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欧洲纤维复合材料行业发展概况 及最新研发动态——2019年中国纤维复合材料行业赴欧商务考察报告
来源:中国玻璃纤维工业协会 中国复合材料工业协会 | 作者:id19071501 | 发布时间: 2019-09-12 | 7658 次浏览 | 分享到:
核心提示:为了解欧洲及全球纤维复合材料行业发展现状,借鉴欧美复合材料企业在复合材料制品应用研发、工艺技术革新、装备创新突破等方面的最新成果,并学习和感受欧洲当地实体企业在生产和经营管理方面的理念与做法。中国玻璃纤维工业协会、中国复合材料工业协会联合组织了2019年度赴欧商务考察活动。考察团一行13人,于2019年3月11日至21日顺利出访欧洲,先后参观了2019年巴黎JEC复合材料展览会,拜访了德国克劳斯玛菲集团、德国欧泰克公司和德国迪芬巴赫公司。通过此次商务考察活动,大家切身感受和了解当前欧洲复合材料行业发展现状,近距离观摩考察了一批先进工艺与装备,对于企业了解欧洲先进的复合材料生产工艺技术和欧洲企业的发展历程,对于企业自身的产品结构调整和转产转型具有较好的借鉴意义。

为了解欧洲及全球纤维复合材料行业发展现状,借鉴欧美复合材料企业在复合材料制品应用研发、工艺技术革新、装备创新突破等方面的最新成果,并学习和感受欧洲当地实体企业在生产和经营管理方面的理念与做法。中国玻璃纤维工业协会、中国复合材料工业协会联合组织了2019年度赴欧商务考察活动。考察团一行13人,于2019311日至21日顺利出访欧洲,先后参观了2019年巴黎JEC复合材料展览会,拜访了德国克劳斯玛菲集团、德国欧泰克公司和德国迪芬巴赫公司。通过此次商务考察活动,大家切身感受和了解当前欧洲复合材料行业发展现状,近距离观摩考察了一批先进工艺与装备,对于企业了解欧洲先进的复合材料生产工艺技术和欧洲企业的发展历程,对于企业自身的产品结构调整和转产转型具有较好的借鉴意义。

一、欧洲纤维复合材料行业发展概况

2019JEC国际复合材料展览会于2019312日至14日在法国巴黎北维勒班展览中心(Paris Nord Villepinte Exhibition Center)举行。展会期间,协会与JEC法国展会负责人进行了深入交流,共同探讨了当前地区及全球复合材料行业发展进程与趋势,及计划在中国举办中国国际复合材料大会等事宜。


1、欧洲纤维复合材料行业整体继续保持温和增长

AVK 201811月份报告分析,在欧洲,当前以玻纤增强的复合材料产量已超过欧洲复合材料总产量的95%,产量已连续6年保持增长。2018年,预计复合材料继续保持2%的增长速度,年产量达到114.1万吨。尽管欧洲复材产量继续保持增长,但仍然落后于全球市场趋势。特别是亚洲和美洲近年来产量一直以超过2%的速度增长。

2、欧洲各地复合材料行业发展进程不一

AVK报告分析:2018年,欧洲模压制品产量增速略低于去年,达到1.8%,总产量为28.5万吨。其中,SMC产量为20.4万吨,BMC总产量8.1万吨,增速达到3.8%,明显快于SMC的增速。手糊和喷射类制品总产量仅次于SMC/BMC,达到23.9万吨,增长率仅为0.4%,远低于平均水平。在过去的20年内,手糊和喷射类制品市场份额降低了15%RTM工艺制品产量继续稳步增长,总产量达到14.8万吨。相关产品广泛应用在汽车制造、风能、航空航天、造船和体育休闲等领域。连续成型类制品产量增长3.4%,高于平均水平,目前总产量15.1万吨。建筑和基础设施领域是拉挤制品的主要应用市场,例如公共交通,桥梁建设,窗户,楼梯/梯子类型材和其他加固系统。2018年玻璃钢管罐市场取得明显好转,产量平均增长2.1%,总产量达到14.8万吨。 热塑性复合材料GMT/LFT制品产量继续以 4.8% (2017年为 3.6%) 的速度增长,2018年达到15.2万吨,在整个市场中的份额从5% 提升至13% 以上。LFT制品是热塑性复合材料制品中占比最大的一类。然而近年来, “热塑卷材”和 “热塑片材” 越来越成为人们关注的焦点,相关产品应用包括车辆底部保护、保险杠、仪表板或座椅结构件等。

尽管纤维复材在各种工艺制品的市场发展趋势上有所不同,但欧洲主要应用行业使用的 GRP 比例与去年基本相同。运输和建筑部门各消耗总产量的三分之一,其他应用行业包括电子、体育及休闲行业。从不同地区来看,西班牙、葡萄牙、法国和意大利的产量增长略高于平均水平。德国仍是欧洲最大的玻璃钢和复合材料市场,共计22.9万吨。另据土耳其复合材料行业协会报告,土耳其复合材料产量继续强势增长,达到7%的增长率,总产量30万吨,增速再次快于其他欧洲国家。

此外,在碳纤维复合材料方面,根据AVK估算,2018年全球对碳纤维增强复合材料的总需求量约为 12.8万吨。其中欧洲需求量为4万吨。碳纤维复合材料占欧洲纤维增强复合材料市场总量的1-2%

3、建筑与交通运输领域是欧洲复合材料主要应用市场

    基础设施建设和交通运输是欧洲玻纤增强复合材料最大的应用领域。这两个领域仍然是复合材料的主要下游市场,两者各约占总产量的三分之一。由于这两个领域在国民经济中占有重要地位,因此欧洲复合材料市场未来长期的发展趋势与GDP增长趋势息息相关。当前,复合材料制品在很多应用领域已经作为标准化产品,但其创新产品对于市场的增长并不会有明显的影响。因此,预计未来几年内总产量不会突然发生明显的变化。

二、2019年巴黎JEC展会概况

1、展会基本概况

JEC介绍,本届展会参展商超过1300家,来自全球112个国家和地区,专业观众超过43500余名。展会涵盖27个展区,在4个创新展示区展示了200多个部件和产品。作为当前规模最大的复合材料行业专业展览会,JEC展览会继续展示和反映当前复合材料行业的最新技术和应用成果。

纵观本年度JEC展览会,呈现几大特点:

特点1:热塑性复合材料继续呈现蓬勃发展态势,热塑性预浸带生产及其成型工艺成为展示热点;

特点2:碳纤维及其复合材料制品应用研究不断出新,展现出纤维复合材

料在各工业领域轻量化、个性化材料应用创新方面的无限潜力;

特点3:辅助生产技术与装备不断创新提升,助力行业自动化、智能化发

展;

特点4:持续关注生产过程中的废气处理、固废回收等问题,行业更加注

重绿色发展。


2JEC创新奖情况

JEC创新奖旨在奖励那些在技术、市场潜力、合作伙伴关系、成本财务和环境影响以及独创性的最佳综合突破实践项目,是每年JEC巴黎展会的重头戏。本届展会,主办方从上百项研究实践成果中,提名30项创新项目,角逐最后的10个获奖名额和1个公众选择奖,具体如下:

1  2019JEC创新奖提名名单

序号

项目类别

项目名称

项目创新看点

主要完成单位

1

复合材料在航空航天领域的应用研究

Injection forming of

gears on CF-PAEK drive shafts

碳纤维-聚芳醚酮(CF-PAEK)传动轴齿轮的注射模塑成型

用碳纤维增强聚芳醚酮对碳纤维增强聚芳醚酮复合材料型材进行重叠注塑这是叠塑技术获得整体复合材料型材新一级连接强度的一个智能发展。 

Herone (Germany)  

2

航空航天用复合材料的生产工艺

Zero-defect manufacturing process

零缺陷制造工艺 

该大型复合材料零部件的零缺陷制造工艺,使用内联监控和决策支持系统来避免仅在最终非破坏性测试期间出现的缺陷。

Profactor GmbH

(Austria)

3

复合材料在汽车领域的应用研究

Composite guide rails for a roller-blind sunroof

遮光天窗的复合材料导轨

 

热塑性复合材料首次成功地代替铝,用于遮光天窗模块上的导轨。

Polyscope Polymers (Netherlands)

 

4

汽车用复合材料的生产工艺

Fast manufacturing of

complex TP composites

复杂结构热塑性复合材料的快速成型制造

基于热塑性树脂传递模塑工艺技术,自动化、短周期生产热塑性聚合物复合材料,特别注重零部件的高功能集成、复杂性和可回收性。

Evopro Systems

Engineering Kft.

(Hungary)

5

建筑及基建领域

Bendable TP composite reinforcements for

concrete

混凝土用的可弯曲热塑性复合材料

易于弯曲的热塑性复合钢筋和预应力混凝土的钢索,彻底改变了建筑的耐久性。

Arkema (France)

6

轨道交通领域

ACCUM: universal

composite catenary

cantilever

ACCUM高压电缆通用复合材料悬臂梁

ACCUM是一种通用的复合悬链线悬臂,经过750V250KV的验证,适用于所有标准和特定的轨道型材,其设计便于供应、安装和维护。

Stratiforme Industries (France)

7

体育休闲领域

FMC for the KTM carbon

skid plate

碳纤维竞赛摩托车锻模塑料防滑板

使用FMC/NCF弹性体混合材料生产的第一个结构复合滑板。采用一次性工艺,在性能和成本方面实现了极佳的产品市场适应性。

KTM-Technologies GmbH (Autriche)

8

工业及设备

Ultra-fast consolidator

machine system

超快速整合机系统

模块化生产系统,用于批量生产单个定制坯料。该工艺基于片流方法,结合激光辅助热塑性带铺放和原位固结。

AZL AACHEN GmbH

(Germany)

9

可持续发展

Bio4self Self-reinforced PLA

composites

Bio4self 自增强聚乳酸(PLA)复合材料

采用高硬度聚乳酸(PLA)纤维制成的生物基、易于回收的自增强复合材料,用于体育、汽车和医疗领域。

Technical University of

Denmark (Denmark)

10

3D打印

Continuous-fibre 3D

printing

连续纤维 3D 打印

连续纤维3D打印将复合材料与3D打印工艺相结合,创建了无模压的高压釜工艺,大幅降低了成本和交付周期。

Continuous Composites (USA)

11

公众选择奖

Fully FST compliant 16g composite aero seatback

完全符合FST防火标准的16g超轻复合材料座椅靠背

使用热压缩成型技术制造出的完全符合FST要求的轻质16G碳纤维座椅靠背,内置FST,无需防火敷料,具有模具外涂漆表面。

Cecence (UK)

 

3、产品应用创新展示情况

本次展会,主办方继续设置四个产品应用创新成果展示区,包括航空航天应用创新展示区展示项目24项,汽车应用创新展示区展示项目38项,建筑应用创新展示区展示项目23项,体育休闲及智慧生活应用创新展示区展示项目36项。

4、参展企业亮点

美国利兹勒(LITZLER)热塑性预浸设备,该设备仍然采用热熔法,可为客户提供定制化解决方案,包括采用热塑性树脂方案。

法国科里奥斯(CORIOLIS)复合材料公司展示了在热塑性复合材料领域使用的自动纤维铺放系统。新开发的最先进激光辅助自动光纤铺放头 (AFP) 可以根据不同尺寸或复杂性生产出固结过程的热塑性预制件。此外, 通过适当的调试可以允许在非常有限的孔隙间和可控的结晶度下进行原位固化。

该公司展示的多轴向UD带铺放机可为汽车行业提供轻量化复合解决方案,是热塑性复合材料发展的重点方向之一。工业自动化成功的关键取决于其成本是否可被接受。Van Wees制造的新型多轴向UD铺放机——MAX600/1800,可适应600MM宽的UD带投入使用。该设备最大铺片尺寸为1800x1000MM,最大幅宽为1800MMUD带采用点焊固定,可在室内、真空和高温下将铺片固定成平板,然后通过层压机或连续压塑机合并成面板。该机器有一个放置第二层的装置,可以旋转45˚-60˚-90˚-120˚135˚特定角度。底层可以从两个卷线机上展开。生产速度保证了片材和卷材的大批量生产需求。每分钟可以放置五层,UD带导入量为600平方米/小时。配有多个放置单元和0度放卷机的机器导入量超过1200平方米/小时。

荷兰复合材料应用中心TPAC、荷兰复合材料研究中心TPRC等联合开发了一种新型热塑性复合材料回收工艺:用废旧热塑性制品生产“安全鞋鼻帽”,开拓了一种新的固废循环发展路线。该鞋鞋头部位根据其最高标准通过了冲击和强度检测。随着热塑性复合材料应用的增长,产生的废料量也同步增加。考虑到其较高的商业价值以及法律和环境等方面的原因,制定出具体的可循环回收方案是非常具有意义的。TPC-Cycle项目的目的是通过开发高端和大批量市场的回收途径为生产废料提供回收再利用。其目标是通过长纤维保持热塑性复合材料的高机械性能,并以可接受的成本来降低对总体环境的影响。该项目包括从废物收集到粉碎、再加工和应用的全过程。它的特点是周期短,易于近净成形制造,并能生产复杂的形状。


5、协会与JEC法国展会负责人进行了深入交流,共同探讨在中国举办中国国际复合材料大会等事宜。

   

三、欧洲纤维复合材料装备企业参观情况

1、德国克劳斯玛菲(KraussMaffei)集团

2019318日上午,抵达德国慕尼黑,参观拜访了克劳斯玛菲集团(KraussMaffei Group)总部。近年来,协会多次组织考察团参观该公司,正是由于克劳斯玛菲集团不断在复合材料生产装备领域投入研发,取得了诸多新的成果值得我国复材企业借鉴和学习。克劳斯玛菲集团反应成型高压发泡技术、设备及复合材料负责人苏寅腾工程师和Mr.Peter热情接待了考察团来访,并对复合材料生产装备和技术工艺作了详细讲解。

注塑、反应加工和拉挤技术是克劳斯玛菲集团的三大技术,目前市场主要推广工艺:一是各种RTM工艺 HP-RTM,C-RTM,S-RTM,湿法RTM,热塑性RTM;二是长玻纤增强热塑性复合材料注塑成型工艺。可提供根据客户需求,公司可提供相应的成型工艺,或多种工艺的组合;三是新型复合材料拉挤生产工艺与装备。

聚氨酯喷涂设备SCS(Structural Composites Spraying Technology)应用于火车罩盖和汽车备胎盖的三明治结构板,克劳斯玛菲设计的一个机械手携带双喷嘴并整合到一个枪头内,该设备可实现两个喷嘴在电脑控制下自动任意切换。常规的扁型喷嘴只能满足三明治板的1-1.3米范围的喷涂要求。如使用该设备,圆形喷嘴可弥补扁形喷嘴未喷到的区域,并针对局部区块进行加强,圆形喷嘴的有效喷涂直径是7-12cm,喷涂完成后喷腔内会用高压空气进行自清洁,把多余树脂喷出。该工艺可减少30%-50%的喷涂时间,同一个枪头实现3种不同的喷涂方案,并具有空气自清洁功能,喷涂精准,避免原料浪费等优势性能。另外,几分钟内就可对接头可以进行快速切换更新。

该公司推出IPul拉挤成型系统是公司近年最新推出的研发成果,非常适合建筑和风能行业使用的型材与杆件。生产线实现封闭式浸胶,有利于实现清洁生产和降低成本。该系统可适应热固性树脂体系和热塑性树脂体系生产,产品适应性广。另外,该设备在不去改变产品力学和机械性能的情况下,拉挤柱状产品是传统设备拉挤速度的1.9倍,孔型产品可增加2倍速度。应用于建筑及能源业,如风叶加强横梁盖,纤维增强钢筋取代传统钢筋,避免了在海上使用的维护保养成本。汽车结构件和半结构件也可用拉挤取代HP-RTM件,成本上更为低廉。同时也可以用在汽车的传动轴、电池盒、铁路边的电线盒、集装箱和电缆等产品。


2、德国欧泰克(Ontec)公司

2019319日上午,考察团一行9人抵达德国奈拉市,参观拜访了欧泰克(ONTEC)公司。欧泰克公司成立于1997年,公司专业生产在线/离线涂层设备,目前已经发展成为国际性的技术纺织品装备供应商。同时,该公司还研制出用于生产玻纤稀织物的平铺设备,可用于玻璃纤维墙布和屋顶增强材料的生产。欧泰克总经理Mr.Harald和技术销售部负责人Mr.Helmuth Gossler热情接待了考察团来访,并对设备和工艺进行逐一讲解。

协会2013年度赴欧商务考察团曾拜访过欧泰克公司,当时考察团团员就对该公司正在研发的稀织物平铺设备产生了浓厚的兴趣。通过后期中、德企业双方深入沟通,欧泰克公司成功完成该设备研发定型并推向市场。2018年我国企业从欧泰克成功引进了该设备以替代传统织布机器,目前已顺利投产。此次考察团再次来访,稀织物平铺设备仍是关注重点 。

据介绍,欧泰克公司目前推出了其最新研发的TURBOTEX LS-2600型自动化平铺线。该生产线是一条用于网格布生产的专业设备线,以织物涂覆及热处理技术为基础,并通过以旋转平铺代替传统引纬。整条生产线由经纱纱架部分、膜和毡的喂入装置、铺纬装置、浸槽、接触式滚筒烘干器、红外烘干器、欧米茄牵引装置带纵向切刀和卷布机,其生产效率是传统织布机的15倍,其引纬速度最高每分钟4000纬。如果以3/公分纬度计算产量,最大产量12/分钟(纬度不同产量会不同)。终端产品包括涤纶网格布、玻纤网格布或碳纤维布以及复合布。也可与毛毡或薄膜(塑料薄膜或铝膜)的同步压延。其它工艺参数包括:成品厚度为0.15-1毫米,纱线密度为从密织物到20mm*20mm网格布可无级调整,幅宽范围为1.2-3.6米,卷布直径最大至1.5米。


3、德国迪芬巴赫(Dieffenbacher)公司

2019320日上午,考察团抵达德国小镇埃平根,参观拜访了德国迪芬巴赫公司。迪芬巴赫是一家享誉全球的企业集团,专为人造板行业、汽车和零部件行业开发及制造压机系统和成套生产设备。经过140多年经营积累,目前该公司是复合材料SMCCFKGMTLFT领域全球领先的液压压机和设备制造商。公司复合材料负责人Mr.Steffen Maier和人造板材事业部郝博经理对协会考察团时隔多年后的再次来访表示热烈的欢迎,并陪同考察团参观了生产车间及设备装配线。

迪芬巴赫公司成立于1873年,目前拥有人造板成套设备事业部和金属及复合材料成型设备事业部、环保回收两三大主营业务。早在1929年该公司就生产出了第一台塑料压机,随后公司一直致力于压机核心技术的开发和完善,先后开发了热固成型技术及装备如SMCD-SMCHP-RTM,热塑成型技术及装备如LFTLFT-DGMT

迪芬巴赫公司继2017年推出热塑性预浸带铺放设备——FiberforgeFibercon系统之后,在2018年又推出了个性化热塑性复合材料成型生产线——Tailored blank line。该系统是将公司热塑性预浸带铺放设备——FiberforgeFibercon系统,与注塑、模压等成型工艺结合,实现全自动热塑性复合材料制品生产。使用该套设备不仅是生产效率大大提高,也可把废品率从传统工艺的54.7%降低到6.7%。应用范围:运输交通、航空、休闲体育。

 

 

四、考察感受

感受之一:迎合市场需求,开发应用领域

    通过此次对JEC和三家德国企业的商务考察,体会到欧洲企业家的思路是以迎合市场需求为导向,坚持欧洲环保节约的理念,进一步降本增速,不断思考使用复合材料代替传统材料的各种可行性方案。如克劳斯玛菲的SCSIpul工艺系统,使用玻璃纤维增强钢筋代替传统建筑业钢筋材料,热塑性增强材料代替传统汽车结构件和半结构件等。同时,在本次展会上展示的碳纤维材料在交通运输、休闲体育等领域的应用更加广阔,如自动化碳纤维缠绕设备生产热塑性塑料内胆高压储氢气瓶,拉挤工艺生产的碳纤维汽车传动轴代替传统金属材质,使汽车轻量化的进程进一步加大。

感受之二:不断提升纤维复合材料生产工艺与装备自动化、智能化水平

通过JEC考察,随处可见的自动化、智能化装备层出不穷,自动化装备不仅可以提升生产效率,节省人工成本,同时可以保证产品的精度,通过闭膜生产的方式,也同时满足了环保的要求。在德国制造以高品质、高精度的严格要求下,通过对自动化、智能化的不断升级和完善,已逐步为实现“工业4.0”的发展大踏步前进。我国的玻纤深加工和复合材料企业应迎头赶上,利用协会为企业创造的条件,打开思路、开阔眼界,向国外先进的技术工艺和规范化的管理学习,提高我们本国复合材料自动化、智能化的综合实力。

感受之三:热塑性复合材料应用和研发使人眼前一亮

AVK的报告统计,欧洲热塑性复合材料市场同比增长近5%,汽车行业和电子行业应用是热塑性复合材料的主要增长动力。热塑性材料在易于加工、效率高和循环可回收等方面具有许多优势性能。同时,热塑材料可与其它材料很好的相结合,使它成为诸多应用领域中可选择的材料。其中LFT工艺在运输及电子领域增添了许多创新整合的解决方案。另外,在数据传输领域,热塑性复合材料因其低成本并可提供出色的性能,目前已成为进入该领域的重要产品。感受之四:复合材料的回收和循环利用成为关注热点

    热塑性复合材料的回收再利用成为新的关注热点,今年JEC由荷兰复合材料应用和研发部门,联合工业合作伙伴共同开发的以热塑性回收材料开发的安全鞋鼻帽成为热塑性复材循环再利用的新型解决办法,为该领域的循环利用市场提供了很好的开发和借鉴作用。我国复合材料市场热固性废弃物回收等问题是近些年研究的重点,但热塑性复材的循环利用及潜在的市场也应成为我们未来关注的焦点。

 

结语:

322日,考察团顺利回到国内。通过此次考察,大家不仅对于世界纤维复合材料的现状与发展,以及纤维复合材料制品的研发、生产与应用拓展,有了新认识新了解,也切身感受了国外企业的先进经营和管理理念。拓展视野,启迪思路,对于企业研发创新、技术改造以及生产经营、转产转型均具有很好的指导和借鉴意义。只有走出国门放眼世界,我们才能更清楚的认识到自己与世界先进水平的差距,更清楚的明确自己未来的发展方向。今后,协会将继续组织各类赴外考察活动,为广大会员提供更多学习、沟通、交流和合作机会!

 

中国玻璃纤维工业协会

中国复合材料工业协会

                                                                                                   二零一九年三月二十八日




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