Обзор новых технологий, продуктов и применений углеродного волокна и композитов в 2025 году.  

Исследования в области углеродного волокна в 2024 году были плодотворными, и такие компании, как tokyu, mitsubishi chemical, hicku, фотосинтез, midwikileaf и другие углеволоконные волокна, как в японии, так и за рубежом, работали вместе, и ключевыми словами в разработке стали высокие модели, перерабатываемые, биохимические, термопластические материалы.Инновационный контур применения углеродного волокна продолжает углубевать исследования в областях высококачественных спортивных товаров, орбитального транспорта, eVTOL, 3D печати, строительства мостов, структурных батарей и т.д.

Ниже приведены в порядок новые технологии, новые продукты и новые применения в области углеродного волокна в части 2024 года:

Японская компания Toray запустила в производство новый автомобиль из углеродного волокна TORAYCA™ M46X

10 января компания Toray выпустила углеродное волокно TORAYCA™ M46X, которое примерно на 20% прочнее, чем остальные модели серии TORAYCA™ MX, сохраняя при этом высокий модуль упругости при растяжении. Говорят, что TORAYCA™ M46X способен контролировать кристаллическую структуру графита внутри волокна на наноуровне, используя процесс управления структурой Toray, чтобы улучшить ориентацию волокна и повысить прочность на разрыв.

Корпорация материаловедения США разрабатывает углерод-углеродные композитные материалы сверхвысокой плотности

23 января компания заявила, что успешно применила технологию спекания с использованием в полевых условиях (FAST) для разработки углерод-углеродных композитов сверхвысокой плотности. Новая технология увеличивает стойкость к абляции и окислению углерод/углеродных композитов почти в 20 раз, и, как ожидается, будет применяться к кончикам носа и компонентам передней кромки, таким как гиперзвуковые ракеты с высокими требованиями и баллистические входы в атмосферу.

Mitsubishi Chemical разрабатывает сверхвысокопрочные композиты на основе углеродного волокна

28 февраля компания Mitsubishi Chemical Advanced Materials Co., Ltd. успешно разработала сверхвысокопрочный композитный материал, армированный углеродным волокном, который может быть отлит под давлением толщиной 0,3 мм. Благодаря использованию специальной композитной технологии он обладает более высокой прочностью и жесткостью, чем обычные пластмассы, отлитые под давлением. Серия продуктов компании KyronMAX изготовлена из коротких углеродных волокон, смешанных в термопластичные смолы для достижения самых высоких уровней прочности пластиковых материалов для литья под давлением, с максимальной прочностью на разрыв 383 МПа, что более чем на 70% выше, чем у смол, армированных стекловолокном общего назначения, и более чем на 30% выше, чем у смол, армированных углеродным волокном общего назначения.

Национальная лаборатория Оук-Ридж Министерства энергетики США разрабатывает динамическую сшивающую углепластику

Национальная лаборатория Оук-Ридж (ORNL) Министерства энергетики США разработала замкнутый контур для синтеза чрезвычайно прочных полимеров, армированных углеродным волокном, и последующей переработки всего их сырья. ORNL добавляет динамическую химическую группу к полимерной матрице и встроенным в нее углеродным волокнам, специальный спирт, называемый пинаколом, вместо ковалентных связей сшивающего агента, для формирования динамических связей, которые обеспечивают сильную межфазную адгезию к волокнам и полимерам, и могут быть разблокированы с помощью тепла или химического воздействия по мере необходимости для достижения разделения и восстановления между углеродными волокнами и полимерами.

Hatch запустил в производство продукцию IM9 24K из непрерывного углеродного волокна

5 марта компания Hatch представила новый непрерывный углеродный волок HexTow®IM9 24K для изготовления первичных и второстепенных конструкционных деталей в аэрокосмической промышленности на выставке JEC World. HexTow IM9 24K Непрерывное углеродное волокно®представляет собой низкое волокно среднего модуля, состоящее из 24 000 мононитей. Средняя прочность на разрыв составляет более 6300 МПа, модуль упругости при растяжении – 298 ГПа, а относительное удлинение – 1,9%. Прочность на разрыв нового продукта на 12% выше, чем у волокна IM7 от Hexcel, которое в настоящее время ориентировано на высокотехнологичные аэрокосмические приложения.

Mitsubishi Chemical представляет препреги из углеродного волокна на биологической основе

12 марта компания Mitsubishi Chemical объявила о разработке углеродных волокон BiOpreg #400 с использованием смол растительного происхождения. Усердно разрабатываемый BiOpreg #400 содержит до 25% биомассы благодаря пропитке растительной смолой. Новый препрег обладает теми же характеристиками, что и традиционные препреги, и может обрабатываться и формироваться таким же образом.

Композитное углеродное волокно Guangwei M60J успешно сошло с производственной линии

Изделия из углеродного волокна M60J, разработанные и произведенные компанией Weihai Development Fiber Co., Ltd., дочерней компанией Guangwei Composites, успешно сошли с производственной линии, успешно реализовали проектирование и индустриализацию и заполнили пробел на рынке в этой области в Китае. По сравнению с первым поколением углеродного волокна, модуль углеродного волокна M60J более чем в два раза выше, чем у 588 ГПа.

Hatch представляет новую тканую армированную ткань HexForce®1K

10 сентября компания Hatch объявила о выпуске нового тканого армированного полотна HexForce®1K. Легкая ткань, в которой используется запатентованное компанией Hearst углеродное волокно HexTow® AS4C 1K, является крупным прорывом в области композитов для производства высокопрочных композитов с малым весом. Основная технология тканого армированного материала HexForce® 1K заключается в углеродном волокне 1K, которое в нем используется. Это волокно состоит из 1000 мононитей в пучке, и преимущество углеродного волокна 1K по сравнению с традиционными углеродными волокнами в размерах 3K, 6K или более крупных заключается в том, что оно чрезвычайно легкое по весу и в то же время чрезвычайно прочное.

Японская технология углеродного волокна Toray была одобрена Американским бюро судоходства

13 сентября технология литья с вакуумным переносом смолы для ремонта судов на месте, разработанная японской корпорацией Toray Industries, получила сертификат типа Американского бюро судоходства (ABS). Эта технология предназначена для морских плавучих установок добычи, хранения и транспортировки, а также морских плавучих установок для хранения и отгрузки, и использует углепластики, армированные углеродным волокном, в качестве стандартного метода технического обслуживания судов для деталей оборудования, уменьшение толщины оборудования, вызванное коррозией.

Toray Zoltek запускает новый продукт из углеродноговолокна

Компания Zoltek, дочерняя компания Toray Japan, выпустила новый карбоновый принтер PX35-7. Этот новый продукт представляет собой новый продукт, который может быть совместим с системами винилэфирных смол, в основном из-за растущего спроса на изделия из углеродного волокна для винилэфирных смол на конечном рынке в последние годы. Углеродное волокно PX35-7, основанное на запатентованном проклеивающем агенте Zoltek, изготовлено из волокон-предшественников полиакрилонитрила (PAN) в спецификации 50K Large Tow, которая демонстрирует отличную адгезию и совместимость с подложками из винилэфирной смолы, обеспечивая высокий выход и стабильные механические свойства.

Toyobo разрабатывает новый тип композитной пряжи из углеродного волокна

23 октября японская компания Toyobo Fiber Co., Ltd. применила свою уникальную технологию прядения композитного волокна для производства композитной пряжи из углеродного волокна и поликарбонатного волокна «CfC Yarn ®», обладающей отличной ударопрочностью и устойчивостью к атмосферным воздействиям. "CfC yarn" ® - это композитная пряжа из углеродного волокна, которая сочетает в себе углеродное волокно и термопластичное волокно в трехслойную структуру. Структура пряжи основана на уникальной технологии прядения композитов компании, культивируемой в течение многих лет, и она обладает непроницаемостью композитной смолы, необходимой для получения высокой прочности и мягкости, которую можно легко формовать в различные формы и конструкции в соответствии с различными формами.

Чжунфу Шэньин помогает лопастям береговой ветряной турбины выйти из строя

21 января 131-метровые лопасти береговой ветряной турбины компании Sany Renewable Energy были успешно сошли с конвейера в промышленном парке Digital Intelligence с нулевым выбросом углерода в Баяннуре, а их основным материалом было крупное высокопроизводительное углеродное волокно 48K мокрого прядения, предоставленное компанией Zhongfu Shenying. Лопасть установила новый рекорд самой длинной в мире лопасти для береговой ветряной турбины, ознаменовав собой крупный прорыв в поставках углеродного волокна 48K large tow для сухого струйного мокрого спиннинга Zhongfu Shenying в области поставки лопастей выше 100 метров.

Gemini представляет новую пластину из углеродного волокна

Gemini представляет свою новую пластину из углеродного волокна Rigel, пластину из положительного и отрицательного углеродного волокна 1x Gemini Rigel, изготовленную из «кованого» углеродного волокна и алюминиевого сердечника, прочного, долговечного, легкого и аэродинамичного. По словам Gemini, пластина 3T, которая поддерживает болтовые кольца SRAM 30, весит всего 39 граммов.

Композитная ветровая электроуглеродная балка Guangwei была сертифицирована классификационным обществом DNV

В феврале продукция Guangwei Composites из углеродных балок для ветроэнергетики успешно получила сертификаты DNV TYPE APPROVAL и SHOP APPROVAL, что свидетельствует о том, что продукция компании из углеродных балок была признана мировым авторитетом в ветроэнергетической отрасли, демонстрируя профессиональную силу компании и надежное обслуживание в области углеродных балок для ветроэнергетики. До этого препреги компании прошли сертификацию DNV, что может служить в строительстве ветроэнергетики вместе с углеродными балками ветроэнергетики и способствовать достижению пика выбросов углерода и углеродной нейтральности.Формовочный обтекатель из композитного углеродного волокна от Tianbing Technology

На интеллектуальной производственной базе Чжанцзяган большая жидкостная ракета-носитель Tianlong-3 (TL-3) компании Tianbing Technology успешно завершила испытание отделения обтекателя. Имея диаметр 4,2 метра и длину около 13 метров, обтекатель TL-3 изготовлен из полностью углеродных композитных материалов, что является самым большим обтекателем в коммерческой аэрокосмической промышленности Китая и самым большим обтекателем из углеродного волокна в Китае.Коммерческое метро из углеродного волокна выпустили в Циндао

26 ИЮНЯ В ЦИНДАО БЫЛ ОФИЦИАЛЬНО СПУЩЕН НА ВОДУ ПЕРВЫЙ В МИРЕ ПОЕЗД МЕТРО ИЗ УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА «CETROVO 1.0 CARBON STAR EXPRESS». Поезд был разработан CRRC Sifang Co., Ltd. и Qingdao Metro Group для линии метро Циндао, а его основные несущие конструкции, такие как кузов вагона и рама тележки, изготовлены из композитных материалов из углеродного волокна, что обеспечивает новое улучшение характеристик транспортного средства. 21 декабря чиновник сообщил, что проект демонстрационного поезда из углеродного волокна успешно прошел экспертизу и будет введен в эксплуатацию в ближайшее время.

Углепластиковый eVTOL совершил первый полет

В июле электрический пилотируемый летательный аппарат вертикального взлета и посадки «летающая тарелка» совершил свой первый полет в приморском парке Дамейша, район Яньтянь, Шэньчжэнь, провинция Гуандун. Сообщается, что eVTOL построен компанией Shenzhen Zhihang UAV Co., Ltd., а шасси изготовлено из композитных материалов, таких как углеродное волокно и алюминиевый сплав авиационного класса, который обладает как высокой прочностью, так и малым весом.

Первая в Китае машина для проверки технологии 3D-печати из композитного волокна полностью из углеродного волокна успешно прошла испытания

26 июля команда по проектированию и производству передовых композитных материалов и команда по проектированию и производству самолетов Школы аэронавтики, астронавтики и механики Университета Тунцзи вместе со студией Chasing Wind Шанхайского института проектирования и исследований самолетов COMAC успешно применили технологию 3D-печати композита с непрерывной матрицей, армированной углеродным волокном, для изготовления первой отечественной машины для проверки технологии 3D-печати из композитных материалов, полностью основанных углеродным волокном, «Тунфэй No 1», которая была успешно протестирована, и полет самолета для проверки был стабильным. Демонстратор имеет компоновку стреловидного крыла с размахом крыльев 2,1 м и взлетной массой всего 1400 г.

Завершен проект по нанесению горизонтального кабеля из углеродного волокна

15 августа был успешно завершен монтаж горизонтальных тросов из углеродного волокна для основного канал-моста моста через реку Чантай Янцзы. Для того, чтобы играть роль продольной удерживающей системы температурно-адаптивных башенных балок, строительная бригада разработала углепластиковый композитный материал с пределом прочности на разрыв 2600 мегапаскалей, а соответствующие научно-исследовательские достижения вышли на международный лидирующий уровень. Горизонтальный кабель моста состоит из 127 проводов диаметром 7 мм из композитных материалов из углеродного волокна, что в настоящее время является самой большой длиной кабеля из углеродного волокна в мире и крупнейшим крупномасштабным проектом, с длиной одного горизонтального кабеля 559 метров и общим весом 130 тонн 28 горизонтальных тросов на мосту.

В Гонконге спущен на воду электрический пассажирский паром, полностью состоящий из углеродного волокна

9 сентября в Наньша, Гуанчжоу, был спущен на воду 400-местный пассажирский паром с аккумуляторной силовой установкой «New Pearl 39» компании Hong Kong New Ferry. Судно построено с использованием отечественных материалов из углеродного волокна, что нарушает техническую монополию на высококачественные импортные материалы из углеродного волокна на отечественных пассажирских судах. После того, как отечественное углеродное волокно собственной разработки сочетается со смолой, его характеристики эквивалентны импортным материалам.

Китайские тяжеловесные железнодорожные вагоны из углеродного волокна официально сошли с конвейера

10 сентября первая партия тяжеловесных железнодорожных вагонов из углеродного волокна, самостоятельно разработанных Китаем, официально сошла с конвейера в Цицикаре, провинция Хэйлунцзян. Всего с конвейера сошло шесть вагонов, и все они впервые были изготовлены из новых материалов на основе углеродного волокна. Вес грузового вагона составляет всего 18 тонн, нагрузка достигает 82 тонн, а объем – 94,3 кубических метра, что является самым высоким уровнем коаксиальных тяжелых железнодорожных грузовых вагонов в Китае, а общая технология транспортного средства является ведущей в мире. Предполагается, что первая партия сверхмощных железнодорожных вагонов из углеродного волокна будет отправлена на перевозку угля для большегрузных грузов.

Углеродное волокно SGL помогает укрепить автомобильный мост

BW399c, автомобильный мост длиной 64 метра на автомагистрали A3 недалеко от Нюрнберга, Германия, усиленный большим углеродным волокном SGL 50k SIGRAFIL®. Проект, выполненный по заказу Die Autobahn GmbH des Bundes, был удостоен награды German Steel Engineering Award 2024.

Легкие термопластичные композитные балки Тейджина используются в гоночных автомобилях Формулы Е

Японская компания Teijin, немецкая компания Herone GmbH и британская компания Envision Racing совместно разработали композитную балку из термопластика Tenax™, специально предназначенную для гоночных автомобилей Формулы E. Это сотрудничество демонстрирует сочетание передовых достижений в области материаловедения и передовых производственных процессов, а также подчеркивает важную роль инновационных партнерств в продвижении решений для устойчивого будущего.

Гигантские принтеры помогают построить самую большую в мире ракету из углеродного композита

Rocket Lab использует 90-тонный гигантский 3D-принтер, автоматизированную машину для укладки волокна (AFP). Машина AFP изготавливает слои углеродного волокна с головокружительной скоростью и возводит сложные конструкции со сверхвысокой точностью. В настоящее время компания строит нейтронные ракеты с использованием машин AFP, что, как ожидается, сократит время производства ракет на 150 000 человеко-часов, что значительно повысит эффективность производства нейтронных ракет и сделает их более экономичными. После завершения строительства нейтронная ракета станет самой большой в мире ракетой из углеродного композита.

Южнокорейская батарея KIST с композитной структурой из углеродного волокна

В начале декабря Центр энергетических исследований Корейского института передовых наук и технологий (KIST) разработал новый тип батареи с композитной структурой из углеродного волокна, которая может значительно увеличить плотность энергии при сохранении превосходных механических свойств. В батарее новой конструкции объемная доля углеродного волокна (электрода, токосъемника) увеличена примерно на 160%, что увеличивает площадь контакта между электродом и электролитом, тем самым увеличивая плотность энергии. В то же время, усиление углеродным волокном также значительно улучшает механические свойства аккумулятора.