日企将投放新型碳纤维材料 飞机零件成本或减半

据《日本经济新闻》报道,在轻量性优越的碳纤维领域,日本东丽和帝人两家公司将相继向市场投放用于飞机的新材料。力争从2021年前后开始增加对现有机型的供应,从2025年前后全面向新一代机型供货。新产品易于实现量产,未来飞机零部件的生产成本有望降低约一半。

碳纤维的重量仅为铁的1/4,强度则是铁的10倍以上。东丽、帝人和三菱化学3家日企握有该领域6成的全球市场份额,在全球也备受关注。3家日企生产碳纤维与树脂相结合的复合材料,面向飞机零部件厂商等供货。

东丽主要生产加热后变硬的“热硬化性”复合材料。通过调整树脂的配比等,开发出可将生产期缩短2-3成的新产品。以往的产品被用于美国波音787客机的主翼及机身,但是生产周期较长,每月供应量只能生产10架飞机。此外,东丽还致力于生产加热后变软,容易加工成零部件的“热可塑性”复合材料。该公司通过收购荷兰的同行业厂商,建立了大量的供货渠道。

在热硬化性产品方面,帝人也开发出提高量产性的新产品,最早将于2020年面向欧洲大型航空公司供货。另外帝人将在2021年之前向波音新一代机型供应热可塑性产品,力争到2030年将航空相关碳纤维领域的销售额提高至目前的3倍,达到1000亿日元左右,约合64亿人民币。

如果一系列的新产品得以普及,航空零部件的生产成本有望大幅下降。

世界碳纤维的生产主要集中少数发达国家,日本是全球最大的碳纤维生产国,日本的三家企业:日本东丽、日本东邦和日本三菱丽阳目前拥有全球丙烯腈基碳纤维50%以上的市场份额。目前,世界碳纤维技术主要掌握在日本公司手中,其生产的碳纤维无论质量还是数量上均处于世界领先地位,日本东丽更是世界上高性能碳纤维研究与生产的“领头羊”。

美国是继日本之后掌握碳纤维生产技术的少数几个发达国家之一,同时又是世界上最大的丙烯腈基碳纤维消费国,约占世界总消费量的1/3。

碳纤维主要以 PAN 为主,PAN基碳纤维产品主要分为大丝束(48K～480K)和小丝束(1K～24K),分别以日本和美国为代表。世界主要生产大丝束碳纤维的厂家是美国福塔菲尔、卓尔泰克和阿尔笛拉三大公司,其大丝束的生产能力之和占世界总量的75%。日本东丽公司、三菱公司目前也开始量生 24K 级别大丝束碳纤维。

世界小丝束碳纤维生产主要被东丽、东邦和三菱所控制,三者合计占据了全球小丝碳纤维名义产能的 70%以上。目前世界PAN 基小丝束碳纤维按地区的生产能力亚洲约占50%,美洲约占30%,欧洲则占20%。此外,日本石墨纤维和三菱公司沥青基碳纤维生产能力约占世界总量的78%。