“CW-Composite World”的编辑Jeff Sloan采访了来自索尔维(solvay)、A&P、 Nikkiso、Voith、Hexcel、KraussMaffei、 FILL、Web Industries、Sicomin、Bakelite Synthetics、Westlake Epoxy和Reliance Industries的创新项目。

 

Nikkiso 使用索尔维和 A&P Technology 的树脂和纤维系统开发的集成加筋结构面板

JEC World 2023在4月份承诺了很多，并实现了。来自全球各地的参展商展示了他们所能提供的一切，从可持续性——无论是生物基树脂、氢罐制造还是脱碳——这是大多数展位讨论的主要话题——试图满足对碳纤维、丝束制造不断增长的需求，建立更多的自动化或宣布新的业务发展。下面详细介绍了其中一些对话。

索尔维（solvay）复合材料公司（美国佐治亚州 Alparetta）、日本复合材料制造商 Nikkiso 公司（日本 东京）和编织专家 A&P Technology 公司（美国俄亥俄 州辛辛那提）在 JEC World 2023 上宣布了一项为期两 年的合作产品，该产品生产了一种新的材料和工艺技术，以满足复合材料行业对高速率、可持续、复杂几何形状零件的需求， 特别是用于航空航天和先进空中机动（AAM- advanced air mobility）应用中的主要和次要结构。

这项创新使用了一种预浸料，该预浸料由索尔维(solvay)提供的热塑性树脂系统、Web 公司（美国佐治亚州亚特兰大）的胶带纵向分切和 a&P Technology 提供的±45° 编织织物组成。由 Nikkiso 设计和开发的结果是，通过一次成型、基于冲压的加工技术制造出了一个集成的加固结构，Nikkiso 官员在展会上表示，这消除了多种制造工艺。总工艺时间从使用传统工艺的 7 小时减少到仅 1 小时的节拍时间。

Nikkiso 指出，传统上，加固的热塑性部件是使用不连续的纤维模塑化合物（为了悬垂性）制造的，或者使用桁条/蒙皮设计，桁条通过二次工艺连接。

Nikkiso 的集成强化热塑性演示器使用连续纤维实现航空航天性能，同时保持其高度悬垂的功能。JEC 展出的“纸杯蛋糕锅”。结构旨在展示成型过程可以达到的深度（20 毫米），Nikkiso 官员表示，可以进行更深的拉伸。此外，Nikkiso 指出，冲压成型过程不需要预热。Nikkiso 工作的一个关键促成因素是索尔维（solvay）的 APC 聚醚醚酮（PEKK）预浸料和 A&P 的±45° 编织织物的结合，这提供了 Nikkiso 为应用所寻求的悬垂性和顺应性。Nikkiso 还表示，使用聚醚醚酮（PEEK）是可行的。

Nikkiso 面板背面

Nikkiso 在一次性压缩成型过程中使用了五层编织狭缝胶带织物。该公司表示，不需要修剪或其他后处理，这有助于优化材料使用并最大限度地减少浪费。

Voith 复合材料公司（德国加兴）在 2023 年 JEC World 展会上吸引了人们的注意，其展台上有四个大型储氢罐。Voith 在开发用于汽车应用的高度自动化复合材料制造 系统方面有着悠久的历史，该公司正抓住储氢经济的增 长爆发，开发材料和工艺解决方案，以优化车载储氢压 力容器的纤维缠绕。展出的储罐是为大型卡车设计的。

福伊特复合材料公司碳纤维储氢压力容器在JEC 2023 上展出

Voith 复合材料公司（德国加兴）首席执行官 Anna Pointner 在展会上表示，该公司正专注于使用拖船技术制造储罐。这与氢气压力容器制造界的规范有所不同，后者主要依赖于价格较低的湿式绕组。然而，Pointner 表示，Voith 已经优化了其储罐设计和制造工艺，以高效利用丝束预浸料，从而抵消了该材料带来的任何成本损失。

Pointner 表示，Voith 致力于氢气压力容器的设计和开发，并将推出全系列的储存解决方案。

复合材料专家赫氏（Hexcel-美国康涅狄格州斯坦福德）将于 2023 年庆祝其成立 75 周年，这是该公司 JEC展览的主要焦点。CW 采访了在复合材料行业拥有 40 年经验的欧洲/亚太/MEA 总裁 Thierry Merlot，了解了该公司目前的状况以及未来 10 年的发展方向。

目前，该公司与几年来一样健康。就在 JEC 之前公布的 2023 年第一季度财务状况全面改善，所有收入类别比 2022 年第一季度总额增长了 100%以上。赫氏 (Hexcel) 60%以上的销售额现在来自商业航空航天，其余来自太空和国防（28%）以及工业（10%）。

毫不奇怪，Thierry Merlot 的第一个主题是可持续性。他指出，对于复合材料制造商来说，轻质解决方案已不足以应对该行业面临的脱碳挑战。他说，赫氏（Hexcel）作为世界第二大碳纤维制造商，有责任减少生产碳纤维所需的能源。他还指出，需要将生物基树脂系统作为脱碳工具。

Hexcel 碳纤维桅杆，JEC 创新奖得主

可持续发展也影响了 Thierry Merlot 对其他材料和市场的评论。关于海洋市场，并指出赫氏（Hexcel）获得 JEC 创新奖的大型碳纤维桅杆结构，Merlot 表示，赫氏（Hexcel）希望到 2030 年将该市场的碳化减少 30%。在商业航空航天领域，他指出了赫氏（Hexcel）开发用于浸渍工艺的纤维和树脂系统的悠久历史，特别关注非卷曲织物（NCF- noncrimp fabrics）和用于树脂转移模塑的Hexcel RTM 6 树脂系统。赫氏（Hexcel）在热塑性复合材料领域的业务是通过其与热塑性塑料专家 Arkema（法国科隆比斯和美国宾夕法尼亚州普鲁士国王）的合资企业实现的。Merlot 指出，两家公司很享受他们的合作，并希望继续合作，他们在法国共同运营一个热塑性实验室。

Merlot 表示，在氢压力容器市场，“赫氏（Hexcel）正在利用现有的碳纤维技术开发用于该应用的纤维，重点关注转化性能。“他说，该公司正在评估氢罐的 24K丝束解决方案，以及使用丝束预浸料（狭缝预浸料）的可能性，以优化纤维的使用。拖船的挑战在于成本，但 Merlot 表示，如果拖船储罐设计为使用这种材料，那么拖船储罐与湿式绕组相比具有成本竞争力。

当被要求展望未来十年时，Merlot 有些渴望地说，暗示他的职业生涯可能不会延续那么远。尽管如此，他对赫氏（Hexcel）和该行业的前景表示乐观。他指出，移动应用需要复合材料所能提供的轻量化。他说：“我认为一种新的单通道飞机在宣布时将具有 50-70%的复合材料。”他还谈到了可持续性，指出Hexcel 最近与Fairmat（法国巴黎）合作开发了一种含有回收碳纤维的风叶翼梁帽，该行业在降低制造业报废率方面仍有工作要做：“作为一个行业，我们需要有一个解决报废问题的方案。这对我们所有人来说都是巨大的挑战，包括赫氏（ Hexcel ）。我们有很多事情要做—— 我们在赫氏（Hexcel）并不无聊！”

复合材料机械专家 KraussMaffei（美国肯塔基州佛罗伦萨）和 FILL Gesellschaft（奥地利古尔滕）在 JEC上透露，他们已经启动了一项合作，旨在利用每家公司的互补优势。KraussMaffei 已经建立了树脂传递模塑（RTM）、注塑、二次成型、拉挤、挤出等技术，并希望利用 FILL 在航空航天制造方面的自动化和预成型专业知识。FILL 在欧洲拥有强大的市场地位，但希望在美国建立业务，KraussMaffei 可以帮助促进这一点。

在展会上，KraussMaffei 公司总裁诺兰·斯特劳尔和FILL 公司总经理威廉·鲁珀茨伯格指出，两家公司有合作的历史，并渴望重启这一努力。作为这项被称为 4X4战略的合作的一部分，预计这两家公司将以这种方式提供 RTM 自动化方面的专业知识：自动预成型（FILL）、自动成型/成型（KraussMaffei）、自动机械加工（FILL。FILL 将在美国建立员工，然后在逐个项目的基础上与 KraussMaffei 合作进行系统开发。KraussMaffei 或 FILL将是此类项目的首选。最初关注的技术包括热塑性压缩成型、KraussMaffei 的 FiberForm 系统、KraussMaffei 的直接注射工艺和注射成型（ 包括二次成型 ）。Rupertsberger 还希望在美国某处建立一个 FILL 预成型系统，以证明该公司的能力。这可能在哪里还有待观察。

胶带分切和切割/配套专家 Web 公司（美国马萨诸塞州马尔伯勒）在 JEC 介绍了其新任首席执行官 John Madej。Madej 在塑料行业有着悠久的历史，包括 GE plastics（现在的 SABIC）和 Hollingsworth&Vose。Madej表示，万维网仍在从新冠肺炎疫情中恢复，这显然对其航空航天业务造成了重大打击。他说，航空航天现在占公司整体业务的三分之一，其中还包括医疗和消费品市场的产品，各占三分之一。

尽管如此，Madej 指出，Web 公司利用疫情投资于新的分切和配套技术，使公司能够满足航空航天制造业复苏期间的需求。在 Web 公司的“预格式化”服务上投入了大量精力，即纤维增强材料和其他扁平产品的切割和配套，旨在满足客户对材料准备的需求。这项工作包括数字化——将 Web 公司的制造和运营数据与其客户的制造和运行数据集成，以简化制造并提高响应能力。

展望未来，Madej 表示，“Web 公司正在扩大规模，并专门满足客户的需求。”这样的“覆盖范围”包括 Web公司于 2022 年推出的 50 英寸宽的斜交层碳纤维产品、用于复合材料 3D 打印的 1 毫米狭缝胶带，以及正在进行的优化热塑性预浸料胶带分切的研究，特别是用于航空航天制造。

当被问及 Web 公司作为复合材料行业唯一供应商的地位时——没有其他公司拥有 Web 公司那样的分切能力——Madej 很务实：“这是我们的骄傲，但也是我们的责任。但我们在全球范围内建立了大量冗余，以确保我们履行对客户的义务。“，以确保我们履行对客户的义务。”

印度制造业巨头信实工业有限公司（ Reliance Industries Ltd.，Mumbai）于 2022 年 8 月宣布计划于 2025年在印度建立一个 20000 公吨（MT）的碳纤维制造厂，随后在 2023 年 JEC World 2023 上展出了该公司的产品。Reliance 的官员在贸易展上不会对该公司的碳纤维战略发表评论，只是确认了 Reliance 在 2022 年第 45 届年度股东大会上发表的主席声明中的声明。

这份题为“为下一波增长和价值创造奠定基础”的文件指出，第 10 页：“第三，根据我们对新材料的愿景，我们将在哈兹拉分阶段建设印度第一家也是世界上最大的碳纤维工厂之一，产能为 20000 MTPA，以丙烯腈为原料。我们将于明年[2023]开始丙烯腈生产，目标是在 2025 年完成碳纤维工厂的第一阶段。我们将进一步将复合材料业务与碳纤维整合，生产碳纤维复合材料。除了其他应用外，碳纤维复合材料还用于满足快速增长的移动和可再生能源的轻质需求。因此，碳纤维有望成为二氧化碳的数十年增长引擎。”

环氧树脂专家 Sicomin Epoxy Systems（Châteauneuf les Martigues，France）多年来一直处于生物基环氧树脂开发的前沿，但复合材料行业对可持续性和脱碳的日益关注导致 Sicomin 客户对树脂制造商提出了更多要求。

Sicomin 的所罗门滑雪板使用生物环氧树脂

在展会上，Sicomin 的出口经理 Marc Denjean 表示，该公司现在 50%的收入来自生物基材料的销售，其最新产品就是其需求的一个例子。新产品是一种高模量的生物基环氧树脂，具有 3700-4000MPa 的拉伸模量、4-5%的伸长率，并改善了健康和安全性能。针对海洋市场，Denjean 表示，与前代树脂相比，新型树脂的模量略有下降，但其健康和安全性能使其脱颖而出，尤其是在消除潜在有害化学物质方面。

同样，Sicomin 目前正在开发环氧固化剂，其生物基含量高达 45%，但价格与石油基固化剂具有竞争力。Denjean 说，同样即将推出的是一种 100%生物基环氧树脂，“如果一切顺利，最快可能在 2025 年上市。”他说，这种树脂将首先用于手敷应用，然后用于灌注应用。最后，Sicomin 正在研究树脂的可回收性和双酚 A 的替代品。

Denjean 说，他看到 Sicomin 的客户对产品的评估方式发生了转变。他说：“现在，负责可持续发展的人往往比负责采购的人职位更高。”

展会上 Sicomin 展台上的产品包括一块由生物环氧树脂制成的所罗门滑雪板——“对于一家不愿更换树脂系统的公司来说，这是一个巨大的变化”——以及为皇家马德里足球场的可伸缩屋顶开发的复合材料屋面板。

当 Hexion 在疫情期间被拆分并出售时，环氧树脂业务被出售给 Westlake，成为 Westlake 环氧树脂（美国得克萨斯州斯塔福德和荷兰鹿特丹）。Hexion 的酚类业务变成了 Bakelite Synthetics（美国佐治亚州亚特兰大）。然后，在 2022 年，Bakelite 从 Koch Industries 收购了 Georgia Pacific（G-P）的酚类产品业务——G-P 曾在酚类产品市场上与 Hexion 竞争。其结果是，如今酚醛合成树脂公司成为酚醛合成树脂的巨头，该公司目前在美国/欧洲的收入分配为 65%/35%。

Bakelite 在JEC 的代表有Michael Stahl，前 Hexion，现任胶木全球营销和传播总监（总部位于欧洲），以及 Frank Ludvik，前 G-P，现任胶板高级销售代表（总部位于美国）。他们表示，Bakelite 的产品重点是 G-P 在被 Bakelite 收购前开发的一种低甲醛酚醛树脂。

Stahl 说，由于使用了创新的溶剂系统（酚类物质吸湿性强，加工困难），这种树脂在航空航天和汽车应用中都很合格，具有很强的机械性能，加工相对容易。斯塔尔补充说，来自酚醛树脂的新酚类产品将围绕这种低甲醛技术。

Westlake环氧树脂以汽车、氢气、风能和可持续性为目标与许多主要复合材料行业供应商一样，Westlake环氧树脂仍在评估新冠疫情后终端市场的发展情况。除此之外，他们正在应对几年前刚刚起步的快速增长市场的新需求。

历史上，Westlake 环氧树脂在风能市场（风叶片制造和维修）、汽车和一些航空航天领域拥有强大的地位。这些市场仍然存在，但氢储存和可持续发展也加入了其中。

在汽车领域， 全球细分市场运输领导者弗朗西斯·迪福表示，已经从碳纤维转向玻璃纤维作为增强材料。这一点在通过RTM制造用于悬架系统的板簧中最为明显，该悬架系统涵盖了包括车队车辆在内的所有车型。Defoor 指出，一种新产品是一种用于悬浮应用的酚醛片模塑料（SMC- sheet molding compound）（不属于胶木产品组合的一部分）。

Defoor 补充道，汽车应用中使用的碳纤维主要用于美学、外观和一些结构应用，几乎只用于高级车辆。运输全球市场开发经理 Sigrid ter Heide 讨论了 Westlake在储氢压力容器细丝缠绕树脂开发方面所做的工作。她指出，正如几家JEC参展商所做的那样，“Westlake 在这个市场上支持丝束预浸料的一致性、速度和质量，并正在与客户合作，以更好地了解它们如何影响储罐性能。”

Westlake 环氧树脂/DD 复合材料风叶片维修套件

对于风能行业，Westlake强调了其与DD Compound（德国伊本比伦）共同开发的套件，用于修复高达45米的风叶片前缘，这是叶片最容易受到风、沙、冰、雨和雪侵蚀的部分。该套件以固定比例提供树脂，并配有易于使用的涂抹器，旨在加快维修过程并最大限度地减少浪费。

最后，在可持续性方面，Westlake正在努力实现范围 1 和范围 2 的排放目标，同时也着眼于范围3。这将要求显著减少碳化，这使 Westlake 评估了生物基环氧树脂的质量平衡方法和环氧树脂的回收。

 

完

 

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