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专题报告

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从展台到未来:JEC WORLD 2025展品技术趋势深度剖析

JEC WORLD 2026将于明年3月10日—12日于法国巴黎举行,中国复合材料工业协会参展团带您回顾本届JEC的精彩内容,在JEC World 2025展会上,复合材料行业呈现出多个显著的创新趋势,凸显出“高性能、绿色低碳、智能制造”三大核心方向。热塑性复合材料成为本届展会最受关注的领域之一,其出色的可回收性、成型效率和结构性能,使其在汽车轻量化和可持续制造中扮演越来越重要的角色。此外,天然纤维(如亚麻)和回收碳纤维(rCF)技术的成熟应用,也使绿色材料在高性能和规模化制造中获得新突破。不少初创公司和成熟企业展示了rCF带材、无纺布、织物及其RTM、模压、拉挤等成型工艺中的实际案例。更多案例分享,尽请关注5月29日,江苏常州热塑性复合材料应用技术研讨会。

回收纤维材料制作汽车后备箱

Acciona是一家总部位于西班牙的全球领先可再生能源和基础设施公司,致力于推动可持续发展。其子公司Acciona Energía在风力发电、光伏发电、生物质能和绿色氢能等领域都有深耕,很多领域都不同程度地使用了复合材料。Acciona因其复合材料回收技术获得多项奖项,其中包括Acciona Energía在西班牙伦比尔建立的工业规模风力叶片回收工厂,该工厂为风力发电行业提供了创新的回收解决方案,此外,Acciona的复合材料也被Draft Surf用于制作运动鞋和冲浪板。

在JEC 2025展会上,Acciona展示了其WALUE复合材料回收工艺,这项名为“废物变价值”的技术获得了专利,专门用于处理报废部件和复合材料生产过程中的废料,并将这些废料重新投入生产链中。废料首先被切割成小于1米的碎片,送入粉碎机进一步粉碎,然后通过分离系统去除不需要的物料。分离后的复合材料经过低于600°C的热处理,大部分产生的气体会被冷凝并收集起来,用作原材料,比如转化为树脂的新单体。最后,剩余的玻璃纤维或碳纤维被提取出来,可以用作短纤维、磨碎纤维、混合连续纤维、无纺布或增强复合材料。整个过程完全由可再生能源驱动。通过WALUE技术回收的新材料被应用于运动鞋、网球拍和汽车后备箱等产品中,进一步推动了复合材料的循环利用和可持续发展。

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Acciona 的 WALUE 工艺采用低温热处理工艺(左下)处理废弃物,产出清洁纤维,可用于汽车后备箱等应用。

短玻纤增强生产再生轨道车仪表板

Caracol AM (位于意大利米兰和美国德克萨斯州奥斯汀)展示了全新的XHF 超高流量挤出机。该挤出机的两个打印腔可以以高达 75 公斤/小时的速度打印同一种材料,或同时打印两种不同的材料。Caracol AM 还展示了其广泛的复合材料打印应用,包括采用短玻纤增强的再生 PETG 制成的轨道车仪表板(该公司还打印了轨道车的仪表板/保险杠),以及与Pershing Yachts合作的进气格栅。

Caracol AM 首席营销和战略官 Violetta Nespolo 指出:“这些部件正在批量生产,采用精细喷嘴打印,无需机械加工,只需在喷漆前进行轻微打磨即可。” “我们还在打印船舶内饰部件,并探索结构部件的制造,包括在 3D 打印件上进行层压。”展台上还展示了打印的概念车车身部件,以帮助设计师直观地了解和改进新模型,以及用于固化复合材料的直接热压罐模具。Caracol AM 还使用其 Vipra AM 系统打印用于航空航天生产的 Invar 36 热压罐固化工具。

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(左上,顺时针方向)Invar 36 热压罐固化工具、用于 Heron AM 打印机的 XHF 挤出机,以及使用回收 PETG 和短玻璃纤维打印的轨道车仪表板。

树脂传递模塑(RTM)等闭模工艺生产高性能无纺布

Infinici AG是一家位于德国汉堡的初创公司,专注于将回收玻璃纤维和碳纤维转化为高性能无纺布,广泛应用于汽车、船舶和可再生能源等领域。Infinici AG正在持续推动其高性能无纺布在树脂传递模塑(RTM)等闭模工艺中的应用。公司首席运营官 Mark Ludwig 表示,Infinici 成立于 2021 年,起初专注于将回收玻璃纤维(rGF)转化为无纺布产品,目前也已经扩展到提供回收碳纤维(rCF)无纺布和碳纤维/其他纤维混合材料。

Infinici 的原料主要来自各类制造商的干式生产边角料——Ludwig 指出,其中以当地多功能车辆制造商为主,同时也包括部分汽车和船舶制造商。这些废料经清洗、粉碎、切割处理后,被转化为均匀的短切纤维,再加工为专门设计的无纺布,同时尽可能保留原始纤维的性能。

目前,Infinici 还开发了一部分准单向排列的碳纤维无纺布产品,Ludwig 表示,这类产品约有 80% 的纤维为单向排布,在增强性能方面更具优势。

例如,一艘游艇的内饰盖板就采用了Infinici 提供的 rGF 无纺布,并通过 RTM 工艺成型完成(如图所示)。Ludwig 强调说:“我们的材料在纤维铺设结构上进行了特殊设计,不仅具备良好的柔顺性(悬垂性),也有优异的表面光洁度,非常适合用于闭模成型。”

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游艇的内盖采用 Infinici 的 rGF 无纺布,通过 RTM 工艺制造而成

在产品生命周期评估(LCA)方面,使用 Infinici 的 rGF 材料相较传统原生材料,可实现 高达 95% 的碳足迹减排。

目前,该公司材料主要应用于封闭模具成型领域的各类轻量化结构件,客户主要来自公共交通、多功能车辆和船艇制造行业,用于如公交车外壳、游艇内饰面板等部位的制造。

高性能回收碳纤维带材和无卷曲织物(NCF)应用

Nova Carbon 是一家位于法国波尔多的初创公司,成立于 2023 年,专注于开发和销售高性能的回收碳纤维带材和无卷曲织物(NCF),广泛应用于体育用品、奢侈品、拉挤型材等领域,在 JEC World 2023 “初创企业助推器”专区首次亮相,展示了其自主研发的定向回收碳纤维(rCF)带材。该公司通过收集干式碳纤维边角料或废弃复合部件中的长纤维资源,结合波尔多大学开发并已获专利的长纤维定向技术,成功将其加工为宽度为 50 毫米的高性能带材。

Nova Carbon 的纺织与复合材料工程师 Alexandre Faure 表示,该技术能够保留原始碳纤维高达 80% 的刚度性能,在兼顾可持续性的同时,确保产品的力学性能和可应用性。

在JEC World 2025 展会上,Nova Carbon 推出其最新产品:一种可将回收碳纤维(rCF)加工为非卷曲织物(NCF,Non-Crimp Fabric)的新型二次加工工艺。这一技术进一步丰富了其产品线,提升了材料在高端复合材料制造中的适应性。

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Nova Carbon 展示了其 rCF 胶带和防卷曲织物(上图),以及包括自行车车架部件在内的应用(下图)

此外,Nova Carbon 还为客户提供基于其材料制造部件的内部性能测试与分析服务,帮助下游客户更快实现产品验证与优化。

目前,该公司可批量提供干胶带材和NCF材料,应用场景涵盖自行车部件、各类体育用品、高端奢侈品结构件、拉挤型材及其他结构轻量化应用。

Nova Carbon 致力于将高性能回收碳纤维材料转化为面向未来制造的可靠解决方案,在推动循环经济和绿色制造方面展现出强劲的技术潜力和市场价值。

基于人工智能制作 3D 打印

德国奥格斯堡的Fibclick 公司专注于利用人工智能和数字化技术,自动化复合材料制造过程中的生产规划和设备设置,特别是在拉挤成型(pultrusion)工艺中,通过数字孪生和仿真模拟,显著提高生产效率和产品质量,降低成本。其正在开发一种基于人工智能(AI)的复合材料制造流程数字化方法,致力于打造全球首个可用于自动化生产规划的复合材料平台,其目标是实现“一键式复合材料制造”。该平台最初聚焦于拉挤成型工艺,未来还将拓展至树脂传递模塑(RTM)和模压成型等其他闭模成型技术。

联合创始人Niklas Paprotta 介绍道,目前企业在拉挤生产线上为开发新产品往往需要耗费数月时间,用于设计工装、配置设备等环节。拉挤模具价格昂贵,通常在 2万至10万美元之间,传统流程依赖 CAD 进行设计,之后通过试生产验证模具,但若过程中出现问题,则需重新开始整个流程,耗时费力。

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 使用 Fibclick 数字工具制作 3D 打印指南的示例

Fibclick 的解决方案是,首先将待加工型材及整条拉挤生产线绘制成技术图纸和 CAD 模型,并由此创建出数字孪生系统。然后借助 AI 模拟所选材料在具体模具和设备设置下的运行过程,实现在数小时内完成原本需数周的工艺模拟和工装开发,并可自动生成 3D 打印模具和导向工具。

Paprotta 表示:“我们的方法可以显著减少试模次数,提前发现设计或工艺问题,从而降低模具开发的风险。此外,借助该平台,我们还能够实现以往因成本过高而难以制造的复杂截面结构。”

Fibclick 还构建了一个包含纺织增强材料及其工艺参数(如压力曲线等)的数据库,通过 AI 算法对这些参数进行训练,自动模拟其它相关工艺变量。

最终,该解决方案可帮助企业:

  • 将生产规划成本降低最多50%

  • 将生产线设置时间缩短约75%

  • 显著提升工艺稳定性

  • 满足客户对新形状与功能的更高要求

纤维定向铺放--仿生结构纤维增强骨架

奥地利格岑斯的Fibionic公司成功开发出一款工业化生产设备,采用其自主研发、已获专利的纤维定向铺放(FFP, Fiber Flow Placement)技术,能够在1分钟内高效制造出仿生结构纤维增强骨架。该骨架可用于后续的注塑、压塑等成型工艺,显著优化结构件中纤维的负载路径,从而帮助整件减重30%至60%。

该设备支持碳纤维、玻璃纤维以及天然纤维的使用,可与PA6、PA11、PA12、PP、PET 等热塑性材料混合使用,单台设备年产量可达 50 万件骨架,具备极强的工业化生产能力。

整个骨架制造流程从CAD建模和数字化优化开始,然后通过空气流导引技术将纤维按设计方向精准铺放于基板上,并按需多层堆叠,形成二维片材。这些二维预制件无需产品专用模具即可固化,并可在最终热成型步骤中转化为复杂的三维结构,为后续集成至各种高性能部件做好准备。

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Fibionic 采用 CAD 及其基于气流的创新工艺,高速生产负载优化的热塑性复合材料预制件,用于注塑、压缩成型以及其他工艺。

应用领域包括但不限于体育用品和消费类产品、无人机、机器人部件、汽车和航空航天结构件、医疗器械。

由于FFP 技术实现了按需铺放、精准控制纤维走向,纤维仅分布在结构真正需要的部位,因此几乎不会产生材料浪费。Fibionic 估算,这项技术可使最终制件材料消耗降低 20% 至 40%。

智能灭火微胶囊材料

INCAPTEK(瑞士库鲁)是一家专注于高性能复合材料开发的创新企业,在本届JEC 2025 展会上,展示了其在“程序化壳微胶囊”技术方面的突破性成果。尽管该公司以其性能优于 PEEK 和 Kapton 的半结晶热塑性 iPi 材料闻名,但此次展会的重心放在了其新型“自灭火复合材料系统”上。

INCAPTEK 的微胶囊技术是一种能对特定温度触发反应的主动安全机制,在火灾初期即可激活,迅速释放环保型灭火剂。微胶囊的启动温度可根据应用需求定制(例如 120°C),当达到设定温度后会自动破裂释放灭火物质,从而迅速中断燃烧过程。

INCAPTEK 首席执行官 Olga Fontanellaz 表示:“我们可以将这种灭火系统集成到自粘涂料、树脂基体、纺织品、乃至油漆中,实现材料级别的防火。”

应用前景广阔

这项技术被称为“一种材料级别的即时灭火系统”,不仅不会消耗氧气、对电子设备无害,还能实现火灾防控的前置化和主动化,具备广阔的工业化前景。当前主要应用探索方向包括:

电动汽车动力电池热失控防护

(注:锂电池起火后约15秒内车内环境极度危险,INCAPTEK 系统可在此“黄金窗口”完成初步灭火);

应用包括智能手机与消费电子防火涂层,飞机内饰材料的火灾安全升级,危险品及锂电池运输包装材料。

技术成熟度

目前该技术处于TRL 4-5 阶段(技术验证和实验环境下验证),并已进入多家制造商的联合测试阶段。

加工复合材料的人都知道,这种材料不仅难切,而且特别容易在加工时因为过热而导致工件报废、刀具磨损,甚至整批产品返工。TemperChip 来自以色列特拉维夫,是一项专为复合材料铣削开发的温度监测技术,它可以在刀具温度过高之前提前预警,帮助操作员及时调整,避免损失。

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INCAPTEK 智能灭火微胶囊材料

TemperChip 实时监测刀架

TemperChip 的核心是一个安装在刀架上的小型传感器,可以实时监测切削刃处的温度,并通过蓝牙把数据发送到旁边的笔记本、平板或智能手机上。温度达到设定阈值时,刀架上的红灯会亮起——提醒很直观,不需要额外操作。

此外,温度阈值是可以根据材料和工艺要求自己设置的,适配性强。

更进一步——向智能制造靠拢

接下来,TemperChip 正在开发将传感器数据直接联动 CNC 控制器的功能:一旦温度超限还不下降,加工会自动暂停,从而真正做到智能保护刀具和工件。

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  • 使用简单,不改变现有流程

  • 传感器电池可用20 小时,充电方便

  • 即插即用,安装不复杂

  • 支持温度记录,可作为生产追溯的依据

  • 帮助优化加工参数、控制刀具寿命

值得尝试的应用场景

目前这项技术已在一些Beta 测试站点运行,适用于航空航天、汽车、电子、医疗器械等对精度和良品率要求高的行业。

TemperChip 的目标很明确:用简单有效的方法,把加工质量和成本控制得更稳、更可控。



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