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关注·碳纤维汽车检具的应用和发展

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目前,汽车检具中应用碳纤维复合材料的案例比较多,特别是对前风窗框,车门框,行李箱框等便携手持式检具而言,检具的自重越轻越好,例如,前挡风开口检具,过去以铝管骨架加上树脂模拟块,这样一个检具重量约为30KG,但是由于铝管的强度有限,一旦使用评率过高,铝管骨架会产生不同程度的变形,从而导致检具精度存在偏差,使用碳纤维复合材料制作这种检具,总重量仅为10-15KG,而且使用寿命长,能有效保证检具的测试精度,一些大型汽车厂商对于利用碳纤维材料减轻自重这一方面也相当重视,例如上海通用一直积极地对检具本身的材料进行优化升级,从最初的618车型的前后灯树脂开口检具,发展到E12全碳素的前后风挡开口检具,目前正从碳纤维骨架加树脂模拟块向全碳纤维一体式检具发展。
来源:网络    
碳纤维复合材料在不同类型的汽车检具中的应用程度不同,实现的轻量化效果也不同,但实际应用效果还是很令人满意的,例如,一种碳纤维汽车车灯的检具,该检具使用与汽车车灯外形一致的碳纤维本体,该碳纤维本体靠近汽车车灯的一侧面上设有定位模块,刚性定位模块处设有螺纹套,其中,作为检具本体的碳纤维材料只需要5mm厚度就可以满足强度要求,质量轻,变形量小,同时可以模拟整个车灯型面,外观也比较好。


碳纤维的应用障碍      
汽车检具种类繁多,针对各个品牌不同车型的设计也存在较大的差异和个性化,在实际操作中,笨重是检具的通病,通过使用碳纤维复合材料管材,板材及结构件代替结构钢部分,能极大地减轻检具的重量,避免薄壁零件易受压变形,并且进一步提高测量的精度,但从现阶段的市场开发和应用情况看,碳纤维汽车检具的存在问题也是很明显的。      
一 是要明确碳纤维复合材料的应用目的,汽车检具本身的设计就相当复杂,实现碳纤维检具的一体化对碳纤维复合材料的成型工艺来说,不仅在技术上是巨大的挑战,也会很大程度地推高应用成本,反而会阻碍碳纤维材料在检具中的应用,检具开发者可以通过使用碳纤维复合材料代替检具中的横梁,支架等非定位件普通的钢类结构件,就能达到减轻重量的目的,这样,在成本上也能得到相应的控制。
二 是在使用碳纤维复合材料替代金属材料结构件的过程中,要重视碳纤维复合材料与检具整体的粘接,简单地说,碳纤维结构的精准,牢固粘接时整个检具的质量关键,这不仅需要高强度的环氧树脂保证粘接强度,还需要精加工环节增强界面粘接质量,除此之外,后期数控加工时决定整个检具精度的重要环节,专业的刀具和表面处理方式对检具的精度以及表面的质量的影响都很大。
总之,使用碳纤维复合材料制作对汽车检具的轻量化效果是毋庸置疑的,但是如何使用才能既保证可行性成本又实现轻便化操作的目的,碳纤维复合材料在汽车检具中的应用是必然的趋势,但是要跨越障碍还需努力。
来源:工艺制造装配技术联盟

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来源:碳纤维生产技术
复合材料通用汽车材料控制数控
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首次发布时间:2024-07-18
最近编辑:4月前
碳纤维生产技术
助力国内碳纤维行业发展
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发展·光威集团碳纤维产业化的突围之术

本文摘要:(由ai生成)光威复材从濒临倒闭的石化器材厂起步,历经多次转型,成为碳纤维行业领军者。公司创始人陈光威带领团队,自筹资金,突破国际封锁,成功研发碳纤维,实现国产替代。光威坚持实业报国,围绕钓具主线向上游追溯发展,实现产业链协同,创造佳绩。2017年,光威复材成功上市,成为碳纤维行业的第一股。30年前,集团创始人陈光威接手这家企业的时候,还只是一家濒临倒闭的石化科研器材厂。光威集团的成长轨迹,伴随着多次阵痛和转型:1987年开始做钓具,到1995年成为全球钓具界的翘楚;1998年碳纤维预浸料成功国产化;2005年成功批量生产碳纤维后,转身投入航空领域高性能碳纤维研发……时至今日,光威从未停止过变革,集团仍在不断调整公司的产业结构,以促进企业的持续健康发展。 从钓具到碳纤维 摆脱国外掣肘1987年,光威集团创始人陈光威接手一家只有30人却亏损近100多万元,濒临倒闭的镇办石化科研器材厂。经反复调研论证,公司决定上马当时主要在日韩生产,国内尚属空白的钓具产业,这是光威做出的第一次产业选择。当时由于资金和时代背景等因素的影响,公司缺少生产设备,陈光威亲率技术骨干连续奋战150多个日夜,研制出首条国产鱼竿生产线,光威也由此开始自主保障生产装备。1995年,光威集团已成为世界最大的钓具生产基地之一。1996年,随着碳素鱼竿的兴起,光威也开始批量制造碳纤维鱼竿。当时,生产碳纤维鱼竿所需要的原材料——碳纤维预浸料完全依赖国外进口。为进一步降低成本,公司于1998年从日本引进国内首条宽幅碳纤维预浸料生产线,并于投产当年收回投入成本,光威也由传统劳动密集型企业向科技型企业转型。20世纪初,国外民用航空发展迅速,需要使用大量碳纤维,供给中国市场的碳纤维数量锐减。眼见碳纤维供应危机,“通知性涨价,赏赐性供给”时有发生,看人脸色的日子并不好过,陈光威很不服气,“外国人能做出来的东西,我们中国人也可以!”为确保钓具用碳纤维原材料供应稳定,2002年光威成立威海拓展纤维有限公司开始研制碳纤维,这是公司的又一次转型。至2005年,威海拓展成功批量生产能够满足钓鱼竿等体育休闲产品所用的碳纤维。一个偶然的机会,科技部得知光威正在研制碳纤维,时任科技部副部长马颂德亲自来到光威调研取样,得出结论:光威所生产的CCF300碳纤维性能基本达到国际同类水平。恰逢此时,国际对我国高性能碳纤维的封锁日益加重。深知国家受制之苦的陈光威当机立断,改变产品结构进行业务转型,带领光威人踏上漫漫航空高性能碳纤维研发之路。 倾囊投入 只为实业报国数十年来,我国核心技术受限的产业总是被扼杀于萌芽之中,无数次跌倒,无数次吃亏。国产碳纤维在研制之初,也经历了被国外价格打压,几乎被扼杀的危险局面。光威的碳纤维自主创新之路布满荆棘。作为一家民营小鱼竿厂,光威人自筹资金、自组技术团队,先后投入30多亿元,面对国际“三封锁”,在无技术、无装备、无产品的困境下,以“脱富致贫、回头无岸”的开拓精神,十年磨一剑,填补了国产碳纤维事业的空白。公司一直坚持在碳纤维领域做下去的信念就是光威人的初心——“振兴民族产业,坚持实业报国”。在航空碳纤维国产替代、新型号验证甚至是批量供货时,对国产碳纤维价格和质量的质疑声从未中断,“停止国产替代”的言论也一时甚嚣尘上。“造不如买,买不如租”在特定历史背景下确实能“短平快”的解决国家的燃眉之急。但是以碳纤维为代表的战略性产业,必须要实现自主可控,而且要发挥国家力量,有计划、有步骤地谋划发展,简单、盲目市场化是对资金和时间成本的巨大浪费,同时国产碳纤维在发展初期即陷入与国外产品的恶性价格竞争,会造成企业无法形成自身造血能力和可持续发展能力,是对民族产业的健康发展的不负责任;在关键战略领域过分推崇国外产品,更是对国家安全的不负责。光威人从未放弃,始终秉持“天道酬勤,不忘初心”的信念,尤其是“国家认识到了碳纤维的重要性,坚定支持国产碳纤维应用验证,并从资金和政策方面给予了我们一定支持。这使我们倍感责任重大,更使我们脚踏实地、心无旁骛地长期潜心投入到碳纤维研制中,用实际行动默默地报效国家。”厚积薄发 围着院墙“转”出的好业绩光威集团一直以陈光威提出的“跳出院墙围着院墙转”为指导方针,紧紧围绕钓具这一发展主线。从1996年生产碳素鱼竿时,就开始和碳纤维打交道,1998年生产碳纤维预浸料,2002年开始研制碳纤维,从产业链的下游产品向上游材料进行追溯式发展。在公司研制碳纤维初期,不符合航空要求的纤维,光威将其用到碳素鱼竿当中,因此对于光威而言,碳纤维没有‘废品’。”2017年9月1日,光威复材在深交所挂牌上市之后,借助资本市场的力量,依托多年来积聚的深厚技术和管理底蕴,坚持实业报国,坚守主业发展,全面加快技术创新和市场投入。2020年3月30日,光威复材发布《2019年年度报告》,报告期内,公司实现营业收入17.15亿元,较上年同期增长25.77%;归属于上市公司股东的净利润5.22亿元,较上年同期增长38.56%;扣除非经常性损益的净利润4.59亿元,较上年同期增长62.84%。其中,碳纤维及织物业务、风电碳梁业务均保持稳定增长。光威复材业绩已持续4年高速增长。良性的产业结构是企业持续健康发展的重要因素,航空领域相较于其他领域而言,对产品质量、稳定性、交期、管理等具有更加严苛的要求,由于长验证周期要求,企业无法在短期内形成效益,且市场容量较小,盲目进入反而会给企业带来一定负担,过分依赖航空领域也不利于企业长久发展。因此,公司一直在调整产业结构,不断加大工业领域的研发投入和市场开发力度。光威复材的研发费用在营收中的占比一直在10%以上。光威复材成立之初就立志要实现碳纤维的国产化,让中国人有自己的纤维可用。一要解决“有”、二要解决“用”,目前已基本解决“有无”问题。“用”是需求端,只有需求才能带动碳纤维的应用和技术进步。近年来,体育休闲、风电、汽车、建筑等领域对碳纤维的需求保持持续增长,且在未来几年也处于乐观发展态势,轨道交通等新兴领域对碳纤维也提出了新的需求。各大工业领域的增量,是光威业务增长的重要推动力。“521”战略迎接新风口在工业领域,很多行业对减重和强度都有越来越高的要求,而碳纤维因其高强、高模、轻量化等性能优势,将会形成大量的碳纤维替代需求,成为碳纤维产业增长的重要驱动力。风电领域便是近几年来碳纤维应用增长最快的领域。随着风电叶片创新设计和创新工艺的开发,高效、低成本、高质量的碳纤维得以大规模使用。未来,碳纤维行业在航空航天、轨道交通、建筑补强、压力容器、体育休闲、汽车等领域都有可能出现新的风口,因为这些领域对碳纤维轻量化替代都提出了需求,一旦某个工业领域像风电一样打通低成本碳纤维及复材制造工艺,都将使碳纤维的需求量呈现指数级增长。目前,光威复材已搭建起涵盖“原丝—碳纤维—预浸料—织物—碳纤维制品—装备制造—检测分析”的上下游一体化产业链条,为客户提供“整体解决方案”。面对国内蓬勃的发展形势和全球激烈的竞争态势,公司制订了“521”发展战略,即布局碳纤维、通用预浸料、能源新材料、先进复合材料和精密机械装备5个业务板块,在碳纤维国家工程实验室和国家企业技术中心2个“产学研用”科研平台引擎的带动下,孵化形成1个具有全球影响力和领先地位的千亿级碳纤维产业基地,布局复合材料最优生态园区。光威募投项目先进复合材料研发中心一期建设进展顺利,部分装备设施已陆续投产使用,该项目为公司先进复合材料试点基地,主要承担科研任务,以碳纤维为依托,向碳纤维复合材料开发制造领域延伸,进一步增强公司的研发、设计及技术创新能力,为碳纤维复合材料在各领域的规模化工业应用培育和开拓市场,为复合材料产业化储备技术、奠定基础。为了迎接碳纤维在全领域的爆发式增长,经过全国范围的谨慎调研,公司最终选择在包头进行低成本碳纤维战略布局。2019年,公司与包头市政府、维斯塔斯三方就建设低成本碳纤维项目达成共识并签约,这也是公司与客户端进行全产业链深度合作的一次业务布局。来源:威海科技服务业协会特别声明: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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