2017年复合材料市场报告:碳纤维市场

碳纤维市场继续保持强劲增长。2017年,全球碳纤维需求量约为7.5万吨。航空航天、风电叶片和汽车应用各占市场的五分之一左右,其余包括体育用品、注塑成型复合材料的配混料、压力容器、建筑和基础设施加固、模具、船舶、石油和天然气以及其他较小的终端应用。近年来,碳纤维的需求量每年以10%至15%的速度增长,预计未来几年将保持这种增长速度。

考虑到全行业铭牌产能(额定产能)12.5万吨的最低效果,碳纤维的有效净产能(实际可生产的最大产能)约为9.5万吨。在全球20家碳纤维生产企业中,前六位占全行业产销量的80%~85%左右。10个最新的生产商——其中许多在中国——占世界额定产能的12-15%,但是还不到世界产销量的5%,所以他们还需要大步跟上。预计2018~ 2019年碳纤维需求量将突破8.5万吨至9万吨,需求量和产能将再一次达到平衡,并且需要额外的产能,或者产能的紧密性将会占上风。

CFRP在任何应用中的接受程度都取决于它们所能提供的技术和经济效益。在大多数应用中,碳纤维的技术优势包括材料的高比强度性能带来的低重量。例如,一台钢制汽车白车身(一种将金属板部件焊接在一起的汽车车身)重约400公斤。如果使用CFRP制造的话,车身重量可以减轻75%,这有利于降低传统车辆的燃料消耗或者扩大电池驱动的电动车辆的行驶里程。

在大众市场应用(例如在日常生产的数百万辆汽车中)采用CFRP的经济挑战尚未解决。碳纤维本身不仅要降低成本,而且还要降低其复合材料的成本。幸运的是,其解决方案变得越来越清晰,那就是批量生产。

高产量的批量生产可以使用新的高速工艺,如树脂传递模塑、压塑、注塑、湿模塑等等,这些工艺全部用于制造碳纤维复合材料部件,并辅以机器人进行材料搬运。最终的结果是过去需要用几分钟到几个小时内才能完成CFRP部件在1分钟内就能制造出来。批量生产方案可以解决CFRP部件迄今为止面临的“先有鸡还是先有蛋”的因果性困境:大量生产和低单位成本需要大量应用来证明,而大众市场的大量采用则需要较低的单位成本。

另外,使用碳纤维来降低特定汽车部件或组件重量的间接好处必须充分利用在整个车辆中。随着车体重量的降低,一辆车需要较少的悬架和较小的引擎、车轮和轮胎。一辆汽车的整个设计都可能需要改变,以充分利用CFRP提供的所有优势。

总之,碳纤维和碳纤维复合材料的市场正在蓬勃发展。需求正赶上可用产能。在热固性树脂体系和热塑性塑料方面的进展正在帮助CFRP得到更多的采用。在汽车等新型大众市场应用中,适当的用途得到适当的应用可以实现量产。而且批量生产将降低成本。

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