复合材料未来的十年会是什么样子?

IACMI的复合材料专家Dale Brosius访问了英国多家专注于复合材料的研究机构,并于2019年12月访问了德国北部和南部的多个弗劳恩霍夫研究所和DLR研究所,以及为航空航天和汽车市场服务的多家生产企业。尽管国家之间存在一定程度的差异,但主要的推动力是提高生产速度和降低成本占主导地位,而回收利用以及相关的研发工是可持续性不可或缺的一部分。


目前虽然在航空航天领域仍然存在各种问题,但航空航天复合材料的未来变得越来越清晰。尽管没有正式宣布,但很明显,许多航空航天研究都集中在以更高的速率提供技术来制造,加工,检查和组装大型先进复合材料结构。       


虽然在航空航天领域中,大家对热塑性复合材料有相当大的兴趣,客机的大型结构最有可能保留在热固性复合材料中(真空注入或在预浸料热压罐工艺),而在其他较小的部件中则使用热塑性复合材料。对于UAV和UAM市场,希望业界考虑使用热塑性复合材料,并结合为汽车开发的技术,例如高压树脂传递模塑(HP-RTM),拉挤成型和压缩模塑。    


 另一方面,汽车领域显示出很大的不确定性。人们仍然对碳纤维抱有浓厚的兴趣,但是现在必须根据其他驱动力(电气化,移动性和自主性)来考虑碳纤维的价值,而不仅仅是为了轻量化而进行轻量化。     


在过去的十年中,碳纤维复合材料的循环时间和成本已降低了50%或更多,而且还有待进一步发展。非连续碳纤维,无论是回收的还是来自成本较低的前体/工艺的碳纤维,将在自动化程度高且报废率低的地方找到作为压缩或注塑复合材料的补强之所。尽管宝马最近宣布将继续制造i3直到2024年,但整个德国汽车工业都已从连续碳纤维的新应用中退出。     


大批量汽车结构件中碳纤维的未来将取决于最终零件成本能否降至每公斤18欧元(约合每磅10美元)以下。可能的中期解决方案包括连续的玻璃纤维或混合的玻璃/碳结构,以及增加的混合包覆成型部件的开发。    


 未来十年复合材料的产量将是多少?对于航空航天领域,未来看起来一片光明。但是对于汽车领域,我们仍然需要一些突破。

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