高温碳纤维成型的新工艺

玻璃钢2011年第1期高温碳纤维成型的新工艺

李抒编译

（上海玻璃钢研究院有限公司，上海201404）

摘要

新兴企业RocTool公司已经在Cage系统?工艺上赢得了声誉。现在RocTool正推出其最新补充的3iTech?技术，一种将感应器集成在模具中的新型感应加热工艺。Cage系统因快速加热模具

表面而闻名，而3iTech集成内部感应技术则开启了加工复合材料的其他可能性，因为它能够在

20℃-400℃的温度下，加工包含碳纤维的热固性和热塑性材料。

对这种新型加热和冷却工艺，RocTool的思路继续集中在两个不可分的要素上：

①电磁感应迅速加热模具；

②控制局部温度。

2001年，当RocTool开始开发前卫的加热和冷却技术时，它显得有点与众不同，它试图用加热再冷却一个模具来加工材料的优点说服塑料和复合材料部门。随后大约在2007-2008年，该领域有了彻底改观。现在，在主要领域内，大多数主要树脂和设备制造商们对加热和冷却技术已经开展研发，或者制定了工序标准。

RocTool起初并未直接选择电磁感应。公司早先试验了大量的可选方式，包括焦耳效应、高频率和微波加热等方法。

感应相比其他所知的技术，如压缩热传递液体（水、

油、蒸汽）或筒形加热器等，是迅速加热模具最安全和最

有效的工业方案。感应可通过两种不同途径来加热一个模

具：

①Cage System?—外部感应加热线圈，对模具表面直

接加热；

②3iTech?—内部感应加热线圈，采用预埋在模具表面

下的钢层加热（图1）。

3iTech?工艺通过热传导利用集成在模具内部的感应器

来加热模具表面。它可以简单地定义为一个“超级”筒型加

图1用于热压工艺的3iTech?模具图热器的三维网络，具有以下特征：

（1）感应器网络：

①三维相通；

②可延伸至相当的长度（达数平方米）；

③可传输高强度的电力（达数十万千瓦）；

④可在高温下运作（达400℃以上）；

（2）模腔的热阻是零，因为能量直接通过感应施加在包围感应器网络的模腔表面之上。

操控这种感应工艺可以对非常薄的金属层（通常为几十分之一毫米）输入高强度的电力（每平方厘米20-30千瓦）以启动快速可控的升温，同时限制着任何惯性效应。

1 3iTech及其衍生技术的介绍

3iTech?的基本原理在于创造一个埋有感应加热线圈的模腔网络（图2）。利用电磁感应加热模腔表面，使模具表面各处可以获得一个均匀的升温，从而优化所需的加热时间和能量。

模具

模腔

感应器

图2 3iTech?环路图

模腔到模具表面之间的距离，亦可称作“热辐射的弯月面”，可通过两种方法来优化：钢的导热率和弯月面的长度。许多3iTech?的衍生技术和组合技术是根据那些目标工艺（RTM、热压、塑料注射、真空袋压、管制造）、在给定温度、加热时间和保压时间下进行加工的材料以及所涉及部件形状的复杂性来提出的。所要求的3iTech?配置（图3）也存在差异，例如你要在400℃下加热一个模具2-10分钟，或是在120℃下加热5-15秒。同样，其效果也将会随着模腔的形状变化（圆形或方形）以及所用感应器的形状变化（圆形、方形或长方形）而有所不同。感应器甚至可以是弯的，通常对于铜丝而言，也可以存在实心的十字交叉部分或是空心的以便于冷却，或任何随意的形状以便能铺设成高度三维的网络。

图3 3iTech?原理的横截面

RocTool和Indumold?技术发明者KIMW公司，似乎预先就确定达成一项协议。RocTool 开发出一种方案更偏向用于加工高熔点材料，包括复合材料（直径6-15毫米的管型感应器，可冷却，距离模具表面10-15毫米），而KIMW的Indumold技术专门用于塑料注射模型，涉及一个由小型感应加热线圈形成的网络，集成在距离模具表面非常近的地方（没有冷却感应器，直径3-6毫米，距离模具表面3-5毫米）。这两种方案是互补的，向RocTool提供了可直接应用于所有复合材料和塑料工艺领域的全套系列方案（图4）。

图4 Gigaset（德国）使用内部感应加热法制造的部件，省去了焊接和涂层

这种工艺的优点是它在惯性效应之外利用了其他机理，使得模具加热系统更加智能化。例如：分离了模具移动和固定部分的加热，或将模具的限定区域局部加热到要求的温度。

2 3iTech?模具的结构参数

一个3iTech?模具产品要加工出许多模腔来装入感应加热线圈，就这方面而言是独一无二的。如果这个模腔网络是二维平面，就可以使用机械或钻孔方法来制造。而对于一个高度三维的网络，唯一起作用的办法就是通过三维加工制造一个嵌入模具。

只要它和感应模式相容，任何标准的模具材料都可使用，从铝到镍基合金如因瓦合金，以及所有种类的钢，包括不锈钢。为了在指定的操作温度下获得优化操作，对模具材料的选择被作为最后阶段的考虑。但是，如果一种材料能极好的符合以下标准就更好了：

①高导热率；

②对热加工环境具有较好的力学抗性；

③良好的电磁性能（磁性材料）；

④低成本；

⑤世界各地盛产。

根据目标加工工艺的变化，使用不同的冷却装置。通常，一秒钟冷却线路被安装在感应网络之后，当加工高熔点的材料如PPS或PEEK时，冷却线路在加热之前就排空，以便使热损失最小化并防止冷水环线与加温到400℃的模具有接触（图5）。

图5 碳纤维手机壳

生产周期：3分钟；能量消耗：5Kva/分钟。温度从60℃到230℃

相反，当加热时间和（或）塑料注射的温度很低，就要持续控制整个冷循环。另一种更有效的衍生技术在于根据是否处于冷却或加热阶段，使水在感应器周围循环流动。

总之，所有类型的冷却方法（图6）都可以和温度控制线路集成在一起：

①位于加热网络之后（标准设计）；

②与加热网络平列（设计用来优化冷却效果）；

③在加热网络之前（强化冷却效果）。

冷却网络

加热网络

图6 有限元分析 - 3iTech?树脂传递成型模具

关于热和机械的应力，热力学研究已能做到综合所有这些想法来确保模具设计的优化。模具设计将着眼于热膨胀方面，热膨胀会引发热疲劳，而热疲劳可通过一些办法进行控制，如对模具的指定区域进行加热，选择更为合适的钢，或使用更加合适的涂层。

3 3iTech?用于不同复合材料工艺上与标准加热工序相比：差异、优

势及局限

3.1 部件的RTM成型

与标准工序的差异：（1）可能获得不同的临界温度；（2）可低温注入高温固化，加快固化周期；（3）移除不需要冷却装置或冷却模的部件。

优势：极大缩减了周期时间（对一些环氧或PU树脂缩减了大约3分钟）；提高了部件的表面质量；显著降低了产品成本。

局限：对于非常大的部件（超过4-5平方米），仅在中等电力下很难达到只有几秒钟的加热时间。

3.2 不经片压的热塑性和热固性预浸料件的生产

3iTech?工艺的主要优势在于其碳纤维成型能力，包括在高温度下。对于热塑性塑料，它可以直接从柔软的织物开始而不需要预先加固的片材。

与热固性材料标准工艺的差异：可达到温度界限，加快固化过程。

与热塑性材料标准工艺的差异：使用柔软的织物，无需预热材料，转移到冷模。

优势：显著减少了周期时间和部件成本。

由于航空工业设备制造商们要使用大量的模具，航空工业将会发觉除了成本外的另一个优势。因为这些模具几乎瞬间就可被加热，模具的开始时间和潜在的变化是决定性的因素。

局限：这项技术不适合大型部件，并且相关的产量必须足够大，将这项技术添加到生产线中才合理。图7是对一个复合材料框架成型模具进行加热的模拟。

图7 有限元分析 - 3iTech?热压模具

图8（a ）图展示了用PA-12/碳纤维制造的一个部件，用时2分钟（为一个完整周期，包括加热、保压和冷却的时间）。（b ）图展示了同一部件使用环氧/碳纤维制造，用时4分钟，包括2分钟的固化时间。

图8 PA12/CF 框架（a ） EP/CF 框架（b ） 3.3 管材和中空部件的生产

与标准工艺的差异：加热、保压和冷却一个周期中完成，在生产过程中无需任何操作模具。

优势：部件的周期时间和成本具有优势，减少了能源消耗。

局限：由于周期时间非常短，该工艺不适合小批量。

图9展示了容纳4根感应器的4个感应加热模腔，均匀地分布在模具要求加热的圆柱体四周。

图9 有限元分析 - 3iTech ?管状模具

一个冷却网络分布在感应器网络四周，在该例中，共有六条水道均匀的分布在模具加热槽周围。

铸模的程序如下：气囊和复合材料放置到位，清空冷却水道以优化加热时间，加热阶段开始。在温度提升和温度驻留以协助热量充分注入后，冷却阶段启动。

图10是一份用PA-12/碳纤维制造管材的生产周期表，用时3分半。

冷却网络

冷却步骤加热步骤

冷却步骤

图10 3iTech?在管材加工应用中的完整周期时间

图11展示了一段刚从模具中抽取出的PA-12/碳纤维管，生产用时3分半。同一模具曾用于制造相同的PPS/CF部件，温度上升到330℃，5分钟的时间周期，从而为航空工业中众多高温中空结构的应用创造了无限可能。

图11 PA12/CF管材

4 总结与展望

自2000年创建至今，为了向制造商们提供大量用于加工复合材料的生产工艺，RocTool 已汇聚了一个（感应、热力、材料）专家团队。这些工艺以专利和专有技术许可的形式出售。公司的目标是通过显著降低零部件的生产时间和成本来促进复合材料更加广泛的发展。

迄今为止，其首个工艺Cage System?（一种电流在模具表面之上流通的感应工艺），在零部件的批量生产上已非常普及，但却无法批量生产碳纤维部件，由于碳纤维具有传导性，

因而与之接触的模具表面必须要绝缘。

新型3iTech?工艺则完全兼容碳纤维，因为电磁感应发生在模具内部，表面并没有电流流通。

当初RocTool对该项新工艺的两个开发目标是：

①根据其构造的情况，在2-5分钟的时间内大批量生产碳纤维复合材料零部件；

②在高温和低温下生产复合材料，使市场上所有系列的材料能被加工，从80-200℃的热固性树脂到高达400℃的PPS、PEI或PEEK。

下一个技术步骤将主要在于优化效率以及温度在模具表面的分布方式。将开发另一个领域，使3iTech?技术适用于市场上的大型部件，包括非热压罐工艺制造的部件。

（《JEC Composites》June/July 2010，No.58：62-66）

新能源：风电发展有保障海上风电贡献加大

风电发展速度趋缓。随着亚洲市场（中国和印度）、北美市场（美国和加拿大）风电的加速发展，欧盟的市场地位迅速下降。截止到2010年底，欧盟新增风电装机和累计风电装机分别占全球的25.96%和43.36%，均达到历史新低。2010年欧盟新增风电装机9,295MW，同比下降11.36%。我们认为风电新增装机下滑的主要原因是风电投资商对经济发展的担心以及对风电并网能力的担忧。

德、西依然是主力，法、英、意奋起直追。截止2010年底，德国和西班牙累计风电装机合计占欧盟比为56.82%，新增装机占欧盟的32.37%，仍然是欧盟风电发展的主力。但法国、意大利和英国异军突起，2010年三家新增装机合计占欧盟市场份额的32.23%，与德、西基本持平。

海上风电成为亮点。2010年欧洲新增海上风电并网容量达883MW（占欧盟新增风电装机的9.5%），同比增长51.72%；累计安装海上风机1136台，合计并网容量为2,964MW，同比增长24.43%。从海上风电累计市场份额看，英国保持领先地位，而丹麦、德国和比利时的海上风电在2010年均有大幅增长。根据欧洲风能协会的预计：到2011年将新增海上风电并网容量1000MW-1500MW，2015年海上风电装机容量将达到8000万KW。

可再生能源发展迅速，风电发展仍有保障。2010年，欧盟新增可再生能源装机为22.7GW，同时增长31.2%，占欧盟新增电力装机的41%，而1995年该比例为14%。在可再生能源电力装机中，风电贡献突出：2010年风电新增装机占欧盟新增电力装机比例为16.8%；2010年风电累计装机占欧盟整个电力装机比例为9.6%。2010年风电占欧盟整个电力消费比例为5.3%，而根据欧盟制定的2020年能源行动计划，风电占整个欧盟电力消费的比例达到14%，因此，未来10年欧洲风电的发展仍将获得政策上的保障。

（凤凰网财经）

缠绕成型工艺

第6章、缠绕成型工艺 §6-1、概述定义：将浸过树脂胶液的连续玻璃纤维或布带，按照一定规律缠绕到芯模上，然后固化脱模成为增强材料制品的工艺过程。因此三大过程：预浸、缠绕、固化脱模。细节见图7-1 §6-1-1、缠绕工艺分类及特点 1、干法缠绕预浸纱带（布带），加热粘流后缠绕。特点：严格控制纱带含胶量和尺寸，质量稳定，速度快，劳卫条件好，投资大。 2、湿法缠绕浸渍无捻粗纱直接缠绕。特点：材料经济，质量不稳。 3、半干法缠绕预浸渍粗纱（或布带）随即缠绕到芯模上。特点：无需整套设备，烘干快，室温操作。 §6-1-2、缠绕制品特点 1、比强度高 F：3Ti，4Steel。原因： (1)表面缺陷小 (2)避免纵横交织点和末端的应力集中 (3)可控方向与数量，实现等强 (4)纤维含量高80%

2、可靠性高克服材料的韧性不够及缺口带来的可靠性降低。 3、生产率高机械化，大批量。 4、成本低无捻减少了纺织等其它工费。缺点：形状限制，投资大，必须大批量。 §6-1-3、原材料纤维增强材料，树脂基体选择原则：满足设计性能指标，工艺性参数及经济性要求。 1、增强材料玻纤（无碱，中碱无捻粗纱，高强纤维），碳纤维，芳纶纤维等。纤维要求： (1)高档产品：碳纤维，芳纶纤维 (2)制品性能要求 (3)表面处理 (4)与树脂浸渍性好 (5)各股张力均匀 (6)成带性好 2、树脂基体指合成树脂与各种助剂组成的基体体系。选用要求： (1)工艺性好，粘度与适用期最重要，适用量>4小时,η=~1Pa·S。 (2)树脂基体的断裂伸长率与增强材料相匹配，方能获得满意效果。 (3)固化收缩率低和毒性刺激小 (4)来源广、价格低

解密汽车仪表板材料及制造工艺

解密汽车仪表板材料及制造工艺随着汽车在安全及环保性方面的发展，人们对汽车饰件在安全性及环保性方面的要求也越来越高；随着仪表板外形设计美观的要求，越来越多的仪表板采用无缝气囊门的外观设计，因此对汽车仪表板来说，一个好的仪表板不仅要有设计新颖美观的外形，舒适的手感，而且还需具有优良的老化性能及与乘客的良好相容性(优良的散发特性)。由于PVC材料具有良好的手感和花纹成型性且材料成本低等优点，因此目前PVC搪塑仍是使用最广的仪表板表皮加工工艺，PVC粉料占据了搪塑成型工艺的绝大部分市场。由于PVC材料的玻璃化温度较高，材料在低温环境下发脆，易造成无缝气囊仪表板在低温状态爆破时，气囊区域PVC表皮碎裂而飞出，对乘客产生安全隐患，PVC在抗老化性、增塑剂迁移等方面也存在问题，因此出于安全及环保原因，目前各主机、饰件及材料生产厂商相继开发出了PVC的替代材料及工艺。由此可见，随着环保要求的不断提高，与环境相容性较差的材料将逐渐被替代。今后，仪表板表皮材料将在以下性能上不断改进：优良的安全性能，低温性能；优良的老化性能，抗UV性能；易于循环使用；减小成雾性；材料无害性、与环境及人的相容性。根据仪表板表皮性能这些发展要求，世界各主机、饰件及材料生产厂商不断开发出新的材料及成型工艺以满足表皮性能的发展要求，以下将对仪表板饰面表皮的一些性能优异的新材料及其成型工艺进行介绍。搪塑成型工艺搪塑工艺是当前一项成熟并使用广泛的成型工艺，其加工成型工艺简单，是目前应用最广的工艺。目前搪塑模可采用的皮纹也越来越广，如缝纫线(StitchLine)，主要的环保新材料有热塑性聚烯烃(TPO)、热塑性聚氨酯(TPU)粉料。 1.热塑性聚氨酯TPU 热塑性聚氨酯TPU结合了橡胶的物理机械性能，具有优良热塑性及工艺加工性。其优点有：是一种环保型的材料，可回收循环使用；具有优良的物理机械性能、可使用较薄的表皮厚度；良好的耐化学性、耐老化性、抗摩损性；TPU搪塑料无须添加增塑剂，其具有良好的气味及散发特性；优良的低温性能，在低温状态下保持着优良的弹性，玻璃化温度为-50℃。 TPU搪塑粉料分二种，一种为芳香族聚氨酯，另一种为脂肪族聚氨酯。芳香族聚氨酯由芳香族异氰酸脂MDI及聚醚组成，脂肪族聚氨酯由脂肪族异氰酸脂如HDI、IPDI和聚酯或丙烯酸聚醚组成。由于芳香族异氰酸脂存在不饱和键，易产生变黄及粉化现象，因此早期使用的芳香族TPU搪塑表皮表面需喷上涂层，以防止表皮变黄。目前开发的TPU搪塑粉料一般都是脂肪族体系，脂肪族聚氨酯具有优良的抗紫外线、耐光性，因此无须对表皮表面进行喷涂处理，但脂肪族TPU一般的加工性能及高成本却影响了TPU材料的推广。由于脂肪族TPU优良的耐光性及舒适的手感，其在中高端的产品上应有较好的应用前景。

碳纤维产业现状及发展前景

碳纤维：从“无”到“有”到“好” 随着国家政策扶持力度的不断增大及市场需求的日益增长，我国碳纤维出现了前所未有的产业化建设热潮，国产碳纤维技术和产业化水平显著提高。特别是最近十年，在国家科技与产业计划的支持下，高性能碳纤维及其复合材料在关键技术、装备及应用等方面取得了突破性进展，初步建立起国产碳纤维制备技术研发、工程实践和产业化建设的较完整体系，技术发展速度明显加快，产品质量不断提高，有效缓解了国防建设重大工程对国产高性能碳纤维的迫切需求。目前，国内大小碳纤维生产企业近40家，其中，拥有千吨以上规模生产线的企业4家，拥有五百吨级生产线的企业5家。国产碳纤维总产能达到1.96万吨。主要产品为12K及以下规格小丝束PAN基碳纤维，其中，T300级碳纤维性能达到国际水平，已进入产业化发展阶段，并在航空航天领域得到了应用；T700级碳纤维已建成千吨级生产线，产品进入应用考核阶段，低成本干喷湿纺T700级碳纤维已经实现规模化生产；T800级碳纤维吨级线建成并已实现批量生产。但高模、高模高强碳纤维的工程化制备技术及更高等级碳纤维的制备关键技术还有待攻关。总体上讲，目前我国碳纤维产业整体发展水平仍与国外存在较大差距。主要表现在碳纤维原丝生产工艺路线单一、纺丝速度慢、效率低；生产线规模小，产能分散，低端产品产能过剩但生产线开工率低，年产量不足产能的20%；产品品种规格单一、性能稳定性不高、同质化现象严重、成本居高不下；生产装备自主设计制造能力不足、对生产工艺的适应性差；油剂、上浆剂等原辅料开发不配套；下游应用技术发展与碳纤维技术不匹配，下游应用市场对碳纤维产业发展牵引力不足等。特别是，由于低成本、稳定化、规模化生产技术的欠缺，绝大多数碳纤维产品的成本与市场售价倒挂，我国碳纤维企业面临着国内企业间恶性竞争和国外企业恶意压价的内忧外患，生存状况不容乐观。而目前，国际碳纤维产业及下游应用市场均呈现欣欣向荣的繁荣景象，一方面国际碳纤维应用市场继续以6-8%的增速不断扩大，应用领域进一步拓展；另一方面，全球各大碳纤维制造商已陆续宣布了大幅扩产计划，市场竞争空前激烈。面对国际碳纤维产业如此明确的发展信号，“十三五”期间，我国碳纤维产

仪表板工艺

仪表板因其得天独厚的空间位置，因此越来越多的操作功能分布于其上，除反映车辆行驶基本状态的仪表外，对风口、音响、空调、灯光等的控制也给予行车以更多的安全和乐趣。因此，在汽车中，仪表板是集安全性、功能性、舒适性与装饰性于一身的部件。首先，它需要有一定的刚性以支撑其零件在高速和振动的状态下保证正常工作；同时又需要有较好的吸能性使其在发生意外时减少外力对正、副驾驶员的冲击。仪表板生产的主要工艺针对不同仪表板，涉及的工艺及流程也有较大差异，可粗略归纳为以下几种： 1. 硬塑仪表板：注塑（仪表板本体等零件）→焊接（主要零件，如需要）→装配（相关零件）； 2. 半硬泡仪表板：注塑/压制（仪表板骨架）→吸塑（表皮与骨架）→切割（孔及边）→装配（相关零件）； 3. 半硬泡仪表板：注塑（仪表板骨架等零件）→真空成型/搪塑（表皮）→发泡（泡沫层）→切割（边、孔等）→焊接（主要零件，如需要）→装配（相关零件）。具体工艺注塑工艺是将干燥后塑料粒子在注塑机中通过螺杆剪切和料桶加热熔融后注入模具中冷却成型的工艺，也是仪表板制造中应用最广泛的加工工艺，用来制造硬塑仪表板本体、吸塑和软质仪表板的骨架及其它大部分相关零件。硬塑仪表板材料多使用PP，仪表板骨架的材料主要有PC/ABS、PP、SMA、PPO（PPE）等的改性材料。其它零件则根据作用、结构和表观要求的不同，可选择上述材料以及ABS、PVC、PC、PA等材料。注塑工艺在上世纪四、五十年代迅速兴起后，得到了大力发展。经过在设备、模具上的不断增加、改造、选装不同用途的设备，注塑工艺形成了多种分工艺：如气辅注塑、顺序阀注塑、复合注塑、嵌件注塑、双色注塑、二次注塑等。气辅注塑：是气体辅助注塑的简称，发明于八十年代初，推广于九十年代，将熔融塑料粒子注入模具的同时注入一定量的惰性气体，并通过气路、结构的设计和工艺控制使零件的特定区域形成中空结构的注塑工艺。中空结构的形成在增强了零件的机械性能的同时，减小了零件壁厚以改善零件外观，降低了材料成本和成型周期。因此该工艺不仅在汽车制造业得以应用，在家电制造业也得到了长足的发展，主要应用于结构件，尤其是有外观要求的结构件。近年用水代替惰性气体的研究与应用也取得了一定成果。顺序阀注塑：在九十年代由附有热流道模具的注塑演化而来，是通过与设备连锁的阀门，控制模具热流道中不同浇口的开闭，从而控制料流的注塑工艺。该工艺适用于薄壁长流程的产品，降低对设备锁模力的要求，优化表面质量，缩短成型周期。复合注塑（laminate injection molding）：在注塑模的动模一侧放置与模具形状吻合或无形状的片材后注塑成型，使产品具有两层结构的同时有模具赋予的形状。其优点是减少了加工工序，产品表观质量好，零件间粘结力强。因其有形状片材在与模具配合时需精密控制，而无形状的平面片材需到达零件拉伸要求，因此该工艺在仪表板制造中应用范围很小，而在门内饰板和装饰板/条有一定的应用。嵌件注塑：在家电业中较为普及，在仪表板生产中各电器开关的制造均采用该工艺。它是将需嵌于注塑件的金属零件在注塑前置于模具内，注塑后熔融的塑料将其部分包覆，成为一个零件。双色注塑：在双色注塑机上，在同一生产周期内向专门的注塑模内同时或先后注射不同颜色、种类的原料，使产品具有不同的外观、性能，以满足相应的要求。但因双色注塑在设备和模具中的巨大投资而逐渐被二次注塑所取代。简单来说二次注塑就是注塑零件为嵌件，主要应用于机械性能和外观要求都较高的零件。材料的选择是该工艺的关键。

2018年碳纤维行业现状及发展前景分析报告

正文目录 1、碳纤维材料前景广阔，全球产能高度集中 (6) 1.1、碳纤维应用领域广泛，全球需求增长态势良好 (6) 1.2、碳纤维技术壁垒高，行业龙头优势显著、成本控制能力强 (17) 2、日本企业后发先至，精准定位碳纤维市场 (21) 2.1、东丽掌控碳纤维核心技术，引领行业持续发展 (22) 2.2、帝人东邦布局全球生产基地，碳纤维材料业务盈利能力不断增长 (27) 2.3、三菱丽阳兼备多种碳纤维材料生产能力，大力发展车用碳纤维复材37 2.4、西格里集团碳纤维产业链一体化布局， (45) 3、发展高端制造业，国内未来碳纤维需求巨大 (51) 3.1国内碳纤维的需求增长迅速，行业发展空间广阔 (51) 3.2、国内外企业规模差距大，碳纤维近年获国家政策大力支持 (57) 3.3、国内碳纤维行业步入快速发展期，竞争力持续增强 (58) 4、主要公司分析 (59) 5、风险提示 (60)

图目录图1：全球碳纤维市场需求及预测 (6) 图2：2016年全球碳纤维需求分布 (6) 图3：2016 年碳纤维在全球航空航天领域细分应用占比 (7) 图4：波音787“梦想客机”的碳纤维机身 (8) 图5：国外商用飞机碳纤维复合材料应用占比 (8) 图6：波音公司预测2014 -2033年全球新增客机数量 (9) 图7：客机碳纤维渗透率预测 (9) 图8：碳纤维复合材料在汽车零部件中的应用情况 (10) 图9：全球汽车领域碳纤维需求量预测 (12) 图10：风电机组正向着大型化发展 (12) 图11：风电叶片的长度和材料经济性关系 (12) 图12：碳纤维在风电叶片中的主要应用部位 (13) 图13：风电新增装机容量预测 (14) 图14：风电叶片碳纤维需求量预测 (14) 图15：碳纤维高尔夫球杆 (15) 图16：碳纤维自行车 (15) 图17：2014-2016年各领域碳纤维价格变动趋势 (17) 图18：2014-2016年全球碳纤维市场需求分布情况 (17) 图19：碳纤维的制造工艺 (19) 图20：全球小丝束碳纤维市场分布 (20) 图21：全球大丝束碳纤维市场分布 (20) 图22：碳纤维行业发展历史 (21) 图23：东丽近年营业收入及毛利率 (23) 图24：2016年东丽株式会社营业收入各业务板块占比 (24) 图25：东丽株式会社PAN碳纤维生产工艺 (25) 图26：聚丙烯腈预氧化化学式 (25) 图27：东邦公司的全球化布局 (28) 图28：帝人集团的全球设施分布 (28) 图29：帝人集团业务领域概要 (29)

仪表板制造工艺

仪表板：汽车仪表板材料及制造工艺随着汽车在安全及环保性方面的发展，人们对汽车饰件在安全性及环保性方面的要求也越来越高；随着仪表板外形设计美观的要求，越来越多的仪表板采用无缝气囊门的外观设计，因此对汽车仪表板来说，一个好的仪表板不仅要有设计新颖美观的外形，舒适的手感，而且还需具有优良的老化性能及与乘客的良好相容性(优良的散发特性)。由于PVC材料具有良好的手感和花纹成型性且材料成本低等优点，因此目前PVC搪塑仍是使用最广的仪表板表皮加工工艺，PVC粉料占据了搪塑成型工艺的绝大部分市场。由于PVC材料的玻璃化温度较高，材料在低温环境下发脆，易造成无缝气囊仪表板在低温状态爆破时，气囊区域PVC表皮碎裂而飞出，对乘客产生安全隐患，PVC在抗老化性、增塑剂迁移等方面也存在问题，因此出于安全及环保原因，目前各主机、饰件及材料生产厂商相继开发出了PVC的替代材料及工艺。由此可见，随着环保要求的不断提高，与环境相容性较差的材料将逐渐被替代。今后，仪表板表皮材料将在以下性能上不断改进：优良的安全性能，低温性能；优良的老化性能，抗UV性能；易于循环使用；减小成雾性；材料无害性、与环境及人的相容性。根据仪表板表皮性能这些发展要求，世界各主机、饰件及材料生产厂商不断开发出新的材料及成型工艺以满足表皮性能的发展要求，以下将对仪表板饰面表皮的一些性能优异的新材料及其成型工艺进行介绍。搪塑成型工艺搪塑工艺是当前一项成熟并使用广泛的成型工艺，其加工成型工艺简单，是

目前应用最广的工艺。目前搪塑模可采用的皮纹也越来越广，如缝纫线(Stitch Line)，主要的环保新材料有热塑性聚烯烃(TPO)、热塑性聚氨酯(TPU)粉料。 1.热塑性聚氨酯TPU 热塑性聚氨酯TPU结合了橡胶的物理机械性能，具有优良热塑性及工艺加工性。其优点有：是一种环保型的材料，可回收循环使用；具有优良的物理机械性能、可使用较薄的表皮厚度；良好的耐化学性、耐老化性、抗摩损性；TPU搪塑料无须添加增塑剂，其具有良好的气味及散发特性；优良的低温性能，在低温状态下保持着优良的弹性，玻璃化温度为-50℃。 TPU搪塑粉料分二种，一种为芳香族聚氨酯，另一种为脂肪族聚氨酯。芳香族聚氨酯由芳香族异氰酸脂MDI及聚醚组成，脂肪族聚氨酯由脂肪族异氰酸脂如HDI、IPDI和聚酯或丙烯酸聚醚组成。由于芳香族异氰酸脂存在不饱和键，易产生变黄及粉化现象，因此早期使用的芳香族TPU搪塑表皮表面需喷上涂层，以防止表皮变黄。目前开发的TPU搪塑粉料一般都是脂肪族体系，脂肪族聚氨酯具有优良的抗紫外线、耐光性，因此无须对表皮表面进行喷涂处理，但脂肪族TPU一般的加工性能及高成本却影响了TPU材料的推广。由于脂肪族TPU优良的耐光性及舒适的手感，其在中高端的产品上应有较好的应用前景。 2.热塑性聚烯烃TPO TPO搪塑粉料是一种新型的聚烯烃材料，目前只有少量应用，如Inteva公司。主要存在以下缺点待解决：表皮耐刮擦性差，脱模时易产生明显脱模痕而造成大量报废；耐油性差；脱模较困难，对仪表板外形设计局限性较大；成型温度范围较窄。真空成型工艺

碳纤维的应用领域及前景

碳纤维的应用领域及前景 carbonfibre application 作者(writer)：杨成刚 Gang chengyang 摘要（Abrtrant）： 1 碳纤维的成分结构 2 碳纤维的应用领域 3 碳纤维的发展前景关键词（Keywords）乱层石墨复合材料关键材料军工业民用行业潜力极大正文（Text）碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为230~430Gpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，从这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景。综观多种新兴的复合材料(如高分子复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料)的优异性能，不少人预料，人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代。碳纤维编织布碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。传统使用中碳纤维除用作绝热保温材料外，一般不单独使用，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。碳纤维 1994年至2002年左右，随着从短纤碳纤维到长纤碳纤维的学术研究，使用碳纤维制作发热材料的技术和产品也逐渐进入军用和民用领域。现在国内已经有使用长纤碳纤维制作国家电网电缆的使用案例多处。同时，碳纤维发热产品，碳纤维采暖产品，碳纤维远红外理疗产品也越来越多的走入寻常百姓家庭。碳纤维是军民两用新材料，属于技术密集型和政治敏感的关键材料。以前，以美国为首的巴黎统筹委员会(COCOM)，对当时的社会主义国家实行禁运封锁政策，1994年3月，COCOM虽然已解散，但禁运封锁的阴影仍笼罩在上空，先进的碳纤维技术仍引不进来，特别是高性能PAN基原丝技术，即使我国进入WTO，形势也不会发生大的变化。因此，除了国人继续自力更生发展碳纤维工业外，别无其它选择。因此，国外尤其是碳纤维生产技术领先的日韩等国对中国的碳纤维材料及制品的出口一直保持相当谨慎的态度，只有为数很少的中国企业能够与其建立合作关系，拥有其产品的进口渠道。碳纤维广泛用于民用，军用，建筑，化工，工业，航天等领域。 ------------ 在人们印象中，碳纤维更多地与航空航天、军工产品及国防建设联系在一起，由于投资门槛高、技术难度大，特别是日本东丽 30 年"修得正果"的经历，一度让技术与资金均相对薄弱的中国化纤企业望而却步，导致了中国碳纤维长期严重依赖进口的状况。然而， 2004 年以来国际市场上出现以碳纤维为代表的高性能纤维供不应求的局面，已不仅仅影响到我国

汽车仪表板的制造技术与设计分析

汽车仪表板的制造技术与设计分析文章主要对于汽车仪表板的分类和实际使用过程中的要求进行论述，并且对其总布置设计和结构设计等进行论述，对于汽车仪表板制造过程中经常利用的工艺和材料进行论述，对于相关的研究提供理论基础。标签：汽车仪表板；制造技术；设计分析汽车仪表板是汽车内饰中的主要部件。上面集成了转向系统，空调系统，娱乐系统及其人机界面。还有着储物功能和装饰作用，同时在碰撞中为前排乘客提供一定的缓冲保护。因此，仪表板的设计和制造是一个比较复杂的系统工程。以下将对仪表板设计与制造工艺做简单的介绍。 1 汽车仪表板的产品设计 1.1 汽车仪表板产品设计的特点仪表板产品设计特点与其结构布置特点有关。仪表板驾驶侧主要布置有组合仪表，转向管柱，组合开关，大灯开关，驾驶侧出风口，侧除霜出风口，有的布置有膝部气囊。仪表板中央区域一般布置有娱乐系统，空调控制开关，中央出风口，有的还布置有杯托、储物盒等。仪表板副驾驶区域一般布置有副驾驶气囊，副驾驶侧出风口，手套箱，侧除霜出风口等。结构设计要做到简单，才能将成本进行降低。仪表板具有一定的复杂性，要根据造型特点和产品功能特点，或者出于尺寸的原因，对零件进行拆分合并，实现比较快速的装配，并且可以将成本进行降低，最大的问题就是需要实现简化设计。由于需要不断开发新的车型，设计阶段会花费大量的资金，计算机辅助设计和分析的应用可以适当降低成本。运用3D模型DMU运动模拟可以检查模拟装配可行性；运用CAE辅助分析，可以在3D模型阶段对产品性能比如模态、头碰、刚度等进行分析，并根据分析结果更改优化设计。通常根据项目需求，CNC 快速成型样件和软模样件也被需要用来进行匹配和验证。 1.2 汽车仪表板的总布置设计仪表板的布置需要满足前方视野法规、头碰法规及符合人机工程。人机方面包含视觉和空间。视觉方面，在满足前方视野法规之外，还要满足仪表、娱乐系统屏幕反光的人机要求。对于仪表板的表面需要实现消光处理，仪表板上方的零件应该满足一定的光泽度要求，不能太亮，这样驾驶员的驾驶感觉才会做到舒适安全。空间方面，手脚活动的范围、肘部活动的空间等；扶手，拉手等的布置位置高度是否处于人机舒适状态；对仪表板上需要手操作的零件，如换挡手柄、空调开关、出风口调节等等的布置和结构应该处于易操作的状态。

2019年-2023年国内外碳纤维市场及发展前景分析

2019年—2023年国内外碳纤维市场及发展前景分析1 前言 2019年对于我们国家是极不平凡的一年，改革开放40周年后，改革再出发，新中国成立70周年，国民经济转型升级遭遇阵痛，创新型国家建设任重道远，中美贸易战由于双方强硬不断反复升级，美国在全球范围内对华为实行制裁，这些因素对碳纤维这一新兴产业发展具有较高的相关度。对于碳纤维产业，还有一件事不容忽视。2019年5月20日，习近平总书记来到江西考察调研，江西考察调研期间，习近平首先考察了位于赣州市的江西金力永磁科技股份有限公司，了解企业生产经营和赣州市稀土产业发展情况。习近平总书记考察稀土产业，稀土是我国重要的战略资源。江西金力永磁科技股份有限公司成立于2008年8月19日，是一家集研发、生产和销售高性能钕铁硼永磁材料于一体的高新技术企业，是国内新能源和节能环保领域核心应用材料的领先供应商。看似平凡的考察行程，意义很不一般，其中稀土产业与碳纤维产业应有许多相似之处。 “工业维生素”“工业黄金”“新材料之母”……稀土因其独特的物理化学性质，广泛应用于新能源、新材料、节能环保、航空航天、电子信息等领域，是现代工业中不可或缺的重要元素，是不可再

生的重要战略资源。稀土的高效开发利用，可以有力促进我国的多领域产业升级，实现众多新兴战略产业的崛起，对于国家发展意义重大。习近平的考察传递了党中央重视战略新兴产业发展的决心，两个多月前的全国人大十二届三次会议期间，习近平总书记参加代表团审议时三次强调了一点。2019年5日，习近平在参加内蒙古代表团审议时强调，要把现代能源经济这篇文章做好，紧跟世界能源技术革命新趋势，延长产业链条，提高能源资源综合利用效率。要发展现代装备制造业，发展新材料、生物医药、电子信息、节能环保等新兴产业，发展现代服务业，发展军民融合产业；3月7日，习近平参加了广东代表团的审议。他提到，把新一代信息技术、高端装备制造、绿色低碳、生物医药、数字经济、新材料、海洋经济等战略性新兴产业发展作为重中之重，构筑产业体系新支柱；3月8日在山东代表团审议时，习近平提到海洋是高质量发展战略要地。要加快建设世界一流的海洋港口、完善的现代海洋产业体系、绿色可持续的海洋生态环境，为海洋强国建设作出贡献。在这三个代表团的讲话中，对于新兴产业的发展，装备制造业、生物医药、信息技术、新材料以及海洋经济等产业，习近平提到过不止一次。这些都是对碳纤维之类的新兴产业发展传递的一种信号。 2018年中国碳纤维产业，“几家欢喜几家愁”，以光威复材、中简科技为代表的服务于航空航天应用的碳纤维企业，已经展示出牢固的供应价值链关系和靓丽的业绩单；以中复神鹰、精功科技为代表

仪表板表皮成型工艺概述及发展动态

仪表板表皮成型工艺概述及发展动态
延锋伟世通汽车饰件系统有限公司侯剑锋上海 200233 摘要：对目前汽车仪表板表皮成型的各种工艺及其对应的材料现状进行了综述，并
展望其未来发展趋势。作者认为，对于中高档仪表板，主要的表皮成型工艺将为 PVC 搪塑、TPU 搪塑、TPO 阴模成型，在较长时间内 PVC 搪塑仍将保持较高份额；对于高档仪表板，主要工艺将集中在 PUR 喷涂、真皮包覆工艺；TPU 吹塑成型将有良好的应用前景。
关键词：仪表板表皮搪塑阴模真空成型模塑喷涂吹塑真皮包覆
一、前言
随着汽车在安全及以及环保方面的发展，人们对汽车饰件在安全性及环保性方面的要求也越来越高，对汽车仪表板来说，一个好的仪表板不仅要有设计新颖美观的外形，舒适的手感，而且还需具有优良的高低温性能及与乘客的良好相容性（优良的散发特性）。鉴于这些要求，对仪表板表皮制造的材料及工艺就提出了更高的要求。例如，过去仪表板表皮较多是采用 PVC/ABS 真空成型工艺生产，但由于 PVC/ABS 表皮存在老化性能差，高温下增塑剂等助剂易挥发，造成起雾现象，并且使车内环境变差，造成气味、散发等指标不合格。正由于 PVC/ABS 表皮存在这些问题，目前使用 PVC/ABS 表皮的仪表板在市场中的占有率正不断下降，从以下二个图中，可看出 PVC/ABS 的使用率从 1997 年的 50％下降到 2002 年的 36％。
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由此可见，与环境相容性较差的材料将逐渐被替代。今后，仪表板表皮材料将在以下性能上不断改进： ? ? ? ? ? 优良的安全性能，低温性能抗 UV 性能易于循环使用减小成雾性材料无害性、与环境及人的相容性
根据仪表板表皮性能这些发展要求，世界各主机、饰件及材料生产厂商不断开发出新的材料及成型工艺以满足表皮性能的发展要求，以下将对中高档仪表板饰面表皮的一些新材料及成型工艺进行介绍。
二、表皮成型工艺、材料综述
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碳纤维发展现状及其发展趋势

碳纤维发展现状及其发展趋势 0 引言高性能纤维是指耐热好、质量轻、强度高、高模量的特种纤维材料。作为高性能纤维的一种,碳纤维既有碳材料的固有本征,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代军民两用新材料,已广泛用于航空航天、交通、体育与休闲用品、医疗、机械、纺织等各领域。碳纤维是纤维状的碳素材料，含碳量在90%以上。它是利用各种有机纤维在惰性气体中、高温状态下碳化而制得。碳纤维具有十分优异的力学性能，是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维，特别是在2000℃以上的高温惰性环境中，碳材料是唯一强度不下降的物质，是其他主要结构材料（金属及其合金）所无法比拟的。除了优异的力学性能外，碳纤维还兼具其他多种优良性能，如低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、热膨胀系数低、光穿透性高，非磁体但有电磁屏蔽性等。作为高性能纤维的一种，碳纤维既有碳材料的固有特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是先进复合材料最重要的增强材料，已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用，从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。因此，碳纤维被认为是高科技领域中新型工业材料的典型代表，为世人所瞩目。碳纤维产业在发达国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方面，发挥着非常重要的作用，对我国产业结构的调整和传统材料的更新换代也有重要意义，对国防军工和国民经济有举足轻重的影响。 1国内外碳纤维的发展现状1.1 国外碳纤维的发展现状碳纤维的起源可追溯到19世纪后期，美国人爱迪生（Edson）用碳丝制作灯泡的灯丝，从而发明了电灯，给人类社会带来了光明。但是在20世纪初期，美国通用电器公司的库里基（Coolidge）发明了用钨丝取代碳丝作为灯丝，并

复合材料成型工艺

树脂基复合材料成型工艺介绍（1）：模压成型工艺模压成型工艺是复合材料生产中最古老而又富有无限活力的一种成型方法。它是将一定量的预混料或预浸料加入金属对模内，经加热、加压固化成型的方法。模压成型工艺的主要优点：①生产效率高，便于实现专业化和自动化生产；②产品尺寸精度高，重复性好；③表面光洁，无需二次修饰；④能一次成型结构复杂的制品；⑤因为批量生产，价格相对低廉。模压成型的不足之处在于模具制造复杂，投资较大，加上受压机限制，最适合于批量生产中小型复合材料制品。随着金属加工技术、压机制造水平及合成树脂工艺性能的不断改进和发展，压机吨位和台面尺寸不断增大，模压料的成型温度和压力也相对降低，使得模压成型制品的尺寸逐步向大型化发展，目前已能生产大型汽车部件、浴盆、整体卫生间组件等。模压成型工艺按增强材料物态和模压料品种可分为如下几种：①纤维料模压法是将经预混或预浸的纤维状模压料，投入到金属模具内，在一定的温度和压力下成型复合材料制品的方法。该方法简便易行，用途广泛。根据具体操作上的不同，有预混料模压和预浸料模压法。 ②碎布料模压法将浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其它织物，如麻布、有机纤维布、石棉布或棉布等的边角料切成碎块，然后在金属模具中加温加压成型复合材料制品。③织物模压法将预先织成所需形状的两维或三维织物浸渍树脂胶液，然后放入金属模具中加热加压成型为复合材料制品。④层压模压法将预浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其它织物，裁剪成所需的形状，然后在金属模具中经加温或加压成型复合材料制品。⑤缠绕模压法将预浸过树脂胶液的连续纤维或布（带），通过专用缠绕机提供一定的张力和温度，缠在芯模上，再放入模具中进行加温加压成型复合材料制品。⑥片状塑料（SMC）模压法将SMC片材按制品尺寸、形状、厚度等要求裁剪下料，然后将多层片材叠合后放入金属模具中加热加压成型制品。⑦预成型坯料模压法先将短切纤维制成品形状和尺寸相似的预成型坯料，将其放入金属模具中，然后向模具中注入配制好的粘结剂（树脂混合物），在一定的温度和压力下成型。模压料的品种有很多，可以是预浸物料、预混物料，也可以是坯料。当前所用的模压料品种主要有：预浸胶布、纤维预混料、BMC、DMC、HMC、SMC、XMC、TMC及ZMC等品种。 1、原材料（1）合成树脂复合材料模压制品所用的模压料要求合成树脂具有：①对增强材料有良好的浸润性能，以便在合成树脂和增强材料界面上形成良好的粘结；②有适当的粘度和良好的流动性，在压制条件下能够和增强材料一道均匀地充满整个模腔；③在压制条件下具有适宜的固化速度，并且固化过程中不产生副产物或副产物少，体积收缩率小；④能够满足模压制品特定的性能要求。按以上的选材要求，常用的合成树脂有：不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、呋喃树脂、有机硅树脂、聚丁二烯树脂、烯丙基酯、三聚氰胺树脂、聚酰亚胺树脂等。为使模压制品达到特定的性能指标，在选定树脂品种和牌号后，还应选择相应的辅助材料、填料和颜料。（2）增强材料模压料中常用的增强材料主要有玻璃纤维开刀丝、无捻粗纱、有捻粗纱、连续玻璃纤维束、玻璃纤维布、玻璃纤维毡等，也有少量特种制品选用石棉毡、石棉织物（布）和石棉纸以及高硅氧纤维、碳纤维、有机纤维（如芳纶纤维、尼龙纤维等）和天然纤维（如亚麻布、棉布、煮炼布、不煮炼布等）等品种。有时也采用两种或两种以上纤维混杂料作增

浅谈仪表板制造工艺

浅谈仪表板制造工艺作者:浙江众泰汽车技术中心王智仪表板简称“IP（Instrument panel）”,是汽车内饰的重要组成部分。由于具有得天独厚的空间位置，使得仪表板成为诸多操作功能的载体：驾驶者不仅可通过仪表板了解车辆的基本行驶状态，而且可对风口、音响、空调和灯光等进行控制，从而在确保安全的同时，享受到更多的驾乘乐趣。近年来，随着技术的不断进步，更多的操作功能被集成到了仪表板中。显然，为了确保所支撑的各种仪表和零件能够在高速行驶及振动状态下正常工作，仪表板必须具有足够的刚性，而为了减少发生意外时外力对正、副驾驶的冲击，还要求仪表板具有良好的吸能性。与此同时，出于舒适和审美的要求，仪表板的手感、皮纹、色泽和色调等也日益受到人们的重视。总之，作为一种独特的内饰部件，仪表板集安全性、功能性、舒适性和装饰性于一身，这些性能的好坏已成为评判整车等级的重要标准之一。一般，不同的车型所配备的仪表板等级是完全不同的。根据车型的配置要求，可选择适合的仪表板生产工艺，以达到降低生产成本的目的。仪表板种类及生产工艺

目前，常使用的仪表板主要包括：硬质仪表板、半硬质仪表板、搪塑发泡仪表板、阴模成型仪表板和聚氨酯喷涂仪表板等几种类型。不同的仪表板，其生产工艺也不尽相同。一般，硬质仪表板（注塑件）的工艺流程为：注塑成型仪表板本体零件→焊接主要零件（如需要）→组装相关零件；半硬质仪表板(阳模吸塑件)的工艺流程为：注塑/压制仪表板骨架→吸塑成型表皮与骨架→切割孔和边→组装相关零件；搪塑发泡仪表板的工艺流程为：注塑成型仪表板骨架→真空成型/搪塑表皮→泡沬层的发泡处理→切割孔和边→焊接主要零件（如需要）→装配相关零件；阴模成型仪表板（阴模成型及表皮压纹）的工艺流程为：注塑成型仪表板骨架→真空成型/吸塑表面压纹→泡沬层的发泡→切割孔和边→焊接主要零件（如需要）→组装相关零件；聚氨酯喷涂仪表板的工艺流程为：注塑成型仪表板骨架→PU喷涂→发泡层发泡→切割孔和边→焊接主要零件（如需要）→组装相关零件。仪表板的注塑成型对于全塑的硬质仪表板和发泡仪表板而言，其骨架的注塑成型一般需要使用锁模力为2000～3000T的注塑机，骨架材料可以采用PC/ABS、SMA或PP+GF，表1对这3种材料的成型性、成本和使用性能做了比较。表1 注塑成型骨架材料的比较仪表板的注塑工艺可分为高压注塑和低压注塑两种方式。高压注塑的特点是：材料在经螺杆加热后被注入到闭模中成型。一般，经高压注塑成型的部件易出现缩印、变形和熔接痕等质量问题，这通常是由加强筋和/或浇口位置设计不当引起的，此外，材料或产品结构的不合理也会对此有所影响。低压注塑的主要特点是：经螺杆加热后的材料被注入到微闭合的模具中，模具在二

2016-2020中国碳纤维复合材料行业发展前景预测分析报告

深圳中企智业投资咨询有限公司

2016-2020年中国碳纤维复合材料行业发展前景预测分析 (最新版报告请登陆我司官方网站联系) 公司网址: https://www.360docs.net/doc/006003024.html, 1

目录 2016-2020年中国碳纤维复合材料行业发展前景预测分析 (3) 第一节2016-2020年中国碳纤维复合材料行业发展预测分析 (3) 一、未来碳纤维复合材料发展分析 (3) 二、未来碳纤维复合材料行业技术开发方向 (3) 2、自动化生产 (3) 3、大规模生产 (3) 4、碳纤维复合材料废旧部件的再生回用技术 (4) 三、总体行业“十三五”整体规划及预测 (4) 第二节2016-2020年中国碳纤维复合材料行业市场前景分析 (4) 一、产品差异化是企业发展的方向 (4) 二、渠道重心下沉 (5) 2

2016-2020年中国碳纤维复合材料行业发展前景预测分析第一节2016-2020年中国碳纤维复合材料行业发展预测分析一、未来碳纤维复合材料发展分析碳纤维复合材料作为新兴的非金属材料具有广阔的应用前景。首先其广泛的应用于航空、航天等军事领域，并随着在军事领域应用的不断深入，相关的制造及使用技术日臻成熟，从而带动了碳纤维复合材料在民用领域应用的极大发展，主要应用在机械电子、建筑材料、文体、化工、医疗等方面，并正在快速的取代传统金属材料成为结构用材的首选。二、未来碳纤维复合材料行业技术开发方向 1、3D打印成型技术 3D打印技术技术是有望成为高效低成本制备各种碳纤维复合材料结构部件的创新工艺，为此近年来企业界、大学、科研院所、政府机构等，都在安排研发和改进3D打印技术，并取得了产业化成果。以往制备塑料和金属的3D打印机部件，能耗较高，尺寸有限，而应用于碳纤维复合材料时，不仅部件强度与刚性可提高，还可提高导热性和降低热膨胀系数，因此无需使用炉子，可消除所有尺寸限制。 2、自动化生产汽车生产厂家现都采用机器人组装相对小和固定形状的部件，但这些机器人并不能加工大型碳纤维复合材料部件，因为这些部件缺乏形状固定性，因而多采用手铺制造和热压罐固化。如何加工大型碳纤维复合材料是未来重要的技术开发方向之一。 3、大规模生产 5年前日本公司在市场上导入了“Sereebo”长碳纤维增强热塑性树脂（CFRTP），并与GM汽车公司等合作开发其潜在市场。其中碳纤维的分布和取向是可控的，基材的各向同性可保持到最终部件，成型时间只有60s，它比铝合金轻20%～30%，并具有更好的耐疲劳性和抗冲击性而价格略高些，适用于汽车结 3

玻璃钢化工设备-喷射缠绕成型工艺

玻璃钢化工设备喷射缠绕成型工艺玻璃钢化工设备成型工艺目前可简述为喷射缠绕成型，“喷衬工艺”为使用喷枪喷射技术制作玻璃钢化工设备内衬成型的工艺。“衬”为玻璃钢化工设备的内衬，内衬层结构上分为内衬层和过渡层，主要作用为防腐防渗。玻璃钢化工设备结构由防腐防渗内衬层、增强结构层、外表抗老化层组成。确保不仅良好的耐介质腐蚀性，又具有足够的物理机械性能，满足不同的介质工况需求。采用无碱玻璃纤维高张力、多层次、多角度、加强型缠绕，满足有机、无机溶剂及具有化学、电化学腐蚀性介质的储存、中转和生产等需要，满足非电解质流体的中转、输送、消除静电的需要，满足各式支承剪切及掩埋与荷载的力学要求。玻璃钢的可塑性强、设计灵活性大、化工设备容器壁物理结构性能优异。成熟的纤维缠绕玻璃钢可以通过改变树脂体系或增强材料来调整容器、塔器等的物理化学性能，以适应不同介质工况条件的需要。通过调整结构层厚度、缠绕角和壁厚结构的设计来调整设备本体的承载能力，适应不同压力等级、容积大小，以及某些特殊性能的玻璃钢容器、塔器的需要，是其它同性的金属材料无法比拟。玻璃钢制品耐腐蚀、防渗漏、耐候性好、使用寿命长。玻璃钢具有优越的耐腐蚀性能，在贮存各种腐蚀性介质时，玻璃钢显示出其他材料所不及的优越性，可以储存各种不同的酸、碱、盐和有机溶剂，由此可见玻璃钢的应用十分普遍，但是玻璃钢产品的质量却是取决于原材料、施工工艺等几方面因素。玻璃钢喷衬工艺作为目前国内成熟

的机械化生产工艺，具有空前的优势。喷衬工艺的优点： 1、生产效率比手糊的高4-8倍。 2、产品整体性好，无接缝，层间剪切强度高，树脂含量高，抗腐蚀、耐渗漏性好。 3、可减少飞边，裁布屑及剩余胶液的消耗。 4、产品尺寸、形状不受限制。 5、喷射机能使催化剂和树脂于喷射前在液压下在喷管内混合均匀，故喷射时无压缩空气漏出，喷射时空气污染少。生产准备： 1、材料准备：原材料主要为树脂和无碱玻璃纤维。 2、模具准备：准备工作包括清理、组装及涂脱模剂等。 3、喷射成型设备：喷射成型机分压力罐式、泵供式和综合式三种：泵式供胶喷射成型机，是将树脂引发剂和促进剂分别由泵输送到静态混合器中，充分混合后再由喷枪喷出，称为枪内混合型。其组成部分为气动控制系统、树脂泵、助剂泵、混合器、喷枪、纤维切割喷射器等。树脂泵和助剂泵由摇臂刚性连接，调节助剂泵在摇臂上的位置，可保证配料比例。在空压机作用下，树脂和助剂在混合器内均匀混合，经喷枪形成雾滴，与切断的纤维连续地喷射到模具表面。这种喷射机只有一个胶液喷枪，结构简单，重量轻，引发剂浪费少，但因系内混合，使完后要立即清洗，以防止喷射堵塞。

关于碳纤维发展前景分析

【摘要】碳纤维不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。本文就碳纤维的发展前景进行深入分析。【关键词】碳纤维发展前景 Abstract:The paper mainly analyses the prospects of the Carbon fiber development. 前言碳纤维不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。碳纤维具有高比强度、高比模量、耐高温、耐磨、抗疲劳、耐腐蚀、抗蠕变、导电和导热等优异性能，是一种高功能纤维。在卫星、运载火箭、战术导弹及飞机上广泛使用，可减轻结构重量，进而提高技术性能，已成为航空航天工业中不可缺少的材料。碳纤维在工业上可用于制作飞轮、压缩天然气贮罐、燃气透平部件和刹车装置等。本文就碳纤维的发展前景进行深入分析。 1.碳纤维的发展历程 1.1国外碳纤维的发展历程 1961年日本大阪工业研究所进藤博士用美国聚丙烯腈奥纶为原料研究开发PAN基碳纤维，目本群马大学大谷教授在1963年利用煤焦、石油炼制的副产品沥青研究开发成功沥青基碳纤维。1965年-1967年美国的UCC公司曾以粘胶纤维为原料研究开发了粘胶纤维基碳纤维，但未推广。碳纤维的生产始于60年代末70年代初，当时以粘皎纤维为原料，经预氧化、碳化、石墨化制成碳纤维，主要在火箭喷嘴防止热气流传导使用。1971年至1983年日本东丽公司、东邦人造丝公司、三菱人造丝公司利用本国的研究成果建厂，进行了碳纤维的工业化生产，其后又与美国、德国、英国合作建立了子公司生产碳纤维。日本碳纤维则用于体育器具如高尔夫球杆、钓鱼竿、网球拍框，欧美则用于航空、航天工业。1980年前波音公司将碳纤维用于757飞机作部件，1985年-1990年欧美航空、航天业碳纤维用量不多，但对其复合材料产品性能的提高和加工技术都进行了深入的研究。1995年后波音公司民航客机767、777的机体机翼、翼尾都应用了碳纤维，另外在航天通信卫星上也开始应用。在70代末，英国Courtaulds公司进行大丝束碳纤维的研究，1985年开发出了48K以上大丝束碳纤维，其性能可达到T300的水平，但原丝价格仅为6K小丝柬碳纤维的一半，大幅度降低了通用级碳纤维的成本，为其进入一般工业领域成为可能。进入90年代，大丝束碳纤维的发展获得重大突破，大丝束碳纤维的抗拉强度已为3200Mpa-3800Mpa，欧美等国在建筑业等多个领域取代小丝束碳纤维取得成功，又由于大丝束碳纤维的价格也比一般小丝束碳纤维低的多，因此近年来，大丝束碳纤维发展迅速，年生产能力从1996年的2300吨增长到2000年的8500吨。美国的AKZO、ZOLTWK 和ALDILA这三大公司的产量已占全球大丝束碳纤维总量的73.3％。近年来，超高模量的沥青碳纤维长丝发展也很快，世界总产能已达 950吨／年，美国Amoco公司产能为230吨／年、日本三菱化学公司和日本石墨纤维公司产能分别为600吨／年、120吨／年。目前，日本东丽公司生产的碳纤维无论质量还是产量都居世界前列，可代表当今世界水平。该公司于1962年在进藤博士发明的用 PAN原丝生产碳纤维基础上，开始研制PAN 碳纤维。最初由于采用民用腈纶为原料生产不出合格的碳纤维，因而失去用户和市场，并开始研制适合于生产高性能碳纤维的特种PAN 原丝。1967年该公司用研制出的特种PAN原丝生产碳纤维的研制并获得成功，打通了生产合格碳纤维的工艺流程。1971年8月在滋贺工厂建成了12t／a的碳纤维试验线；1973年 3月又建成了60t／a的碳纤维线；1974年10 月，其生产能力已达到了156t／a。目前该公司的生产能力已达7300t／a，占世界高性能碳纤维产量的35.2％。该公司于1971年刚生产时产品代号T300的抗拉强度为3.0Gpa左右，目前的1300抗拉强度已提高到3.5Gpa，已成为世界公认通用级的碳纤维。至1985年该公司研制成功了T1000，其抗拉强度为7.02Gpa，比 T300多了一倍多，该公司的目标为8.05Gpa，目前实验室的数据已达到。T1000是目前世界上性能最好的碳纤维。 1.2我国碳纤维的发展历程我国从20世纪60年代后期开始研制碳纤维，至今已有三十多年的历史。1976年在中科院山西煤炭化学研究所建成我国第一条 PAN基碳纤维扩大试验生产线，产品性能基本达到日本东丽公司的T200，国内也叫做高强I型碳纤维。我国从“六五”开始研制高强II 型碳纤维（相当于T300），但历经20年，产品性能指标仍未达到T300标准，至今仍处于中试放大阶段。专家认为，制约我国碳纤维发展的“瓶颈”是PAN原丝质量没有真正过关。我国碳纤维的生产和使用目前处于起步阶段，山东工业大学碳纤维工程中心自1992年以来，自行设计、制造安装了全套碳纤维连续生产线，用国产PAN原丝研制出高强高模新型碳纤维，并于1996年完成10吨/年装置的中试验收。北京化工学院承接联合国开发计划署援助碳纤维项目，已具备10吨/年左右生产能力，但原丝问题没有解决；兰州化学公司以基于硫氰酸钠法纺制普通腈纶的工艺设备进行了PAN基碳纤维原丝的研制工作，现主要用于预氧丝生产，做密封材料等一般工业品。现在国内碳纤维制品开发研究应用较着重于 PAN原丝的研制，产品不配套，碳纤维在数量上不能满足军用和民用需要，质量上与国外差距更大。因此，急需大开展国内各科研单位的协作，并引进必要的技术和设备，以推动我国碳纤维生产的发展。 2.碳纤维的发展前景未来几年碳纤维产能提高，市场需求增加。专家们认为，未来全球碳纤维行业将加快发展，碳纤维生产将加大力度，不少生产线会上马，碳纤维的生产能力将以空前的速度增长。会议副主席、业内资深专家安东尼·罗伯茨 (AnthonyRoberts)的发言尤其引人注目。他说，全球小丝束纤维的实际生产能力为名义生产能力的50%～65%，估计当今这一比例为 65%，实际生产能力是24500吨；到2014年，会增加到40000吨。由于新的生产线上马，更专注于生产单一的产品，生产效率会更高，实际生产能力会进一步提高，可能达到45500吨左右。国内PAN基碳纤维材料加工业已初具规模，有一定的技术基础和市场开发能力，市场需求比较旺盛，但碳纤维的生产远远不能满足市场需求，需大量进口。此外，考虑到我国碳纤维的应用还在不断发展，许多用途还有待开发，如碳纤维在工程修补增强方面、飞机和汽车刹车片、汽车和其他机械零部件的应用以及电子设备套壳、集装箱、医疗器械、深海勘探和新能源的开发等方面都将是我国碳纤维未来的潜在消费市场，对碳纤维的需求量将更大。因此，未来我国碳纤维的市场需求前景广阔，潜力极大。结束语综上所述，碳纤维属高新技术、高附加值产品，具有其他材料不可比拟的优异性能，具有广泛的用途和良好的发展前景。碳纤维是一种可以形成庞大产业带的基础产品，并随其成本的降低而在金属、陶瓷、玻纤等材料的传统应用领域得到广泛应用。同时因其高科技含量，又可在一定时期形成相对垄断产品。因此，碳纤维及其复合材料的开发，可为企业带来长期、稳定的投资收益，是大企业较好的投资方向。随着我国经济的持续快速发展，碳纤维的市场需求与日俱增，发展我国的碳纤维工业具有重大的现实意义和深远的历史意义。参考文献： [1]韦东远.关于高性能碳纤维发展及应用的思考[J].科技创新与生产力.2010.10. （作者单位：辽宁天维纺织研究建筑设计集团有限公司）关于碳纤维发展前景分析 The prospects of the Carbon fiber development /Liying Zhang/Lifang Yang文/张丽颖杨丽芳344