ(f)止研I发现的低成本碳U维(LCCF)的质量与工业U别的碳U维产品相当?/span>
可再生丙烯腈
丙烯腈是纤l的关键前体Q之前几乎全部是从石油中提取Q但最q南方研I公司已l设立试点工厂，发展非石油基的丙烯腈Q他们用一U糖{化的技术制备丙烯腈Q南方研I公司的与会(x)代表Amit GoyalҎ(gu)q行?jin)介l?/span>
预计?019q该试点工厂q将产出0.5吨丙烯腈Q南方研I公司的目标是在2021q底前能够有一个年生量达5000吨可再生丙烯腈的商业工厂。丙烯腈的商业化生预计可成本低于一元每吨Q如果这个数据实现的话，可再生丙烯腈刉成本降?5%?0%?/span>
