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廣東紡織紡機(jī)行業(yè)用碳纖維種類

來源: 發(fā)布時(shí)間:2025-07-03

自2010年以來,全球碳纖維市場已從不到4萬噸增長到2019年的10萬噸以上。在此期間,碳纖維增長平穩(wěn)且不間斷,每年增長速度達(dá)到10%到12%。

但是2020年,隨著COVID-19大流行來襲,全球碳纖維幾乎在一夜之間發(fā)生了變化。2020年,全球?qū)μ祭w維的需求總計(jì)約為10.5萬噸,只比2019年增長1%,預(yù)計(jì)在2021年,增長幅度也只為1%。

碳纖維市場受到許多領(lǐng)域應(yīng)用增長的推動(dòng),例如航空航天、風(fēng)能、體育用品、船舶、汽車、壓力容器等。在2020年之前,所有這些細(xì)分市場的增長率以及整個(gè)行業(yè)的增長率都在穩(wěn)步上升。


碳纖維機(jī)械手臂的應(yīng)用無疑幫助他們解決了問題,維護(hù)頻率和使用成本有所降低,工作精度和效率并沒有降低。廣東紡織紡機(jī)行業(yè)用碳纖維種類

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人們對推動(dòng)碳纖維整體需求的各個(gè)行業(yè)和應(yīng)用有著不同的看法,有些行業(yè)下滑,有些行業(yè)則會(huì)上漲。那些已經(jīng)收縮的領(lǐng)域尤其是航空航天領(lǐng)域,導(dǎo)致碳纖維行業(yè)的總量在2020年看起來相對平穩(wěn),預(yù)計(jì)2021年只會(huì)有非常溫和的增長。但是,長期前景更為樂觀。在未來幾年內(nèi),可以合理預(yù)期碳纖維行業(yè)將再次恢復(fù)較強(qiáng)勁的同比增長。至于碳纖維行業(yè)的產(chǎn)能,全球碳纖維生產(chǎn)商的銘牌產(chǎn)能合計(jì)約為16萬噸,足以滿足當(dāng)前需求。一些生產(chǎn)商正在計(jì)劃增加新的工廠和產(chǎn)能,以滿足日益增長的未來需求。必須牢記,碳纖維仍處于早期發(fā)展階段。飛機(jī)是通過手工制造的,每天只有一兩架;其他應(yīng)用稍高一些,但仍然沒有自動(dòng)化。與之相比,汽車的批量生產(chǎn)速度超過每分鐘一輛。如今,碳纖維仍主要用于小批量應(yīng)用,尚未實(shí)現(xiàn)“大量生產(chǎn)”。


廣東紡織紡機(jī)行業(yè)用碳纖維種類碳纖維復(fù)合材料具有重量輕、剛度高、塑性強(qiáng)、耐磨性和抗沖擊性好等優(yōu)勢,在汽車輕量化領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用。

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碳纖維比較難加工

碳纖維兼具碳材料強(qiáng)抗拉力和纖維柔軟可加工性兩大特征,碳纖維是一種的力學(xué)性能優(yōu)異的新材料。

就拿碳纖維和我們常見的鋼材來說,碳纖維的強(qiáng)度在 400 到 800 兆帕左右,而普通鋼材的強(qiáng)度為 200 到 500 兆帕。再來看韌性,碳纖維和鋼材基本類似,沒有明顯的區(qū)別。

碳纖維具有更高的強(qiáng)度,更輕的重量,所以說碳纖維是新材料中的翹楚。正因?yàn)檫@種優(yōu)勢,碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)在加工過程中,基體和纖維存在較為復(fù)雜的內(nèi)部相互作用,使其物理特性與金屬有較大區(qū)別,CFRP密度遠(yuǎn)小于金屬,而強(qiáng)度大于大部分金屬。因?yàn)?CFRP 的不均勻性,在加工過程中往往會(huì)出現(xiàn)纖維拉出或基質(zhì)纖維的脫離;CFRP 具有較高的耐熱性和耐磨性,使其在加工過程中對設(shè)備的要求較高,因此生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量切削熱對設(shè)備磨損較為嚴(yán)重。

同時(shí),其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展,要求也越來越細(xì)膩,對材料適用性做出要求,對CFRP的質(zhì)量要求也越來越苛刻,也致使加工成本上浮。


碳纖維的制造過程

拉絲:把原材料經(jīng)過加熱,它是增強(qiáng)材料:纏繞成型用的增強(qiáng)材料,主要是各種纖維紗:如無堿玻璃纖維紗,中堿玻璃纖維紗,碳纖維紗,強(qiáng)度高的玻璃纖維紗,芳綸纖維紗及表面氈等。樹脂基體,及各種填料。,擠壓形成凝膠形狀的絲條,塑料纖維是用數(shù)千條計(jì)的細(xì)絲組成。

穩(wěn)定:經(jīng)過400度加熱氧化,使熱塑性大分子轉(zhuǎn)換成耐熱性結(jié)構(gòu)。使其在高溫下不融不燃,保持纖維形狀,熱力處于穩(wěn)定狀態(tài)碳化:加溫1千-2千度將非碳原子驅(qū)離,隨著高溫氧化變成黑色,再經(jīng)過碳化爐碳原子結(jié)合在纖維上。


當(dāng)機(jī)械臂采用碳纖維復(fù)合材料制造時(shí),需要根據(jù)機(jī)械臂的載荷和實(shí)際工況設(shè)計(jì)特殊的制造方案。

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隨著2020年初邊境的關(guān)閉,國際航空旅行停止,飛機(jī)停飛,飛機(jī)制造商大幅削減了生產(chǎn)率,碳纖維行業(yè)似乎在瞬間失去了動(dòng)力。碳纖維在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用占工業(yè)總量的

20%以上,占行業(yè)價(jià)值的40%。商業(yè)航空業(yè)的放緩嚴(yán)重影響了碳纖維行業(yè),要恢復(fù)到COVID之前的水平可能要花費(fèi)數(shù)年的時(shí)間。

盡管航空航天方面的消息令人沮喪,但2020年并非所有的都是壞消息。當(dāng)人們學(xué)會(huì)了居家工作和在家附近度假時(shí),一些市場表現(xiàn)良好,如在2020年,體育用品的需求躍升了

30%至40%,風(fēng)力渦輪機(jī)的安裝按計(jì)劃繼續(xù)比上一年增加了20%。


機(jī)械臂作為機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣闊的自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備之一。廣東紡織紡機(jī)行業(yè)用碳纖維種類

越來越多的新型機(jī)械臂正在使用碳纖維復(fù)合材料。廣東紡織紡機(jī)行業(yè)用碳纖維種類

在無人機(jī)領(lǐng)域,碳纖維材料更成為無可替代的材料。為保證承載和續(xù)航能力,無人機(jī)外殼需要結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大、重量輕的特殊材料。相比于此前廣闊應(yīng)用的鋁合金和工程塑料,碳纖維材料重量輕、強(qiáng)度高,還具有較好的電磁屏蔽和隱身特性,且一體化制作成型較為方便,未來勢必成為無人機(jī)外殼的主要材料。尤其是由碳纖維制成、只重106毫克的微型無人機(jī),能進(jìn)入遭受擠壓的狹小空間搜尋信息,在民用領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。 比強(qiáng)度和比剛度大相比于其它復(fù)合材料,在滿足無人機(jī)機(jī)體相同強(qiáng)度和剛度的前提下,碳纖維復(fù)合材料高比強(qiáng)度和高比剛度的特性能夠更大的減輕無人機(jī)結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)化、小型化和高性能化意義重大,以確保無人機(jī)擁有更長的飛行距離和飛行時(shí)間。廣東紡織紡機(jī)行業(yè)用碳纖維種類

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