碳纖維對其他工業(yè)范疇結(jié)構(gòu)使用前景的剖析
作為高本錢高功能碳纖維復合資料的最初運用目標主要是航空航天范疇，經(jīng)過40年的開展，已根本形成了一套完整的技能系統(tǒng)，并完成了低本錢復合資料技能的工程化運用。跟著航空航天復合資料技能的老練，碳纖維復合資料的運用正在向其他工業(yè)范疇推行。但因為航空航天工業(yè)的特色，現(xiàn)有的復合資料技能也具有必定的局限性，歸納起來有以下特色：
a、因為結(jié)構(gòu)輕量化有極高的經(jīng)濟效益，因而對產(chǎn)品的本錢有較強的承受能力，一般只用碳纖維復合資料，或與金屬的混合結(jié)構(gòu)；
b、因為航空產(chǎn)品的直接制作本錢較高，希望有盡可能長的運用壽數(shù)，碳纖維復合資料結(jié)構(gòu)根本上無限的疲憊壽數(shù)和耐腐蝕功能正合適它的運用，使得環(huán)保和循環(huán)運用的壓力較?。?br />
c、因為航空航天產(chǎn)品不是大眾日常生活用品，即便最暢銷的飛機類型，年產(chǎn)量不會超越幾百架，故為此研制的制作工藝一般只合適于批量不大的產(chǎn)品；
d、現(xiàn)在所用的飛機復合資料結(jié)構(gòu)主要是板殼類產(chǎn)品，而航天器則多為筒殼類旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，這兩類結(jié)構(gòu)的制作工藝相對比較老練。
當時各行各業(yè)都在探究碳纖維復合資料在結(jié)構(gòu)中運用的遠景，但最要害的障礙仍然是本錢，不同行業(yè)對本錢的希望值和承受能力不同，因而對本錢的考慮有必要根據(jù)本行業(yè)的特色，只要打破了適用于本行業(yè)的低本錢復合資料技能的瓶頸，碳纖維復合資料才干在這些范疇得到推行運用。下面就工業(yè)范疇的結(jié)構(gòu)化分，給出了四點不同的定見：
a、類似于航空航天范疇，結(jié)構(gòu)減重會帶來極大的經(jīng)濟效益，其對本錢的承受能力也比較強，且批量不大，例如碳纖維無人機的機殼、工程車輛的吊臂、高空消防車的云梯等，當然像F1賽車這樣的競技車輛和其他體育用品也在此列。現(xiàn)有的低本錢復合資料技能能夠直接轉(zhuǎn)化用于這些產(chǎn)品，因而在往后5年這些范疇的復合資料運用會急劇添加；
b、結(jié)構(gòu)減重有重要意義，但對本錢的要求很嚴厲，有必定的批量，這類結(jié)構(gòu)在工業(yè)范疇比較常見，如軌道交通車輛、城市公交車輛、清潔動力車輛、特殊用途的改裝車等。這類產(chǎn)品對全碳纖維復合資料的價格無法承受，但結(jié)構(gòu)功能的安全裕度很大，能夠選用碳纖維與其他價格較低的資料，如玻璃纖維、芳綸纖維稠濁和層壓板與夾層板聯(lián)合的結(jié)構(gòu)來替代金屬結(jié)構(gòu)。經(jīng)過鋪層規(guī)劃將少量碳纖維用在要害的鋪層和部位（即便運用少量碳纖維，也會使結(jié)構(gòu)功能發(fā)生實質(zhì)的改動），并結(jié)合全體結(jié)構(gòu)的規(guī)劃與制作，在完成結(jié)構(gòu)減重與功能進步的一起，使制件本錢（至少是全壽數(shù)本錢）低于金屬。這是碳纖維復合資料運用的重要范疇，估計近期會取得比較大的打破；
c、對結(jié)構(gòu)減重有很高的希望，對本錢有必定的承受能力，批量較大，運用壽數(shù)長。對這類結(jié)構(gòu)需求改動傳統(tǒng)的金屬規(guī)劃思路，充分發(fā)揮全體化結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，并需研制新的自動化成形工藝，才干取得本錢為用戶承受的產(chǎn)品。這是許多工業(yè)范疇產(chǎn)品的現(xiàn)狀，運用遠景是光亮的，但要害是低本錢的高效成形工藝攻關(guān)；
d、結(jié)構(gòu)復雜，對減重有很高的希望，但對本錢也有嚴厲的要求，批量大，運用壽數(shù)要求低，有必要考慮環(huán)保與循環(huán)運用的問題，如一般民眾運用的轎車。這是碳纖維復合資料現(xiàn)在主攻，也是最難霸占的范疇。樹脂（快速固化熱固性樹脂與熱塑性樹脂）和高效成形工藝是下降本錢（至少是全壽數(shù)本錢）有必要處理的難題。跟著上述要害的打破，并結(jié)合全體化結(jié)構(gòu)規(guī)劃，碳纖維復合資料結(jié)構(gòu)就能取得用戶的認可，并會有井噴式的打破。
總歸，在推行運用碳纖維復合資料的過程中，需求歸納考慮產(chǎn)品的減重要求、功能要求、批量、本錢承受能力、環(huán)保和循環(huán)運用的壓力、現(xiàn)有的技能根底等要素，斷定下降本錢的要害和攻關(guān)的難度等，并進而斷定碳纖維復合資料在該產(chǎn)品中運用的遠景。
當時國內(nèi)碳纖維工業(yè)還處于萌芽狀況，批產(chǎn)的穩(wěn)定性有待于經(jīng)過長時間批量出產(chǎn)來不斷改進，跟著批量出產(chǎn)和產(chǎn)品穩(wěn)定性的進步，出產(chǎn)速度和成品率也會不斷添加，碳纖維的本錢才會逐漸下降，并參加與國外產(chǎn)品的競爭。
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