日本纖維復合材料行業發展近況及熱塑性裝備介紹

  12月8日,玻璃纖維工業協會、復合材料工業協會2016年年會在四川內江萬達嘉華酒店召開,日本JAT株式會社代表取締役會長西村洋在會上作了題為《日本纖維復合材料行業發展近況及熱塑性裝備介紹》的講座,應國內廣大復合材料行業企業的要求,現將其講座(根據錄像)進行整理發布,供大家學習交流。
      
  西村洋:先非常感謝各位政府行業的領導、也特別感謝張會長給我這個機會和大家交流。中日兩國的復合材料行業這十幾年來進行了非常友好的交流,雙方協會也簽署了基本的合作交流框架協議,每年都有非常好的互動和交流,我本身在復合材料行業也有30多年了,這些年來,特別是和復合材料行業的領導和行業的各位企業家有很多的交流,在這里也有很多我的好朋友。正好,上個月在日本也召開了復合材料行業的理事會和行業的展會,在行業理事會上也特別提到了這次由我代表行業向行業協會的同仁簡單介紹下日本行業的情況,日本的行業會長和行業特別委托我代表行業向復合材料行業工業協會會議的勝利召開表示衷心的祝賀。
  今天因為時間有限,我主要有三個方面簡單地向各位同仁介紹一下,個是日本復合材料的簡單情況,主要側重于熱固性行業;第二個日本行業現在瞄準的熱塑性的復合材料行業,特別是汽車領域的日本熱塑性行業的情況;第三個主要是日本先端的熱塑性復合材料制造設備的一部分,這些技術部分我簡單介紹一下。
  先我先開始我的部分,日本復合材料的簡單情況,日本行業協會和政府對復合材料行業有一個簡單統計,46年來,日本的復合材料行業在各個領域都有發展,但熱固性行業已經到了一個瓶頸。1996年,當時日本大概也沒有發展到50萬噸,以前是每年都增長,從這以后日本復合材料行業在熱固性領域是反萎縮,現在到了一個平衡的點。2008是金融危機,日本整個熱固性行業更加萎縮。特別是這兩三年,日元貶值,所以進到市場的玻璃鋼產品大量減少,影響整體行業的發展,那么行業的同仁都在考慮下步應該怎么來做。
  這么多年來,熱固性發展慢慢有了一個瓶頸,所以這個行業一直在瞄準下一個目標。特別是,大家看到的熱塑性復合材料,單在日本的國內市場,包括美國、歐洲、等等這個領域,應該怎么來做。今年的考慮,應該瞄準這個方向。今天重點介紹汽車領域里復合材料的應用,2014年到2016年汽車領域的復合材料量已經超過或者接近其他復合材料的整體領域,以后每年的增長在汽車領域里面應用的復合材料總和會超過一般復合材料的總和量還要大,比如說我們預測到2020年,或者2021年,汽車領域的用量,會超過所有復合材料領域的總量,這里面當然包括熱塑性、熱固性兩個領域的總量。
  從2011年一直2021年,復合材料里面三個發展的領域,一個是玻璃纖維的復合材料,第二個是碳纖維的復合材料,第三個領域是所謂的可再生纖維,也就是說有機纖維復合材料,還有玻璃纖維復合材料在汽車領域的增量,每年都有很大的增長。第二塊,雖然量不大,但是碳纖維復合材料用在汽車領域的增長這么多年,也會有非常大的增長,還有一塊領域就是有機纖維,所謂可以再生的有機纖維復合材料也會有一定的增長。
  我主要瞄準熱塑性的領域和大家簡單地匯報一下。日本因為鋼鐵行業很強,NIC用在汽車的外面并不多,主要是熱塑性的,里面的熱塑性材料大量地應用在汽車領域里面,特別是能源的汽車輕量化這個領域,是日本復合材料主要的發展方向。
  今天是復合材料行業協會和玻璃纖維復合材料工業協會的大會,這里指的熱塑性,全部由玻璃纖維和玻璃纖維有關的復合材料的統計,如果單單指塑料的統計,那個量會更大,用在汽車里面,指玻璃纖維和塑料復合在一起的統計數字。日本在這個領域已經做了很多年,大家也都知道,今天我就瞄準熱塑性的復合材料,比如說,一個是材料本身,一個是模具,設備的部分,我簡單的和大家介紹一下。先,提一下材料和設備的關系,現在和大家匯報的就是熱塑性玻璃纖維含有的復合材料這個領域,那么在有長纖維導入的熱塑性的復合材料,和所謂的短切玻璃纖維導入的復合材料,今天主要是瞄準日本的這個領域發展的情況,用注射成型工藝來做的用在汽車輕量化領域的復合材料這個部分。
  先我們講短切玻璃纖維紗,用注射成型可以做成一般的成型復合材料,第二塊所謂的材料,我們在這上面又發展成另外兩塊,后面著重一般的注射成型,我會再介紹日本發展的后這兩塊工藝和成型的這些材料,主要的目的是概及汽車領域的精髓和它的玻纖化,就是輕量化。今年在鄭州召開的汽車輕量化,行業協會組織的大會,大家應該對汽車輕量化非常熟悉了,這里就不詳細介紹了。
  日本每年的規劃越來越嚴格,相信將來對汽車的規劃也會越來越嚴格,將來許多汽車都要被淘汰,那就只剩下一條路,就是怎么把汽車的重量減輕下來,減下來而且能夠長期用下去,這是日本這么多年做的事情。現在的幾種汽車,就是說電氣混合、電油混合的汽車都是超標的,就是在日本國內這么嚴格規矩的這么一個,它有很多汽車也不能達標,越往后越沒法達標,逼的日本的企業往塑料,或者是熱塑性復合材料,或者是熱固性復合材料的領域來減輕它們的重量,達到它的新標準,減排。
  大家非常熟悉,汽車引擎的部分、汽車的前部分,或者是后門啊,組裝減震都用到了熱塑性的復合材料。一般的短切紗的成型工藝就不介紹了,先介紹第二個階段LFT,這一塊大家也非常熟悉,比如說LFT我能夠在玻璃纖維長留到8到10萬,玻璃纖維含量30、40%的,一般LFT的話,它就可以去代替金屬材料。那你要做注射工藝,那就跟它的模具、設計或者整個工藝各方面都有關系,日本也相信有好的模具,就是專門用在這個領域,今天不介紹了,我介紹下用在熱塑性的注射成型的機器設備,就專門用在這個領域的。特別是用在汽車領域,汽車領域它的成型工藝的時間非常短,所以一般的單軸機的設備能夠把剛才LFT材料精確的用,用到模具點,這個工藝日本已經開發出來了。
  今天介紹的第三部分,是日本直接成型的用注射機來做的汽車復合材料,這塊是我們獨自的技術。剛才講LFT材料成型企業做得設備,現在是專業領域做的LFT設備,跟一般東西的區別我想和大家介紹一下。剛才說的第二階段的LFT,主要是材料企業考慮用在里面做的一個成型方法,但是要高端裝備,在一個自動化的工廠里面大量的生產,準確的生產時候就要有非常符合高端設備、高端企業的一個設備來做,那就是我們開發的專門針對高端準確能夠在汽車零售部件工廠里面做得設備的部分。
  今天因為行業大會,沒有時間詳細介紹這個設備本身的一些情況,日本已經從550噸一直做到壓力1050噸到3500噸的注射的用于DLFT 的設備,整套設備已經用在各個汽車零部件的地方,現在研發5000噸的制品也在研發和制作中,近更是瞄準更大型的帶有金屬的零部件的部分,這幾個領域大家都非常熟悉,以前沒法做的或者不能精確做的,能有相對來說成本比較低的情況,現在已經應用到汽車零部件的廠商里面。
  大家對行業設備也非常熟悉,比如說長纖維來做DLFT這個形式,為了大家更好的了解,特意給它做了一個雙方兩種不同的成型工藝,一個是從材料企業考慮方式來做的,一個是完全從高端設備工藝化來做的設備,兩種不同工藝的比較,為大家詳細介紹一下。先,它是用于長纖維維阻,第二個它用的基材PP,而且是雙軸來做的,第三個它的馬達不是電動馬達,是油壓,所以緊急制動存在一些問題,等等這些領域用在現場的高端的制造里面,所以有許多不同的點出來。
  兩種不同成型工藝,比如說你用粗紗來做話,你要有很大的空間,而且剛才說的它是二波聯機,它現在只是做了一部分的PP,呢絨,因為我們下步肯定在汽車領域要做到呢絨,還要做一些所謂的超級工程塑料,還有它是一個油壓的驅動方式和電動方式區別,包括材料投入,這里面會對整個工藝產生完全不是一種的成型方式。
  我們不單單有短切紗和樹脂,還有所謂的玻璃纖維FMB,一起來準確地做成精加工工藝。剛才說設備的成本有下降的部分,在材料的部分,我們可以用非常便宜的PP,比如說我用60%的FMB,那就會對成本和整體的工藝有很大的好處?,F在還包括現有設備的改造,也正在做的當中,也就是說,實際就是把設備本身精確地做上去的同時,把設備的成本降下來,然后把一般的材料用作大量生產,因為汽車領域都是準確大量生產的工藝,主要是為了這塊,一直在做。
  剛才和大家匯報了,我們從纖維這塊,肯定不會單單做玻璃纖維,包括碳纖維的開發可以在這個設備上來做的,這是一個非常大的;第二個就是除了PP以外,尼龍,包括高級工程塑料的這塊也會做,還有一點就是,玻璃纖維和碳纖維混合的成型工藝,在這個設備上完全有可能來做。相信在座的各位專家都能理解,現在我說的這層含義。
  剛才和大家介紹的非常均勻地分布在里面以后,而且玻璃纖維是處在一個非常開纖,就是纖維非常均勻分布的狀態下,那就會影響到成型加工品的表面性能,汽車里面很多地方都要涂裝的,涂裝是影響環境很大的一個要因,如果這個產品不經過涂裝,就可以作為汽車零部件來做的話,這將是一個多大的改善,其實現在已經有不涂裝的零部件已經做出來了。 相信今年兩年以后,我是很有信心的,我覺得會有整個行業會有很大的改觀,這次介紹也是日本新的技術,張會長上次到日本來訪問,特意提到就是把日本新的部分給大家介紹一下,所以今天綜合性的給大家介紹,我相信非常好。
  這邊順便和大家簡單地說一下,其實日本明年的10月份,有很大的零部件廠商,就是剛才所說的無涂裝,不用噴涂的領域,就是不用去涂的零部件這個公司就會正式開始生產。今天就介紹到這里,有講得不對或不妥之處,請在座的各位領導、專家多批評指正,謝謝。
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