根據(jù)美國著名的增長咨詢公司弗若斯特沙利文2013年4月發(fā)表的全球復合航空材料的研究報告，2011年至2018年，全球復合航空材料市場容量將從9,765噸增長至20,189噸，復合年增長率達到10.9%，復合航空材料市場前景廣闊。以下為報告的部分摘要：

　　市場狀況

　　航空復合材料由纖維和樹脂材料組成，根據(jù)纖維強度劃分，纖維加強型材料可分為碳纖維增強復合材料(CFRP)、玻璃鋼(GFRP)等，2011年，CFRP占整個航空復合材料市場的54.3%，GFRP占25.8%，預計到2018年，CFRP所占份額會增長到67.2%，玻璃鋼會減少至17.3%。

　　根據(jù)用途不同，航空復合材料可分為：機身復合材料，航空發(fā)動機復合材料、飛機內(nèi)部復合材料。2012年，機身所用復合材料占總體的64.6%，航空發(fā)動機復合材料占6.9%，飛行器內(nèi)部占28.5%;預期到2018年，機身所占比重會提高到77.4%，航空發(fā)動機占4.8%，飛行器內(nèi)部占17.8%。如下圖所示：

　　全球復合航空材料市場

　　數(shù)據(jù)來源：弗若斯特沙利文

　　2011年，全球航空復合材料市場的總產(chǎn)量是9,765噸，預計2018年的總產(chǎn)量為20,189噸，年復合平均增長率為10.9%。

　　四大要素推動全球復合航空材料市場增長

　　1，復合材料在新研制航空器中使用量增加

　　隨著復合材料技術的進一步成熟，新研制航空器的復合材料用量也在大幅度提高，例如，預期在2013年運行的空客A350，復合航空材料重量達41.6噸，占總航空器重量的40%;空客A380復合材料重量達46.8噸，占總航空器的20%;通用電氣的GEnx發(fā)動機復合材料用量達0.998噸，占航空發(fā)動機重量的15%。

　　2，復合材料性能好，材料質(zhì)量減小，有更高的耐沖擊強度。

　　復合材料的質(zhì)量更輕，性能更優(yōu)。主要體現(xiàn)在以下三個方面：

　　(1)質(zhì)量更輕

　　在航空器內(nèi)使用復合材料可比使用金屬材料減輕40%的重量，從而提高航空器的燃油效率，減小燃油花費。

　　(2)性能更優(yōu)

　　使用復合航空材料也獲得高的比強度(比強度=強度/密度)，很高的疲勞壽命，很強的抗腐蝕能力。這使航空器擁有更強的抗沖強度，使得航空器的安全性得到提高。

　　(3)其他好處

　　復合材料具有噪音更小、抗震能力強、不易變形、隔熱效果好等優(yōu)點。

　　3，制造復合航空材料零件的技術提高

　　新的復合航空材料制造方法有非熱壓罐工藝(OOA)，真空袋成型技術(VBO)，壓縮鑄造法等。例如，非熱壓罐工藝(OOA)技術，使復合航空材料大量應用在航空器上成為可能，傳統(tǒng)的熱壓處理對零件的大小和產(chǎn)量都有限制，且工序繁雜，加工時間長，加工溫度高。使用OOA方法制造復合材料，可有效克服這些問題，并降低成本，降低廢品率。

　　4，一體化加工帶來的效益

　　新的復合航空材料采用一體化的加工辦法，給復合材料的大規(guī)模生產(chǎn)和應用帶來益處。

　　(1)減小航空公司的運營成本，尤其是維護維修費用;

　　(2)由于各個部件加工成一體，半成品和緊固件的數(shù)量減小，使得裝配工序變得簡易。

　　(3)溫室效應氣體的排量減小，更環(huán)保，符合相關法律法規(guī)。

　　三大限制因素阻礙航空復合材料的發(fā)展

　　1，復合材料存在一些固有缺陷，如可回收性差，標準化沒有健全等

　　(1)碳纖維增強復合材料的可回收性差，目前全球正在努力提高廢品的可回收性，例如，英國的諾丁漢大學就通過對高分子碳纖維的化學分解來回收材料。

　　(2)不同的供應商供應的樹脂和半固化片的標準不統(tǒng)一，導致飛行器安全標準不易制定。

　　(3)復合材料一旦變形，就無法恢復到以前的形狀，需要用補丁修復，小的部件則要整個替換，從這個角度講，這就大大增加了維修費用。

　　2，金屬或金屬復合材料的威脅

　　(1)發(fā)動機內(nèi)核在工作時溫度很高，一些性能優(yōu)良的金屬，如鎳和鈦，可大量使用在發(fā)動機中。而復合材料不能太靠近發(fā)動機內(nèi)核，因為高溫會影響復合材料性能。但是，在飛機的引擎機艙和風扇葉片可大量使用復合材料。

　　(2)鋁適用于飛機機身的制造，且投入使用已有一段時間。但是，飛行器代理制造商也希望能夠使用金屬復合材料(MMC)，如A380就使用了GLARE這種復合材料制造機身。

　　3，制造費用高，只有大型航天器用比較經(jīng)濟

　　航空器的尺寸是決定能否大量使用復合材料的關鍵因素之一。大型航空器，如，A350和B787的機身就大量使用復合材料，占整個機身重量的40%。飛行器越小，使用的復合材料也越少。另一方面，在短途商務噴氣式飛機上使用傳統(tǒng)的金屬材料，可節(jié)省燃料。小型噴氣式飛機制造商(如巴西航空)正在考慮在一些大的部件上使用復合材料(如機身和機翼)，但這還需取決于以下兩個因素：

　　(1)制造技術的發(fā)展;

　　(2)成本的分析，包括加工費，維修費，設備投資費用，加工費等。

　　全球復合航空材料市場展望

　　隨著全球經(jīng)濟的復蘇，全球的航空業(yè)呈現(xiàn)強勁的發(fā)展勢頭，預計2011-2030年，全球的航空市場的年復合平均增長率可達4.8%。然而，隨著航空業(yè)的發(fā)展，溫室氣體排放現(xiàn)象越來越嚴重，飛行器制造商采取有效的措施，符合溫室氣體排放的相關法律。除此之外，航空復合材料的價格競爭越來越激烈，例如，在1994年，航空復合材料為145美元一公斤，到2012年僅為45美元一公斤。

　　競爭格局

　　在2011年，全球航空復合材料市場總產(chǎn)量的76.0%來自于排名前三位的公司。Hexcel公司是航空復合材料市場的領頭羊，他們?yōu)橐恍┐蠊��?如波音公司)提供生產(chǎn)機身、機翼和飛機內(nèi)部所需的復合材料，該公司2011年占市場總額的31.7%。Cytec公司為一些大型航空器生產(chǎn)公司提供碳纖維和半固化片，2011年，占市場總額的27.5%。Toray公司主要銷售碳纖維復合材料，他們正在慢慢進入復合材料半固化片市場，例如，在2006年，Toray公司與波音公司簽了16年的合同，為他們提供碳纖維半固化材料，這類合作很可能加大Toray公司的市場分額。

　　行業(yè)趨勢及預測

　　未來的航空復合材料將會有如下三大趨勢：

　　1，注重生產(chǎn)的自動化，這是節(jié)省成本，減小產(chǎn)品缺陷，提高產(chǎn)量的關鍵。

　　2，無論是從產(chǎn)值還是產(chǎn)量來看，航空器機身都是復合航空材料的主要應用領域，且使用OOA方法制造航空復合材料將會被推廣。

　　3，樹脂傳遞模塑成型工藝，壓縮工藝，注射成型工藝會因碳纖維增強材料和先進的熱塑性塑料的推廣而被大量使用。

責編：admin