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为了解欧洲及全球纤维复合材料行业发展现状,借鉴欧美复合材料企业在复合材料制品应用研发、工艺技术革新、装备创新突破等方面的最新成果,学习和感受欧洲当地实体企业在生产和经营管理方面的理念与做法,中国玻璃纤维工业协会、中国复合材料工业协会联合组织了2018年度赴欧商务考察活动。考察团一行22人,于201836日至16日顺利出访欧洲,先后参观了第53届巴黎JEC复合材料展览会,拜访了德国Sandvik公司和荷兰Boikon公司。通过此次商务考察活动,了解了当前欧洲复合材料行业发展现状,观摩考察了一批先进工艺与装备,对于企业自身的产品结构调整和转产转型有较好的借鉴意义。



一、欧洲纤维复合材料行业发展概况

53JEC国际复合材料展览会于201836日至8日在巴黎北维勒班展览中心(Paris Nord Villepinte Exhibition Center)举行。展会期间,我们与JECEUCIAAVKLucintel等欧美纤维复合材料行业协会及研究机构进行了交流,共同探讨了当前地区及全球复合材料行业发展进程与趋势。

1、欧洲纤维复合材料行业整体继续保持温和增长

AVK最新报告分析,当前玻纤增强复合材料约占欧洲复合材料总产量的95%。与2007-2009年欧洲经济和金融危机期间产量暴跌相比,玻纤增强复合材料近五年来已经保持连续增长。2017年,欧洲玻璃纤维增强复合材料年产量达到118万吨,同比增长2%。尽管保持持续增长,但欧洲玻纤增强复合材料产量增速,已经明显落后于全球增速。欧洲在全球复合材料制品产量中的份额比例,也在不断下降。

2、欧洲各地复合材料行业发展进程不一

    2017年欧洲各主要复合材料中,连续成型类制品、液体模塑类制品和热塑类制品产量增速达到3.5%以上,模压制品产量达到2%左右,而管罐等缠绕制品则有明显回落的趋势。此外,不同地区复合材料行业发展进程不一致,各工艺产品增速有所不同。整体上,用于汽车等领域的热塑性复合材料增速要明显快于热固性复合材料。但在部分地区,热固性复合材料尤其是拉挤等连续成型工艺制品增速也达到了5%。此外,德国仍然是欧洲地区复合材料产量最大、增速最快的地区。

3、建筑与交通运输领域是欧洲复合材料主要应用市场

    建筑和交通运输领域是欧洲玻纤增强复合材料最大的应用领域,两者各约占总产量的三分之一,这也是欧洲复合材料行业增速与地区GDP增速基本保持一致的主要原因。在部分建筑领域,复合材料制品已经作为标准产品,形成广泛而固定的市场。在一些新兴国家,随着交通运输业的兴起,复合材料制品产量迅速增长。而近年来其它复合材料应用领域虽然也不断有新的突破和增长,但其对于复合材料制品总需求影响较小。

二、2018年巴黎JEC展会概况

1、展会基本概况

JEC介绍,本届展会规模与2017年相比增长超过10%,参展商超过1300家,来自全球130个多个国家和地区的专业观众超过40600余名。展会期间举办了106场专题讲座和2300多场会谈。作为当前规模最大的复合材料行业专业展览会,JEC展览会继续展示和反映当前复合材料行业的最新技术和应用成果。

纵观本年度JEC展览会,呈现几大特点:一是热塑性复合材料继续呈现蓬勃发展态势,热塑性预浸带生产及其成型工艺成为展示热点;二是碳纤维及其复合材料制品应用研究不断出新,展现出纤维复合材料在各工业领域轻量化、个性化材料应用创新方面的无限潜力;三是辅助生产技术与装备不断创新提升,助力行业自动化、智能化发展;四是持续关注生产过程中的废气处理、固废回收等问题,行业更加注重绿色发展。

2JEC创新奖情况

JEC创新奖旨在奖励那些在技术、市场潜力、合作伙伴关系、成本财务和环境影响以及独创性的最佳综合突破实践项目,是每年JEC巴黎展会的重头戏。主办方从上百项研究实践成果中,提名30项创新项目,角逐最后的10个获奖名额,具体如下:

1 2018JEC创新奖提名名单

序号

项目类别

项目名称

项目创新看点

主要完成单位

1

复合材料在航空航天领域的应用研究

Infusion technology for an aircraft wing

利用该灌入技术,可以实现复杂结构的飞机机翼部件的一体成型。

AeroComposit, JSC (Russia)

2

Modular thermoplastic stiffening panels

应用于航空航天部件的热塑性加强板,该板材除了易于调整使用,还具备可回收性,以及良好的减重效果、卓越的阻燃性等。

Fraunhofer ICT (Germany)

3

Polyurethane-rtm nose cone for jet engines

用高压RTM工艺,快速生产聚氨酯发动机机头。

University of Applied Sciences Rapperswil (Switzerland)

4

航空航天用复合材料的生产工艺

Complex structural applications of mai sandwich technology

一种高效的2.5维三明治结构材料生产工艺,生产航空航天用三明治结构仅需5秒时间,而生产汽车用三明治结构仅需2.5秒。

Airbus (Germany)

5

Mould-less monocoque manufacturing process

无需模具,大量单体复合结构制品的快速生产工艺。

M. Torres Diseños Industriales SAU (Spain)

6

Full-ooa tp welded primary airframe

用热塑性预浸带生产热塑性飞机壳体的缠绕与粘接工艺。

Stelia Aerospace (France)

7

复合材料在汽车领域的应用研究

Composite lightweight automotive suspension system

通过计算机辅助设计,生产轻量化的复合材料企业悬架系统。

Ford-Werke GmbH (Germany)

8

Lightweight seat back frame for suv second row

利用复合材料开发SUV汽车第二排座椅的靠背框架。

Hanwha Advanced Materials (South Korea)

9

Development and manufacturing of a full-cfrp car body

全碳纤维超级跑车的车身。

Kangde Composites Co., Ltd (China)

10

汽车用复合材料的生产工艺

Mass production of cfrp stabilizers and drop links

碳纤维增强复合材料汽车减震器的批量化生产工艺

Action Composites (China)

11

High-volume cfrp production: carbon rear wall module

 

Audi AG (Germany)

12

Combining cfrp and injection moulding for series production

 

Dr. Ing. H.c.F. Porsche AG (Germany)

13

建筑及基建领域

Below the line: concrete pipe repair with carbon fibre

利用碳纤维,通过环氧树脂真空灌注工艺,实现对现有混凝土管道的修复。

Grupo Navec (Spain)

14

Cabkoma CFRTP strand rod

用热塑性树脂,现场快速成型制作碳纤维增强热塑性链杆。

Komatsu Seiren Co., Ltd (Japan)

15

Innovative pultruded deck for station platforms

用于火车站平台的拉挤成型板材。

Solutions Composites (France)

16

海洋与船舶工程领域

New process for manufacturing hydrofoils

用复合材料制作水上飞船。

Multiplast Groupe Carboman (France)

17

From steel to composites in a 110m-long river cruise ship

用复合材料代替钢材,制作长达110米的游艇。

Saertex GmbH (Germany)

18

Composite cargo decks for a 7000-car car carrier vessel

用复合材料制作可运输7000辆汽车的货运轮船甲板。

Uljanik JSC (Croatia).

19

轨道交通领域

Optimised lightweight carbon fibre bogie frame

可回收的碳纤维增强复合材料转向架(解决了回收问题,易于在轨道交通领域推广使用)。

ELG Carbon Fiber Ltd (UK)

20

Composite rail door

代替铝材,用于伦敦地铁的轨道交通门,可提高其可靠性并易于维护。

Penso (UK)

21

Breakthrough in railways: renovating the ice train

复合材料板代替复合木地板,用于德国特路ICE3快速火车。

Saertex GmbH & Co (Germany)

22

体育休闲领域

Project cedrus: advanced carbon hydrofoil for kites

用碳纤维复合材料制作的轻质、安全、可回收的风筝。

Adherend Innovations, LLC (USA)

23

Modular construction system for a motorcycle rear swingarm

代替金属材料,用于形状复杂的摩托车部件的碳纤维复合材料制品,可以显著降低成本和减少重量。

BMW Group (Germany)

24

First-ever carbon/pei hockey stick

连续碳纤维增强热塑性复合材料曲棍球棒,具备卓越的韧性/耐久性和冰上操作性能,同时可以完全回收。

Schappe Techniques (France)

25

智慧城市领域

5G smart led lighting pole

具备集成功能的LED照明灯杆,用于智慧城市建设。

Exel Composites Oyj (Finland)

26

Wet Core Pod composite housing module

复合材料建筑集成部品,用于建筑项目中最复杂、昂贵、耗时部分的集成快装。

MC Materiales Compuestos (Argentina)

27

Infugreen 810 bio-resin for the seabubble water taxi

用于水上出租车等复合材料制品领域的真空灌注用耐腐蚀树脂。

Sicomin (France)

28

可持续发展

Innovative thermoplastic-matrix wind turbine blade

热塑性复合材料风力发电叶片

Arkema Inc. (USA)

29

3-in-1 line for recycled composites manufacturing

一种创新的示范线,通过热压成型工艺,将复合材料或塑料废品加工成板材,并进一步热压成型各种部件

CETIM-CERMAT (France)

30

Loop 650: a sustainable cradle-to-cradle composite sailing boat

可持续的、零填埋的复合材料帆船制造技术。

GS4C srl (Italy)

 

3、产品应用创新展示情况:

本次展会,主办方继续设置四个产品应用创新成果展示区,包括航空航天应用创新展示区展示项目29项,汽车应用创新展示区展示项目43项,建筑应用创新展示区展示项目41项,体育休闲及智慧生活应用创新展示区展示项目53项。

4、参展企业亮点:

法国PEI公司继续展出其短行程压机设备基础上,推出全新的“QSP Compact”热塑性预浸带铺层压合设备。该设备适用于宽度在30-300mm、厚度在0.1-0.4mm的热塑性预浸带多角度铺放,并可与该公司短行程压机组合,实现各类连续纤维增强热塑性复合材料制品的同步生产。

德国Filacon公司是全球知名的缝编设备供应商。在此次展会商,该公司推出了其全新研发的热塑性预浸带个性化铺缝设备设备,可实现热塑性预浸带的任意角度铺放和叠层,满足用户个性化需求。

德国Broetje-Automation公司推出了三维立体型件的一体化编织成型生产线。该生产线可以以碳纤维及玻璃纤维预浸带为原料,通过一体化编织成型,加工各类肋条、加强筋等三维立体异形件。

德国迪芬巴赫公司继去年推出热塑性预浸带铺放设备­——FiberforgeFibercon系统之后,今年推出个性化热塑性复合材料成型生产线——“Tailored blank line”。该系统是将公司热塑性预浸带铺放设备­——FiberforgeFibercon系统与注塑、模压等成型工艺结合,实现全自动热塑性复合材料制品生产。

德国AFPT公司是全球较早开展热塑性预浸带铺放技术与装备研究的企业。目前公司拥有“tape placement”与“tape winding”两大工艺与装备。在此基础上,公司研制了各类连续纤维增强热塑性环制品、管道制品和压力容器制品。

德国ontec公司是编织机械配套设备供应商。本届展会,该公司首次进入复合材料装备领域,带来热塑性预浸带缠绕成型装备。


三、欧洲纤维复合材料装备企业参观情况

1、德国Sandvik公司

312日上午,考察团抵达德国南部小镇格平根,拜访了德国Sandvik公司。Sandvik公司总经理Matthias Kleinhans,全球产品经理Ralf Kieser及其中国区经理吴玉蓉、丁洁热情接待了考察团。作为一家全球知名的复合材料设备供应商,Sandvik公司具备雄厚的科研与技术实力,尤其在配料播撒设备与双带压机设备两大领域,公司积极开展工艺技术与装备研发创新,开发了一系列复合材料新型生产装备。在此次拜访过程中,Sandvik公司向考察团一一作了介绍和展示。

一是在原料播撒设备方面,公司拥有系列化的精明播撒技术与装备,满足颗粒、粉末、纤维、片料等不同物料的精密播撒,同时可以进行两种物料的同时播撒,也可以实现不同轨迹不同装饰性表面材料的播撒。

二是在双带压机方面,公司不仅有双钢带及柔性双带压机技术与装备,而且可以根据客户需要,将柔性双带压机与双钢带压机进行有机整合,提供混合压合工艺与技术,从而大幅降低了投资成本和生产成本,同时满足加热、反应、加压、冷却和回火等高效加工处理。

Sandvik公司提供的系列化双带压机系统采用模块化设计,可根据不同物料类型的加工要求进行调整,适用于弹性地板、汽车板材及内饰部件、预浸带及无纺制品、混合纤维板材、夹芯板材、绝缘板等的加工,同时可以实现热固性复合材料磨碎料及热塑性复合材料边角废料的再次压制成型。


2、荷兰Boikon公司

314日上午,考察团来到德国北部格罗宁根市,拜访了自动化装备制造商——荷兰Boikon公司。公司创始人兼董事长Jeroen Oosterhof先生,以及公司市场部经理Kalong He先生,热情接待了考察团。Boikon公司成立于1996年,现有50名员工。该公司成立之初,一直致力于工业智能化研究,为建筑、食品、医药、烟草等行业提供全套的生产线自动化智能化辅助生产工艺与装备。2009年以来,公司及时跟进纤维复合材料行业的发展需要,积极研发复合材料生产用技术与装备,具体包括以下两个方面:

一是在全球范围内首个研发成功热塑性预浸带的多角度铺放与超声波焊接技术。目前公司已将该焊接技术与公司已有的自动化生产技术结合,实现了热塑性预浸带的平面铺放、曲面铺放、三维编织及连续缠绕等多铺放与焊接,适用于热塑性复合材料板材、型材、管罐及异形件制品生产。

二是积极研究纤维复合材料行业的智能化生产与物流工艺装备。公司已研发各类纤维复合材料辅助生产装备,可以对复合材料制品进行个性化包装、嵌入跟踪器,实现对产品的智能化管理和应用。


四、考察收获与体会

中国玻璃纤维/复合材料工业协会在“十三五”规划中将行业绿色可持续发展和产业自动化、智能化作为行业发展目标,中国玻璃纤维、中国复合材料产业的产量居全球第一,但是复合材料大而不强,特别是基础原材料、基础装备与国外特别是欧洲存在着很大差距。

2017年全行业实现玻璃纤维纱总产量408万吨,同比增长12.7%2017年全行业复合材料制品总产量约为444万吨,同比降低3.9%2017年国内热固性复合材料制品产量约234.6万吨,同比降低11.7%2017年国内热塑性复合材料制品产量约为209.1万吨,同比增长6.4%

感受之一:热塑性复合材料产业链进一步成熟,复合材料综合可设计性强的优势凸显。

JEC展会上,主要应用领域在汽车制造、航空制造、建筑材料和休闲产品等方面进行了充分展示;新能源汽车、厢式货车及无人机领域应用广阔,热塑性复合材料产业链的进一步成熟,将其成型工艺灵活、工艺时间短、边角料及废旧产品回收再利用问题得以解决。

感受之二:热塑性复合材料由原来的原材料加工和设备工装展示向复合材料成型工艺方向延伸。

原材料由热塑性混编纤维向预浸带、预混料方向发展;

成型工艺随着增强材料含量增加,也有注塑、挤出等工艺向缠绕、模压等工艺转变,彰显复合材料的特性;

工艺装备对原材料的包容性更强,波宜肯公司自动切割铺放热塑性成型设备可将100层的0.18mm厚度的复合材料预浸带通过超声波粘结成预成型件;山特维克公司双钢带压机通过模块化组合可以生产预浸料、建筑板材、橡胶带及蜂窝板材等。

感受之三:欧洲复合材料设备制造厂家更青睐中国市场。

2017年国家环保、安检要求越来越严格,对固体废弃物回收利用和VOC排放管控更加严格,复合材料生产厂家面临着转型升级的巨大压力。从2017年复合材料产量及增长趋势也可以发现,热固性复合材料特别是以手糊为代表的开放式生产在减少,闭模生产有序增长,以减少VOC排放;热固性复合材料固体废弃物的回收利用在积极推进,但是成本问题依然突出,需要国家产业政策进一步引导

在此形势下,国内复合材料企业向热塑性复合材料生产的动力进一步增强,对国外高性能设备需求加强,国外设备厂家积极性增强。

 

结语

317日,考察团顺利回到国内。通过此次考察,大家不仅对世界纤维复合材料的现状与发展以及纤维复合材料制品的研发、生产与应用拓展有了新了解、新认识,切身感受到了国外企业的先进经营和管理理念。视野的拓展有助于启迪思路,对企业研发创新、技术改造以及生产经营、转产转型均具有很好的指导借鉴意义。只有走出国门放眼世界,我们才能更清楚地认识到自己与世界先进水平的差距,明确自己未来的发展方向。今后,协会将继续组织各类赴外考察活动,为广大会员提供更多学习、沟通、交流和合作机会!

 

中国玻璃纤维工业协会

   中国复合材料工业协会

                                                                                                  二零一八年三月十六日