【行业研究】全球热塑性复合材料连续压缩成型（CCM）技术研究报告（中）

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3.8 主要设备商关键参数对照

▲ 表：主要设备商关键参数对照

第四章 国内产业布局与研发现状

中国热塑性复材连续化装备长期面临"设备、原料、技术"三重封锁。近年来，以引进消化、材料突破与装备自研三条路径并进，国内已形成若干标志性力量。

4.1 陕西铜川首启——国内CCM落地标杆

陕西铜川首启复合材料有限公司成立于2020年2月17日，由铜川市开发投资公司联合陕西四方联合轨道交通设备有限公司推动设立，是国有高科技控股企业。其核心依托陕西四方联合的专有"连续热塑成型矩阵技术"，自德国Teubert定制引进CCM设备。

关键里程碑：2020年12月21日，首启公司与德国Teubert签订两条CCM设备采购合同；2021年9月16日，国内首台套碳纤维连续热塑成型设备（CCM）运抵铜川，铜川由此成为国际市场中第五个拥有该设备的地区。项目一期总投资约3.78亿元，建设2条热塑性碳纤维复材生产线及1条试验线，可年产热塑性碳纤维复材2100吨，规划年销售收入17亿元。第二条CCM线可实现1.25 m宽、1—30 mm厚均质板材生产。CCM设备生产节拍3—5分钟，效率为传统工艺40倍，良品率99%，成本约减半。

4.2 江苏韩塑新材——热塑性预浸料材料龙头

江苏韩塑新材料股份有限公司成立于2013年4月，位于江苏盐城，是以高性能非金属复材为主体、集研发生产销售一体的高科技企业。主要产品为热塑性碳纤维预浸料及改性工程塑料，共200余种，年产量约3万吨。核心技术为高性能热塑性碳纤维单向及织物预浸料，树脂体系覆盖PI、PEEK、PEKK、PEI、PPS、PES、PPA、PA、PC、PP、PE等，幅宽实现300/600/1000 mm。2024年报道显示，其42台（套）核心设备全部投产，产线自动化率稳定约80%，生产效率较传统模式提升60%。

4.3 创轲智能装备——复材智能装备"隐形冠军"

创轲智能装备科技（太仓）有限公司专注碳纤维复材智能装备，以"硬件+软件+数据"将传统手工铺层升级为连续自动化成型。产品矩阵包括HP-RTM全自动预成型机、CFRTP模压成型专机、湿法模压专机、预浸料模压专机等。自动化产线单线节拍≤3分钟，精度±0.1 mm；宣称节拍缩短60%、废品率降至2%以内。拥有约25项专利、18项软件著作权、Tronxt-MES制造信息化系统。2025年完成由太仓国发文鑫独家投资的数千万元首轮融资。

4.4 东华希烯埃姆（DOH CCM）——连续预浸与层压装备商

东华希烯埃姆（苏州）装备技术有限公司成立于2022年5月30日，位于苏州太仓，是一家拥有自主知识产权的高端复材装备制造商。产品系列包括热塑&湿法/干法连续性碳纤维增强单向/织物预浸料生产线、高温/低温碳纤维增强板材生产线等。可提供PI、PEEK、PEKK、PAEK、PEI、PPS、PES、PPA、PA、PC、PP、PE等热塑性碳纤维预浸料生产线全系列设备，并实现300/600/1000 mm幅宽连续生产。

4.6 国产化阶段评估

综合判断，中国CCM及连续热塑复材产业处于"单点突破、链条补位、整体追赶"阶段：

• 整机（CCM连续压缩主机）：

  铜川首启通过引进Teubert实现"从0到1"，但核心主机仍依赖进口；

• 材料与预浸装备：

  韩塑、东华希烯埃姆在宽幅预浸与层压装备上已达国际前列；

• 成型智能装备：

  创轲在CFRTP模压、HP-RTM等专机上形成国产替代能力；

• 短板：

  高温（PEEK/PEKK级>400 °C）大宽幅连续固结主机、在线压力分布自适应控制、专用高温模具与密封材料仍依赖海外。

4.7 国内代表性企业定位对照

▲ 表：国内代表性企业定位对照

第五章 典型应用案例

5.1 汽车轻量化

• Valeo有机板材横梁：

  全球首个实现量产的热塑性复材结构件，自2018年量产，减重约30%；48V电池托架有机板材壳自2020年量产，较金属方案减重40%；具备30万件/年的量产能力。

• Profol Progano®：

  玻纤+PP有机板材用于车门板、保险杠梁、电池箱、座椅背等，较铝轻35%、较钢轻75%，强度较铝高50%。

• Engel organomelt前端载体：

  为戴姆勒量产的完全自动化前端载体，美国田纳西产线周期低于2分钟。

• 宝马i3：

  虽以热固性CFRP乘客舱著称，但其工艺迭代（节拍从120分钟压缩至8分钟）印证了复材汽车化的效率方向；"热塑性电池箱体"方向可实现与金属等效碰撞安全且减重58%。

5.2 航空航天

• ATC（美国）：

  以CCM平层压板线与四轴型材机，为航空生产C、T、H、J、U等复杂截面连续型材。

• Ensinger/Engel检查口盖：

  采用TECATEC（碳纤维+PEEK）有机板材，经Engel organomelt在同一工序热成型并覆注PEEK紧固件，较金属减重最高60%，且纯热塑可整体回收。

• 低空经济（eVTOL/AAM）：

  复合材料电池壳成为重点。西班牙Bold Valuable Technology的BOLDair航空电池系统重仅52 kg、比能量285 Wh/kg，采用压缩成型双蒙皮CFRP单体壳电池壳。

5.3 轨道交通与风电

铜川首启依托陕西四方联合的轨道交通技术背景，其CCM型材可直接服务高铁、城轨车体结构件；CCM宽幅板材（第二条线1.25 m宽、1—30 mm厚）被明确指向风电领域，其可回收特性契合风电叶片"退役回收"痛点。

5.4 行业渗透成熟度矩阵

▲ 表：CCM应用行业渗透成熟度矩阵

第六章 创新技术与专利布局

6.1 核心工艺改进方向

• 压力分布自适应：

  Teubert的Adaptive Consolidation Unit通过生产工具三维在线变形，实时测量并调节压力分布；

• 模块化加热与余热回收：

  RUCKS的多温区独立控制（6区/1200 mm）、倾斜加热板布置，配合红外+感应复合加热，提升能效；

• 在线质量监测：

  激光测厚、X射线/CT、超声等构成质量闭环；

• 材料工艺协同：

  天然纤维体系需控制预热温度（180—195 °C）并施加硅烷表面改性以降低孔隙；高温树脂（PEEK/PEKK）需匹配>400 °C温区与耐温模具。

6.2 数字孪生与人工智能

CCM的高度自动化为数字化提供了天然底座：采用Navier—Stokes非牛顿流体模型描述熔融树脂在压缩区流动，结合二维热场与结构收缩模型预测温度梯度与残余应力；数字孪生预演在虚拟环境中预演压力波形与冷却曲线，缩短工艺开发周期；创轲Tronxt-MES规划集成AI缺陷实时预测模块，将无损检测数据用于在线工艺自校正。

6.3 回收技术路线详解

热塑性本质的可逆熔融，使CCM制品的回收成为相对热固性"降维打击"的优势。当前形成两大技术路线：

• 物理回收：

  粉碎—熔融—挤出工艺，性能保持率>85%。荷兰Thermoplast复合材料公司实证显示，再生热塑复材（TPFC）用于汽车内饰件，较原生材料成本降40%、碳排放减72%；

• 化学回收：

  溶剂解或热解实现纤维—基体分离。德国CARBIORE项目使回收碳纤维强度保持率达92%、纤维长度可控于50—200 mm；

• 标准与政策：

  ISO 20763:2019《热塑性复合材料回收规范》提供认证依据；欧盟"循环经济行动计划"将TPFC纳入关键原材料清单，要求2030年前回收利用率达85%。

第七章 未来趋势研判

7.1 绿色低碳与循环经济成为主引擎

在"以塑代钢"与碳中和双重驱动下，热塑性复材的100%可回收属性将从"加分项"变为"必选项"。物理回收（性能保持>85%）与化学回收（CARBIORE回收碳纤维强度保持92%）技术成熟，叠加欧盟ELV（2025年回收率95%）、循环经济行动计划等政策，CCM制品在汽车、航空的渗透率将随法规强制而加速。全球再生碳纤维热塑复材市场2025年规模已突破12.8亿美元、增速约34.6%。

7.2 高纤维体积分数与高温树脂拓展性能边界

当前CCM主流V_f约40%—50%，未来将向>50%及PEEK/PEKK级（>400 °C）高温树脂拓展，以服务航空发动机周边、eVTOL电池壳、半导体等极端工况。Teubert、RUCKS已具备PEEK加工能力，国内韩塑、东华希烯埃姆在高温预浸装备上的布局与之呼应。

7.3 智能化与柔性制造

数字孪生、AI缺陷预测、自适应压力控制将使CCM从"参数固化产线"走向"自感知自调节产线"。柔性超级工厂（如创轲规划的2万㎡工厂、50→200台/年产能）与MES云端化，将支撑多品种小批量（军工/航空）与大批量的共存。

7.4 新兴应用场景爆发

• 新能源汽车：

  电池包上盖/托盘、前端载体、保险杠梁是近期最大增量，Organosheet全球市场2024年6.52亿美元、2030年预计12亿美元（CAGR 10.7%）；

• 低空经济：

  eVTOL/无人机对轻量、耐热、可回收电池壳与结构件需求，为CCM有机板材打开新蓝海；

• 风电与轨道交通：

  大宽幅板材在叶片次结构与车体上的应用持续渗透。

  
  

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（本报告数据均来自公开渠道，具体对外引用时建议使用者就其中的细节做二次核对）

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