复合

创新融合加剧战略各异 扩张整合凸现自身特色


  ■本报记者杨静


  作为全球复合材料界最重要的年度盛事,2017年中国国际复合材料工业技术展览会(CCE)吸睛能力一如既往。复合材料产业链相关企业粉墨登场,公布全年规划,展示拳头产品。外界则希望借此一眼看穿企业心思,一展把握行业趋势,展会重要性愈发凸显。

  与前几届展会不同,今年CCE的战略发布颇具各自差异。

  最前沿的日本三巨头东丽、三菱化学、帝人,美国卓尔泰克,韩国晓星等公司碳纤维业务战略针锋相对,基于专用原丝碳纤维主流生产技术仍处于日美垄断局面,掌握着约五成全球市场份额的日本三大巨头的市场垄断地位在增强,依然是世界碳纤维发展的主力,向来保守的日系企业一改中规中矩的保守常态,多元化战略让外界颇感乱花迷眼,尤其是东丽收购ZOLTEK、三菱加大大丝束碳纤维的投入后,日本企业在工业级碳纤维的抱负十分明显。美国的应用优势及制造业成本优势,将会吸引更多的碳纤维企业投资建厂。欧洲在工业级碳纤维应用上,拥有不可比拟的竞争优势,主要体现在风电叶片、汽车及压力容器上。但近年来,承接东丽产业转移的韩国东丽及韩国晓星、泰光,对碳纤维有很大的战略安排,韩国及土耳其碳纤维行业的一些新兴力量开始迅速崛起,冲击主流市场。中国的碳纤维发展,总体平静,少了一份喧嚣,多了一份踏实,台塑、中复神鹰、威海光威、康得复材等20余家中国碳纤维企业发展出现分化现象,亦步亦趋追随日、美、德巨头,在优化材料设计及工艺开发方面,我国也研发出碳纤维增强热塑性复合材料结构件成型关键技术,在复合材料体系、设计技术、热压成型工艺、液态成型工艺、连接技术以及关键装备等方面均取得重要成果。

  高速铁路对新材料的强度、耐疲劳性能、轻量化、工艺性等提出了更高的要求,新材料的应用主要在高铁车体结构件。复合材料已经开始应用于车辆,且用量不断增加,代表了未来发展趋势。

  今年的CCE,来自其他国家和区域的参展厂商数量蔚为壮观。记者发现,其中不少品牌与“大块头”企业存在或多或少的股权和业务关联。周公吐哺,天下归心,随着全球产业转移和企业内功的提升,中国企业正在成为推动全球复合材料企业整合和收购的主要力量。

  碳纤产业:日美中企谁与争锋

  门庭若市的参展区,日、美碳纤维公司的展位现场人头攒动,而快速发展、不可小觑的中国碳纤维阵营则向外界昭示,数风流碳纤公司,中国企业正当红。

  不过,本是同业生,相煎却有些太急,碳纤维产业兵分两路,碳纤维企业在战略定位方式上的争锋更加激化。

  日本东丽株式会社是世界最大的碳纤维制造商,不仅产量和销量居第一位,而且牢牢掌控着世界高端碳纤维需求市场份额,其生产基地遍布日本、韩国及欧洲。东丽碳纤维产品被波音787、空客380等航空领域采用,也广泛用于高尔夫球杆、钓鱼竿、球拍、自行车等体育用品,以及气瓶、抽油杆、石油输送管、风车叶片、电缆、水泥钢筋替代棒等工业领域。

  今年,东丽重点展示了用于CT机、X光机的天板、机械滚筒、电磁波遮蔽、电脑外壳、燃料电池用气体扩散层等领域的东丽卡系列产品和LCP多纤丝新产品。

  东丽碳纤维一业务部门人员表示:“我们正在关注中国的大型喷气式飞机的开发。”

  三菱丽阳更名为三菱化学,三菱化学的碳纤维生产规模仅次于日本东丽,位居全球第二位。

  近年来三菱化学加强了碳纤维复合材料零部件的开发,与Challenge公司共同研发的预浸料模压热成型方法——PCM成型工艺,已经成为继欧洲和日本的汽车制造商后,美国大型汽车零部件制造商等采用的车用CFRP零部件的重要成型方法。该工艺将传统成型周期缩短至5分钟,更加适用于大规模量产。

  据称,三菱化学的碳纤维复合材料SMC材料已被丰田公司选中,用在最新型雷克萨斯豪华轿跑LC500和LC500h的车门内板和后备箱内板。

  三菱化学宣称,今后还将继续推广旗下碳纤维复合材料在汽车领域的应用。

  在帝人集团全球业务范围内,东邦特耐克斯通过整合其高性能复合材料技术不断进行业务拓展,已形成帝人旗下专门的复合材料业务单元。

  东邦特耐克斯欧洲公司为保时捷GT3CupII批量生产了装配支架。这是东邦(欧洲)公司首次采用预成型技术(PvP)批量化生产碳纤维复合材料汽车部件,并直接向汽车零部件供应商供货。该装配支架由碳纤维随机喷涂的预制件替代织物预制件制作而成。东邦的预成型工艺能够自动化批量生产预制件,无需额外的内部切口和褶皱处理。压制过程采用高压RTM技术,其中包含了模内涂覆步骤,更容易获得高品质的喷涂表面。

  韩国晓星公司是韩国一家自主研发碳纤维生产技术的企业。晓星碳纤维涉足高压气瓶、电缆、抽油杆、风车叶片、复合传送带等工业领域,钓鱼竿、高尔夫球杆、自行车、球拍等体育用品领域,CT仪、X光仪等医疗器械领域。此次韩国晓星主打的是其自主开发、以PAN基原丝生产的碳纤维,以及CNG气瓶等产品。据悉,用晓星碳纤维和树脂挤压成型的复合电缆导线芯棒,借助中国国家电网节能环保输电新科技的市场机遇,近年来被采用于诸多长途超高压的输电线路。

  在展会创新产品展区最吸引眼球的,要数航天海鹰(镇江)特种材料公司首次参展、采用多项自主知识产权、代表我国及复合材料行业领先水平的C919后机身后段前防火墙、垂尾壁板和后机身前段上壁板三件大型、超大型结构部件。一位专业人士表示,飞机减重是一个永恒的主题,复合材料的使用是重要环节之一。目前C919后机身后段、后机身前段、副翼、垂尾,采用的都是复合材料。

  康得复材公司的展位成为本次展会上一道亮丽的风景线。其采用量产化快速成型工艺HP-RTM和快速粘接工序制备的碳纤维车门总成,采用Surface-RTM快速成型工艺获得A级表面的碳纤维车顶盖外板,以及采用快速成型湿法模压工艺制备的碳纤维门槛加强板部件,向观众展示了碳纤维轻量化生态平台的最新进展及卓越实力。

  康得复材总裁谢富原在接受记者采访时说,康得复材架构的碳纤维轻量化生态平台包括:中安信的碳纤维产业、位于慕尼黑的目前欧洲范围内规模最大的汽车复合材料研发基地——康得新欧洲复合材料研发中心、康得新雷丁欧洲汽车轻量化设计中心,以及德国GFG公司和SGL公司的规模化制造技术支持、康得复材的工业4.0版智能化制造工厂,可为整车企业提供从设计、研发、样件试制、检测、小批量生产到大规模供货的整体碳纤维轻量化整体解决方案。

  到2018年,康得复材将拥有全球产能最大、技术最先进、工艺门类最齐全的汽车及民用航空、高端工业碳纤维复合材料生产线,年产碳纤维复合材料零部件150万件。

  “低成本”及“产业化”依旧是汽车复合材料技术发展的主要思路。目前康得新欧洲复合材料研发中心已经制定了详细的5年研发计划,预计在5年之后,可以使汽车碳纤维复合材料零部件的成本下降为目前的50%,甚至更低,同时生产节拍降低到两分钟以内,以满足量产汽车的工业化需求。随着碳纤维回收产业的发展,碳纤维的应用成本将有所下降,碳纤维的应用将扩展至丰田、福特等中端汽车品牌。

  康得复材已与北汽签订了一份碳纤维汽车部件的量产订单,这也是中国首个汽车碳纤维部件量产项目的订单。

  海源新材料为福建海源自动化机械股份有限公司投资建设的全资子公司,其汽车轻量化项目主要围绕LFT-D、SMC、碳纤维三大核心工艺进行产品开发。此次,海源新材料重点宣传的是其近期建成的ACL碳纤维汽车零部件生产线。这条ACL碳纤维生产线由海源与意大利设计公司共同研发,其中两台压机设备为海源自产,7台机械手设备由德国进口,整个生产过程无需人工操作,可实现全机械化、短周期、大批量生产,一个汽车部件生产过程约为5分钟,预计可年产碳纤维车身5万套,供应车型为C37、C38的电动汽车。公司将计划建设13条碳纤维生产线。

  显然,碳纤维企业棋逢对手,高强度、高模量、智能化将成为碳纤维产业的分水岭。

  战略转型:复材企业多元布局

  据相关机构预测,复合材料市场增长的主要驱动力源于航空航天、国防和汽车工业领域对轻质材料不断增长的市场需求。亚洲依然是为复合材料市场带来最多增长刺激的地区,中国是亚太地区高性能复合材料应用的最大市场。

  复合材料企业应市而变,有的小变于产品,有的则大变于架构,不约而同布局多元化。例如:业界大名鼎鼎的PPG向日本电气硝子出售剩余玻纤业务,正式完全退出玻纤市场。日本电气硝子收购的目的是加速开发汽车轻量化所需的先进复合材料产品,将形成以日本本土、马来西亚、欧洲和美国为一体的“四极”生产供应体系,进一步扩大其在世界玻纤市场的产品份额。

  作为全球领先玻纤复合材料生产商,欧文斯科宁在CCE上再次向观众展示了一个“复合材料驱动”的世界,涉足风电、汽车、基础建设及石油和气体等工业领域。欧文斯科宁此次主推的是缠绕成型用Advantex??、拉挤成型用PULSTRAND??、风能叶片用WINDSTRAND??和ULTRABLADE??、LFT和CFRT产品用PERFORMAX??四大产品解决方案。

  展会上,中国建材集团旗下的中国复材、中材科技两大复合材料产业方阵各显其能。

  中国复材董事长张定金在接受记者采访时说,中复神鹰千吨级干喷湿纺高性能碳纤维项目荣获中国纺织科技进步一等奖。其SYT49(T700级)为千吨级规模(12K)、SYT55(T800级))为百吨级规模(12K),均实现了连续稳定运行,研发技术水平达到国内领先,部分性能指标超过国外同类产品水平,可完全替代进口。目前中复神鹰自主研发的SYT49(T700级)和SYT55(T800级)碳纤维已经具备了为我国战略武器和装备等军工领域进行稳定、持续供货的能力,且中复神鹰实现了盈利,这在国内民用市场尚属首次。

  今年中复连众的叶片板块也取得了两个突破。一是中复连众自主研发了首台高原型风电叶片。这台专为高原低风速风区研发的风电叶片长度为56.8米,重约12.5吨,为2MW风电机型专门设计,具有自主知识产权。它通过气动优化,提高最大风能利用系数,能有效增加发电量。二是中复连众自主研发了LZ68-4.0海上风电叶片。叶片长68米,为4.0MW主机配套,将安装在远海海域,且能抗台风。该叶片长度长,后缘结构复杂,且实现了一些新的制造技术,如:在线涂胶粘剂、后缘辅梁单独预制、引入美国知名的叶片雷电系统等。这些技术避免了胶粘剂内的气泡、辅梁皱褶等缺陷、降低叶片受雷击的概率,为海上风电叶片提供了足够的可靠性。

  中材科技董事长薛忠民向与会嘉宾介绍了公司业务情况,至今中材叶片已为全球12个国家陆上、海上风电场提供了5万支复合材料风电叶片。近期,中材叶片自主设计研发的Sinoma68.6叶片已顺利通过静力测试。这是在超低风速领域的再次突破,首次将3.0MW叶片的风轮直径扩大到140m。

  薛忠民还着重介绍了公司最新研发的无人机氢气瓶和南玻院的高强玻纤关键技术体系与核心装备项目情况。

  作为一家专业生产复合材料液压设备和全套压机系统的国际公司,迪芬巴赫带来了目前世界最快、可灵活经济批量生产复合轻量化部件的连续纤维带材铺设系统,在本次展会中格外引人注目。此系统可以处理多达4种不同的UD带,可以实现在一个卷带铺叠层中混合不同的材料,甚至是铺叠预浸带的宽度和厚度也可以变化,可使连续纤维UD带最优化铺设,并生产轻质的结构部件,其结构性能高于织物基复合材料10%~30%;配置了一个可变角度剪切系统,保证了材料的利用效率,尤其在生产多个零部件或窗框型部件时效果显著;UD带铺设每个循环时间不到1秒,比过去快了3.5倍。使用这套与下游的机器人和直接式压模系统集成的生产系统,每年可以在一条线上生产100多万件零件,使得在汽车和航空航天工业领域中使用大型纤维增强部件成为可能。

  专业从事个性化切割机系统的意大利SMRE公司,此次展示了一种高性能的工业工作站。此工作站占地面积小,可处理各种碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉纤维或聚酰胺纤维的单一纤维织物和混编织物,织物可为单向或多轴向;专为切割干燥织物和预浸料而设计,用于原型生产、少量和大批量生产;可提供带有静态工作台面和保护毯的版本,以及配有坚固输送带的版本,允许材料处理后能自动卸载。

  此次,法国PINETTE公司带来了QSP热塑性复合材料成层创新工艺。这是一种将多层厚度多种材料的热塑性预制件在一分钟内冲压成型的快速生产技术。PINETTE公司的主动调平系统和PLC控制系统,可使结构零部件的生产周期时间为45秒、高技术性部件如后箱盖或下闸门为120秒。

  本次展会,力联思(原帝斯曼)主打的是其高性能树脂在汽车、海洋工程、耐化学腐蚀领域的产品,以及力联思无苯乙烯树脂的应用案例。

  公司相关人员说,力联思始终致力于与客户携手突破复合材料部件制造的应用范围,追求更优、更强性能表现。如:力联思与德国Brandenburger公司合作的管道加衬修复快速生产解决方案,使得管道修复衬里材料制造工艺达到非常机动状态,在一天内完成加衬材料的生产。实现这一成功的法宝是只在4小时内就可以用可紫外光固化的力联思树脂,用其浸渍玻璃纤维从而获得高水平的增稠,而之前增稠需花一个星期来实现。此外,这种管道修复衬里材料在安装期间可以很容易地遵从主管道的曲线,由于可扩展,因此可以很容易地顺应突然的直径变化,完美贴合主管形状的光滑和坚固的衬里可将组合后的管道寿命延长几十年。

  作为三明治复合材料领域的领创者,戴铂(DIAB)公司一直在为更强、更轻、更智能的产品开发寻找新的方法。据戴铂公司技术人员介绍,戴铂与克罗地亚Uljanik造船公司合作研究设计出了一个独特的汽车运输船型。该船长达两个足球场,可以装载7000辆车。这艘船有13层甲板,其中的3层甲板使用了戴铂的轻量化Divinycell夹芯材料。与传统钢甲板相比,甲板的重量减少了25%,达到了惊人的200吨。反之,这将导致4%的燃料消耗降低或有效载荷的增加。

  全球领先的化学品解决方案供应商——亨斯迈先进材料公司,以“化学助力轻量化”为主题,携旗下爱牢达等品牌解决方案亮相CCE。据亨斯迈亚太区相关技术支持和市场经理介绍,通过亨斯迈应用软件对复合材料工艺的模拟,可以在较短时间内以较低的成本获取对复合材料成型工艺过程有指导意义的数据,可视化材料行为。此次展出的爱牢达复合芯电缆系统,得益于亨斯迈领先的环氧树脂系统和成熟的拉挤技术,使其在电力输配时具有大容量和低损耗的特点,让政府能源部门和公共事业领域以更具成本效益的方式提升配电能力。

  产业整合:业界企业加速扩张

  激烈的市场竞争倒逼企业不断调整业务范围和商业运作模式,以提升盈利能力,在此背景之下,企业的强强联合和抱团取暖现象将持续。资金实力不断壮大的企业成为收购发起者,行业整合大潮来袭:

  号称“海上风电霸主”的西门子先后拿下了以陆上风电业务著称的西班牙企业歌美飒及其合资公司Adwen;

  GE斥资16.5亿美元收购了全球最大的风机叶片制造商——丹麦LM风电公司,由此,在陆上风电领域拥有几乎无敌实力的GE,现在日益升温的海上风电领域补齐短板,如虎添翼;

  先进增强织物制造商法国科纺勒集团将在未来3年中投资3500万欧元,对旗下法国Ardeche工厂实施现代化改造,着力于研发创新的碳纤维增强织物和热塑性涂料,尤其是推进其在航空和汽车两个新兴领域的业务发展;

  固瑞特收购风电叶片模具自动化生产系统制造商PHWindsolutions,以强化公司的模具生产能力,进一步扩展公司在风能和航空领域的客户数量,提高固瑞特在北美地区的存在感和竞争力;

  德国特殊化学品公司朗盛以24亿欧元收购额完成了对美国阻燃和润滑添加剂优势生产企业科聚亚公司的收购,由此大幅扩大了其在北美州的业务,使朗盛一跃成为全球添加剂行业的佼佼者;

  亚什兰计划收购雷可德位于法国的复合材料生产基地;

  杜邦与陶氏化学正式合并为陶氏杜邦公司,形成世界上最大的化学公司,新公司市值超越巴斯夫;

  高性能脱模剂、清洗剂领域的全球领导者肯天公司宣布收购罗马尼亚长期分销合作伙伴所辖的脱模剂业务,以扩大现有的聚氨酯和橡胶成型、热塑性塑料加工和压铸业务,满足轮胎制造市场的需求……

  相较于国外企业大刀阔斧的重组并购,国内企业的战略调整也是风起云涌。

  展会上,中国巨石相关人员就公司战略发展问题表示,中国巨石全情投入海外产能扩张,延伸产业链。埃及3条年生产20万吨玻纤生产线即将全面投产;在美国南卡罗莱纳州将投资3亿美元建设8万吨/年产能玻纤生产线;拟在印度设立巨石印度玻纤有限公司,新建年产10万吨无碱玻璃纤维池窑拉丝生产线。

  巨石产品下游应用结构出现显著改变,将继续向轨道交通、汽车轻量化、风能、管罐和电子产品等应用领域拓展。通过收购中国建材旗下风机叶片供应商中复连众32.04%股权,实现风电领域产业链延伸;启动年产10万吨不饱和聚酯树脂生产线建设项目,向“玻纤+树脂”复合型材料商转型。

  始终走在智能制造创新前列的泰山玻纤,坚持创新发展战略大方向不动摇,其玻纤智能工厂试点示范项目成为国家首批智能制造试点示范项目。此次CCE上,泰山玻纤重磅推出了HMG高模量高强度玻纤。与传统无碱玻纤相比,HMG玻纤具有更高抗拉强度、弹性模量、抗冲击性能、耐高温性能、耐化学腐蚀性及耐疲劳强度,确保复合材料在特殊环境下长期的稳定使用性,主要用于大功率风电叶片、高压容器、高压管道、气瓶、光缆芯、汽车、家电等领域。HMG采用更为科学的配方和工艺,在提高产品性能的同时,进一步减少了废气的产生和排放。

  践行差异化战略、扩大海外战略支点是重庆国际(CPIC)转型升级战略布局的主旨。CPIC巴西公司年产7000吨TM玻璃纤维生产线竣工;CPIC巴林公司年产7万吨ECT玻璃纤维生产线竣工;CPIC天寰TZ01B池窑冷修复产;深耕电子领域,瞄准玻纤细纱行业波浪式发展形态,调整细纱产品结构;布点轨道交通领域,借助热塑性复合材料蓬勃发展契机,启动7万吨ECT无碱玻璃全热塑性短切项目。此次,CPIC主推的是其自主研发的LDK低介电常数新型玻纤。

  实力兼具颜值,呈现卓越沉浸式竞争力。长海股份作为国内为数不多的拥有从玻纤生产、玻纤制品深加工到玻纤复合材料制造完整产业链的玻纤企业,是国内规模较大的无纺玻纤制品综合生产企业之一,也是国内少数能制造高端玻纤毡制品并不断进行制品深加工的高新技术企业。产业链的完整,使长海能够按照产品需求调节上游产品性能,提高玻纤产品质量,降低生产成本与产品开发周期,并能通过产业链的拉长转移生产成本,提高企业的综合竞争力。长海轻克重短切毡更多地应用于轻量化汽车上。公司相关人员表示,公司将提高短切毡的生产规模。

  记者从与参展企业的交流中感到,产业高速发展下,领先已经不仅仅体现在产品序列的丰富性上;企业提供的不止是单一的产品,而应是一个解决方案;企业的主要工作不是销售,而是搭建和完善一个生态圈。

  (编辑:李秋蓉)