高性能的增強(qiáng)碳纖維復(fù)合材料的前景分析
高性能的復(fù)合材料應(yīng)該是我們新材料具備的最重要的特性,也正是這一原因,使得碳纖維復(fù)合材料能夠取締傳統(tǒng)金屬材料的重要原因,那在之后的新材料發(fā)展還是向著高性能以及輕量化方面布局,創(chuàng)新性的碳纖維復(fù)合材料的發(fā)展方向就是熱塑性碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,那作為碳纖維復(fù)合材料中的佼佼者——無(wú)錫智上新材料就在不斷的投入資金和高精尖人才研發(fā)熱塑性碳纖維復(fù)合材料,下面就來(lái)看看他們對(duì)于碳纖維復(fù)合材料的前景分析。
一.市場(chǎng)的需求變化
在市場(chǎng)的不斷發(fā)展下,我們對(duì)于新材料的產(chǎn)品性能要求也更加嚴(yán)格,那之前的碳纖維復(fù)合材料主要應(yīng)用于高端工業(yè)領(lǐng)域,以人工操作為主,如果要向大規(guī)模、工程化方向發(fā)展,就必須解決批量化生產(chǎn)制造的問(wèn)題。無(wú)錫智上新材的負(fù)責(zé)人楊正對(duì)此卻不完全認(rèn)同,“批量化制造的確是復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì),但是并不是碳纖維復(fù)材應(yīng)用的主要障礙,最起碼不能說(shuō)是所有品類(lèi)碳纖維復(fù)材的主要發(fā)展問(wèn)題”,他說(shuō),“汽車(chē)領(lǐng)域等對(duì)碳纖維復(fù)材所提出的批量化要求主要是基于生產(chǎn)效率和制造成本考慮,而其它更多領(lǐng)域看重的是碳纖維復(fù)材能否給它帶來(lái)它所需要的高性能”。
他說(shuō),在無(wú)錫智上新材推出碳纖維增強(qiáng)peek復(fù)合材料產(chǎn)品時(shí)就考慮過(guò),如果使用粉末碳纖維或者短切碳纖維增強(qiáng)的方式,無(wú)論是成本價(jià)格還是制造技術(shù)都沒(méi)有什么壓力,但是和連續(xù)性碳纖維增強(qiáng)peek相比,無(wú)論是粉末碳纖維還是短切碳纖維增強(qiáng)都不能保證最好的產(chǎn)品性能,也就不能滿(mǎn)足應(yīng)用對(duì)象對(duì)碳纖維復(fù)材所期望的需求。雖然市場(chǎng)用量很小,但是要做就要做最好的,只有這種高性能才能真正凸顯出碳纖維材料的價(jià)值所在。在此情況下,高性能化比規(guī)?;匾?。
使用連續(xù)性碳纖維增強(qiáng)peek復(fù)合材料制作而成的骨外科固定器、瞄準(zhǔn)器、支架等產(chǎn)品時(shí),與粉末或短切碳纖維增強(qiáng)peek產(chǎn)品在性能方面差異明顯,特別是在高頻率使用情況下,后者更容易產(chǎn)生孔位偏移等問(wèn)題,而前者的性能表現(xiàn)更加穩(wěn)定。
二.環(huán)保是繞不開(kāi)的話題
當(dāng)下國(guó)內(nèi),乃至全球,對(duì)于環(huán)保非常的注重,從汽車(chē)產(chǎn)業(yè)大力扶持電動(dòng)汽車(chē)就能很好的看出來(lái),當(dāng)“綠色環(huán)保”、“低碳經(jīng)濟(jì)”和“可持續(xù)發(fā)展”等社會(huì)要求逐漸成為制造行業(yè)擴(kuò)張的“緊箍咒”時(shí),碳纖維復(fù)合材料行業(yè)也不得不開(kāi)始重視原材料、生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品在全生命周期內(nèi)對(duì)自然環(huán)境的影響。碳纖維復(fù)合材料所采用的樹(shù)脂基體不同,普通的熱固性碳纖維復(fù)合材料的成型是一次性的,相比之下,熱塑性碳纖維復(fù)合材料因?yàn)椴捎玫氖菬崴苄詷?shù)脂,從而具有先天的優(yōu)勢(shì),只要重新加熱到一定的溫度就能實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。
“雖然再生性利用并不是碳纖維復(fù)材在目前應(yīng)用中的關(guān)鍵詞,也并不能對(duì)我們當(dāng)下的市場(chǎng)推廣產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響,但是,可回收、循環(huán)使用必然是復(fù)合材料行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新未來(lái)的一個(gè)發(fā)展方向”,楊正說(shuō),“隨著不可再生資源的不斷消耗,環(huán)境、能源問(wèn)題日益突出,熱塑性碳纖維所具備的循環(huán)利用性在復(fù)合材料領(lǐng)域中的優(yōu)勢(shì)性也將日漸凸顯。”
三.技術(shù)瓶頸的突破
那伴隨著無(wú)錫智上新材利用有限元分析技術(shù),在不斷的驗(yàn)證產(chǎn)品性能和優(yōu)異性下,相信熱塑性碳纖維的批量化制造必將帶來(lái)一次新的熱潮,復(fù)合材料制品的開(kāi)發(fā),需要通過(guò)一些技術(shù)手段來(lái)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真優(yōu)化,驗(yàn)證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是否合理,能否滿(mǎn)足性能方面的要求等,以此保障碳纖維復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)能得到充分體現(xiàn)。”雖然企業(yè)目前只在部分項(xiàng)目上提供這類(lèi)服務(wù),但是他認(rèn)為設(shè)計(jì)的潛能可以通過(guò)仿真分析來(lái)挖掘并實(shí)現(xiàn),充分的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以用來(lái)證明產(chǎn)品性能的優(yōu)異性。這在之前的熱固性碳纖維產(chǎn)品上已經(jīng)有很多應(yīng)用,比如,在一款長(zhǎng)達(dá)3米、直徑50cm的大型碳纖維輥的制作初期,智上新材就采用了這種有限元分析技術(shù)予以評(píng)估和設(shè)計(jì)建議。楊正說(shuō):“在設(shè)計(jì)的最初階段就要考慮到產(chǎn)品是否是可以進(jìn)行工業(yè)化批量制造,要保證穩(wěn)定的批產(chǎn)質(zhì)量,這類(lèi)技術(shù)性方法的應(yīng)用是必須的。”
整體看下來(lái),國(guó)內(nèi)對(duì)于熱塑性碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)還沒(méi)有完全步入正軌,無(wú)錫智上新材料正在緩緩起步,但是某些高精尖領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)迫切的需求,無(wú)錫智上新材料公司也積極的開(kāi)始PEEK、PI、PPS等高性能熱塑性碳纖維方向研發(fā),面對(duì)市場(chǎng),更具挑戰(zhàn),現(xiàn)在已經(jīng)完成熱塑性碳纖維無(wú)紡布的生產(chǎn),更多的熱塑性碳纖維制品歡迎來(lái)咨詢(xún)。