日本纤维复合材料行业发展近况及热塑性装备介绍
12月8日,玻璃纤维工业协会、复合材料工业协会2016年年会在四川内江万达嘉华酒店召开,日本JAT株式会社代表取缔役会长西村洋在会上作了题为《日本纤维复合材料行业发展近况及热塑性装备介绍》的讲座,应国内广大复合材料行业企业的要求,现将其讲座(根据录像)进行整理发布,供大家学习交流。
西村洋:先非常感谢各位政府行业的领导、也特别感谢张会长给我这个机会和大家交流。中日两国的复合材料行业这十几年来进行了非常友好的交流,双方协会也签署了基本的合作交流框架协议,每年都有非常好的互动和交流,我本身在复合材料行业也有30多年了,这些年来,特别是和复合材料行业的领导和行业的各位企业家有很多的交流,在这里也有很多我的好朋友。正好,上个月在日本也召开了复合材料行业的理事会和行业的展会,在行业理事会上也特别提到了这次由我代表行业向行业协会的同仁简单介绍下日本行业的情况,日本的行业会长和行业特别委托我代表行业向复合材料行业工业协会会议的胜利召开表示衷心的祝贺。
今天因为时间有限,我主要有三个方面简单地向各位同仁介绍一下,个是日本复合材料的简单情况,主要侧重于热固性行业;第二个日本行业现在瞄准的热塑性的复合材料行业,特别是汽车领域的日本热塑性行业的情况;第三个主要是日本先端的热塑性复合材料制造设备的一部分,这些技术部分我简单介绍一下。
先我先开始我的部分,日本复合材料的简单情况,日本行业协会和政府对复合材料行业有一个简单统计,46年来,日本的复合材料行业在各个领域都有发展,但热固性行业已经到了一个瓶颈。1996年,当时日本大概也没有发展到50万吨,以前是每年都增长,从这以后日本复合材料行业在热固性领域是反萎缩,现在到了一个平衡的点。2008是金融危机,日本整个热固性行业更加萎缩。特别是这两三年,日元贬值,所以进到市场的玻璃钢产品大量减少,影响整体行业的发展,那么行业的同仁都在考虑下步应该怎么来做。
这么多年来,热固性发展慢慢有了一个瓶颈,所以这个行业一直在瞄准下一个目标。特别是,大家看到的热塑性复合材料,单在日本的国内市场,包括美国、欧洲、等等这个领域,应该怎么来做。今年的考虑,应该瞄准这个方向。今天重点介绍汽车领域里复合材料的应用,2014年到2016年汽车领域的复合材料量已经超过或者接近其他复合材料的整体领域,以后每年的增长在汽车领域里面应用的复合材料总和会超过一般复合材料的总和量还要大,比如说我们预测到2020年,或者2021年,汽车领域的用量,会超过所有复合材料领域的总量,这里面当然包括热塑性、热固性两个领域的总量。
从2011年一直2021年,复合材料里面三个发展的领域,一个是玻璃纤维的复合材料,第二个是碳纤维的复合材料,第三个领域是所谓的可再生纤维,也就是说有机纤维复合材料,还有玻璃纤维复合材料在汽车领域的增量,每年都有很大的增长。第二块,虽然量不大,但是碳纤维复合材料用在汽车领域的增长这么多年,也会有非常大的增长,还有一块领域就是有机纤维,所谓可以再生的有机纤维复合材料也会有一定的增长。
我主要瞄准热塑性的领域和大家简单地汇报一下。日本因为钢铁行业很强,NIC用在汽车的外面并不多,主要是热塑性的,里面的热塑性材料大量地应用在汽车领域里面,特别是能源的汽车轻量化这个领域,是日本复合材料主要的发展方向。
今天是复合材料行业协会和玻璃纤维复合材料工业协会的大会,这里指的热塑性,全部由玻璃纤维和玻璃纤维有关的复合材料的统计,如果单单指塑料的统计,那个量会更大,用在汽车里面,指玻璃纤维和塑料复合在一起的统计数字。日本在这个领域已经做了很多年,大家也都知道,今天我就瞄准热塑性的复合材料,比如说,一个是材料本身,一个是模具,设备的部分,我简单的和大家介绍一下。先,提一下材料和设备的关系,现在和大家汇报的就是热塑性玻璃纤维含有的复合材料这个领域,那么在有长纤维导入的热塑性的复合材料,和所谓的短切玻璃纤维导入的复合材料,今天主要是瞄准日本的这个领域发展的情况,用注射成型工艺来做的用在汽车轻量化领域的复合材料这个部分。
先我们讲短切玻璃纤维纱,用注射成型可以做成一般的成型复合材料,第二块所谓的材料,我们在这上面又发展成另外两块,后面着重一般的注射成型,我会再介绍日本发展的后这两块工艺和成型的这些材料,主要的目的是概及汽车领域的精髓和它的玻纤化,就是轻量化。今年在郑州召开的汽车轻量化,行业协会组织的大会,大家应该对汽车轻量化非常熟悉了,这里就不详细介绍了。
日本每年的规划越来越严格,相信将来对汽车的规划也会越来越严格,将来许多汽车都要被淘汰,那就只剩下一条路,就是怎么把汽车的重量减轻下来,减下来而且能够长期用下去,这是日本这么多年做的事情。现在的几种汽车,就是说电气混合、电油混合的汽车都是超标的,就是在日本国内这么严格规矩的这么一个,它有很多汽车也不能达标,越往后越没法达标,逼的日本的企业往塑料,或者是热塑性复合材料,或者是热固性复合材料的领域来减轻它们的重量,达到它的新标准,减排。
大家非常熟悉,汽车引擎的部分、汽车的前部分,或者是后门啊,组装减震都用到了热塑性的复合材料。一般的短切纱的成型工艺就不介绍了,先介绍第二个阶段LFT,这一块大家也非常熟悉,比如说LFT我能够在玻璃纤维长留到8到10万,玻璃纤维含量30、40%的,一般LFT的话,它就可以去代替金属材料。那你要做注射工艺,那就跟它的模具、设计或者整个工艺各方面都有关系,日本也相信有好的模具,就是专门用在这个领域,今天不介绍了,我介绍下用在热塑性的注射成型的机器设备,就专门用在这个领域的。特别是用在汽车领域,汽车领域它的成型工艺的时间非常短,所以一般的单轴机的设备能够把刚才LFT材料精确的用,用到模具点,这个工艺日本已经开发出来了。
今天介绍的第三部分,是日本直接成型的用注射机来做的汽车复合材料,这块是我们独自的技术。刚才讲LFT材料成型企业做得设备,现在是专业领域做的LFT设备,跟一般东西的区别我想和大家介绍一下。刚才说的第二阶段的LFT,主要是材料企业考虑用在里面做的一个成型方法,但是要高端装备,在一个自动化的工厂里面大量的生产,准确的生产时候就要有非常符合高端设备、高端企业的一个设备来做,那就是我们开发的专门针对高端准确能够在汽车零售部件工厂里面做得设备的部分。
今天因为行业大会,没有时间详细介绍这个设备本身的一些情况,日本已经从550吨一直做到压力1050吨到3500吨的注射的用于DLFT 的设备,整套设备已经用在各个汽车零部件的地方,现在研发5000吨的制品也在研发和制作中,近更是瞄准更大型的带有金属的零部件的部分,这几个领域大家都非常熟悉,以前没法做的或者不能精确做的,能有相对来说成本比较低的情况,现在已经应用到汽车零部件的厂商里面。
大家对行业设备也非常熟悉,比如说长纤维来做DLFT这个形式,为了大家更好的了解,特意给它做了一个双方两种不同的成型工艺,一个是从材料企业考虑方式来做的,一个是完全从高端设备工艺化来做的设备,两种不同工艺的比较,为大家详细介绍一下。先,它是用于长纤维维阻,第二个它用的基材PP,而且是双轴来做的,第三个它的马达不是电动马达,是油压,所以紧急制动存在一些问题,等等这些领域用在现场的高端的制造里面,所以有许多不同的点出来。
两种不同成型工艺,比如说你用粗纱来做话,你要有很大的空间,而且刚才说的它是二波联机,它现在只是做了一部分的PP,呢绒,因为我们下步肯定在汽车领域要做到呢绒,还要做一些所谓的超级工程塑料,还有它是一个油压的驱动方式和电动方式区别,包括材料投入,这里面会对整个工艺产生完全不是一种的成型方式。
我们不单单有短切纱和树脂,还有所谓的玻璃纤维FMB,一起来准确地做成精加工工艺。刚才说设备的成本有下降的部分,在材料的部分,我们可以用非常便宜的PP,比如说我用60%的FMB,那就会对成本和整体的工艺有很大的好处。现在还包括现有设备的改造,也正在做的当中,也就是说,实际就是把设备本身精确地做上去的同时,把设备的成本降下来,然后把一般的材料用作大量生产,因为汽车领域都是准确大量生产的工艺,主要是为了这块,一直在做。
刚才和大家汇报了,我们从纤维这块,肯定不会单单做玻璃纤维,包括碳纤维的开发可以在这个设备上来做的,这是一个非常大的;第二个就是除了PP以外,尼龙,包括高级工程塑料的这块也会做,还有一点就是,玻璃纤维和碳纤维混合的成型工艺,在这个设备上完全有可能来做。相信在座的各位专家都能理解,现在我说的这层含义。
刚才和大家介绍的非常均匀地分布在里面以后,而且玻璃纤维是处在一个非常开纤,就是纤维非常均匀分布的状态下,那就会影响到成型加工品的表面性能,汽车里面很多地方都要涂装的,涂装是影响环境很大的一个要因,如果这个产品不经过涂装,就可以作为汽车零部件来做的话,这将是一个多大的改善,其实现在已经有不涂装的零部件已经做出来了。 相信今年两年以后,我是很有信心的,我觉得会有整个行业会有很大的改观,这次介绍也是日本新的技术,张会长上次到日本来访问,特意提到就是把日本新的部分给大家介绍一下,所以今天综合性的给大家介绍,我相信非常好。
这边顺便和大家简单地说一下,其实日本明年的10月份,有很大的零部件厂商,就是刚才所说的无涂装,不用喷涂的领域,就是不用去涂的零部件这个公司就会正式开始生产。今天就介绍到这里,有讲得不对或不妥之处,请在座的各位领导、专家多批评指正,谢谢。
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西村洋:先非常感谢各位政府行业的领导、也特别感谢张会长给我这个机会和大家交流。中日两国的复合材料行业这十几年来进行了非常友好的交流,双方协会也签署了基本的合作交流框架协议,每年都有非常好的互动和交流,我本身在复合材料行业也有30多年了,这些年来,特别是和复合材料行业的领导和行业的各位企业家有很多的交流,在这里也有很多我的好朋友。正好,上个月在日本也召开了复合材料行业的理事会和行业的展会,在行业理事会上也特别提到了这次由我代表行业向行业协会的同仁简单介绍下日本行业的情况,日本的行业会长和行业特别委托我代表行业向复合材料行业工业协会会议的胜利召开表示衷心的祝贺。
今天因为时间有限,我主要有三个方面简单地向各位同仁介绍一下,个是日本复合材料的简单情况,主要侧重于热固性行业;第二个日本行业现在瞄准的热塑性的复合材料行业,特别是汽车领域的日本热塑性行业的情况;第三个主要是日本先端的热塑性复合材料制造设备的一部分,这些技术部分我简单介绍一下。
先我先开始我的部分,日本复合材料的简单情况,日本行业协会和政府对复合材料行业有一个简单统计,46年来,日本的复合材料行业在各个领域都有发展,但热固性行业已经到了一个瓶颈。1996年,当时日本大概也没有发展到50万吨,以前是每年都增长,从这以后日本复合材料行业在热固性领域是反萎缩,现在到了一个平衡的点。2008是金融危机,日本整个热固性行业更加萎缩。特别是这两三年,日元贬值,所以进到市场的玻璃钢产品大量减少,影响整体行业的发展,那么行业的同仁都在考虑下步应该怎么来做。
这么多年来,热固性发展慢慢有了一个瓶颈,所以这个行业一直在瞄准下一个目标。特别是,大家看到的热塑性复合材料,单在日本的国内市场,包括美国、欧洲、等等这个领域,应该怎么来做。今年的考虑,应该瞄准这个方向。今天重点介绍汽车领域里复合材料的应用,2014年到2016年汽车领域的复合材料量已经超过或者接近其他复合材料的整体领域,以后每年的增长在汽车领域里面应用的复合材料总和会超过一般复合材料的总和量还要大,比如说我们预测到2020年,或者2021年,汽车领域的用量,会超过所有复合材料领域的总量,这里面当然包括热塑性、热固性两个领域的总量。
从2011年一直2021年,复合材料里面三个发展的领域,一个是玻璃纤维的复合材料,第二个是碳纤维的复合材料,第三个领域是所谓的可再生纤维,也就是说有机纤维复合材料,还有玻璃纤维复合材料在汽车领域的增量,每年都有很大的增长。第二块,虽然量不大,但是碳纤维复合材料用在汽车领域的增长这么多年,也会有非常大的增长,还有一块领域就是有机纤维,所谓可以再生的有机纤维复合材料也会有一定的增长。
我主要瞄准热塑性的领域和大家简单地汇报一下。日本因为钢铁行业很强,NIC用在汽车的外面并不多,主要是热塑性的,里面的热塑性材料大量地应用在汽车领域里面,特别是能源的汽车轻量化这个领域,是日本复合材料主要的发展方向。
今天是复合材料行业协会和玻璃纤维复合材料工业协会的大会,这里指的热塑性,全部由玻璃纤维和玻璃纤维有关的复合材料的统计,如果单单指塑料的统计,那个量会更大,用在汽车里面,指玻璃纤维和塑料复合在一起的统计数字。日本在这个领域已经做了很多年,大家也都知道,今天我就瞄准热塑性的复合材料,比如说,一个是材料本身,一个是模具,设备的部分,我简单的和大家介绍一下。先,提一下材料和设备的关系,现在和大家汇报的就是热塑性玻璃纤维含有的复合材料这个领域,那么在有长纤维导入的热塑性的复合材料,和所谓的短切玻璃纤维导入的复合材料,今天主要是瞄准日本的这个领域发展的情况,用注射成型工艺来做的用在汽车轻量化领域的复合材料这个部分。
先我们讲短切玻璃纤维纱,用注射成型可以做成一般的成型复合材料,第二块所谓的材料,我们在这上面又发展成另外两块,后面着重一般的注射成型,我会再介绍日本发展的后这两块工艺和成型的这些材料,主要的目的是概及汽车领域的精髓和它的玻纤化,就是轻量化。今年在郑州召开的汽车轻量化,行业协会组织的大会,大家应该对汽车轻量化非常熟悉了,这里就不详细介绍了。
日本每年的规划越来越严格,相信将来对汽车的规划也会越来越严格,将来许多汽车都要被淘汰,那就只剩下一条路,就是怎么把汽车的重量减轻下来,减下来而且能够长期用下去,这是日本这么多年做的事情。现在的几种汽车,就是说电气混合、电油混合的汽车都是超标的,就是在日本国内这么严格规矩的这么一个,它有很多汽车也不能达标,越往后越没法达标,逼的日本的企业往塑料,或者是热塑性复合材料,或者是热固性复合材料的领域来减轻它们的重量,达到它的新标准,减排。
大家非常熟悉,汽车引擎的部分、汽车的前部分,或者是后门啊,组装减震都用到了热塑性的复合材料。一般的短切纱的成型工艺就不介绍了,先介绍第二个阶段LFT,这一块大家也非常熟悉,比如说LFT我能够在玻璃纤维长留到8到10万,玻璃纤维含量30、40%的,一般LFT的话,它就可以去代替金属材料。那你要做注射工艺,那就跟它的模具、设计或者整个工艺各方面都有关系,日本也相信有好的模具,就是专门用在这个领域,今天不介绍了,我介绍下用在热塑性的注射成型的机器设备,就专门用在这个领域的。特别是用在汽车领域,汽车领域它的成型工艺的时间非常短,所以一般的单轴机的设备能够把刚才LFT材料精确的用,用到模具点,这个工艺日本已经开发出来了。
今天介绍的第三部分,是日本直接成型的用注射机来做的汽车复合材料,这块是我们独自的技术。刚才讲LFT材料成型企业做得设备,现在是专业领域做的LFT设备,跟一般东西的区别我想和大家介绍一下。刚才说的第二阶段的LFT,主要是材料企业考虑用在里面做的一个成型方法,但是要高端装备,在一个自动化的工厂里面大量的生产,准确的生产时候就要有非常符合高端设备、高端企业的一个设备来做,那就是我们开发的专门针对高端准确能够在汽车零售部件工厂里面做得设备的部分。
今天因为行业大会,没有时间详细介绍这个设备本身的一些情况,日本已经从550吨一直做到压力1050吨到3500吨的注射的用于DLFT 的设备,整套设备已经用在各个汽车零部件的地方,现在研发5000吨的制品也在研发和制作中,近更是瞄准更大型的带有金属的零部件的部分,这几个领域大家都非常熟悉,以前没法做的或者不能精确做的,能有相对来说成本比较低的情况,现在已经应用到汽车零部件的厂商里面。
大家对行业设备也非常熟悉,比如说长纤维来做DLFT这个形式,为了大家更好的了解,特意给它做了一个双方两种不同的成型工艺,一个是从材料企业考虑方式来做的,一个是完全从高端设备工艺化来做的设备,两种不同工艺的比较,为大家详细介绍一下。先,它是用于长纤维维阻,第二个它用的基材PP,而且是双轴来做的,第三个它的马达不是电动马达,是油压,所以紧急制动存在一些问题,等等这些领域用在现场的高端的制造里面,所以有许多不同的点出来。
两种不同成型工艺,比如说你用粗纱来做话,你要有很大的空间,而且刚才说的它是二波联机,它现在只是做了一部分的PP,呢绒,因为我们下步肯定在汽车领域要做到呢绒,还要做一些所谓的超级工程塑料,还有它是一个油压的驱动方式和电动方式区别,包括材料投入,这里面会对整个工艺产生完全不是一种的成型方式。
我们不单单有短切纱和树脂,还有所谓的玻璃纤维FMB,一起来准确地做成精加工工艺。刚才说设备的成本有下降的部分,在材料的部分,我们可以用非常便宜的PP,比如说我用60%的FMB,那就会对成本和整体的工艺有很大的好处。现在还包括现有设备的改造,也正在做的当中,也就是说,实际就是把设备本身精确地做上去的同时,把设备的成本降下来,然后把一般的材料用作大量生产,因为汽车领域都是准确大量生产的工艺,主要是为了这块,一直在做。
刚才和大家汇报了,我们从纤维这块,肯定不会单单做玻璃纤维,包括碳纤维的开发可以在这个设备上来做的,这是一个非常大的;第二个就是除了PP以外,尼龙,包括高级工程塑料的这块也会做,还有一点就是,玻璃纤维和碳纤维混合的成型工艺,在这个设备上完全有可能来做。相信在座的各位专家都能理解,现在我说的这层含义。
刚才和大家介绍的非常均匀地分布在里面以后,而且玻璃纤维是处在一个非常开纤,就是纤维非常均匀分布的状态下,那就会影响到成型加工品的表面性能,汽车里面很多地方都要涂装的,涂装是影响环境很大的一个要因,如果这个产品不经过涂装,就可以作为汽车零部件来做的话,这将是一个多大的改善,其实现在已经有不涂装的零部件已经做出来了。 相信今年两年以后,我是很有信心的,我觉得会有整个行业会有很大的改观,这次介绍也是日本新的技术,张会长上次到日本来访问,特意提到就是把日本新的部分给大家介绍一下,所以今天综合性的给大家介绍,我相信非常好。
这边顺便和大家简单地说一下,其实日本明年的10月份,有很大的零部件厂商,就是刚才所说的无涂装,不用喷涂的领域,就是不用去涂的零部件这个公司就会正式开始生产。今天就介绍到这里,有讲得不对或不妥之处,请在座的各位领导、专家多批评指正,谢谢。
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