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中國碳纖維輕量化技術再突破,康得複材助力汽車製造業升級

今年的兩會上, 李克強總理在政府工作報告中的第三部分《2017年重點工作任務》裡專門提及了“汽車“。 其中, 第七項“加大生態環境保護治理力度”, 提出三大措施——堅決打好藍天保衛戰;強化水、土壤污染防治;推進生態保護和建設。 在闡述“堅決打好藍天保衛戰”時, 報告提出“要強化機動車尾氣治理, 對高排放機動車進行專項整治, 鼓勵使用清潔能源汽車”。 很多人都留意到“清潔能源汽車“這一詞彙首次出現在政府工作報告中。

筆者認為, 清潔能源汽車包括的範疇比新能源汽車要廣泛, 它既包括以清潔燃料取代傳統汽油的環保型汽車,

還包括採用各類技術及工藝有效降低汽車能源消耗和尾氣排放的新車型。

我們都知道, 減少汽車尾氣污染的有效途徑就是降低燃油消耗, 而降低燃油消耗最直接方法有兩個:一是不斷提高發動機技術, 提高燃油經濟性;二是降低汽車自重, 減少燃油消耗。 發動機技術的進步, 絕非一日之功, 而降低汽車自重, 已經有了非常好的材料——碳纖維。

碳纖維最早是美國空軍研發的, 該材料比金屬鋁輕, 比鋼材的強度大, 碳纖維材料在汽車製造領域中具有里程碑式的革新意義, 它對減輕汽車重量、提高車身強度、降低燃油消耗都起到了非常好的作用。 一般而言, 使用碳纖維材料汽車結構可以減重50%以上, 而汽車重量每減少100公斤, 油耗降低6%~8%, 排放降低5~6%,這就很符合李克強總理“堅決打好藍天保衛戰”對汽車污染的要求, 因此隨著兩會工作的部署, 今年汽車製造業對碳纖維材料的需求必將日益擴大。

但是多年來, 發達國家對碳纖維的製造工藝嚴密保護, 我國的碳纖維製造技術進展緩慢。 直到近年來, 隨著中國汽車工業的崛起, 碳纖維材料的研發、應用都得到了長足發展, 並快速成長。 以康得集團、康得新集團旗下中安信、康得複材為首的中國碳纖維及複合材料部件製造企業, 深耕技術研發,

終有突破, 2017年法國巴黎JEC複合材料展覽會, 中安信可比肩東麗T700/T800碳纖維的高性能碳纖維、康得複材的碳纖維汽車部件引發極大關注, 帶領中國碳纖維及複合材料部件製造工藝走向世界。

康得集團、康得新集團的全產業鏈生態平臺

雖然碳纖維在中國汽車製造業具有廣闊的應用前景,

但是也面臨諸多挑戰。 一是工藝複雜, 主要採用熱壓罐,真空導入等傳統工藝, 這種工藝生產效率低、生產週期長、產品造價高, 無法滿足汽車大批量規模化生產要求;二是成本相對高昂, 碳纖維材料的價格是金屬材料的數倍, 這不僅制約了其在汽車領域的應用與發展, 更是無形中拒低端或自主汽車品牌於千里之外;三是設計人才缺乏, 且由於該技術之前較少在國內應用, 所以從事過碳纖維量產部件設計的人才非常稀缺。

特別需要指出的是,碳纖維從基礎研發、產品設計、生產工藝選擇到生產出汽車零部件是緊密相連的一個整體,每一個環節都是環環相扣。因此,這給碳纖維在汽車行業的發展帶來了極高的技術壁壘,要求碳纖維製造企業必須具有極強的綜合實力。

而中國碳纖維製造領頭羊——康得集團和康得新集團,已經具備了整合全球優勢資源,打造新能源汽車碳纖維輕量化生態平臺的能力,包括:位於慕尼克的康得新歐洲複合材料研發中心、康得新雷丁歐洲汽車設計中心、以及德國GFG公司和SGL公司的大批量自動化生產技術支援、中安信的碳纖維產業、康得複材的工業4.0碳纖維車體及部件智慧化製造工廠,成為全球碳纖維部件整合能力最高的企業,可以解決碳纖維製造中的燃眉之急。

在碳纖維複合材料產品的設計方面,目前我國的設計水準及經驗仍處於起步階段,很難滿足我國汽車工業的需求;國內在這方面的人才和資源比較少,特別是從事過汽車碳纖維複合材料部件設計人才非常缺乏。但是康得再次快人一步,與德國除寶馬以外唯一具備碳纖維部件量產設計經驗的雷丁汽車設計公司合作來彌補國內的輕量化設計短板,引導中國汽車製造企業將碳纖維在汽車領域進行規模化應用,較好的解決了碳纖維結構及部件的設計難題。

至目前,康得複材可以為全球車企提供從整車系統輕量化方案、碳纖維零部件結構輕量化設計開發、樣件製造、檢測、小批量生產直至大規模製造等方面的先進技術和服務。已經與包括北汽、蔚來汽車、上汽數十家整車廠商形成戰略聯盟,並與北汽、蔚來汽車簽署了戰略合作協定,共同推進碳纖維複合材料在汽車輕量化領域的應用。生態平臺的核心企業康得複材以“引領輕量化未來”為目標,全面進軍新能源汽車領域,引領國內新能源汽車輕量化技術的變革與發展,這就與今年兩會李克強總理的發展“清潔能源汽車”的要求合拍。

國內首個碳纖維部件量產4.0智慧製造工廠已經建成

2016年8月8日位於河北廊坊的中安信碳纖維一期專案成功投產。據悉,中安信碳纖維專案是我國單體規模最大的、具有國際先進水準的高性能碳纖維生產線。一期項目的投產將助力康得集團和康得新集團打造世界領先的碳纖維輕量化生態平臺,並為康得複材打造全球規模最大、技術最先進、年產150萬件碳纖維汽車部件的目標提供了基礎動力。

調查發現,在碳纖維廣闊的應用領域中,汽車、航空航太以及高端工業將成為支撐市場需求的鐵三角,而其中尤以汽車領域的增長最快。《PAN基碳纖維的全球市場》資料顯示,預計到2017年汽車領域碳纖維應用市場將占全球碳纖維市場份額接近30%,年複合增長率高達81%。

圖為鐘玉董事長(右)與北京汽車集團有限公司黨委書記、董事長徐和誼(左)

中國作為世界最大的汽車消費國和製造國,無疑將擁有最大的碳纖維市場。資料顯示,到2025年,中國汽車的年銷售量將達到3000萬輛,新能源汽車的年銷量將達到600萬輛;根據國家出臺的減排政策及輕量化要求,到2020年汽車的油耗標準將降低到5升/百公里,到2020年新能源汽車要實現車身減重25%、2025年實現車身減重30%的目標;要將這些目標變為現實,碳纖維是實現輕量化的必由之路,將給中國碳纖維帶來巨大的市場需求,預計到2025年將達到10萬噸。

與此同時,康得複材面向碳纖維汽車部件批量化生產線的4.0智慧工廠已經面建成,具備了量產能力,為中國汽車製造業的全面升級提供了便利。康得複材採用新一代HP-RTM、Surface-RTM、Wet Pressing、CF-SMC、PCM等工藝,單個部件生產節拍2-3分鐘,可以滿足汽車及其他領域產品高品質和規模化的供應需求。近些年,碳纖維輕量化已經逐漸被大家認同,而碳纖維量產一直是核心難題。康得複材4.0智慧工廠的建成實現了碳纖維部件量產的破冰,行業意義極為深遠,也是中國汽車發展的福音。

2017年碳纖維應用將大展拳腳

從今年兩會的政府工作報告中我們可以看到,政府對清潔能源汽車的發展非常重視,對汽車污染的治理提出了更高要求,這都為碳纖維材料在汽車領域中的應用提供了巨大的應用空間。

現在康得複材一整套的碳纖維輕量化設計、生產、製造工藝,非常符合當前中國汽車輕量化的發展需求。特別是在新能源汽車領域,碳纖維的應用前景廣闊,康得複材與寶馬的合作,讓我們看到了中國新能汽車發展的新方向。

2017年1月20日,寶馬(中國)高級副總裁MartinSautter博士、車身內外飾產品研發副總裁Philipp Kroell先生、車身車體結構研發高級經理Frank Lehnert博士一行,再次專程訪問了康得複合材料有限責任公司和中安信科技有限公司。

上圖:寶馬(中國)高級副總裁Martin Sautter博士一行與康得複材、中安信團隊

Martin Sautter博士再次高度評價了中安信及康得複材的自動化程度、生產技術以及生產能力,認為康得集團、康得新集團打造的碳纖維輕量化生態平臺是全球唯一最大最先進的生態平臺,平臺的核心企業中安信和康得複材的生產工藝開發、工裝模具設計製造、智慧化大規模工業生產技術、品質控制及檢測技術等方面達到了國際一流水準,並期待與康得集團、康得新集團強強聯合,攜手打造世界級的碳纖維輕量化平臺。後續會成立項目小組,積極推進雙方合作,寶馬將給予技術支持,這也是合作三年以來的成果。

筆者認為,寶馬的認可和合作為康得複材的進一步發展提供了機遇。中國的汽車製造企業不應該再次落後于歐美,應該加快與碳纖維生產企業的技術合作,為將來的技術升級打好基礎。因為無論是從汽車性能還是環保角度去看,汽車輕量化都已成為一種必然趨勢,而採用碳纖維材料是汽車輕量化的必由之路。

特別需要指出的是,碳纖維從基礎研發、產品設計、生產工藝選擇到生產出汽車零部件是緊密相連的一個整體,每一個環節都是環環相扣。因此,這給碳纖維在汽車行業的發展帶來了極高的技術壁壘,要求碳纖維製造企業必須具有極強的綜合實力。

而中國碳纖維製造領頭羊——康得集團和康得新集團,已經具備了整合全球優勢資源,打造新能源汽車碳纖維輕量化生態平臺的能力,包括:位於慕尼克的康得新歐洲複合材料研發中心、康得新雷丁歐洲汽車設計中心、以及德國GFG公司和SGL公司的大批量自動化生產技術支援、中安信的碳纖維產業、康得複材的工業4.0碳纖維車體及部件智慧化製造工廠,成為全球碳纖維部件整合能力最高的企業,可以解決碳纖維製造中的燃眉之急。

在碳纖維複合材料產品的設計方面,目前我國的設計水準及經驗仍處於起步階段,很難滿足我國汽車工業的需求;國內在這方面的人才和資源比較少,特別是從事過汽車碳纖維複合材料部件設計人才非常缺乏。但是康得再次快人一步,與德國除寶馬以外唯一具備碳纖維部件量產設計經驗的雷丁汽車設計公司合作來彌補國內的輕量化設計短板,引導中國汽車製造企業將碳纖維在汽車領域進行規模化應用,較好的解決了碳纖維結構及部件的設計難題。

至目前,康得複材可以為全球車企提供從整車系統輕量化方案、碳纖維零部件結構輕量化設計開發、樣件製造、檢測、小批量生產直至大規模製造等方面的先進技術和服務。已經與包括北汽、蔚來汽車、上汽數十家整車廠商形成戰略聯盟,並與北汽、蔚來汽車簽署了戰略合作協定,共同推進碳纖維複合材料在汽車輕量化領域的應用。生態平臺的核心企業康得複材以“引領輕量化未來”為目標,全面進軍新能源汽車領域,引領國內新能源汽車輕量化技術的變革與發展,這就與今年兩會李克強總理的發展“清潔能源汽車”的要求合拍。

國內首個碳纖維部件量產4.0智慧製造工廠已經建成

2016年8月8日位於河北廊坊的中安信碳纖維一期專案成功投產。據悉,中安信碳纖維專案是我國單體規模最大的、具有國際先進水準的高性能碳纖維生產線。一期項目的投產將助力康得集團和康得新集團打造世界領先的碳纖維輕量化生態平臺,並為康得複材打造全球規模最大、技術最先進、年產150萬件碳纖維汽車部件的目標提供了基礎動力。

調查發現,在碳纖維廣闊的應用領域中,汽車、航空航太以及高端工業將成為支撐市場需求的鐵三角,而其中尤以汽車領域的增長最快。《PAN基碳纖維的全球市場》資料顯示,預計到2017年汽車領域碳纖維應用市場將占全球碳纖維市場份額接近30%,年複合增長率高達81%。

圖為鐘玉董事長(右)與北京汽車集團有限公司黨委書記、董事長徐和誼(左)

中國作為世界最大的汽車消費國和製造國,無疑將擁有最大的碳纖維市場。資料顯示,到2025年,中國汽車的年銷售量將達到3000萬輛,新能源汽車的年銷量將達到600萬輛;根據國家出臺的減排政策及輕量化要求,到2020年汽車的油耗標準將降低到5升/百公里,到2020年新能源汽車要實現車身減重25%、2025年實現車身減重30%的目標;要將這些目標變為現實,碳纖維是實現輕量化的必由之路,將給中國碳纖維帶來巨大的市場需求,預計到2025年將達到10萬噸。

與此同時,康得複材面向碳纖維汽車部件批量化生產線的4.0智慧工廠已經面建成,具備了量產能力,為中國汽車製造業的全面升級提供了便利。康得複材採用新一代HP-RTM、Surface-RTM、Wet Pressing、CF-SMC、PCM等工藝,單個部件生產節拍2-3分鐘,可以滿足汽車及其他領域產品高品質和規模化的供應需求。近些年,碳纖維輕量化已經逐漸被大家認同,而碳纖維量產一直是核心難題。康得複材4.0智慧工廠的建成實現了碳纖維部件量產的破冰,行業意義極為深遠,也是中國汽車發展的福音。

2017年碳纖維應用將大展拳腳

從今年兩會的政府工作報告中我們可以看到,政府對清潔能源汽車的發展非常重視,對汽車污染的治理提出了更高要求,這都為碳纖維材料在汽車領域中的應用提供了巨大的應用空間。

現在康得複材一整套的碳纖維輕量化設計、生產、製造工藝,非常符合當前中國汽車輕量化的發展需求。特別是在新能源汽車領域,碳纖維的應用前景廣闊,康得複材與寶馬的合作,讓我們看到了中國新能汽車發展的新方向。

2017年1月20日,寶馬(中國)高級副總裁MartinSautter博士、車身內外飾產品研發副總裁Philipp Kroell先生、車身車體結構研發高級經理Frank Lehnert博士一行,再次專程訪問了康得複合材料有限責任公司和中安信科技有限公司。

上圖:寶馬(中國)高級副總裁Martin Sautter博士一行與康得複材、中安信團隊

Martin Sautter博士再次高度評價了中安信及康得複材的自動化程度、生產技術以及生產能力,認為康得集團、康得新集團打造的碳纖維輕量化生態平臺是全球唯一最大最先進的生態平臺,平臺的核心企業中安信和康得複材的生產工藝開發、工裝模具設計製造、智慧化大規模工業生產技術、品質控制及檢測技術等方面達到了國際一流水準,並期待與康得集團、康得新集團強強聯合,攜手打造世界級的碳纖維輕量化平臺。後續會成立項目小組,積極推進雙方合作,寶馬將給予技術支持,這也是合作三年以來的成果。

筆者認為,寶馬的認可和合作為康得複材的進一步發展提供了機遇。中國的汽車製造企業不應該再次落後于歐美,應該加快與碳纖維生產企業的技術合作,為將來的技術升級打好基礎。因為無論是從汽車性能還是環保角度去看,汽車輕量化都已成為一種必然趨勢,而採用碳纖維材料是汽車輕量化的必由之路。

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