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

南極熊導(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(lái)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(lái)全新的應(yīng)用市場(chǎng)機(jī)會(huì)。雖然有專(zhuān)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(xún)，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(guò)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(lái)“碳纖維3D一體成型機(jī)織技術(shù)”,。這個(gè)技術(shù)是我們國(guó)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(guó)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(guó)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(chē)整車(chē)車(chē)身制造里面減重的模塊，包括部分零件,，像無(wú)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(chē)身輕量化,，尤其是針對(duì)新能源汽車(chē)領(lǐng)域，在國(guó)家十三五規(guī)劃要求里面,，增材復(fù)材和新能源汽車(chē)是我們未來(lái)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(chē)市場(chǎng)預(yù)測(cè)來(lái)看,，全球新能源汽車(chē)年均有2000萬(wàn)輛,，我們國(guó)家市場(chǎng)達(dá)到500萬(wàn)輛以上。從新能源汽車(chē)行業(yè)車(chē)身減重零部件市場(chǎng)需求來(lái)看,，這個(gè)市場(chǎng)將達(dá)到萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng),。

為什么我們說(shuō)碳纖維復(fù)材用在車(chē)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(chē)行業(yè),，電池遇到一個(gè)很大的瓶頸,，把車(chē)身重量減掉30%甚至減掉一半，整個(gè)車(chē)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(wèn)題是什么,？成本過(guò)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(chē)身減重很多方面可以有很多應(yīng)用,，像寶馬整車(chē)碳纖維車(chē)身,。兩個(gè)人可以抬起來(lái)，小女孩可以把保險(xiǎn)杠抬起來(lái),，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(guò)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(lái)說(shuō)，能比現(xiàn)有主流技術(shù)節(jié)省30%到40%,。從生產(chǎn)效率來(lái)說(shuō),，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(chē)身輕量化來(lái)說(shuō)，我們可以做到讓汽車(chē)減重達(dá)到40%到50%,，這是最終目的,，同時(shí)將整車(chē)車(chē)身成本也可以降低至跟金屬車(chē)身近似的水平，這才是最重要的,。

這是之前獲得國(guó)家科技成果獎(jiǎng)的證書(shū),，包括相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)以及發(fā)布的論文。論文標(biāo)題寫(xiě)高厚玻璃纖維布的方法,，是因?yàn)槟莻�(gè)時(shí)候還沒(méi)有脫密,，不能說(shuō)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(guó)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(guó)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(yíng),，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(zhuān)門(mén)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(guó)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(lái)看非常厲害,。康德復(fù)材在碳纖維領(lǐng)域做民品,，它的民品重點(diǎn)用在汽車(chē)車(chē)身零部件,，現(xiàn)在在廊坊有四個(gè)車(chē)間,，車(chē)間主要生產(chǎn)針對(duì)與新能源汽車(chē)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(lái)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(lái)說(shuō),，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(guó)西格里公司作對(duì)比,，德國(guó)寶馬公司汽車(chē)零部件都是由德國(guó)西格里公司提供,，今年4、5月份的時(shí)候,，康德復(fù)材收購(gòu)了寶馬西格里公司,，西格里在汽車(chē)領(lǐng)域里做碳纖維零部件最好的，從我們的角度來(lái)說(shuō),，我們從生產(chǎn)整體效率,，包括整個(gè)產(chǎn)品穩(wěn)固程度來(lái)說(shuō)，要比西格里優(yōu)秀,。

另外的競(jìng)品公司是一家美國(guó)企業(yè),，這家企業(yè)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)研發(fā)出來(lái),，用碳纖維3D打印技術(shù)打印自行車(chē)車(chē)架,，從它的技術(shù)理解來(lái)說(shuō)是一個(gè)疊加打印，得到了美國(guó)本土2000多萬(wàn)的融資,，目前也還沒(méi)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(chē)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(guò)，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(zhuān)家點(diǎn)評(píng)

王成燾：你這不是打印是編出來(lái)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(méi)有關(guān)系。

何彬：我們屬于相對(duì)邊界有點(diǎn)模糊,，我不是專(zhuān)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(lái)說(shuō),，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(méi)有太多資料,，編織不說(shuō)了，廣東發(fā)達(dá)一塌糊涂了,，我只說(shuō)無(wú)論未來(lái)汽車(chē),，碳纖維打印，不要說(shuō)100%碳纖維,，60%以上的碳纖維如果能解決量產(chǎn)問(wèn)題,，三軸成形方式，你這個(gè)市場(chǎng)不得了了,。相對(duì)來(lái)說(shuō),，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(guò)程,、操作截面都沒(méi)有,，無(wú)論在碳纖維這個(gè)領(lǐng)域怎么說(shuō)都不過(guò)分，但是相對(duì)來(lái)說(shuō)確實(shí)就是要解決量產(chǎn)問(wèn)題，如果能解決誰(shuí)都知道,。

吉果：請(qǐng)問(wèn)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(lái)的市場(chǎng),，跟3D打印沒(méi)有關(guān)系，碳纖維能爆發(fā),，碳纖維一直沒(méi)有爆發(fā)的原因,，我覺(jué)得尤其在工業(yè)應(yīng)用，在汽車(chē)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(qián)。二是用于汽車(chē)生產(chǎn)的話,，汽車(chē)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(chē)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)速度，碳纖維阻礙在這,。

你舉新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè),，與其說(shuō)關(guān)注汽車(chē)，不如看看它的新能源汽車(chē)?yán)锩娴碾姵�,，像（CATL）未來(lái)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(lái)要比整車(chē)要快得多,，你光看他們一家在新能源汽車(chē)未來(lái)碳纖維復(fù)合材料箱體這一塊市場(chǎng),，我覺(jué)得都會(huì)比整車(chē)這種結(jié)構(gòu)件市場(chǎng)來(lái)的更現(xiàn)實(shí)一些。

何彬：從市場(chǎng)定位來(lái)說(shuō),，我們剛才講在新能源汽車(chē)行業(yè),，這個(gè)市場(chǎng)非常巨大，我們跟一汽,、上汽、中車(chē)的專(zhuān)家都溝通過(guò),，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�體設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，要求沒(méi)有那么大,，其實(shí)對(duì)于我們來(lái)說(shuō),，體育用品行業(yè)也是我們一個(gè)目標(biāo)行業(yè),，說(shuō)的最簡(jiǎn)單我們想發(fā)展和活下來(lái)，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(guò)我們教授討論過(guò)這個(gè)問(wèn)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(shuō)的問(wèn)題,，這個(gè)技術(shù)照片沒(méi)有，我們是一個(gè)初創(chuàng)團(tuán)隊(duì),，今年剛剛開(kāi)始出來(lái)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(guò),，他們給我們打電話說(shuō)想看看我們的東西,，但是因?yàn)闄?quán)限的原因我們說(shuō)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(lái)，如果解決這個(gè)問(wèn)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(guó)幾千年,，中國(guó)是紡織技術(shù)最頂尖的國(guó)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(wèn)題的關(guān)鍵,。