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碳纖維3D一體成型機(jī)織技術(shù)，軍民融合機(jī)會(huì)來了

來源：南極熊瀏覽數(shù)：
責(zé)任編輯：傳說的落葉時(shí)間：2018-12-11 17:45

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[導(dǎo)讀]碳纖維的應(yīng)用廣泛，但傳統(tǒng)的采用鋪層技術(shù)。如果采用來自軍工的技術(shù)——碳纖維3D一體成型機(jī)織，那么將可能帶來全新的應(yīng)用市場(chǎng)機(jī)會(huì)。

碳纖維的應(yīng)用廣泛，但傳統(tǒng)的采用鋪層技術(shù)。如果采用來自軍工的技術(shù)——碳纖維3D一體成型機(jī)織，那么將可能帶來全新的應(yīng)用市場(chǎng)機(jī)會(huì)。雖然有專家提到“我每一次做3D打印報(bào)告，有老太太打毛衣也是增材制造，我們小姑娘幾十年前就打了，怎么第三次革命，增材制造跟3D打印不是一回事”。但南極熊收到不少用戶對(duì)碳纖維打印技術(shù)的需求咨詢，此技術(shù)不失為一種可能的方案。

△南極熊配圖：市場(chǎng)上已有的碳纖維制品

2018年11月27-28日，2018增材制造全球創(chuàng)新大賽上，南極熊現(xiàn)場(chǎng)看到了一些3D打印好項(xiàng)目的路演。

△碳纖維3D一體成型機(jī)織技術(shù)項(xiàng)目聯(lián)合創(chuàng)始人何彬先生

下面是現(xiàn)場(chǎng)速記，南極熊希望可以很好還原其項(xiàng)目路演過程。

碳纖維3D一體成型機(jī)織技術(shù)

何彬：

軍工級(jí)別的碳纖維3D一體成型機(jī)織技術(shù)

我們團(tuán)隊(duì)帶來“碳纖維3D一體成型機(jī)織技術(shù)”。這個(gè)技術(shù)是我們國家的戰(zhàn)略預(yù)研技術(shù)，之前是應(yīng)用在航空航天方面，技術(shù)成型后，在國家海軍上先做的應(yīng)用，因此我們技術(shù)發(fā)明人獲得了國家當(dāng)年的科技成果獎(jiǎng)。

現(xiàn)在生產(chǎn)流水線是位于北京重點(diǎn)軍方的科研機(jī)構(gòu)內(nèi)?，F(xiàn)有3D碳纖維機(jī)織技術(shù)和市場(chǎng)上鋪層技術(shù)做了一個(gè)對(duì)比，優(yōu)勢(shì)在于整體人工成本和效率都要比現(xiàn)有鋪層技術(shù)改進(jìn)很多，目標(biāo)是最終可以做到大批量生產(chǎn)和低成本化。這個(gè)技術(shù)可以應(yīng)用的行業(yè)有風(fēng)力發(fā)電葉片、汽車整車車身制造里面減重的模塊，包括部分零件，像無人機(jī)、大型客機(jī)、3C產(chǎn)品、文體用品，在碳纖維復(fù)材領(lǐng)域上需求量非常大，同時(shí)包括像軌道交通領(lǐng)域，也是應(yīng)用了很多。

我們所針對(duì)行業(yè)目標(biāo)是車身輕量化，尤其是針對(duì)新能源汽車領(lǐng)域，在國家十三五規(guī)劃要求里面，增材復(fù)材和新能源汽車是我們未來大的發(fā)展方向，也是明確有大量需求。

市場(chǎng)前景及優(yōu)勢(shì)

從2020年新能源汽車市場(chǎng)預(yù)測(cè)來看，全球新能源汽車年均有2000萬輛，我們國家市場(chǎng)達(dá)到500萬輛以上。從新能源汽車行業(yè)車身減重零部件市場(chǎng)需求來看，這個(gè)市場(chǎng)將達(dá)到萬億級(jí)市場(chǎng)。

為什么我們說碳纖維復(fù)材用在車身輕量化效果是最好的，我們用碳纖維和鎂合金、鋁合金、高強(qiáng)度鋼進(jìn)行比較，減重效果最佳，碳纖維是最好的可替代產(chǎn)品。尤其在新能源汽車行業(yè)，電池遇到一個(gè)很大的瓶頸，把車身重量減掉30%甚至減掉一半，整個(gè)車的續(xù)航有非常好的提高維護(hù)成本整體降低。

碳纖維在重量、鋼性、強(qiáng)度上都有非常好的優(yōu)勢(shì)，碳纖維復(fù)材面臨的問題是什么？成本過高，它的成本在原材料相對(duì)穩(wěn)定的情況下，單一部件整體成本高于其他材料，這是市場(chǎng)上最大的痛點(diǎn)。

△寶馬的碳纖維零件生產(chǎn)線

碳纖維材料在車身減重很多方面可以有很多應(yīng)用，像寶馬整車碳纖維車身。兩個(gè)人可以抬起來，小女孩可以把保險(xiǎn)杠抬起來，凸現(xiàn)碳纖維復(fù)材的優(yōu)勢(shì)。

碳纖維3D一體成型核心技術(shù)

核心競(jìng)爭(zhēng)力是3D一體成型技術(shù)以及智能制造流水線技術(shù)，通過技術(shù)整合達(dá)到了整體生產(chǎn)效率較高，成本低。我們做了一個(gè)技術(shù)對(duì)比，編織法是最傳統(tǒng)碳纖維成形的方式，鋪層法是當(dāng)今現(xiàn)代比較主流碳纖維復(fù)材制作方式，后面是3D機(jī)織技術(shù)。

從原材料成本來說，能比現(xiàn)有主流技術(shù)節(jié)省30%到40%。從生產(chǎn)效率來說，至少可以提高兩到四倍，同時(shí)從損耗率上人工成本上也是有一定的優(yōu)勢(shì)，列這個(gè)表綜合重點(diǎn)是希望大家可以看到，其實(shí)我們針對(duì)碳纖維在車身輕量化來說，我們可以做到讓汽車減重達(dá)到40%到50%，這是最終目的，同時(shí)將整車車身成本也可以降低至跟金屬車身近似的水平，這才是最重要的。

這是之前獲得國家科技成果獎(jiǎng)的證書，包括相關(guān)專業(yè)技術(shù)以及發(fā)布的論文。論文標(biāo)題寫高厚玻璃纖維布的方法，是因?yàn)槟莻€(gè)時(shí)候還沒有脫密，不能說碳纖維，當(dāng)時(shí)要求比較嚴(yán)。

團(tuán)隊(duì)介紹

我們的核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)，吳教授是這個(gè)項(xiàng)目第一完成人，1992年國務(wù)院下達(dá)這個(gè)預(yù)研技術(shù)，第一接手人是（黃固）先生，是我國紡織領(lǐng)域第一人，由他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)做了整體研究。

我一直做大數(shù)據(jù)和運(yùn)營，跟教授認(rèn)識(shí)了14年，在這個(gè)行業(yè)學(xué)習(xí)了很多。包括王教授，之前專門在日本京都工藝?yán)w維大學(xué)進(jìn)修，學(xué)習(xí)鉆研了很多年。

競(jìng)品分析

競(jìng)品分析方面，與光威復(fù)材和康德復(fù)材進(jìn)行對(duì)比。光威復(fù)材國內(nèi)頂級(jí)碳纖維在軍工領(lǐng)域龍頭企業(yè)，從財(cái)報(bào)來看非常厲害?？档聫?fù)材在碳纖維領(lǐng)域做民品，它的民品重點(diǎn)用在汽車車身零部件，現(xiàn)在在廊坊有四個(gè)車間，車間主要生產(chǎn)針對(duì)與新能源汽車零部件。我們也跟康德復(fù)材技術(shù)人員和市場(chǎng)部進(jìn)行了解，他們現(xiàn)在用的主流方式就是鋪層法，未來有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，但更多有合作空間和機(jī)會(huì)。

從這個(gè)角度來說，為什么對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)比較有信心，舉一個(gè)例子拿現(xiàn)有的技術(shù)跟德國西格里公司作對(duì)比，德國寶馬公司汽車零部件都是由德國西格里公司提供，今年4、5月份的時(shí)候，康德復(fù)材收購了寶馬西格里公司，西格里在汽車領(lǐng)域里做碳纖維零部件最好的，從我們的角度來說，我們從生產(chǎn)整體效率，包括整個(gè)產(chǎn)品穩(wěn)固程度來說，要比西格里優(yōu)秀。

另外的競(jìng)品公司是一家美國企業(yè)，這家企業(yè)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)研發(fā)出來，用碳纖維3D打印技術(shù)打印自行車車架，從它的技術(shù)理解來說是一個(gè)疊加打印，得到了美國本土2000多萬的融資，目前也還沒有市場(chǎng)化。

這是我們生產(chǎn)流水線的大致情況，其實(shí)我們針對(duì)于主機(jī)廠進(jìn)行合作，做到從整車和零部件設(shè)計(jì)上協(xié)助主機(jī)廠，從材料預(yù)浸、3D機(jī)織成型等整套技術(shù)為主機(jī)廠進(jìn)行設(shè)計(jì)合作。舉個(gè)例子，布鞋大家都穿過，布鞋大部分是膠粘的，我們的技術(shù)好比于多了一個(gè)Z軸，有X軸Y軸和Z軸，從整體構(gòu)造上發(fā)生了改變。

專家點(diǎn)評(píng)

王成燾：你這不是打印是編出來的，你符合增材制造這個(gè)概念，我每一次做3D打印報(bào)告，有老太太打毛衣也是增材制造，我們小姑娘幾十年前就打了，怎么第三次革命，增材制造跟3D打印不是一回事，你這個(gè)跟打印有什么關(guān)系，沒有關(guān)系。

何彬：我們屬于相對(duì)邊界有點(diǎn)模糊，我不是專家不太懂，3D打印是一種技術(shù)，包括用的材料，粉末、液態(tài)跟3D打印比較貼近，但是對(duì)于我們來說，我們以純物理的方式進(jìn)行，尤其是X軸、Y軸、Z軸的方式，是3D一體成型技術(shù)，不是3D打印技術(shù)。

侯杰：搞的很保密沒有太多資料，編織不說了，廣東發(fā)達(dá)一塌糊涂了，我只說無論未來汽車，碳纖維打印，不要說100%碳纖維，60%以上的碳纖維如果能解決量產(chǎn)問題，三軸成形方式，你這個(gè)市場(chǎng)不得了了。相對(duì)來說，3D打印不論怎么樣還是基于熱源，非基于熱源的疊加都是叫這個(gè)詞，還是基于熱源的疊加，項(xiàng)目是挺好的，因?yàn)槟愀愕捻?xiàng)目挺保密，圖片、工作流程、工作過程、操作截面都沒有，無論在碳纖維這個(gè)領(lǐng)域怎么說都不過分，但是相對(duì)來說確實(shí)就是要解決量產(chǎn)問題，如果能解決誰都知道。

吉果：請(qǐng)問一下，工藝做完之后還是要進(jìn)熱壓罐嗎？

何彬：不用。

吉果：其實(shí)你花了很多時(shí)間在論證碳纖維未來的市場(chǎng)，跟3D打印沒有關(guān)系，碳纖維能爆發(fā)，碳纖維一直沒有爆發(fā)的原因，我覺得尤其在工業(yè)應(yīng)用，在汽車行業(yè)主要有兩個(gè)，一個(gè)是進(jìn)入熱壓罐，工藝既費(fèi)時(shí)費(fèi)耗能又花錢。二是用于汽車生產(chǎn)的話，汽車生產(chǎn)對(duì)于速度要求非常高，我現(xiàn)在所有傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)速度跟不上汽車產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)速度，碳纖維阻礙在這。

你舉新能源汽車產(chǎn)業(yè)，與其說關(guān)注汽車，不如看看它的新能源汽車?yán)锩娴碾姵?，像（CATL）未來的方向，電池的箱體要從鋁合金的箱體變成復(fù)合材料的箱體，而且這個(gè)可能竟然請(qǐng)來要比整車要快得多，你光看他們一家在新能源汽車未來碳纖維復(fù)合材料箱體這一塊市場(chǎng)，我覺得都會(huì)比整車這種結(jié)構(gòu)件市場(chǎng)來的更現(xiàn)實(shí)一些。

何彬：從市場(chǎng)定位來說，我們剛才講在新能源汽車行業(yè)，這個(gè)市場(chǎng)非常巨大，我們跟一汽、上汽、中車的專家都溝通過，他們有需求，但是不知道怎么突破。剛才像您講了，不如去做電池殼這方面的減重，我們跟京農(nóng)（音）集團(tuán)做的壓力罐，包括上海也是，這個(gè)市場(chǎng)反而更好切入，因?yàn)閺恼w設(shè)計(jì)來說，要求沒有那么大，其實(shí)對(duì)于我們來說，體育用品行業(yè)也是我們一個(gè)目標(biāo)行業(yè)，說的最簡單我們想發(fā)展和活下來，最快應(yīng)該先做體育行業(yè)，包括之前一家知名大型體育用品公司找過我們教授討論過這個(gè)問題，從產(chǎn)品快速資金回收，體育行業(yè)才是最快適合我們的。

王成燾老師說的問題，這個(gè)技術(shù)照片沒有，我們是一個(gè)初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)，今年剛剛開始出來做市場(chǎng)，這個(gè)技術(shù)也是從今年才完全轉(zhuǎn)到民用化，我們跟沙特和比利時(shí)兩大500強(qiáng)世界級(jí)企業(yè)溝通過，他們給我們打電話說想看看我們的東西，但是因?yàn)闄?quán)限的原因我們說帶不進(jìn)去看生產(chǎn)線，，這是我們的痛點(diǎn)，我們現(xiàn)在需要把我們的技術(shù)以小樣機(jī)的方式給行業(yè)企業(yè)展現(xiàn)出來，如果解決這個(gè)問題，這個(gè)市場(chǎng)是巨大的，我們想的是如何解決用流水線生產(chǎn)，大家可以認(rèn)為它就是紡織機(jī)織，我們織毛衣是線，我們替換一下它是碳纖維原絲，把它做成不同的產(chǎn)品這才是優(yōu)勢(shì)。

紡織技術(shù)在中國幾千年，中國是紡織技術(shù)最頂尖的國家，把它流水線生產(chǎn)化，替換成碳纖維，加上自己的軟件技術(shù)，這樣才是解決當(dāng)下問題的關(guān)鍵。

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