碳纖維應用領域、供需情況 zund G3 XL-3200-防彈背心台中雷射切割雕刻代工－陳瑩和焦點新聞熱搜

    一、前言　　
    碳纖維是由有機母體纖維 (粘膠絲、聚丙烯睛或瀝青等 )采用高溫分解法在1000-3000℃高溫的惰性氣體下碳化制成的，具有強度大、模量高、密度低、線膨脹系數小等特點，是一種力學性能優異的材料。特別是聚丙烯腈 (PAN)基碳纖維，其性能優越，更適合規模化生產，是當今碳纖維的主流，成為了軍民兩用的主導材料，廣泛應用于國防、航空航天、高檔民用產品。其實，碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類不同而異，一般在90％以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐磨擦、導電、導熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸向表現出很高的強度。碳纖維是由含碳量較高，在熱處理過程中不熔融的人造化學纖維，經熱穩定氧化處理、碳化處理及石墨化等工藝制成的。　　碳纖維作為高性能纖維的代表，屬于高技術密集型產品，其生產技術復雜，產業發展涉及官、產、學、研各個環節。由于它是發展航天航空和軍事工業等尖端技術必不可少的新材料，也是民用工業更新換代的基礎材料，國外又對其出口進行封鎖，所以近年來我國就一直比較重視對其研制和生產，雖然起步較早，投入不薄，但仍處于失利地位，很重要的一個方面是反映出高技術產業創新系統存在的問題。
二、碳纖維的研究歷史　　
1.碳纖維研究歷史　　
    1950年，美國Wright-Patterson空軍基地開始研制粘膠基碳纖維。1959年，早上市的粘膠基碳纖維Thornel-25就是美國聯合碳化物公司(UCC)的產品。與此同時，日本研究人員也在1959年發明了用聚丙烯腈(PAN)基原絲制造碳纖維的新方法。在此基上，英國皇家航空研究院開發出了制造高性能PAN基碳纖維的技術流程，使其發展駛入了快車道，PAN基碳纖維成為當前碳纖維工業的主流，產量占總產量的90％左右。20世紀70年代中期，UCC在美國空軍和海軍的資金支持下，研發高性能中間相瀝青基碳纖維；1975年研發成功Thornel P-55(P-55)，在1980-1982年之間，又研發成功P-75、P-100和P-120，年產量為230噸。P-120的模高達965GPa，是理論值的94％，熱導率是銅的1.6倍，線膨脹系數僅為-1.33×l0-6/K，且在375℃ 空氣中加熱1 000 h僅失重0.3％-1.0％左右，顯示出優異的抗氧化性能。它們已廣泛用于火箭噴管、導彈鼻錐、衛星構件、艦艇材料等方面。不僅美國國防部資助碳纖維T業的發展，美國國會也關注碳纖維，國際市場上碳纖維的全方位商業化始于20世紀70年代，70年代是高爾夫球棒和釣魚桿應用的引入和發展時期，主要是在日本。　　
    而早在1971年的時候，日本東麗公司成了上制造商，從事PAN基碳纖維的大型工業化生產，并將其產品命名為"TORAYCA"，是東麗碳纖維的縮寫。目前，東麗是生產和營銷碳纖維的領先者。在20世紀80年代早期，碳纖維開始被廣泛地用在客機和航空飛行器上作為結構材料，主要在歐洲和北美進行應用。然后，人們提高了對碳纖維的認識，開始把它當成一種高質量的材料，并在20世紀80年代中期得到了飛速的增長在80年代中期，歐洲空客公司開始將CFRP(碳纖維增強塑料)作為首要的結構材料應用在它們的飛機上，而且，隨著碳纖維在網球和新的體育項目的應用，碳纖維市場得到了穩步的擴展。　　
2.我國碳纖維研究歷史　　
    我國較早地意識到碳纖維的研制和生產對軍事工業發展和國民經濟具有重要作用，早在20世紀60年代末就開始研制碳纖維，經過40余年的發展，碳纖維從無到有，從研制到生產取得了一定的成績，但總的來說，國內碳纖維的研制與生產水平還較低，一直沒有在高標號碳纖維研究上取得突破性進展。我國碳纖維產業未實現大規模工業化生產、產品規格單一。碳纖維的生產屬于精細炭素工業，在生產過程中，單體、聚合、紡絲、油劑、預氧化、炭化及表面處理等工序環環緊扣，是一個多學科、多交叉的系統工程。國內先后有多家企業介入碳纖維的研發與生產，但多數均以失敗告終，退出該領域。　　
    近些年來，由于我國對碳纖維需求量的日益增加，碳纖維又成為國內新材料業研發的熱點。但是，除極個別企業外，大多數引進項目的技術和設備水平屬國際中下等，生產的碳纖維產品也未達到高端水平，引進后的消化、吸收與創新是碳纖維行業面臨的重大課題。如甘肅地區的腈綸生產線是我國早引進的，有豐富的生產經驗和技術積累，但是生產的原絲質量不高，與工藝相似的Courtaulds 公司相比，質量相差很大。我國碳纖維產品應用主要依賴進口，制約了相關高技術的發展。我國碳纖維的主要用途包括體育器材、一般工業應用、航天航空和國防領域。其中體育器材用量大，約占總消費量的 80％-90％。造成這種消費結構特點的主要原因是韓國和我國臺灣地區把體育器材產業轉移到我國大陸沿海地區，提高了體育器材領域聚丙烯腈基碳纖維的用量。我國一般工業和航空航天領域碳纖維的應用尚有待于擴大，我國國防產品用聚丙烯腈基碳纖維主要是規格為1K、3K、6K的相當于 T300的產品。由于國外對我國實行產品和技術封鎖，我國國防用聚丙烯腈基碳纖維主要來自于科研院所 (如東華大學、中科院山西煤化所 )及企業試驗設備所生產的少量產品，質量不是太穩定。
三、碳纖維的產需情況分析　　
1.1995-2010年期間碳纖維產需情況　　
    據統計，1995年，碳纖維的產量為14500噸，1998年碳纖維產量為17000噸，消耗為16900噸，供應略大于需求。2003年碳纖維產量為19900噸，消耗為19900噸，供求基本平衡。到2005年起碳纖維市場出現了前所未有的緊俏形勢，價格猛漲。2005年年底，產量增至21000噸，據預測，到2008年，碳纖維的消耗量將達到30900噸，碳纖維將出現供不應求的局面。為此也迎來了碳纖維廠家開始分階段擴大產能，以不失時機地謀求更大的利潤。　　而到了2010年期間，預計碳纖維的消耗量將達到45000噸。也就是說，年增長率達到10-12%。據悉，亞洲為西格里集團發展的戰略重點，而則是其亞洲計劃的重要組成部分。下表1為1996-2002年碳纖維的主要生產商和生產能力回顧。
表1　1996~2002年碳纖維生產能力回顧類別生產單位商品名生產能力（噸/年） 1996年 2002年小絲束ST 日本東麗（TORAY） Torayca 3600 7300 日本東邦（TOHO） Besfight 3020 5600 日本三菱（M。R。C） Pyrofil 1900 4700 美國赫克塞爾（HEXCEL） Hercules 1715 2000 美國阿莫科（AMOCO）　 1210 1800 臺灣臺塑　 620 1755 　其它　 - 45 　　合計　 - 23200 大絲束LT 美國 AKZO福塔菲爾 Fortafil 2270 3465 美國卓爾泰克（ZOLTEX）　 - 1800 德國愛斯奇愛爾（SGL）　 - 100 　 RK?/FONT>carbon 　　 1800 美國阿爾迪拉（ALDILA）　 - 1000 　東麗　 - 300 　合計　 - 8465 　　總計　 14335 31665　　據悉，美國1998年生產碳纖維7300 噸/年，2003年降低到6800 噸/年，2008年則回升到 8300噸/年。1998、2003和2008年的碳纖維消耗的統計與預測相應為7200、6600和9500噸/年。可見在1998-2003年期間，美國碳纖維的生產和消耗都回落。而2003~2008年期間碳纖維的生產和消耗則都有較大的增長。而日本1998、2003和 2005年碳纖維的生產量為 6700、9000和9300 噸/年，而消耗則分別為2900、2800和3400 噸/年，生產都遠大于消耗。對日本來說碳纖維一直是供過于求的。日本按應用領域主要是體育休閑用品，其次是工業應用，航空航天占第三位。　　
    值得一提的是，由于日本東麗（Toray）工業公司看好碳纖維的發展前景，該公司前不久打算花550億日元進行碳纖維擴能，到2008年年底將增加日本、美國和法國的TORAYCA碳纖維生產能力，以滿足需求增長。其聚丙烯腈基(PAN)碳纖維總生產能力將達到17900噸/年，目前產能13900噸/年，這種材料主要用在飛機方面。在日本愛媛縣，公司將新建一套400噸/年碳纖維裝置，到2008年1月使該基地能力提高到7300噸/年；到2008年12月，使位于美國亞拉巴馬的東麗碳纖維美洲公司生產能力從3600噸/年增加到5400噸/年；到2007年8月，在法國Abidos的碳纖維合資公司的生產能力將從2600噸/年增加到了3400噸/年，到2008年12月，增加到5200噸/年。它還打算到2009年1月，在石川縣建成一套產能580萬平方米/年預浸料坯--用樹脂浸漬的碳纖維片材。東麗打算進一步增加碳纖維的生產能力，到2010年增加到2400噸/年。該公司還希望把在上的銷售比例從目前的34%增加到40%。　　
    另外，還有三菱人造絲集團除在美國的Grafil公司增設生產線外，在歐洲還委托大絲束碳纖維廠家SGL的OEM（英國RK）生產小絲束碳纖維，此外從2007-2008年預定將增設2個系列的2000噸/年生產線。至此，日本3家公司在美、日、歐均有生產據點。　　
2.我國碳纖維生產與消費分析　　
2.1我國碳纖維的生產情況　　
    據悉，近年來國內碳纖維以科研院校研究為主，有關生產廠家也在考慮抓住這次難得的歷史機遇，開始投入中試或小規模產業化。如安徽華皖碳纖維公司，該公司引進全部原絲和碳纖維工藝技術軟件和硬件，2003年開始建設，一期規劃500噸原絲、200噸T-300PAN碳纖維。揚州匯通碳纖維公司采用國產技術新建100噸原絲、40噸T-300PAN碳纖維，山東威海光威集團在目前的基礎上計劃新建2500噸原絲、1000噸碳纖維生產線等等。2006-2007年期間，國內還有幾個具有經濟實力的公司打算今后上碳纖維項目，現在正在調研之中，還沒有完全確定下來具體建設的時間和地點。未來幾年，的碳纖維產能一定會得到提升，但是必須在技術創新提升的基礎上擴大產能才為明智。　　
2.2我國碳纖維的消費情況　　
    2002年我國聚丙烯腈基碳纖維總消費量約為2235噸，2004年國內碳纖維使用量已近3000余噸，且近年來的上升速率達10％-15％，然而其中 95％依賴進口。由于我國碳纖維沒能實現大規模工業化生產，工業及民用領域的需求長期依賴進口，嚴重影響了我國高技術的發展，尤其制約了航空航天及國防軍工事業的發展，與我國的經濟社會發展進程極不相稱。所以，研制生產高性能、高質量的碳纖維，滿足軍工和民用產品的需求，扭轉大量進口的局面，是當前我國碳纖維工業發展的迫切任務。 [-page-]
四、碳纖維的應用領域　　
1.航空航天　　
    碳纖維及其樹脂復合材料的突襲優點是高比強和高比模量。其強度重量比就比鋼和鋁合金高2~3倍，因此首先用于航天航空方面作為結構材料，以提高飛行器的性能及有效載荷。如：航天軍用飛機，火箭、洲際導彈等眾多軍用以及太陽能電池板，人造衛星構造體，宇宙飛船的翼面板和支持構造件，太空望遠鏡。航空以客機和軍用機為主要應用對象。碳纖維在飛機上的比例已從原來的10%~20%上升至50%~80%。一架波音777客機碳纖維的耗用量達到5噸。歐洲空中客車公司計劃于2008年新一代波音飛機，每架用35t碳纖維。纖維復合材料占46%時，其他材料分別為鋁合金占35%，鈦合金占9%，鋼占6%。火箭發動機的絕熱殼體代材料采用玻璃纖維增強塑料，第二代為芳綸復合材料，第三代為高強碳纖維復合材料。發動機碰管的喉部要承受高達3500K左右的高溫，碳/碳復合材料能耐1800℃以上的高溫，有良好的耐燒蝕性能和抗熱震能力，比強高、熱膨脹系數小，適合制作碰管的喉襯、導彈的再入端頭等。碳/碳復合材料增強骨架一般由碳纖維、多向編織物和針刺三維碳氈制成的預成型體。上海市紡織系列開發研制了采用聚丙烯腈預氧化纖維整體氈作碳/碳復合材料的增強骨架材料。已成功應用在我國自行設計制造的人造衛星發動機上。　　
2.體育和醫療用品　　
    以高檔文體器材為例，如：高爾夫球桿、釣魚桿、滑雪板、賽艇、賽車等。1992年美國制成了碳纖維復合材料的高爾夫球桿，它比金屬桿輕30%~50%。碳纖維第二大市場則以日本、臺灣省和南韓為中心。上世紀90年代中期高爾夫球桿產品每年就生產500~700萬根，而CF網球拍和釣魚桿，僅臺灣省和南韓，1986年已突破500噸大關。近年來，這類產品釣魚桿、賽艇等的生產基地已逐漸移至沿海一帶，并已出口創匯。醫療器械包括假肢、人造骨骼、韌帶、關節及X光透視機等。　　
3.一般工業　　
    碳纖維吸附材料在化學、冶金、石油、機械、紡織等工業領域應用相當廣泛，主要用于"空氣凈化"、"三廢處理"、風力發電、海洋石油開采和紡機配件劍桿織機等。如：美、日和我國正在開發的42-60mm長的大型風力發電CFRP葉片，可降每度成本3美分。又如900mm以下的深海油田，只能用CFRP制品。碳纖維混沙紙等還可用于住所、溫室等取暖。　　
4.土工建材　　
    碳纖維增強材料CFRC與鋼筋混凝土相比，抗張強度和抗彎強度高5-10倍，彎曲韌度和伸長應變能力高20~30倍，重量卻只有其1/2，絕熱性好，可解決高層建筑的高精度防水（不會龜裂），象東京的37層示范大樓，使用400噸通用級瀝青碳纖維作為外裝材料后，使大樓外壁減輕60%，地震負荷減輕12%，并節省了4000噸鋼材，縮短了工期。日本五家建筑公司提出了"空中都市"的構想，要建筑超出地面1000m以上的高層建筑。　　
碳纖維在建材中的第二個用途是用于制造層壓膠合板梁。美國的層壓膠合板制作者近采用從可再生資源的"新生長"林木材--碳纖維制成復合材料，商品名為Firp Glulam，為建筑上提供了一種更經濟、結構更完美的建筑梁。Firp Glulam梁已在美國和日本實地安裝使用。個采用該技術的項目是1993年在美國達拉斯施工的Taylor湖橋，其跨度24。4m，梁寬17m，高14.2m.現在日本、美國和歐洲買主求購大型圓拱頂結構的碳纖維復合梁。　　　
    碳纖維在建筑中的另一個較大的用途是用于建筑修復。日本（MCC）開發出采用碳纖維和環氧樹脂制成的預浸帶用于1995年日本阪神大地震后水泥梁住、隧道、橋梁、建筑物外墻裂縫的翻新修復。由于碳纖維材料比強度比鋼鐵高10倍，且不腐蝕、無磁性，易于現場吊裝和施工。CF片材修補受損建筑物的行業在日本、臺灣省十分好看，而美國打算將國內所有的橋梁輪番用CF復合材料米加強。1997年日本國內需求為1090噸，預計在這個領域中碳纖維耗用量將超過體育用品。　　
另外，碳纖維的主要用途及應用形態與種類可見下表2。
表2 碳纖維的主要用途及應用形態、種類種類　用途有關產業絲束　高溫隔熱材料（a）電子、汽車、飛機、原子能復合材料 C F R CF增強樹脂（CFRP）密封材料（a）化學、石油工業、石油、汽車功能材料（滑動、導電、耐腐蝕材料等）（a、b）電子、電工、機械、宇航、飛機、化學 CF增強碳（CFRC）結構材料（重要較高模量的一次，二次結構用才）（b）運動器材、飛機、宇航、電工、醫療燒蝕材料（a、b）宇航 CF增強金屬（CFRM）摩擦材料（a、b）汽車、鐵道、飛機、機械炭、石墨材料（a）鋼鐵、電工 CF增強水泥（CFRC）有關電池的基材（a、b）電力、汽車建筑、土木材料（a、b）船舶、住宅建設五、碳纖維的發展前景　　
預測到2008年碳纖維的消耗將大于生產，范圍內碳纖維將面臨供不應求。碳纖維在應用領域上，工業應用領域會持續增長，航空航天領域基本保持平衡，而體育閑用品在碳纖維應用的比例將持續下降。　　
    近年來，只有日本等個別碳纖維的生產遠大于消耗，對日本本國來說，碳纖維一直是供過于求的。按應用領域看，日本主要是體育休閑用品，其次是工業應用，航空航天占第三位。而其他的碳纖維生產量卻是遠遠小于消耗，主要靠從日本、美國和歐洲進口來解決消耗和生產間的差額。從應用領域看，體育休閑用品都占首位，工業應用占第二位，航空航天是第三位。但值得指出的是，航空航天領域消耗碳纖維的比例卻在不斷上升，該領域從 l998年的2％增至 2003年的4％，而預測 2008年將猛增到 l2％。因此，碳纖維產業發展前景仍然是十分看好的

透過上述文章的介紹

無論是碳纖維板材還是其他複合材料，產品的後加工品質，一直以來都是製造廠爭取客戶訂單的關鍵

因為好的加工品質才能讓客戶的產品精細度更好

過去以量取勝的策略在現在的環境上，對於一般產品可能還適用～

但是對於精密產業與複合材料的廠商而言

「質大於量」這是不爭的事實

為了讓後加工的品質更上一層樓，切割機臺的選擇就非常重要

瑞士ZUND數位切割機為全球最頂尖數位切割機品牌，也是世界知名品牌指定合作的切割機臺

鋁板及發泡材質切割：

19mm厚度的發泡型PVC材質與3mm鋁合金材質皆可快速切割

皮革切割：

厚度為2mm的皮革材料，影片中切割速度為1000mm/s 在極短的時間內即可完成複雜的圖型切割

確實的完全切斷,輕鬆取下切割完成的部件

預浸布與碳纖維材料：

工程師於電腦前繪製出要切割圖形與各部件標示記號或料號
噴印標示完成後隨即進行外型切割作業

三層碳纖維編織乾布裁切：

碳纖維重量僅鋼鐵的五分之一，但強度卻是鐵的10倍
透過ZUND的高速切割系統與模組化刀具設備，裁切完成

蜂巢板切割：

蜂巢板是一種相當輕且透氣的材料，使用覆蓋一層塑膠布料在蜂巢板上幫助固定

ZUND切割機不僅可以穩定物件，銑刀模組更能讓確實完成銑切斷差製程

朝安科技協助您擁有四大服務

最完整的教育訓練：解析ZUND切割機所有設定
來自原廠專業訓練：100%傳授所有設定技巧
最快速的參數設定：針對不同材質不同參數完整複製
最完善客服機制：操作問題馬上替您解決

讓ZUND在臺灣的夥伴們想有最完整與專業的技術服務.

聯繫方式
公司地址：臺中市豐原區三豐路二段549巷417號
營業時間：星期一 - 星期五： 9AM - 5PM
聯繫電話： 04-25226221

ZUND8515FGG15RF5FG

zund碳纖維切割機，zundcarbon fiber切割機，zund玻璃纖維切割機，zundglass fiber切割機，zund預浸布切割機，zundprepreg切割機，zundpre-preg切割機，zund蜂巢板切割機，zundhoneycomb切割機，zund克維拉切割機，zundkevlar切割機，zund石墨切割機，zundgraphite切割機，zund光學壓克力切割機，zund光學擴散板切割機，zundacrylic 切割機，zundpc切割機，zundpe切割機，zundpvc切割機，zundpeek切割機，zund工程塑膠切割機，zundCFRP切割機，zundGFRP切割機，zundCFRTP切割機，zund熱塑板切割機，zund先進材料切割機，zund新進複合材料切割機，zund複合材料切割機，zundcomposite切割機，zund功能性織品切割機，zund功能性織布切割機，zund橡膠墊片切割機，zund皮革切割機，zundFpc軟性印刷電路板切割機，zund手機保護貼切割機，zund紡織布切割機，zund飛機零件切割機，zund防彈背心切割機，zund合成纖維切割機，zund凱夫拉纖維切割機，zund風力發電機風扇切割機，zund直升機螺旋槳切割機，zund汽車零件切割機，zund卡車篷布切割機，zund地毯切割機，zund遮雨棚切割機，zund熱氣球切割機，zund風帆切割機，zund木質框架切割機，zund海綿橡膠切割機，zund醫療器材切割機，zund濾心切割機，zund濾網切割機，zund高壓電塔零件切割機，zund滑鼠裝備切割機，zund皮帶切割機，zund皮革公事包切割機，zund皮手套切割機，zund皮鞋切割機，zund絲絨沙發切割機，zund皮靴切割機，zund皮夾克切割機，zund真皮座椅切割機，zund真皮座墊切割機，zund鞋底切割機，zund皮錢包切割機，zund半導體材料切割機，zund太陽能電板切割機，zund高溫超導材料切割機，zund絲綢切割機，zund塑料切割機，zund玻璃纖維樹脂複合材料切割機，zund碳纖維樹脂複合材料切割機，zund紡織pos架切割機，zund木質產品切割機，zund金屬雕刻切割機，zund標誌雕刻切割機