日本碳纤维产业简介

日本的复合材料市场

制造商希望生产出更节省燃料的飞机和汽车、增大风机叶片的尺寸来提高其效率,以及为交通运输的替代燃料(如氢)制造强大的轻质储存容器。

碳纤维和碳纤维增强聚合物(CFRP)为此提供了最大程度的减重潜力,因而成为实现这些目标的主要候选材料。

日本在航空航天领域尤其强大,它主导着航空航天应用的CFRP结构的设计、制造和加工。

比如,日本的一款小型商用飞机——三菱支线喷气式飞机,就是依靠CFRP结构来满足其高性能要求。

再比如,几乎35%的波音787结构,也由日本主要使用CFRP来制造。

三大日本碳纤维制造商

全球对碳纤维的需求预计将以12.5%的年复合增长率增长,到2018年将达到9.2802万吨。所有碳纤维丝束的全球总额定产能,预计将从2012年的10.9230万吨增加到2020年的15.9万吨。

目前,全球碳纤维市场的三大主要厂商都在日本,分别是:东丽工业公司、帝人株式会社和三菱丽阳株式会社。

作为世界最大的碳纤维生产商,2015年,东丽工业公司与波音公司签订了一份多年供货合同,为波音787 Dreamliner和777X提供碳纤维。

波音787

2016年,三菱丽阳公司最近宣布了一项与兰博基尼公司的合作,主要围绕碳纤维板壳的大规模生产而进行研发。

该项目预计将实现更适合于大规模生产的更高水平的自动化生产,因为这在加工稳定性方面具有很大的优势。

2016年9月,帝人公司宣布,已同意收购大陆结构塑料控股公司(北美一家领先的汽车复合材料供应商)。

通过这项收购,帝人公司拟在北美建立一个汽车复合材料产品业务,并加速其作为高性能复合材料的一级供应商而向全球汽车市场的扩张。

日本帝人公司

碳纤维在日本航空航天界

谷歌与XPrize基金会向月球扔了1个多亿,于2007年开创了谷歌探月大赛(Lunar XPRIZE探月竞赛),每年举办一届。

Lunar XPRIZE探月竞赛向来自全球的工程师、企业家和创新者发出挑战,旨在开发低成本的机器人空间探索方法。

2016年,日本太空竞赛队Hakuto推出了其月球车设计。

Hakuto的方法是一种基于轻质、耐热CFRP复合材料(日本东丽工业提供)的“Dual Rover”系统。

Lunar XPRIZE探月竞赛月球车

此外,日本的第一个隐形战斗机原型X-2,采用了一种特殊的碳纤维复合材料,能吸收雷达波以防止飞机被发现。

该喷气式飞机正在位于日本丰山的三菱重工公司的一家工厂进行研制。

日本隐形战斗机X-2

碳纤维在日本汽车界

丰田汽车已围绕其下一代超级跑车,而与宝马展开了合作——丰田Supra于2018年亮相。

宝马也正在研制其自己的超级跑车——Z5将与联合开发的丰田Supra在许多方面有共同之处,包括碳纤维复合材料技术。

目前,宝马所有的Z车型都采用了CFRP制成的结构柱和车顶结构。

丰田Supra

在汽车向氢能源转变方面,日本是世界的领先者之一,这与开发更轻质的部件和材料从而降低能耗是完全一致的。

三井、东丽和Hexagon Lincoln已签署了联合开发协议,为联合生产而开展可行性研究,并为日本的汽车提供CFRP的高压氢气瓶。