“CW-Composite World”的編輯Jeff Sloan采訪了來自索爾維(solvay)、A&P、 Nikkiso、Voith、Hexcel、KraussMaffei、 FILL、Web Industries、Sicomin、Bakelite Synthetics、Westlake Epoxy和Reliance Industries的創新項目。

 

Nikkiso 使用索爾維和 A&P Technology 的樹脂和纖維系統開發的集成加筋結構面板

JEC World 2023在4月份承諾了很多，并實現了。來自全球各地的參展商展示了他們所能提供的一切，從可持續性——無論是生物基樹脂、氫罐制造還是脫碳——這是大多數展位討論的主要話題——試圖滿足對碳纖維、絲束制造不斷增長的需求，建立更多的自動化或宣布新的業務發展。下面詳細介紹了其中一些對話。

索爾維（solvay）復合材料公司（美國佐治亞州 Alparetta）、日本復合材料制造商 Nikkiso 公司（日本 東京）和編織專家 A&P Technology 公司（美國俄亥俄 州辛辛那提）在 JEC World 2023 上宣布了一項為期兩 年的合作產品，該產品生產了一種新的材料和工藝技術，以滿足復合材料行業對高速率、可持續、復雜幾何形狀零件的需求， 特別是用于航空航天和先進空中機動（AAM- advanced air mobility）應用中的主要和次要結構。

這項創新使用了一種預浸料，該預浸料由索爾維(solvay)提供的熱塑性樹脂系統、Web 公司（美國佐治亞州亞特蘭大）的膠帶縱向分切和 a&P Technology 提供的±45° 編織織物組成。由 Nikkiso 設計和開發的結果是，通過一次成型、基于沖壓的加工技術制造出了一個集成的加固結構，Nikkiso 官員在展會上表示，這消除了多種制造工藝?？偣に嚂r間從使用傳統工藝的 7 小時減少到僅 1 小時的節拍時間。

Nikkiso 指出，傳統上，加固的熱塑性部件是使用不連續的纖維模塑化合物（為了懸垂性）制造的，或者使用桁條/蒙皮設計，桁條通過二次工藝連接。

Nikkiso 的集成強化熱塑性演示器使用連續纖維實現航空航天性能，同時保持其高度懸垂的功能。JEC 展出的“紙杯蛋糕鍋”。結構旨在展示成型過程可以達到的深度（20 毫米），Nikkiso 官員表示，可以進行更深的拉伸。此外，Nikkiso 指出，沖壓成型過程不需要預熱。Nikkiso 工作的一個關鍵促成因素是索爾維（solvay）的 APC 聚醚醚酮（PEKK）預浸料和 A&P 的±45° 編織織物的結合，這提供了 Nikkiso 為應用所尋求的懸垂性和順應性。Nikkiso 還表示，使用聚醚醚酮（PEEK）是可行的。

Nikkiso 面板背面

Nikkiso 在一次性壓縮成型過程中使用了五層編織狹縫膠帶織物。該公司表示，不需要修剪或其他后處理，這有助于優化材料使用并最大限度地減少浪費。

Voith 復合材料公司（德國加興）在 2023 年 JEC World 展會上吸引了人們的注意，其展臺上有四個大型儲氫罐。Voith 在開發用于汽車應用的高度自動化復合材料制造 系統方面有著悠久的歷史，該公司正抓住儲氫經濟的增 長爆發，開發材料和工藝解決方案，以優化車載儲氫壓 力容器的纖維纏繞。展出的儲罐是為大型卡車設計的。

福伊特復合材料公司碳纖維儲氫壓力容器在JEC 2023 上展出

Voith 復合材料公司（德國加興）首席執行官 Anna Pointner 在展會上表示，該公司正專注于使用拖船技術制造儲罐。這與氫氣壓力容器制造界的規范有所不同，后者主要依賴于價格較低的濕式繞組。然而，Pointner 表示，Voith 已經優化了其儲罐設計和制造工藝，以高效利用絲束預浸料，從而抵消了該材料帶來的任何成本損失。

Pointner 表示，Voith 致力于氫氣壓力容器的設計和開發，并將推出全系列的儲存解決方案。

復合材料專家赫氏（Hexcel-美國康涅狄格州斯坦福德）將于 2023 年慶祝其成立 75 周年，這是該公司 JEC展覽的主要焦點。CW 采訪了在復合材料行業擁有 40 年經驗的歐洲/亞太/MEA 總裁 Thierry Merlot，了解了該公司目前的狀況以及未來 10 年的發展方向。

目前，該公司與幾年來一樣健康。就在 JEC 之前公布的 2023 年第一季度財務狀況全面改善，所有收入類別比 2022 年第一季度總額增長了 100%以上。赫氏 (Hexcel) 60%以上的銷售額現在來自商業航空航天，其余來自太空和國防（28%）以及工業（10%）。

毫不奇怪，Thierry Merlot 的第一個主題是可持續性。他指出，對于復合材料制造商來說，輕質解決方案已不足以應對該行業面臨的脫碳挑戰。他說，赫氏（Hexcel）作為世界第二大碳纖維制造商，有責任減少生產碳纖維所需的能源。他還指出，需要將生物基樹脂系統作為脫碳工具。

Hexcel 碳纖維桅桿，JEC 創新獎得主

可持續發展也影響了 Thierry Merlot 對其他材料和市場的評論。關于海洋市場，并指出赫氏（Hexcel）獲得 JEC 創新獎的大型碳纖維桅桿結構，Merlot 表示，赫氏（Hexcel）希望到 2030 年將該市場的碳化減少 30%。在商業航空航天領域，他指出了赫氏（Hexcel）開發用于浸漬工藝的纖維和樹脂系統的悠久歷史，特別關注非卷曲織物（NCF- noncrimp fabrics）和用于樹脂轉移模塑的Hexcel RTM 6 樹脂系統。赫氏（Hexcel）在熱塑性復合材料領域的業務是通過其與熱塑性塑料專家 Arkema（法國科隆比斯和美國賓夕法尼亞州普魯士國王）的合資企業實現的。Merlot 指出，兩家公司很享受他們的合作，并希望繼續合作，他們在法國共同運營一個熱塑性實驗室。

Merlot 表示，在氫壓力容器市場，“赫氏（Hexcel）正在利用現有的碳纖維技術開發用于該應用的纖維，重點關注轉化性能。“他說，該公司正在評估氫罐的 24K絲束解決方案，以及使用絲束預浸料（狹縫預浸料）的可能性，以優化纖維的使用。拖船的挑戰在于成本，但 Merlot 表示，如果拖船儲罐設計為使用這種材料，那么拖船儲罐與濕式繞組相比具有成本競爭力。

當被要求展望未來十年時，Merlot 有些渴望地說，暗示他的職業生涯可能不會延續那么遠。盡管如此，他對赫氏（Hexcel）和該行業的前景表示樂觀。他指出，移動應用需要復合材料所能提供的輕量化。他說：“我認為一種新的單通道飛機在宣布時將具有 50-70%的復合材料。”他還談到了可持續性，指出Hexcel 最近與Fairmat（法國巴黎）合作開發了一種含有回收碳纖維的風葉翼梁帽，該行業在降低制造業報廢率方面仍有工作要做：“作為一個行業，我們需要有一個解決報廢問題的方案。這對我們所有人來說都是巨大的挑戰，包括赫氏（ Hexcel ）。我們有很多事情要做—— 我們在赫氏（Hexcel）并不無聊！”

復合材料機械專家 KraussMaffei（美國肯塔基州佛羅倫薩）和 FILL Gesellschaft（奧地利古爾滕）在 JEC上透露，他們已經啟動了一項合作，旨在利用每家公司的互補優勢。KraussMaffei 已經建立了樹脂傳遞模塑（RTM）、注塑、二次成型、拉擠、擠出等技術，并希望利用 FILL 在航空航天制造方面的自動化和預成型專業知識。FILL 在歐洲擁有強大的市場地位，但希望在美國建立業務，KraussMaffei 可以幫助促進這一點。

在展會上，KraussMaffei 公司總裁諾蘭·斯特勞爾和FILL 公司總經理威廉·魯珀茨伯格指出，兩家公司有合作的歷史，并渴望重啟這一努力。作為這項被稱為 4X4戰略的合作的一部分，預計這兩家公司將以這種方式提供 RTM 自動化方面的專業知識：自動預成型（FILL）、自動成型/成型（KraussMaffei）、自動機械加工（FILL。FILL 將在美國建立員工，然后在逐個項目的基礎上與 KraussMaffei 合作進行系統開發。KraussMaffei 或 FILL將是此類項目的首選。最初關注的技術包括熱塑性壓縮成型、KraussMaffei 的 FiberForm 系統、KraussMaffei 的直接注射工藝和注射成型（ 包括二次成型 ）。Rupertsberger 還希望在美國某處建立一個 FILL 預成型系統，以證明該公司的能力。這可能在哪里還有待觀察。

膠帶分切和切割/配套專家 Web 公司（美國馬薩諸塞州馬爾伯勒）在 JEC 介紹了其新任首席執行官 John Madej。Madej 在塑料行業有著悠久的歷史，包括 GE plastics（現在的 SABIC）和 Hollingsworth&Vose。Madej表示，萬維網仍在從新冠肺炎疫情中恢復，這顯然對其航空航天業務造成了重大打擊。他說，航空航天現在占公司整體業務的三分之一，其中還包括醫療和消費品市場的產品，各占三分之一。

盡管如此，Madej 指出，Web 公司利用疫情投資于新的分切和配套技術，使公司能夠滿足航空航天制造業復蘇期間的需求。在 Web 公司的“預格式化”服務上投入了大量精力，即纖維增強材料和其他扁平產品的切割和配套，旨在滿足客戶對材料準備的需求。這項工作包括數字化——將 Web 公司的制造和運營數據與其客戶的制造和運行數據集成，以簡化制造并提高響應能力。

展望未來，Madej 表示，“Web 公司正在擴大規模，并專門滿足客戶的需求。”這樣的“覆蓋范圍”包括 Web公司于 2022 年推出的 50 英寸寬的斜交層碳纖維產品、用于復合材料 3D 打印的 1 毫米狹縫膠帶，以及正在進行的優化熱塑性預浸料膠帶分切的研究，特別是用于航空航天制造。

當被問及 Web 公司作為復合材料行業唯一供應商的地位時——沒有其他公司擁有 Web 公司那樣的分切能力——Madej 很務實：“這是我們的驕傲，但也是我們的責任。但我們在全球范圍內建立了大量冗余，以確保我們履行對客戶的義務。“，以確保我們履行對客戶的義務。”

印度制造業巨頭信實工業有限公司（ Reliance Industries Ltd.，Mumbai）于 2022 年 8 月宣布計劃于 2025年在印度建立一個 20000 公噸（MT）的碳纖維制造廠，隨后在 2023 年 JEC World 2023 上展出了該公司的產品。Reliance 的官員在貿易展上不會對該公司的碳纖維戰略發表評論，只是確認了 Reliance 在 2022 年第 45 屆年度股東大會上發表的主席聲明中的聲明。

這份題為“為下一波增長和價值創造奠定基礎”的文件指出，第 10 頁：“第三，根據我們對新材料的愿景，我們將在哈茲拉分階段建設印度第一家也是世界上最大的碳纖維工廠之一，產能為 20000 MTPA，以丙烯腈為原料。我們將于明年[2023]開始丙烯腈生產，目標是在 2025 年完成碳纖維工廠的第一階段。我們將進一步將復合材料業務與碳纖維整合，生產碳纖維復合材料。除了其他應用外，碳纖維復合材料還用于滿足快速增長的移動和可再生能源的輕質需求。因此，碳纖維有望成為二氧化碳的數十年增長引擎。”

環氧樹脂專家 Sicomin Epoxy Systems（Châteauneuf les Martigues，France）多年來一直處于生物基環氧樹脂開發的前沿，但復合材料行業對可持續性和脫碳的日益關注導致 Sicomin 客戶對樹脂制造商提出了更多要求。

Sicomin 的所羅門滑雪板使用生物環氧樹脂

在展會上，Sicomin 的出口經理 Marc Denjean 表示，該公司現在 50%的收入來自生物基材料的銷售，其最新產品就是其需求的一個例子。新產品是一種高模量的生物基環氧樹脂，具有 3700-4000MPa 的拉伸模量、4-5%的伸長率，并改善了健康和安全性能。針對海洋市場，Denjean 表示，與前代樹脂相比，新型樹脂的模量略有下降，但其健康和安全性能使其脫穎而出，尤其是在消除潛在有害化學物質方面。

同樣，Sicomin 目前正在開發環氧固化劑，其生物基含量高達 45%，但價格與石油基固化劑具有競爭力。Denjean 說，同樣即將推出的是一種 100%生物基環氧樹脂，“如果一切順利，最快可能在 2025 年上市。”他說，這種樹脂將首先用于手敷應用，然后用于灌注應用。最后，Sicomin 正在研究樹脂的可回收性和雙酚 A 的替代品。

Denjean 說，他看到 Sicomin 的客戶對產品的評估方式發生了轉變。他說：“現在，負責可持續發展的人往往比負責采購的人職位更高。”

展會上 Sicomin 展臺上的產品包括一塊由生物環氧樹脂制成的所羅門滑雪板——“對于一家不愿更換樹脂系統的公司來說，這是一個巨大的變化”——以及為皇家馬德里足球場的可伸縮屋頂開發的復合材料屋面板。

當 Hexion 在疫情期間被拆分并出售時，環氧樹脂業務被出售給 Westlake，成為 Westlake 環氧樹脂（美國得克薩斯州斯塔福德和荷蘭鹿特丹）。Hexion 的酚類業務變成了 Bakelite Synthetics（美國佐治亞州亞特蘭大）。然后，在 2022 年，Bakelite 從 Koch Industries 收購了 Georgia Pacific（G-P）的酚類產品業務——G-P 曾在酚類產品市場上與 Hexion 競爭。其結果是，如今酚醛合成樹脂公司成為酚醛合成樹脂的巨頭，該公司目前在美國/歐洲的收入分配為 65%/35%。

Bakelite 在JEC 的代表有Michael Stahl，前 Hexion，現任膠木全球營銷和傳播總監（總部位于歐洲），以及 Frank Ludvik，前 G-P，現任膠板高級銷售代表（總部位于美國）。他們表示，Bakelite 的產品重點是 G-P 在被 Bakelite 收購前開發的一種低甲醛酚醛樹脂。

Stahl 說，由于使用了創新的溶劑系統（酚類物質吸濕性強，加工困難），這種樹脂在航空航天和汽車應用中都很合格，具有很強的機械性能，加工相對容易。斯塔爾補充說，來自酚醛樹脂的新酚類產品將圍繞這種低甲醛技術。

Westlake環氧樹脂以汽車、氫氣、風能和可持續性為目標與許多主要復合材料行業供應商一樣，Westlake環氧樹脂仍在評估新冠疫情后終端市場的發展情況。除此之外，他們正在應對幾年前剛剛起步的快速增長市場的新需求。

歷史上，Westlake 環氧樹脂在風能市場（風葉片制造和維修）、汽車和一些航空航天領域擁有強大的地位。這些市場仍然存在，但氫儲存和可持續發展也加入了其中。

在汽車領域， 全球細分市場運輸領導者弗朗西斯·迪福表示，已經從碳纖維轉向玻璃纖維作為增強材料。這一點在通過RTM制造用于懸架系統的板簧中最為明顯，該懸架系統涵蓋了包括車隊車輛在內的所有車型。Defoor 指出，一種新產品是一種用于懸浮應用的酚醛片模塑料（SMC- sheet molding compound）（不屬于膠木產品組合的一部分）。

Defoor 補充道，汽車應用中使用的碳纖維主要用于美學、外觀和一些結構應用，幾乎只用于高級車輛。運輸全球市場開發經理 Sigrid ter Heide 討論了 Westlake在儲氫壓力容器細絲纏繞樹脂開發方面所做的工作。她指出，正如幾家JEC參展商所做的那樣，“Westlake 在這個市場上支持絲束預浸料的一致性、速度和質量，并正在與客戶合作，以更好地了解它們如何影響儲罐性能。”

Westlake 環氧樹脂/DD 復合材料風葉片維修套件

對于風能行業，Westlake強調了其與DD Compound（德國伊本比倫）共同開發的套件，用于修復高達45米的風葉片前緣，這是葉片最容易受到風、沙、冰、雨和雪侵蝕的部分。該套件以固定比例提供樹脂，并配有易于使用的涂抹器，旨在加快維修過程并最大限度地減少浪費。

最后，在可持續性方面，Westlake正在努力實現范圍 1 和范圍 2 的排放目標，同時也著眼于范圍3。這將要求顯著減少碳化，這使 Westlake 評估了生物基環氧樹脂的質量平衡方法和環氧樹脂的回收。

 

完

 

注：原文見《JEC World 2023 highlights: Innovative prepregs, bio- resins, automation, business development》2023.6.20