Оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее
время и ответим на все интересующие вопросы.
Между тем, ожидается, что в ближайшие годы рынок углеродного волокна в автомобильной промышленности почти утроится. Использование углеродного волокна в автомобилестроении увеличится до 9 800 тонн в 2030 году по сравнению с 3400 тонн в 2013 году. Эти прогнозы сделаны в отчете под названием «Снижение веса при проектировании и производстве автомобилей».
По данным IHS, автомобили представляют собой быстрорастущий рынок для химической промышленности. Ожидается, что мировые поставки автомобилей в ближайшие 17 лет увеличатся почти вдвое, увеличившись до 104,1 млн. Единиц в 2020 году, по сравнению с 56,9 млн. Автомобилей в 2003 году, по данным IHS Automotive. Большая часть роста будет обеспечиваться быстрорастущим китайским рынком.
С практической точки зрения, автопроизводители внедряют новые материалы, чтобы снизить вес своих автомобилей, чтобы соответствовать государственным нормам, говорит HIS Chemical. Например, в Соединенных Штатах корпоративные стандарты средней эффективности использования топлива (CAFE) требуют, чтобы парк автомобилей легковых автомобилей в среднем составлял 54,5 миль на галлон к 2025 году. Для достижения целей США и Европы по выбросам парниковых газов на 2020 и 2025 годы нагрузка от автомобилей должна быть уменьшена на 30%, согласно оценке от IHS Automotive. Это сокращение потребуется в дополнение к широкомасштабному внедрению передовых технологий при производстве двигателя, трансмиссии и гибридных технологий. Предполагается, что использование композитов из углеродного волокна и полимерной матрицы позволит снизить массу корпуса автомобиля на 25-70%.
По большей части, основные автопроизводители будут использовать традиционные методы металлообработки для снижения веса в соответствии с указанием HIS, поскольку они нацелены на экономически эффективное применение уже известных компетенций, безопасные цепочки поставок и, что наиболее важно, использование существующего оборудования. Однако производители могут применять и более радикальные подходы, широко применяя пластмассы или композиты.
Индустрия пластмасс в течение некоторого времени пыталась заменить все стекла, используемые в автомобилях, на поликарбонат (PC). Этот процесс идет полным ходом, и почти каждый автомобиль на дороге сегодня оснащен фарой из PC и задней фарой из PC / PMMA. Следующая цель поставщиков PC - автомобильные окна. В то время как ограниченное число транспортных средств заменили обычные стеклянные окна остеклением из PC, проблемы с расходами и регулированием ограничивают распространение этого материала.
Тем не менее, использование PC при производстве окон может открыть широкие возможности для инноваций по сравнению с традиционным стеклом, говорит IHS Chemical. Например, компоненты могут быть интегрированы в стекло, что позволяет автопроизводителям создавать совершенно новые конструкции. Окно / свет / задняя дверь теперь могут быть объединены вместе, открывая новые перспективы в дизайне с точки зрения стиля и линий автомобиля, а также уменьшить общую стоимость и обеспечить значительную экономию веса по сравнению со стандартным методом производства.
С учетом того, что в автомобильном остеклении и интерьере уже используется пластик и композитные материалы, автомобильная индустрия теперь стремиться найти способы использования этих материалов в панелях кузова. Это приводит к некоторым гениальным разработкам.
Углеродное волокно уже давно используется для производства гоночных автомобилей самого высокого класса. Однако в настоящее время эта технология используется для уменьшения веса стандартных транспортных средств путем производства панелей кузова из углеродного волокна, процесс, уже коммерциализированный ведущим автомобильным поставщиком Magna International Inc. К ним относятся внешние панели класса A, такие как дверные панели, лицевая панель и капоты. Несмотря на это, стоимость углеродного волокна остается дорогостоящим вариантом, ограничивая его использование.
Со своей стороны, химическая промышленность нашла ответ на вопрос стоимости: гибрид пены, пластика и волокнистых композитов. Используя стандартные пластмассы, экструдированные из стекловолокна и помещенные в конструкционные пены, промышленность теперь может воспроизводить эти поверхности класса A при значительно меньшем весе металлов и стоимости углерода, сохраняя при этом структурную целостность. Предполагается, что использование композитов с углеродным волокном и полимерной матрицей позволяет снизить массу тела на 25–70% по «доступным» ценам.
Компания BASF стала лидером в этой легкой революции, разрабатывая решения для пропитки волокон смолами, а затем для формования пластмассами для производства легких конструкционных компонентов. Этот материал уже применяется в повседневных транспортных средствах. Сегодня технология позволяет заменять некоторые автозапчасти пластиковыми композиционными материалами. К 2020 году IHS ожидает, что эти пластики позволят осуществить не только оптовые структурные изменения, но и совершенно новые конструкции и концепции автомобилей.
Риски цепочки поставок создают препятствия
Хотя эти новые материалы имеют большие перспективы в автомобильной промышленности, в цепочке поставок существуют некоторые потенциальные риски. Производители композитов и современных пластиков работают на базе ограниченных поставок, что требует значительных усилий и затрат, необходимых для входа новых поставщиков. Кроме того, надежность и воспроизводимость продукции имеет жизненно важное значение, что может быть проблемой для производителей в развивающихся странах. Несмотря на то, что рентабельность от средней до высокой, на производственные затраты влияет сырая нефть через энергию и сырье.
Ввиду небольшой базы снабжения, связанной с проблемами качества и сырья, наличие этих материалов также подвержено сбоям. Например, в 2011 году пожар и взрыв на заводе, эксплуатируемом Evonik Industries AG, привели к прекращению мировых поставок полиамида (PA) 12, широко используемого в автомобильной промышленности. Evonik потребовалось почти два года, чтобы восстановить объем PA 12. Автомобильные компании, поставляющие эти материалы, должны разработать стратегии закупок, чтобы учитывать условия по всей цепочке поставок.