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碳纤维产业链下游——碳纤维应用

来源:中为咨询www.zwzyzx.com 【日期:2016-07-18 14:01:11】【打印】【关闭】
碳纤维的装饰性应用其实已较为广泛,例如一些小的饰品、内饰很多都含有碳纤维元素。但是作为商业应用或者产业应用,碳纤维才刚刚起步。按照碳纤维的产业应用时期,大致可以分为导入时期(1971年-1983年)、成长时期(1985年-1995年)、延伸时期(1995年-2005年)、扩张时期(2005年-2015年)及全面扩张时期(2015年之后)。目前,碳纤维的主要应用领域为航空航天、工业领域及体育休闲三大领域。2014年国际碳纤维的应用领域里,工业应用占比约62%,航空航天占比约22%,体育休闲占比约16%。

碳纤维应用发展历程

 
1、航空领域应用:波音787“梦想客机”
美国波音公司的明星机型波音787自2007年推出以来深受消费者追捧,这架“梦想客机”最大的设计亮点在于用碳纤维取代铝作为主体材料制作机体,包括机身、机翼、尾翼和发动机舱都用到了碳纤维。

根据波音公司,波音787采用碳纤维部件后,机身单个构件面积较铝制品更大,使得机身可以用更少的部分组成,减少机身拼接所需零部件。飞机的耐用性增强、维护费用减少、重量减轻,与相同大小的客机相比,波音787执行相同飞行任务的耗油量能减少20%左右。波音787的售价在1.46亿美元到2亿美元之间。仅2007年推出之时,波音公司就接到了677架订单。

波音公司在碳纤维部件及材料方面的合作伙伴为日本东丽公司(Toray),其所使用的碳纤维主要为t800碳纤维。

波音787“梦想客机”的碳纤维机身


2、工业领域应用:宝马i3“第二代新能源汽车”
2013年年底,宝马公司推出纯电动汽车宝马i3,该车型一改以往人们对电动车行驶缓慢、毫无魅力、缺乏驾驶感的印象,引领消费者对第二代新能源汽车的追捧。该车型最大的亮点在于其车身全部由碳纤维材料制造,这意味着在同等条件下,其重量比钢材重量轻50%,比铝轻30%。车身重量的降低大大节约了能耗,目前宝马i3纯电动车的续航能力将近300km,其从0到100公里/小时加速仅需7.2秒。

目前,宝马i3车型在欧洲已经量产,仅2013年底推出时就接到超过1万辆订单。目前宝马i3在欧洲的售价大约3万欧元,在美国的售价大约4万美元,在我国的售价由于地方政府对新能源汽车补贴政策的不同有所差别,但也大约在35万左右。

宝马公司在成功推出i3后又推出了同样基于碳纤维部件的i8车型,定位更加高端的跑车市场。宝马公司的碳纤维车身及部件同样与碳纤维产业链企业德国SGL合作,其车身使用的碳纤维主要为t300大丝束碳纤维。

宝马i3的碳纤维车身


3、其他领域应用:体育休闲产品、通信与军工
除了航空航天、工业领域中的汽车制造外,碳纤维还应用于诸多体育休闲产品中,例如含碳纤维元素的高尔夫球杆等。此外,在通信装备,如电缆芯,军工装备里碳纤维也存在应用的需求。不过不同于体育休闲用品,军工部件对碳纤维的材料资质要求较高,一般要t700/t800碳纤维才合适。

由于工艺与技术水平的原因,除极个别企业有望取得突破外,我国碳纤维部件的生产工艺水平很差,主要应用还是在技术壁垒相对较低的体育休闲产品上,与海外先进国家相比,我国的碳纤维应用技术还有很大提升空间。
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