2017全球碳纖維復合材料市場報告(三)

6 全球碳纖維復合材料市場

6.1. 全球樹脂基碳纖維復合材料需求-年份

樹脂基碳纖維復合材料的需求量,根據纖維在復材中65%的比例計算的,建立一個規模概念。

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6.2. 全球樹脂基碳纖維復合材料需求-應用(千噸)
總量:129.5千噸

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6.3. 全球樹脂基碳纖維復合材料需求-應用(10億美元)

總金額:126.5億美元

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2017年,樹脂基復合材料的主要收入,依然是航空航天,其中,波音、空客與美國的軍用航空航天占據絕大部分市場。這是個典型的高投入、高技術、高門檻、長周期、高收益的細分市場。一方面,我們期盼中國的航空、航天、兵工、核工、海工能為中國的先進復合材料形成一個較大的市場,另一方面,我也應清醒地認識到,這些是科技強國長期的積累與協作的成就,非一時之功,在投資決策上不要受之太多的誘惑。

風電行業,盡管碳纖維的用量已經超過航空航天市場,但是,復材的收入卻比航空航天低很多,甚至低于體育產業的收入。這是完全可以理解的,纖維采用低成本大絲束,成型采用最經濟的拉擠工藝與單向織物層灌注工藝。拉擠工藝中,拉擠板材每公斤的成本幾乎與每公斤的碳纖維成本相當,軸向把纖維的力學性能發揮到極致,這是其他工業應用需認真借鑒的。

對比風電,汽車復材不僅有低成本要求,還需要高節拍、自動化的制造工藝,經濟的維護要求等,其應用難度可想而知。

6.4. 全球樹脂基碳纖維復合材料需求-區域(10億美元)
總金額:126.5億美元

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從上面的應用市場分析,我們就可以發現,美國因為有波音及軍用航空航天,成為最大的復材市場,而歐洲有空客、汽車、風電產業,盡管收入金額上小于美國,但碳纖維用量已經大于美國。

日本盡管在碳纖維領域執世界之牛耳,然而在復合材料及應用方面,日本于歐美的劣勢還是比較明顯的。如果沒有三菱重工、川崎重工等企業承接波音公司的復合材料大部件的生產,他的復材本土市場會更小。因此,日資碳纖維巨頭都加大了在歐美的生產布局,并購中間制品與復合材料國際專業公司。

亞太地區,主要是中國大陸,中國臺灣與韓國。這個區域的最基礎的應用是體育器材,同時,有望在風電、汽車等工業應用有相當的突破。

6.5. 全球樹脂基碳纖維復合材料需求-制造工藝
總量:129.5千噸

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樹脂基復合材料成型工藝,每年均有大量的工藝創新產生,無論是樹脂配方,纖維形態,預成型方式,層合方法,固化方式,均可以做出創新。復材成型工藝,概括而論:將一維纖維固結成三維形狀的過程。復合材料工藝是個跨界借鑒的創新行為,廣泛借鑒了紡織、金屬成型、建材、塑料加工等傳統行業的工藝思想。復合材料工藝的難點在于成熟性和性價比。

航空航天、體育器材,超豪華汽車等領域,目前的主流工藝依然是預浸鋪放+熱壓罐工藝。每年有超高50%以上的碳纖維是通過這條工藝制備成復材的。這是個“昂貴”的工藝路線,所以體育器材把熱壓罐變成了模壓。但是,這條工藝的“均勻浸潤”與“低孔隙率”,是對結構性能的最牢靠的保障。

拉擠工藝,由于VESTAS的梁帽的成型技術,而被廣泛的應用起來,拉擠工藝與單向預浸料類似,可以實現纖維單方向的最大性能釋放。將多塊單向板材合并粘接成曲面的梁帽,再通過上下梁帽與腹板,組成剛性梁,這確實是一個高性價比的、可以發揚光大的技術思想。

在汽車領域,目前流行的各類工藝,無論是混配模成型,高壓RTM及其變形工藝,濕法層合工藝,還沒有一種工藝能滿足汽車行業所需的成熟性與性價比。當然,汽車行業對不同能源驅動下的、不同零部件的輕量化價值也需作出客觀評估,當前,通過對金屬件減重而換算復材零件的成本,是萬萬不可能用上碳纖復材的。

6.6. 全球碳纖維復合材料需求-不同基體(10億美元)
總額:171.5億美元

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鑒于2017年全球各類基體的碳纖維復合材料的并無重大變化,所以,我們依然按照2016年的各類基體的份額去估算其他復材的數量。其中,我們將已經進入樹脂基復材統計的碳碳復材的數量單獨出來。對于陶瓷基、金屬基等基體,由于國內相關的產業太少,我們沒有明確的概念,只能參考德國CCEV的數據。

關于樹脂基復材中,熱塑性與熱固性材料的分配比例,在東麗收購荷蘭TENCATE之后,我們再一次反省我們之前對熱塑性復合材料的判斷是否客觀。從東麗官網的信息得知:去年國際商用航空器采用了5000萬歐元的熱塑復材。按我們上面的數據,去年航空航天的樹脂基復材市場是88.6億美元。東麗官網指出,除了商用航空,使用熱塑復材的還有筆記本外殼,運動鞋底,醫療器械和2020年之后的汽車。再加上短切碳纖維增強塑料及熱塑連續碳纖維預浸料,我們將熱固與熱塑的比率調整為75%:25%。

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