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访中航复合材料副总经理李宏运博士:盼碳纤维产业链巨龙腾飞
时间:2017-05-23  来源:中国化工信息周刊  点击:458

5月5日下午,国产大飞机C919在上海浦东国际机场首飞成功,标志着中国高端制造业又迈上了新的台阶。据报道,C919机身上使用的复合材料主要为碳纤维复合材料,这将为国内碳纤维复合材料产业带来怎样的契机?我国碳纤维复合材料的生产和应用与国际先进水平的差距在哪里?行业如何突破瓶颈谋发展?近日,带着这些疑问采访了中航复合材料有限责任公司副总经理李宏运。

中航复合材料有限责任公司副总经理 李宏运

试飞成功的C919碳纤维复合材料用量约占结构重量的12%,我国高端制造业的突围是否意味着碳纤维复合材料产业的春天已经来到?

李宏运:航空航天等高端制造业需求一直是碳纤维及其复合材料应用发展的驱动力和高端市场。从全球碳纤维产业发展的历史来看,国外碳纤维技术产业的快速发展与西方发达国家先进军机和大型民机等高端制造业发展紧密相关,近十多年来我国航空航天领域强势发展,通过航空航天和碳纤维等相关产业各界的不懈努力和奋斗,我国碳纤维和复合材料技术产业取得了一项又一项令世界瞩目的成就,同时也涌现了一大批科技和产业报国的仁人志士。国产大飞机的首飞,意味着碳纤维复合材料在我国大型民机上应用迈出了坚实的一步,为产业发展又增加了强劲的驱动力和市场需求。C919就像“冬天里的一把火”给我国碳纤维产业带来了一股暖意和对未来美好前景的期盼,但要说中国碳纤维行业春天已经来到还为时尚早。

据报道,C919中复合材料的应用仅为国际先进水平的1/4,造成这种差距的原因在哪里?

李宏运:C919碳纤维复合材料用量约为国外同时代研制的民机波音787或空客A350的1/4,且所用的碳纤维(包括树脂或预浸料)都是国外供应商提供,这种状况在近5年内可能都不会发生大的改变。

大家可能会问,中国的碳纤维与国外相比有那么差吗?其实民机碳纤维复合材料用量绝非仅仅取决于碳纤维技术和产品性能,从技术上讲,民机碳纤维复合材料用量取决于从碳纤维→预浸料→复合材料(制造工艺)→结构设计验证→维护维修与保障等一系列技术集成的总体水平,任何一段技术水平上不去,都会影响最终的应用结果,就像“木桶原理”。从行业法规和管理上讲,由民机型号负责单位领导的碳纤维复合材料适航符合性审定是不可逾越的必经之路,未通过适航审定的材料肯定无法得到应用。由于我国民机发展长期停滞,近年来才又起步,民机适航也在逐渐认识、探索、实践和成熟的过程中。当然碳纤维复合材料的应用势必也要走完这一过程。所以,造成国内外差距的原因不是单一问题,而是一个系统问题,需要产业链相关各方、政府及管理当局的共同努力。

碳纤维复合材料目前在国内推广现状如何?您认为推广的瓶颈在哪里?

李宏运:碳纤维应用主要有三大领域,即航空航天领域、工业领域和体育休闲领域,这一点国内外情况基本一致的,只不过依不同国家和地区产业发展阶段不同而有所差异。国外航空航天领域碳纤维用量约占20%,体育休闲领域约占20%,工业领域约占60%。国内目前每年碳纤维用量约15000吨,而绝大部分用在体育休闲用品上,航空航天和工业领域的应用占比很小,这就意味着高端应用市场尚未打开,但从另一面讲这也意味着我们有着更大的市场和发展机会。

要把机会变成现实,需要克服相应的“瓶颈”,不同的“瓶”有着不同的“颈”。 对航空航天领域来讲,纤维和复合材料性能及稳定性、应用综合验证及适航符合性是必须要突破的关键问题;对工业领域来讲,成本、效率和环境友好则是必须突破的瓶颈;而对整个产业来讲,最大的“瓶颈”是产业链上下游的协同,只有让上下游有机结合起来成为真正的“一条龙”,中国碳纤维产业的这条巨龙才能腾飞。

国产碳纤维材料能否满足制备复合材料的指标要求?

李宏运:这一问题的回答不能一概而论,而且“指标”一词不能狭义理解成“纤维性能项目数值”。严格来讲,只有经过应用研究和型号验证全过程,并获得鉴定(定型)或适航审定的材料才能称得上“满足指标要求”。从这一点来看,我国一些厂家的国产碳纤维已经完全达到了型号对碳纤维的“指标要求”,但对民机来说“满足指标要求”还任重道远。

产业链联合创新至关重要,中航复材在工业领域应用方面十分重视整车企业—碳纤维原料—复合材料的集智攻关,目前在这方面取得了怎样的成绩?

李宏运:中航工业复材始终坚持产业链上下游紧密合作和协同发展的理念,与国内外多个汽车企业建立了联合实验室、联合技术中心和技术推广中心,与碳纤维企业建立了战略合作关系,各方紧密协同开展了碳纤维复合材料汽车轻量化的研发和产业化工作,近年来在低成本材料技术、自动化制造技术、材料—设计—制造一体化产品设计技术和产品关键性能试验技术等取得突破,在新材料和轻量化结构产品开发方面取得可喜进展,如快速固化成形预浸料产品已进入小批生产供应,碳纤维轿车覆盖件实现5分钟快速成形并通过OTS试验,复合材料电动客车车身通过3C认证、整车获得公告,配车用复合材料油罐获得生产许可证等。

对于产业链科研合作上,公司未来有哪些计划?中航复材有哪些研发优势?

李宏运:未来,中航工业复材将立足技术和产品开发优势,走出一条技术和资本双轮驱动的产业化发展道路,使技术和产品成果源源不断地转化为社会和经济效益。近期,将利用中航高科(上市公司)及其他投资者的支持,建立快速固化预浸料和汽车零部件(产能5万件)的自动化生产线,解决在批产车型上大量应用复合材料的产能瓶颈问题,引领复合材料在汽车领域的规模化应用。

中航复材具有几十年的复合材料研发和应用技术基础及完整的技术体系,具有专业齐全的一流人才队伍,具有世界一流的研发、制造和试验设施, 在复合材料设计、制造、检测和服务方面具有明显的“集成”优势,愿与各方精诚合作,共同“创造轻快的世界”

为实现“中国制造2025”战略目标,国家将重点布局新材料产业,为碳纤维复合材料的发展带来了契机。中航复材将如何抓住这一契机?公司看好哪些领域的需求潜力?

李宏运:一方面,航空工业是我们的主业,中航复材首先会紧紧抓住航空复合材料发展这条主线,针对新一代航空装备的更高需求,继续引领高端技术的研发,突破下一代先进复合材料及先进制造工艺技术,加强成果转化和技术服务,推动先进复合材料和制造技术在航空装备上的应用和产业化,提升我国航空装备复合材料的应用技术水平和用量。同时,抓住我国民机发展的大好机遇,积极开展民机复合材料及制造技术的研发和适航认证工作,力争在我国下一代民机上大量应用国产碳纤维及复合材料构件。另外,大力加强国际交流和合作,实现国产复合材料和构件进入国际市场,逐步融入世界航空产业链,全面带动国产碳纤维及复合材料在航空领域的发展和规模化应用。

另一方面,我们还将积极响应国家“军民融合”发展战略,立足复合材料方面的技术基础和综合优势,联合上下游研究机构和企业,积极推动复合材料在新能源汽车和轨道交通领域的应用研发,突破性能、成本、效率和环保方面的综合约束和关键技术,建立有效的成果转化途径和激励机制,同时借助资本的力量,实现在这一碳纤维复合材料最大潜在应用领域的市场和产业化突破。

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