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市场应用·碳纤维管-工业机械设备的“新宠”

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本文摘要:(由ai生成)

碳纤维管替代传统金属材料管,为工业设备及科技、民用类产品带来显著优势:提升生产效率、热膨胀系数低、产品精度可控、使用寿命长、振动小、变形量小。智上新材料科技有限公司通过实际应用证明,碳纤维管在造纸机、光学镜筒、天线支撑杆等领域均表现出色,为设备提供更好的工作状态和性能。

越来越多的工业设备及科技、民用类产品开始大量采用碳纤维管替代传统金属材料管,这种更新换代赋予了设备或产品哪些新的竞争力?碳纤维复合材料可以为管材类部件带来哪些方面的性能提升?国内较早实现碳纤维管材批量化生产的碳纤维零部件制造商智上新材料科技有限公司结合自身产品的实际应用情况,对碳纤维管的优势予以以下说明。

1. 有利于提升机械设备的生产效率:

碳纤维复合材料密度小、强度大,与同型号的钢制管体相比,能减重70%左右,与同型号的铝合金管体相比,能减重约30%。智上新材料根据客户要求,采用这种材料制作造纸机设备上的辊筒,在应用中不仅能有效减轻设备的自重,还大幅度地减小了辊体的运动惯量,有利于辊体高速稳定地运转,从整体上提升了机械设备的生产效率。

2. 热膨胀系数几接近于零:

碳纤维复合材料具有可设计性,能够根据结构的实际需要,通过优化的铺层方案增加主方向的刚度、控制热膨胀系数。例如,智上新材以碳纤维复合材料制作的光学镜筒,采用一对一订制化铺层方式,通过平行于纤维方向的热膨胀抵消其它方向的热膨胀,使零部件热膨胀系数几近于零。

3.产品精度更可控:

碳纤维复合材料有多种成型方式,碳纤维管材的尺寸精度、表面质量主要取决于成型工艺以及严格的产品质量管控。良好的工艺水准可以有效减少成品表面的质量缺陷,使之光滑平整,保证尺寸公差。传统金属管件的机械加工具有变形的风险,对一些高精密仪器设备来说,更高的尺寸精度显得尤为重要。以一款由空心薄壁的碳纤维圆管制成的天线支撑杆为例,

用碳纤维复合材料管替代原来的铝制支撑杆,天线的尺寸稳定性和精度都得到了明显提升。

4.使用寿命更长:

碳纤维复合材料耐疲劳性能好,材料本身的轻质化能够减轻零部件的承重负荷,重量轻摩擦就小,用于旋转辊体时,即便转速很快,辊体也不容易产生较大的挠度,能有效避免辊体表面保护层及轴头等相关部位的损伤,降低更换和维修的成本。碳纤维复合材料耐腐蚀性也很强,能抵御一般工业用化学剂的腐蚀(强碱强酸除外),保养清洗都比较方便。

5.振动小:

碳纤维复合材料管的刚度远远高于普通的钢制管,将其用作辊体,在机械设备的高速运转中,产生的振动较小。如智上新材为印刷机设备提供的碳纤维复合材料辊,与传统的金属辊相比,不仅可以实现更高的速度,还能获得更高的印刷质量。

6.变形量:

碳纤维复合材料在拉伸、压缩、弯曲、弯剪及扭转等方面的性能表现较好,碳纤维管在长期的机械运行中变形量小,能为设备提供更好的工作状态。例如,在纺织机械中使用碳纤维复合材料起毛辊,尺寸稳定性好,不易变形,尤其是在较长的辊体中,碳纤维复合材料的扭曲变形率远低于传统的钢制辊。

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来源:碳纤维生产技术
振动疲劳复合材料化学光学材料控制纺织
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-06-18
最近编辑:6月前
碳纤维生产技术
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氢能聚焦·超3200亿元!2020-2050年中国储氢瓶市场规模

本文摘要:(由ai生成)在碳中和目标推动下,中国氢能产业关键环节如加氢站和车载储氢瓶发展迅速。尽管面临技术挑战和基础设施瓶颈,国内企业如京城股份和中集安瑞科正加快布局IV型储氢瓶项目,有望推动产业发展。预测显示,中国有望成为全球最大的车载储氢瓶市场,未来十年市场规模可达3234亿元。“碳中和”大背景下,加氢站与车载储氢瓶成为氢能源发展关键。近日,氢能题材获资金持续关注,京城股份、中集安瑞科等储氢瓶行业公司也纷纷公布了募集资金或项目建设等计划。行业人士指出,整个氢能产业链,除了燃料电池堆作为关键装备外,氢能基础设施的布局和建设、车载氢能动力系统的技术迭代、以及储氢瓶的应用推广均是氢能汽车商业化发展的重要突破口,其发展值得重点关注。Ⅳ型储氢瓶“卡脖子”问题困扰行业已久在国际市场被广泛使用的IV型储氢瓶,在国内长期处于空白状态。对此,中国工程院院士陈学东分析表示,储氢气瓶一般包括四种型式:Ⅰ型瓶是全钢制,主要缺点是重,用于车载不太合适,放在加氢站作为固定式储氢可以;Ⅱ型瓶和Ⅲ型瓶是金属内胆碳纤维缠绕,也相对较重,但比Ⅰ型瓶要轻;Ⅳ型瓶是塑料内胆碳纤维全缠绕,质量最轻,适合于车载,是国外的主流技术路线。事实上,国内也曾经开展过Ⅳ型压缩天然气气瓶的研究与应用,但由于当初设计制造及检测技术不成熟,产品存在一定缺陷,导致了安全事故,至今仍被禁止使用。所以到目前来说,Ⅳ型储氢瓶之于国内氢能产业依然是一个“卡脖子”问题。氢燃料电池国内龙头亿华通相关人士表示,氢能产业链基础设施不完善,是现阶段制约我国氢能燃料电池汽车发展的重大瓶颈。我国加氢站建设存在投入大、审批流程不健全、缺乏标准体系等特点,且上游规模化制氢、储氢、运氢体系不完善,导致氢气成本超过正常水平。氢能产业链上游企业滨化股份相关工作人员表示,氢能供给成本居高不下的重要原因是运输成本太高,氢储运难点主要是安全和成本问题。因为这个行业处于起步阶段,还没有大规模商业应用,所以规模普遍不大,与国外先进水平还有一定差距。多家上市公司加快布局行业热度明显升温值得注意的是,这种局面随着相关上市公司项目投资的增多,近期开始悄然发生变化。目前中集安瑞科、京城股份、亚普股份、科泰克都在布局IV型瓶项目,佛吉亚、Hexagon等国外企业也对中国IV型储氢瓶市场加快开拓。据悉,京城股份去年3月发布非公开发行A股股票预案(二次修订稿),拟使用募集资金5200万元,用于Ⅳ型瓶智能化数控生产线建设项目,该项目生产的IV型瓶主要应用于作为氢能汽车与天然气汽车中的储气装置,去年7月份已经发行完成,今年已投入建设。京城股份下属的天海工业公司于2021年5月17日宣布,推出具有完全自主知识产权的新一代车载储氢气瓶——IV型瓶。该产品与同规格III型瓶相比重量可降低约30%,质量储氢密度更高,为氢燃料电池汽车提供了轻量化车载供氢系统新选择。图片来源:天海工业目前,天海工业建成了一条柔性化IV型瓶生产线,可以根据车型的安装空间灵活设计气瓶长度和直径参数,使气瓶使用性能最优化。生产线设计产能为年产一万支气瓶,后续会随市场需求而进行扩容。此外,天海工业所生产的35兆帕高压铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶(储氢气瓶)已批量应用于氢燃料电池汽车领域。中集安瑞科去年宣布与IV型储氢瓶领域国际巨头挪威Hexagon通过“云签约”的方式,在线签署了《战略合作意向书》。根据意向书,双方将优势互补,共同拓展中国氢能储运装备市场。今年3月3日,中集安瑞科宣布与Hexagon成立针对中国及东南亚市场快速增长的高压氢气储运的合营公司,其中IV型储氢瓶的生产设施建设预计最早将于2021年第二季度开始。 中集安瑞科执行董事兼总经理杨晓虎表示,车载储氢系统的发展趋势为轻量化、低成本及低重容比,因此III型瓶向IV型瓶转变是符合未来发展趋势的。中集安瑞科将与Hexagon形成协同效应,抢占中国广阔的氢能市场。亚普股份已宣布布局70MPa IV型储氢瓶。在近日回答投资者提问时表示公司紧盯行业方向,结合自身特点,战略性布局并加快氢燃料电池汽车70MPa IV型车载储氢瓶的研制,并已取得阶段性进展。科泰克亦曾向外界透露过正在布局IV型瓶。作为国际储氢瓶领先企业,佛吉亚则赢得了上汽集团的合同,将为其一批商用车辆提供氢气罐。这份订单将使佛吉亚能够确认迄今为止的订单总额超过2.5亿欧元,并有望在2021年达到5亿欧元的签约目标。值得关注的是,今年4月30日,佛吉亚(Faurecia)宣布已收购中国领先的储氢瓶制造商之一的沈阳斯林达安科新技术有限公司。据悉,斯林达安科于近期获得了国家市场监督管理总局最新认证的特种设备生产许可证,成为中国第一家具备生产车用IV型储氢瓶资质的本土厂商。未来中国将成全球最大的车载储氢瓶市场?行业统计显示,2021-2050年,国内加氢站对应累计设备新增投资额有望达到830亿元。据《节能与新能源汽车技术路线图2.0》规划显示,到2025年我国加氢站的建设目标为至少1000座,到2035年加氢站的建设目标为至少5000座。据《中国氢能源及燃料产业白皮 书》,远期目标是在2050年实现中国建设加氢站数量10000座。而据行业研究机构人士透露,目前装有500kg储气瓶的加氢站的造价约为1200万元人民币。据《中氢能源及燃料电池产业白皮 书(2019版》,加氢站设备投资占到其总投资的70%。如按照2050年的远期规划建设10000座加氢站的目标,2021-2050年我国该产业累计新增投资额约为1186亿元,假设设备投资额占总投资额的70%,对应设备投资额为830亿元。2020-2025年间,年均投资总额为21亿元,年均设备投资额为15亿元。龙赢富泽资产私募行研人士表示,目前国内外主要以高压气态储氢和低温液态储氢为主,国内主要采用高压储氢。但在这一环节中我国产能远远落后于国外。挪威、日本、法国的多家公司已经做到储氢瓶的批量生产,并应用于各种车型。但我国标准法规推广缓慢,早年事故频出,导致此前储氢瓶应用受阻。同时,我国对储氢瓶制造工艺中的很多环节尚缺乏标准检测手段、上游关键材料碳纤维由国际企业把控,也导致国内市场缺乏有效供给。但这正给了整个产业以足够大的想象预期和落地空间。目前,多家整车公司和专业制造公司已开展前瞻性布局和技术突破,预期在未来3-5年中,储氢瓶这一细分行业必将迎来蓬勃发展。图片来源:势银(TrendBank)华泰证券预测,中国将成为全球最大的车载储氢瓶市场,2020-2050年中国储氢瓶市场规模合计有望达到3234亿元。 此外,势银咨询研究表明,车载储氢瓶市场规模在2030年预计达到69亿美元,受中国市场庞大的重卡基数推动,十年内中国市场的车载储氢瓶市场份额预期提升至39%,成为全球最大的车载储氢瓶市场。考虑到一辆车车载气瓶在3-6个不等,如按规划2025年燃料电池车保有量为10万辆,则储氢瓶年需求约为30.95万个,2020-2050年中国储氢瓶市场规模合计有望达到3234亿元。来源:科创板日报特别声明:公 众号部分文章和图片来源于网络,发布的目的在于传递更多信息及分享,并不代表本公 众号赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议。版权归原作者所有,任何组织或个人对文章版权或内容的准确性存在疑议,请第一时间联系我们,我们会及时修改或删除。广告免责声明:为了公 众号稳定发展,本公众 号会不定时承接行业广告、产品推广、会议培训推广等广告展示方式有文章前/中/后以图片形式展示、软文展示、产品链接展示等。本公 众号只提供发布平台,对广告内容的真实性或有效性不做评价,请自行判别。所有广告内容及相关事项与本公 众号无关,特此声明。来源:碳纤维生产技术

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