“目前，越來越多的產業(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?，在2017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)?；?、低成本化碳纖維先進制造技術與裝備、缺乏制造業(yè)與碳纖維材料產業(yè)合作機制和缺乏碳纖維零部件結構設計、驗證、數據庫、標準與測試技術體系等瓶頸。

圖表：2011-2016年全球碳纖維產能情況

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過幾十年的磨練，碳纖維復合材料經過了六十年的磨練，已經到了在制造業(yè)中大規(guī)模應用的開始階段。具體表現為技術不斷進步、成本不斷降低、生產自動化程度不斷提高、以及應用領域不斷擴大。

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，最明顯的證據體現在價格方面?！霸缦?，碳纖維的價格是幾千塊錢每公斤。2015年我們做調研的時候大概是350元/公斤，現在是80元/公斤。兩年內降了好幾倍，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?！皩汃R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?。

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)與碳纖維材料產業(yè)合作機制和缺乏碳纖維零部件結構設計、驗證、數據庫、標準與測試技術體系等瓶頸。

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有汽車生產技術和生產組織模式，為汽車產業(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