印度复合材科工业

    印度大的复合材料展览会―第四届国际增强塑料会议及展览会(ICERP)于08年2月在印度孟买举行,这届展会展示了这个复合材料工业在大迈步向前。
    印度复合材料工业有长久的历史。据印度政府科学技术部预测与评估委员会(TIFAC)技术信息处的报告指出,印度早于1962年次使用纤维增强塑料(玻璃钢)用于制造房屋顶材料,1964年孟买的一家化学加工设备公司开始为化学工业制造复合材料储罐。聚酯树脂在1973年次由Bekelite公司在海德拉邦(Hyderabad)生产。这几种基本原材料在印度的出现,促使了几个小型手糊成型的复合材料制品企业的诞生。尽管如此,高昂的原材料费用、许多基础材料的缺乏(进口限制导致)以及缺少机械化生产方法,限制了大规模复合材料的生产。终的结果是,印度复合材料行业无法与钢铁、铝或木材进行竞争。
    在过去的三十多年中,超过1200家小型企业诞生,其中超过98%的企业使用手糊制造工艺进行生产。由于印度经济化导致的这一数量上的提高仅仅始于2000年初。
    TIFAC注意到印度2004-2005年复合材料的总产量大约在75000吨左右,在2005-2006年提高到了110000万吨。“数据一”显示了印度复合材料工业自1990年以来的向前增长。

    

      
当地支持
    芯材供应商DIAB公司在印度南部金奈设立了销售代表处、厂房。该公司在印度的主要目标市场是风能、交通及通用复合材料制造。DIAB结构芯材业务开发经理Craig Jacka表示:“我们很高兴在印度增强塑料展览会上来自当地复合材料市场的欢迎,当地制造商表现了强烈的采用树脂真空灌注及RTM工艺制造技术的愿望。我们收到很多来自当地公司对于复合材料工程及灌注培训与支持的垂询,我们希望通过DIAB公司在当地的团队帮助他们。这次展览大大超出了我们的预期,再次证实了我们在这个快速成长市场中的大量机会”
风能
    印度在风电行业取得了巨大的进步,在此领域其复合材料消耗量已经超过了和日本。印度是上第四大风电发电国,印度SUZLON能源公司已经成为风机市场上知名的供应商之一。据估计,在印度仅仅是10-500KW级的小风力机就能产生大约10亿兆瓦的电能。

           
化学设备
    由于复合材料优异的防腐蚀性,在印度主要的复合材料应用始于化学工业。有关防腐蚀的应用包括化学设备、管道及防火呼吸装置。复合材料管道主要应用于海水入口、脱盐厂流水口及城市自来水管线、废水管线等,同时也用于抗水腐蚀的冷却塔制造。表1说明了在这些应用中复合材料的增长。
航空市场
    Evonic集团在印度成立了全资子公司,推广其应用于夹层结构芯材的聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫系列产品ROHACELL。自2007年,该印度子公司开始直接参与该产品在印度的航空、医药及电讯行业的市场开发,在航空业的销售取得了显著提高。目前这种PMI泡沫产品显著的应用是在印度先进的轻型直升机中作为螺旋桨叶片的结构夹芯材料。另外该产品也正开发一些新兴的应用市场份额,象电讯业中的雷达罩、天线结构,医药行业中的X射线或CT扫描桌,高保真扩音器,汽车工业中的夹层发动机顶帽,铁路机车,造船及运动应用领域。
铁路
    在印度二十世纪八十年代初期,复合材料被认为是一种铁路客车部件的潜在应用材料,如玻璃百叶窗、窗台及框架、电池箱托盘、天花板及地面材料。铁路工业正在向着完全取代车厢中木材及夹合板努力。据估计,目前印度铁路工业中复合材料的年消耗量大约8000吨,并以第年20%的速度增长。
汽车
    汽车工业是另一个复合材料用量很大的领域,主要用于小骄车、摩托车及头盔。这部分复合材料使用的增长见表2。

       

       
    印度技术学院(IIT)的复合材料设计与应用中心取得显著发展。
    印度复合材料工业在四十多年前是从一个较低的水平开始发展,大部分应用局限于防腐蚀的化学工业。缺少先进的制造技术及以应用为导向的研发、用户群体对引入新材料缺乏准备,这些因素成为了印度复合材料工业快速发展的障碍。
    鉴于复合材料作为有广泛应用潜力的高性能材料而具有的重要性,尤其是对于象印度这样的,复合材料应用实验室(CAL)已经在印度技术学会(IIT)化学工程部的支持下建立起来。CAL已经被赋予了产业聚焦、产业定位、推广复合材料制品设计与制造技术支持中心的概念,同时兼顾工艺优化、品质保证及质量控制等。这个项目对于复合材料技术支持严重不足的印度来说,是走出了重要的一步。
    CAL另外一项重要的活动是开发合适的人力资源,通过开始从事先进材料研究,给本科生和硕士生提供复合材料课程,为印度复合材料制品设计与制造制订组合式培训计划。每年一月份在大学生的后一年及硕士生的年的学期,都有5学分的课程“聚合物基复合材料的制造及特性”。这是一项为化学系、航空系、材料系及机械工程系学生的多学科间的计划。在毕业前后一年,作为课程的一部分,学生们也被鼓励从事解决在复合材料制造技术创新方面的现存问题。这个专门的CAL团队包括了来自大学化学、机械及航空工程系的多学科小组。
    新的制造与测试设施被建成以满足工业需求。在印度技术学会的复合材料应用实验室里有多项现代化的制造技术,包括6轴的纤维缠绕系统连同60吨液压脱模机及计算机辅助设计软件、树脂传递模塑(RTM)及真空辅助树脂传递模塑设备、胶衣喷射机及300吨的模压成型体系。
在CAL进行的复合材料测试及特性实验室为原材料特性配备了Bohlin粘度计、固化研究体系,并进行增强物机械测试。对机械性能和复合材料制品的缺陷检测的其它设备包括UTM(动态伺服液压材料试验系统)、冲击试验机、疲劳试验机、巴氏硬度测试机及NDT超声测厚仪。CAL还配备了极限氧指数测试机,火蔓延能力、烟密度及毒性测试设备以对复合材料制品的防火及毒性性能进行广泛的评估。几种商业软件包括ANSYS、PAM RTM被用于进行
复合材料制成品的性能分析及对复合材料制造的工艺的有效模拟。
    CAL及IIT提供核心服务,包括完成一系列由工业界赞助的高端研究项目;通过行业、产品及工艺设计对复合材料的支持进行原型开发;引导夏季/冬季学校对复合材料行业的需求进行紧急培训。
    IIT同时计划发起相关热塑性生物质(填充物)复合材料及长纤维(玻璃)热塑性复合材料的开发活动。IIT拥有存放复合材料设计、制造及检疫方面的手册、出版物及标准的档案室。其目录清单将不久可以在其网站上在线访问。、
    印度复合材料应用实验室在2008年2月15日成立,印度政府的席科学顾问、TIFAC主席R.Chidambaram博士主持开幕仪式。
石油与天然气
    印度今后几年中,在石油与天然气行业高压管道及管道连接件中潜存大量的复合材料应用。目前的海上复合材料结构应用包括低压管道、格栅、扶手、设备罩(壳)和梯子。由于轻量、防腐、提高寿命周期及安全,复合材料在今后5-6年中可以获得石油/天然气行业50%的市场。
造船
    由于复合材料防腐、易于建造、性能高及低成本的优势,在二十世纪70年代初期就开始代替木材用于造船业。2006年造船业复合材料市场年用量大约在1000吨,预期到2010年达到3000吨。
快速增长
    印度复合材料市场近年来快速增长,不断引进现代技术。据印度科技部预测与评估委员会技术信息处的一项市场分析揭示,虽然许多小型制造企业还在使用手糊成型工艺,但是计算机控制、先进制造工艺如纤维缠绕、拉挤和RTM的使用正在飞速增加。
    在印度汽车工业中复合材料的使用有巨大的潜力,尤其是满足增长中的中产阶级群的需求。对于本地生产的汽车的引擎罩、驾驶室、框架及行李箱等部件将会有很好的市场。印度复合材料行业还拥有其它的发展机会,包括冷藏货车箱、压力容器、渔船、人行道及建筑物基础桩、空气通风口管线。