復合材料未來的十年會是什么樣子?

IACMI的復合材料專家Dale Brosius訪問了英國多家專注于復合材料的研究機構,并于2019年12月訪問了德國北部和南部的多個弗勞恩霍夫研究所和DLR研究所,以及為航空航天和汽車市場服務的多家生產企業。盡管國家之間存在一定程度的差異,但主要的推動力是提高生產速度和降低成本占主導地位,而回收利用以及相關的研發工是可持續性不可或缺的一部分。


目前雖然在航空航天領域仍然存在各種問題,但航空航天復合材料的未來變得越來越清晰。盡管沒有正式宣布,但很明顯,許多航空航天研究都集中在以更高的速率提供技術來制造,加工,檢查和組裝大型先進復合材料結構。       


雖然在航空航天領域中,大家對熱塑性復合材料有相當大的興趣,客機的大型結構最有可能保留在熱固性復合材料中(真空注入或在預浸料熱壓罐工藝),而在其他較小的部件中則使用熱塑性復合材料。對于UAV和UAM市場,希望業界考慮使用熱塑性復合材料,并結合為汽車開發的技術,例如高壓樹脂傳遞模塑(HP-RTM),拉擠成型和壓縮模塑。    


 另一方面,汽車領域顯示出很大的不確定性。人們仍然對碳纖維抱有濃厚的興趣,但是現在必須根據其他驅動力(電氣化,移動性和自主性)來考慮碳纖維的價值,而不僅僅是為了輕量化而進行輕量化。     


在過去的十年中,碳纖維復合材料的循環時間和成本已降低了50%或更多,而且還有待進一步發展。非連續碳纖維,無論是回收的還是來自成本較低的前體/工藝的碳纖維,將在自動化程度高且報廢率低的地方找到作為壓縮或注塑復合材料的補強之所。盡管寶馬最近宣布將繼續制造i3直到2024年,但整個德國汽車工業都已從連續碳纖維的新應用中退出。     


大批量汽車結構件中碳纖維的未來將取決于最終零件成本能否降至每公斤18歐元(約合每磅10美元)以下。可能的中期解決方案包括連續的玻璃纖維或混合的玻璃/碳結構,以及增加的混合包覆成型部件的開發。    


 未來十年復合材料的產量將是多少?對于航空航天領域,未來看起來一片光明。但是對于汽車領域,我們仍然需要一些突破。

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