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专题报告

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高端工业蓬勃发展,碳纤维树脂基复合材料市场迎来空前机遇(行业洞察)

二、行业洞察

 
 
 
 
 
 
 
 

(一)行业竞争核心逐渐向工艺与设计能力方向转变

在碳纤维增强树脂基复合材料行业发展的早期,碳纤维原材料的技术进步对复合材料制品行业发展的推动具有决定性因素。而经过行业多年发展,技术与产业结构已日臻成熟,如今碳纤维等原材料对复合材料制品性能提升的重要性在降低,行业的主要竞争核心正在逐步向制品企业的设计能力、工艺能力、树脂配方等能力上转移,行业变革动力从原材料厂商转移到制品厂商。

以航天、军工应用领域为例,这些行业所应用的碳纤维增强树脂基复合材料制品单位价格高、结构复杂、体量大、功能性能要求高且多样,普遍采用热压罐工艺。以上特点要求该领域的复合材料厂商需具备极强的工艺研发设计、模具设计生产与树脂配方等各方面的综合研发设计能力,复合材料厂商的综合实力提升对行业进步的重要性至关重要。

(二)结构功能一体化成为复合材料制品核心竞争力之一

“十三五”以来,中国航天、国防、高端装备制造业快速发展,民用工业供给侧改革效果显著,下游领域的产业升级对先进结构、功能材料也呈现出新的质量与性能要求。

以航天器所用高性能复合材料为例,舱体所用碳纤维复合材料作为承力结构件须达到比强度、复杂度要求,又须有耐热功能。树脂是纤维增强复合材料中主要的基体成分,对复合材料整体性能的发挥起着关键作用,其性能对复合材料制品的耐热、耐腐蚀等功能发挥直接决定作用。因此,作为航空、航天与军工等产业重要的装备材料,高性能碳纤维增强树脂基复合材料的结构功能一体化发展将为复合材料在这些高端制造业领域的应用带来更多优势。

尽管我国在结构/吸波复合材料、结构/防热复合材料等方面的研究取得明显进展,但国内结构功能复合材料产业与技术发展仍存在问题,存在资源整合能力不够、部分重要领域研发能力空缺、跨学科或产学研技术共享不充分、低水平重复等问题。具备碳纤维复合材料结构功能一体化研发、产业化能力的行业企业或机构,将在未来国内或国际行业竞争中进一步取得发展先机,巩固提升综合竞争能力。

(三)热塑性预浸料进口替代需求迫切,成为国内行业下一步重点发展方向

预浸料是复合材料制造加工过程中重要的半成品,利用预浸料工艺制造碳纤维复合材料的技术已经成熟并得到广泛应用,因此先进的预浸料制备技术与设备对碳纤维复合材料的性能提升与产业发展至关重要。

热塑性碳纤维复合材料因其优异的力学性能、较短的生产周期以及可回收性能,受到市场与行业的普遍认可。日、德、美等发达国家在碳纤维增强热塑性预浸料制造技术已较为成熟,并已经实现量产化。而中国国内市场的预浸料产业化生产仍局限于热固性预浸料,热塑性预浸料技术与国际水平相比较为落后,市场普遍被国外企业产品占据。由于应用行业发展迅速,进口热塑性预浸料昂贵的价格已成为制约下游市场进一步成长的重要因素,国内下游厂商对国产热塑性预浸料的需求日益增长。热塑性预浸料的技术研发与进口替代将成为中国复合材料产业进一步发展的关键课题之一。

(四)航天产业进入加速发展阶段,多个领域齐头并进

2020与2021两年间,中国航天事业步入快速发展轨道,除发射火箭次数创下新高外,一线商业航天公司学习美国SpaceX、蓝色起源等公司的商业模式与经验,也纷纷推出“快舟”“双曲线”“谷神星”等较为成熟的商业火箭。而中国卫星网络集团有限公司的成立也意味着大量地轨卫星的发射需求,向市场展示出一幅广阔的中国“星链”产业前景,将会从下游催生出大量的低价商业火箭需求。

此外,中国在商用遥感卫星处于后来者和追赶者的角色,逐步形成了高分、风云、资源、海洋等国家遥感卫星系统。2021年12月,美国詹姆斯韦伯空间望远镜(James Webb SpaceTelescope)的成功发射,也为中国未来空间望远镜的发展提供了宝贵的借鉴意义。

(五)多领域政策驱动,行业发展政策环境空前良好

十三五以来,国家针对新材料产业与军民融合等多个领域密集出台产业扶持政策。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中提出,要提升高端新材料等制造业核心竞争力,明确提出“加强碳纤维、芳纶等高性能纤维及其复合材料……研发应用”,加快补齐基础材料、基础工艺的瓶颈短,将碳纤维复合材料等新材料产业发展提高到国家战略层面。

党的十九大提出要建设航天强国的战略目标。此外,军民融合也上升为国家战略并写入党章,中国军民融合处于初步融合向深度融合的过渡阶段,重大政策密集推出,推动了我国军民融合事业的发展,同时也推动了我国民企对军事装备建设发展的参与,加大了中国民营企业能够承接的航天设备、武器装备制造业务的多样性。这不仅将加大对碳纤维增强树脂基复合材料的需求,也对企业的工艺能力、设计能力等综合实力提出了更高的要求。

(完)

本文由中国复合材料工业协会综编,文章不用于商业目的,仅供行业人士交流。转载请注明来自中国复合材料工业协会。


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