2020年全球復合材料產業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，機遇與挑戰(zhàn)

2020年1月，美國復合材料世界網(wǎng)站發(fā)布了一系列有關“復合材料2020-多種市場機會”的研究報告，總結并展望了2020年全球復合材料行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，機遇和挑戰(zhàn)。該報告認為進入2020年，影響復合材料制造的主要因素包括機器人，即自動化技術，高溫高壓釜固化工藝，熱塑性復合材料技術，復合材料4.0和增材制造技術。

該報告指出，制造業(yè)喜歡將復合制造視為一個獨立的，全球化的物理產業(yè)，通過形成各種高度工程化的零件和結構來滿足客戶需求。但是實際上，復合材料行業(yè)是許多高度垂直市場（例如航空，汽車，船舶，消費品，風能等）的集合，并且這些行業(yè)以多種不同方式消費復合材料。使用程度具體取決于零件性能要求，成本閾值，當?shù)胤ㄒ?guī)和客戶需求。例如，商用航空制造行業(yè)中的材料，工藝和成本等參數(shù)與休閑和造船行業(yè)中的參數(shù)非常不同。復合材料本質上是多種多樣的，因此它們可以滿足多種需求。可用的纖維，樹脂，工具，工藝和可選的特殊修整方法使制造幾乎可以在幾乎任何應用中使用的多種復合零件成為可能。結合復合材料的固有特性（可提供出色的強度，剛度，耐用性和輕質性），不難理解為什么它們的使用量會繼續(xù)增長。報告指出，盡管復合材料具有高度定制化的性質，但在未來幾年中，由于材料和工藝蓬勃發(fā)展的總體趨勢，無疑將影響整個復合材料行業(yè)。

首先，機器人和自動化技術將被廣泛使用，在制造過程中逐漸取代人類。推動這一轉變的主要原因包括用戶它旨在提高產品的一致性和質量期望，進一步降低制造成本的客觀要求，以及提高批量和高效生產的現(xiàn)實要求。第二，復合材料行業(yè)將努力擺脫高壓釜固化工藝的局限性。盡管高壓釜在固化復合層壓板方面具有明顯的優(yōu)勢，但其購置和運行成本也很高。這也是當前生產過程面臨的瓶頸之一，阻礙了生產效率和產量的提高。因此，人們在各個應用領域中都更加充分地考慮了非高壓釜（OOA）材料和工藝，例如熱塑性復合材料，樹脂灌注和樹脂傳遞成型（RTM）工藝，并逐漸投入到制造中，尤其是在大型商業(yè)航空航天結構部件的制造。第三，熱塑性復合材料的發(fā)展總體上正在上升。主要是因為這種材料具有以下特性：可以使用OOA進行處理，易于存儲和處理（與預浸料相比），并且易于回收。第四，“復合材料4.0”時代就在這里。

復合材料行業(yè)的工業(yè)4.0正式進入了公眾視野，其主要含義是復合材料行業(yè)具有完整的數(shù)字化制造過程，從設計到仿真，再到制造仿真，再到復合材料制造，再到故障排除，最后直到跟蹤每個組件的性能狀態(tài)等等。這種能力的形成將促使人們開發(fā)并使用更復雜的算法來控制智能機器，這些機器可以滿足未來的制造環(huán)境并可以生產下一代復合材料。第五，復合材料制造中增材制造技術的大規(guī)模發(fā)展。短切纖維增強材料在基于熱塑性復合材料的增材制造中的最初應用表明，連續(xù)纖維增強材料的使用已經(jīng)可以制造單個零件，工具和模具組件。此外，業(yè)界發(fā)現(xiàn)復合材料增材制造技術的出現(xiàn)以及將增材制造與AFP / ATL相結合的新工藝的出現(xiàn)。所有這些技術推動了高度動態(tài)和快速變化的復合材料行業(yè)的發(fā)展。