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行业分析

2016复合材料行业综述——汽车市场篇
来源:中国复材展组委会  2017-01-20 10:02:26
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=12&news_id=4332  2015年汽车行业复合材料的用量仅为40亿磅(约合180万吨),在轻量化材料总用量中的占比仅为1%,多用于车体结构以及内饰件。尽管目前市场份额相对较低,但客户希求却呈逐年上升态势,这也为复合材料供应商提供了新一轮机会。

业内普遍认为,在未来数年中,复合材料在汽车行业的用量将以年均6%-9%的速度增长。其中很重要的原因是,汽车厂商认为碳纤维复合材料可以显著降低能耗,提升车辆安全性能。然而,这些美好的愿望能否实现,取决于复合材料行业能否解决成本、生产周期、使用寿命等一些列难题。除非在材料和生产工艺上有重大突破,实现6%-9%的增长目标恐非易事。

对于复合材料厂商来说,汽车行业最大的增长机遇来自车体结构,因为这个领域目前复合材料的用量相当低。在汽车厂商追求轻质高强车体的道路上,高强钢和高强铝已经占据了不小的市场份额。其中,铝的使用成本虽然比钢高出不少,但在主流车体结构中所占的市场份额也达到了10%左右。

当然也有车企不满足于新型金属材料,他们对减重有着更高的要求,因而转向碳纤维复合材料,即便其成本高出钢或铝好几倍。其中最知名的例子就是宝马公司。宝马与德国碳素企业SGL集团达成战略合作,随后旋即推出了宝马i3系和i8系混电汽车。这两款车型都以大量采用CFRP生产的车体结构而闻名于世。其中,i3更是碳纤维进军汽车市场的开山之作,宝马公司宣称其年产量达到3万辆,售价远在碳纤维超跑车之下。仅考虑宝马i3系汽车的生产,每年消耗的CFRP就在1千万磅左右(约合454吨)。这对于整个复合材料行业来说,都是一个里程碑式的案例。

通过i3系列的开发,宝马公司获得了碳纤维汽车量产的经验和技术,同时建立了一条稳定的产品供应链。在这之后,宝马又于2016年推出了拥有业内最先进车体结构的7系轿车,将碳纤维复合材料应用到最能发挥其效用的部位,更兼顾了性能和成本的平衡。尽管从重量看来,CFRP仅占7系轿车车体结构的3%,但它却贡献了40kg的减重,满足了提升能效的设计目标。

然后,因为碳纤维的成本实在过于昂贵,因而将其与其他传统材料混合使用或许才是未来汽车行业最愿意看到的局面。


汽车市场是热固性CFRP生产商一直努力打入的市场,这其中的原因只要有三:生产成本、生产周期和使用寿命。为尽可能降低前两者并提高第三者,业界进行了不懈的努力和尝试,也取得了不小的进步。然而为了更好地为汽车行业所接纳,有几件事情是必须做的。第一,成本必须再降至少50%;第二,生产时间必须降到1分钟以内;第三,必须实现可回收可再生。

有鉴于此,业界把目光投向了热塑领域,希望研发出能够与热塑性树脂配合使用的低成本碳纤维,因为热塑性材料天然具有生产周期短和可回收的优势。一旦热塑性复合材料的物理和机械性能能够达到环氧树脂基碳纤维复合材料的水平,那么未来的规模应用就大有希望了。这并不是一件容易的事情,但其成功与否直接关系到碳纤维复合材料在汽车行业的发展未来。

因为环保法规的不断收紧,当下正是四十多年来新材料大举进入汽车领域的最好时机。未来数年中,复合材料必将实现蓬勃的增长。短期看来,热固性树脂似乎更能享受到增长带来的红利;但从长期看来,热塑性复合材料才会是最终的赢家。


文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=12&news_id=4332