碳纖維3D一體成型機織技術，軍民融合機會來了

南極熊導讀：碳纖維的應用廣泛，但傳統(tǒng)的采用鋪層技術。如果采用來自軍工的技術——碳纖維3D一體成型機織，那么將可能帶來全新的應用市場機會。雖然有專家提到“我每一次做3D打印報告，有老太太打毛衣也是增材制造，我們小姑娘幾十年前就打了，怎么第三次革命，增材制造跟3D打印不是一回事”。但南極熊收到不少用戶對碳纖維打印技術的需求咨詢，此技術不失為一種可能的方案。

△南極熊配圖：市場上已有的碳纖維制品

2018年11月27-28日，2018增材制造全球創(chuàng)新大賽上，南極熊現(xiàn)場看到了一些3D打印好項目的路演。

△碳纖維3D一體成型機織技術項目聯(lián)合創(chuàng)始人何彬先生


下面是現(xiàn)場速記，南極熊希望可以很好還原其項目路演過程。

碳纖維3D一體成型機織技術

何彬：

軍工級別的碳纖維3D一體成型機織技術

我們團隊帶來“碳纖維3D一體成型機織技術”。這個技術是我們國家的戰(zhàn)略預研技術，之前是應用在航空航天方面，技術成型后，在國家海軍上先做的應用，因此我們技術發(fā)明人獲得了國家當年的科技成果獎。

現(xiàn)在生產流水線是位于北京重點軍方的科研機構內�，F(xiàn)有3D碳纖維機織技術和市場上鋪層技術做了一個對比，優(yōu)勢在于整體人工成本和效率都要比現(xiàn)有鋪層技術改進很多，目標是最終可以做到大批量生產和低成本化。這個技術可以應用的行業(yè)有風力發(fā)電葉片、汽車整車車身制造里面減重的模塊，包括部分零件，像無人機、大型客機、3C產品、文體用品，在碳纖維復材領域上需求量非常大，同時包括像軌道交通領域，也是應用了很多。

我們所針對行業(yè)目標是車身輕量化，尤其是針對新能源汽車領域，在國家十三五規(guī)劃要求里面，增材復材和新能源汽車是我們未來大的發(fā)展方向，也是明確有大量需求。

市場前景及優(yōu)勢

從2020年新能源汽車市場預測來看，全球新能源汽車年均有2000萬輛，我們國家市場達到500萬輛以上。從新能源汽車行業(yè)車身減重零部件市場需求來看，這個市場將達到萬億級市場。

為什么我們說碳纖維復材用在車身輕量化效果是最好的，我們用碳纖維和鎂合金、鋁合金、高強度鋼進行比較，減重效果最佳，碳纖維是最好的可替代產品。尤其在新能源汽車行業(yè)，電池遇到一個很大的瓶頸，把車身重量減掉30%甚至減掉一半，整個車的續(xù)航有非常好的提高 維護成本整體降低。

碳纖維在重量、鋼性、強度上都有非常好的優(yōu)勢，碳纖維復材面臨的問題是什么？成本過高，它的成本在原材料相對穩(wěn)定的情況下，單一部件整體成本高于其他材料，這是市場上最大的痛點。

△寶馬的碳纖維零件生產線

碳纖維材料在車身減重很多方面可以有很多應用，像寶馬整車碳纖維車身。兩個人可以抬起來，小女孩可以把保險杠抬起來，凸現(xiàn)碳纖維復材的優(yōu)勢。

碳纖維3D一體成型核心技術

核心競爭力是3D一體成型技術以及智能制造流水線技術，通過技術整合達到了整體生產效率較高，成本低。我們做了一個技術對比，編織法是最傳統(tǒng)碳纖維成形的方式，鋪層法是當今現(xiàn)代比較主流碳纖維復材制作方式，后面是3D機織技術。

從原材料成本來說，能比現(xiàn)有主流技術節(jié)省30%到40%。從生產效率來說，至少可以提高兩到四倍，同時從損耗率上人工成本上也是有一定的優(yōu)勢，列這個表綜合重點是希望大家可以看到，其實我們針對碳纖維在車身輕量化來說，我們可以做到讓汽車減重達到40%到50%，這是最終目的，同時將整車車身成本也可以降低至跟金屬車身近似的水平，這才是最重要的。

這是之前獲得國家科技成果獎的證書，包括相關專業(yè)技術以及發(fā)布的論文。論文標題寫高厚玻璃纖維布的方法，是因為那個時候還沒有脫密，不能說碳纖維，當時要求比較嚴。

團隊介紹

我們的核心技術團隊，吳教授是這個項目第一完成人，1992年國務院下達這個預研技術，第一接手人是（黃固）先生，是我國紡織領域第一人，由他帶領團隊做了整體研究。

我一直做大數(shù)據和運營，跟教授認識了14年，在這個行業(yè)學習了很多。包括王教授，之前專門在日本京都工藝纖維大學進修，學習鉆研了很多年。

競品分析

競品分析方面，與光威復材和康德復材進行對比。光威復材國內頂級碳纖維在軍工領域龍頭企業(yè)，從財報來看非常厲害�？档聫筒脑谔祭w維領域做民品，它的民品重點用在汽車車身零部件，現(xiàn)在在廊坊有四個車間，車間主要生產針對與新能源汽車零部件。我們也跟康德復材技術人員和市場部進行了解，他們現(xiàn)在用的主流方式就是鋪層法，未來有競爭關系，但更多有合作空間和機會。

從這個角度來說，為什么對現(xiàn)有的技術比較有信心，舉一個例子拿現(xiàn)有的技術跟德國西格里公司作對比，德國寶馬公司汽車零部件都是由德國西格里公司提供，今年4、5月份的時候，康德復材收購了寶馬西格里公司，西格里在汽車領域里做碳纖維零部件最好的，從我們的角度來說，我們從生產整體效率，包括整個產品穩(wěn)固程度來說，要比西格里優(yōu)秀。

另外的競品公司是一家美國企業(yè)，這家企業(yè)實驗室技術研發(fā)出來，用碳纖維3D打印技術打印自行車車架，從它的技術理解來說是一個疊加打印，得到了美國本土2000多萬的融資，目前也還沒有市場化。

這是我們生產流水線的大致情況，其實我們針對于主機廠進行合作，做到從整車和零部件設計上協(xié)助主機廠，從材料預浸、3D機織成型等整套技術為主機廠進行設計合作。舉個例子，布鞋大家都穿過，布鞋大部分是膠粘的，我們的技術好比于多了一個Z軸，有X軸Y軸和Z軸，從整體構造上發(fā)生了改變。

專家點評

王成燾：你這不是打印是編出來的，你符合增材制造這個概念，我每一次做3D打印報告，有老太太打毛衣也是增材制造，我們小姑娘幾十年前就打了，怎么第三次革命，增材制造跟3D打印不是一回事，你這個跟打印有什么關系，沒有關系。

何彬：我們屬于相對邊界有點模糊，我不是專家不太懂，3D打印是一種技術，包括用的材料，粉末、液態(tài)跟3D打印比較貼近，但是對于我們來說，我們以純物理的方式進行，尤其是X軸、Y軸、Z軸的方式，是3D一體成型技術，不是3D打印技術。

侯杰：搞的很保密沒有太多資料，編織不說了，廣東發(fā)達一塌糊涂了，我只說無論未來汽車，碳纖維打印，不要說100%碳纖維，60%以上的碳纖維如果能解決量產問題，三軸成形方式，你這個市場不得了了。相對來說，3D打印不論怎么樣還是基于熱源，非基于熱源的疊加都是叫這個詞，還是基于熱源的疊加，項目是挺好的，因為你搞的項目挺保密，圖片、工作流程、工作過程、操作截面都沒有，無論在碳纖維這個領域怎么說都不過分，但是相對來說確實就是要解決量產問題，如果能解決誰都知道。

吉果：請問一下，工藝做完之后還是要進熱壓罐嗎？

何彬：不用。

吉果：其實你花了很多時間在論證碳纖維未來的市場，跟3D打印沒有關系，碳纖維能爆發(fā)，碳纖維一直沒有爆發(fā)的原因，我覺得尤其在工業(yè)應用，在汽車行業(yè)主要有兩個，一個是進入熱壓罐，工藝既費時費耗能又花錢。二是用于汽車生產的話，汽車生產對于速度要求非常高，我現(xiàn)在所有傳統(tǒng)工藝生產速度跟不上汽車產業(yè)生產速度，碳纖維阻礙在這。

你舉新能源汽車產業(yè)，與其說關注汽車，不如看看它的新能源汽車里面的電池，像（CATL）未來的方向，電池的箱體要從鋁合金的箱體變成復合材料的箱體，而且這個可能竟然請來要比整車要快得多，你光看他們一家在新能源汽車未來碳纖維復合材料箱體這一塊市場，我覺得都會比整車這種結構件市場來的更現(xiàn)實一些。

何彬：從市場定位來說，我們剛才講在新能源汽車行業(yè)，這個市場非常巨大，我們跟一汽、上汽、中車的專家都溝通過，他們有需求，但是不知道怎么突破。剛才像您講了，不如去做電池殼這方面的減重，我們跟京農（音）集團做的壓力罐，包括上海也是，這個市場反而更好切入，因為從整體設計來說，要求沒有那么大，其實對于我們來說，體育用品行業(yè)也是我們一個目標行業(yè)，說的最簡單我們想發(fā)展和活下來，最快應該先做體育行業(yè)，包括之前一家知名大型體育用品公司找過我們教授討論過這個問題，從產品快速資金回收，體育行業(yè)才是最快適合我們的。

王成燾老師說的問題，這個技術照片沒有，我們是一個初創(chuàng)團隊，今年剛剛開始出來做市場，這個技術也是從今年才完全轉到民用化，我們跟沙特和比利時兩大500強世界級企業(yè)溝通過，他們給我們打電話說想看看我們的東西，但是因為權限的原因我們說帶不進去看生產線，，這是我們的痛點，我們現(xiàn)在需要把我們的技術以小樣機的方式給行業(yè)企業(yè)展現(xiàn)出來，如果解決這個問題，這個市場是巨大的，我們想的是如何解決用流水線生產，大家可以認為它就是紡織機織，我們織毛衣是線，我們替換一下它是碳纖維原絲，把它做成不同的產品這才是優(yōu)勢。

紡織技術在中國幾千年，中國是紡織技術最頂尖的國家，把它流水線生產化，替換成碳纖維，加上自己的軟件技術，這樣才是解決當下問題的關鍵。