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四位日方高级专家,带你全面解读碳纤维复合材料“背后的故事”
众所周知,日本作为碳纤维领域首屈一指大国强国,在技术和产能方面领先多个国家一个时代。尤其是号称是日本碳纤维生产三大巨头的东丽、帝人和三菱,在碳纤维领域占据全球一半的产能。日本也有全球著名的汽车制造商,如丰田、本田、马自达、三菱等,同时日本国内研究领域对纤维及复合材料的生产、加工及利用方面耕耘多年,形成众多具有特色的中型企业,第三届碳材料大会将邀请四位著名的复合材料专家前来分享工作。
简单分享一下日本碳纤维的崛起之路
在20世纪90年代欧美企业纷纷退出碳纤维生产领域的背景下,日本企业之所以能够在碳纤维领域突出重围,一般认为有三方面原因:
(1)技术上。碳纤维以丙烯腈基为主,日本的碳纤维龙头企业东丽、帝人和三菱都曾是纤维制造商,有生产纺织服装用丙烯腈纤维的经验。而许多欧美碳纤维厂商原先为化工企业,在纤维制造技术方面缺乏优势;
(2)市场上。碳纤维是高技术和高附加值产品,在发展初期产品性能一般,无法胜任航天军工等领域的要求,而且彼时航天军工市场对于使用碳纤维作为替代材料的动力也不足,因此许多欧美企业以航空和军工作为切入点时受挫,并出现产能过剩以致亏损。日本企业以体育休闲市场为突破口,产品性能可以很好地满足该市场的需求,并且在20世纪70年代后半期世界油价飙升,以日本东丽为代表的日企借着民用航空急需寻找轻质材料以减轻油耗的东风,顺势切入航空等更高端的市场。
(3)资金上。碳纤维生产具有投资高、成本回收期长以及终端市场不确定等特点,因此许多企业最终退出了碳纤维生产领域。
碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)制备的基本要素包括增强材料、基体材料和成型工艺,其中,日企在增强材料和成型工艺上均做出了较大努力。
(1)增强材料:进一步提高了碳纤维的拉伸强度和弹性模量,降低生产成本。
(2)成型工艺:虽然日本的FRP技术不及欧美,但是在全球金融危机后,日本针对飞机、汽车和一般产业方向加大了研发力度,并取得显著成效,尤其在汽车结构材料的成型技术方面已跃居世界领先水平。
下面看一下已经确定出席第三届国际碳材料大会碳纤维复合材料会场的两位嘉宾。
长冈 猛博士
个人简介:长冈 猛,1969年神户大学的研究生毕业,1969-2013神户钢铁工程师,2003年获得京都工艺纤维大学博士学位,2013退休后到日本中部宇宙研发中心,2013-2016年任名古屋大学的教授,2016年开始任岐阜大学的客聘教授,同年建立了独立的技术咨询公司(长冈国际技术士事务所),日本汽车复合材料学会(SAC)前会长。本次活动,长冈 猛博士将重点分享碳纤维的回收利用现状。
倪庆清教授
个人简介:倪庆清教授1993年于国立京都工艺纤维大学获得博士学位,先后就职于日本国立京都工艺纤维大学、日本国立信州大学。现任信州大学教授。在日本材料学会及机械学会获得过多项科技奖。有20多年的教学和研究经验。研究领域主要为复合材料结构及工程力学,智能工程,复合构造体健全诊断系统等。近年在功能材料、纳米材料、噪音防止、电磁波安全保障系统等领域内也取得了一系列成果。主持/参加日本文部科学省重大及大型项目以及其它基金项目50多项。已发表学术论文300多篇,专利多项,专著10多册。任日本信州大学机械/机器人学科学科长,日本材料学会复合材料委员会(JSMS)会长,日本材料学会北陆信越支部支部长日本复合材料学会(JSCM)终身会员,日本机械学会代表会员,浙江省特聘教授。
此外还将有东京大学、日本大学等SAC的理事会员出席活动,精彩内容将会不断更新。
日本汽车复合材料学会SAC介绍
在汽车行业中,通过大量采用塑料/纤维复材来实现车辆的安全性与轻量化是发展的必然趋势。然而,要实现汽车复合材料零部件的大规模生产还需要面临新的技术挑战。为了实现低成本制备,2012年3月汽车复合材料学会( Society of Automobile Composite, SAC)在日本成立,将复合材料的原料、成型方法、结构/链接、汽车装配等工厂组织起来共同讨论最佳方案。目前在日本已发展294家企业,并每三个月举行一次分科会内部汇报以及每年一次全体会议。SAC 2017年会首次在日本以外的国家的举行,旨在扩大研讨范围,强化国际合作,进一步推动以塑替钢的进程。
部分核心会员
岐阜大学(日本)
京都工艺纤维大学(日本)
丰田汽车公司(日本)
马自达汽车公司(日本)
三菱汽车公司(日本)
本田汽车有限公司(日本)
日本ESI公司(日本)
东雄技研株式会社(日本)
凯多公司(日本)
北陆玻璃纤维技术株式会社(日本)
日本津田驹公司(日本)
狮子出光复合材料有限公司(日本)
三菱工程塑料株式会社(日本)
美津浓技术有限公司(日本)
丰田纺织公司(日本)
福井纤维技术株式会社(日本)
菱江化学株式会社(日本)
中部航空航天工业技术中心(日本)
村田机械公司(日本)
东华大学(中国)
SAMPE复材轻量化专业委员会(筹)
中国化学纤维工业协会高新技术纤维专业委员会(中国)
Carbontech 2018
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具体安排以现场为主,将会持续更新。
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