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【真空】真空辅助材料总体情况及行业竞争格局和发展趋势
来源:复合材料社区 | 作者:转载 | 发布时间: 531天前 | 105 次浏览 | 分享到:
真空辅助材料主要应用于复合材料成型工艺,其需求在各个地区普遍存在,因此行业不存在区域性限制。真空辅助材料行业全球起步较晚,其中耐极高温系列产品仅有少数跨国企业集团可以生产供应。

下游应用场景对产品技术水平具有明确的技术指标要求,风电叶片制造所使用的真空辅助材料耐温度要求通常在 150℃附近,航空航天用真空辅助材料的耐温度要求通常超过 200℃。


资料来源:普华有策


1、市场总体情况

真空袋薄膜、导流网、隔离膜、脱模布、密封胶带、灌注软管、真空软管等真空辅助材料是真空系统最重要的构成部分。

国外真空辅助材料从 20 世纪50 年代开始起步,美国的 Richmond 公司首先发明复合材料成型的真空袋压工艺,并逐渐应用于一些高性能复合材料产品的制造。

1960 年,Richmond 公司通过研发成功研制出 Vac-Pak 系列的尼龙材质真空袋膜,制造出既耐温又密封的真空辅助材料。尼龙材质真空袋膜比以往其他材质的耐温性有了大大的提高,且其拉伸强度和延伸性能都十分理想,迅速成为真空系统中最理想的真空袋材料。

自 20 世纪 60 年代起,美国 Airtech 和 Cytech 公司不断提升真空辅助材料产品性能,使得真空辅助材料的耐温性从 200℃级提高到 400℃级,能够满足包含环氧树脂、双面树脂以及聚酰亚胺树脂的众多树脂基的固化成型要求。

中国的真空辅助材料的研发与量产起步均晚于美国等发达国家,20 世纪80 年代国内的航空航天领域相关的研究所开始研究复合材料加工过程中所需的真空系统,但所需真空辅助材料均依赖进口;同时由于需求量有限,国内没有相应企业研发此类产品。




国内的一些企业与研究机构从 20 世纪 90 年代开始正式启动真空辅助材料的研发和生产。2001 年随着中国的风电市场的发展,国内开始采用真空灌注成型等工艺批量生产玻璃纤维复合材料叶片,真空辅助材料在国内的需求不断扩大,促进了真空辅助材料制备技术在国内的发展。


随后的 10 多年时间,国内真空辅助材料企业开始从低温转型研发生产中、高温度的真空辅助材料。经过多年快速发展,部分国内企业已实现全种类真空辅助材料的批量化生产,并可替代大部分进口材料,达到国际先进水平,能够满足航空航天等高端领域的需求。

目前全球真空辅助材料市场中,北美地区占据最大的市场份额。凭借着多年的技术积累与下游市场需求,该地区有多家行业内国际领先企业。北美地区是最大的复合材料市场,来自航空航天、国防、运输、风电等众多下游领域的需求刺激着真空辅助材料行业的发展,未来北美地区仍将保持对真空辅助材料的庞大需求。

由于欧洲地区在全球航空航天及风电设备复合材料市场中的重要地位,来自这一地区的真空辅助材料需求及产能也在全球产业中发挥了重要作用。而亚太地区是近年真空辅助材料市场规模增长最快的地区。复合材料制造业的高速增长以及从发达经济体向亚洲发展中经济体的产业转移,使亚太地区对真空辅助材料的需求持续快速增长。

同时,中国本土商业飞机的发展也将成为亚太地区真空辅助材料行业下一个支柱性需求增长点。庞大的下游市场需求及良好的市场发展前景,使亚太地区的真空辅助材料制造技术与量产能力不断提升。


2、行业的周期性、区域性和季节性特征

(1)区域性
真空辅助材料主要应用于复合材料成型工艺,其需求在各个地区普遍存在,因此行业不存在区域性限制。但航空航天属于国防科技重要领域,各国对供应商的地理位置存在一定的选择倾向性,因此国产航空航天用真空辅助材料的主要销售区域在中国。

(2)周期性
真空辅助材料自身的生产经营不具有明显的周期性,但行业发展在一定程度上受下游风电、航空航天等复合材料制品应用行业发展的影响。因为风电投资规模受宏观经济形势与政府调控政策的影响较大,所以本行业也会受此影响,但整体仍在经济发展、碳中和趋势和航空航天国产化进程的推动下保持增长。

(3)季节性
真空辅助材料及复合材料制品通常在室内生产和使用,不受季节和天气等自然因素影响,因此不存在显著的季节性特征;但受下游行业的影响较大,因而随下游风电、航空航天领域的需求变化而呈现一定的业务量波动。


3、真空辅助材料市场格局

国外真空辅助产业从 20 世纪 50 年代开始起步。相较之下国内的真空辅助材料产业发展较晚,从上世纪 90 年代才开始启动真空辅助材料的研发和生产。


随着中国的风电市场的发展,2001 年国内开始采用真空系统相关工艺批量生产复合材料玻璃钢叶片,真空辅助材料行业在国内进入需求不断扩大的扩展阶段,在国内市场得到长足且稳定的发展。


随后的 10 多年时间,国内真空辅助材料企业开始从低温转型研发生产中、高温度的真空辅助材料。经过最近几年的快速发展,部分企业的产品已实现多种真空辅助材料的批量化生产,并可替代进口材料。




随着国内复合材料的蓬勃发展,国产真空辅助材料在许多先进复合材料制品生产领域已被广泛应用,但在航空航天等高性能复合材料领域的应用还有待发展。


国内高端真空辅助材料尚不能实现完全国产化,主要原因在于国内辅助材料产业起步晚,且前期的下游市场以中低端领域为主。


目前,国内真空辅助材料市场相对集中,已出现具有规模与技术优势的企业,这些企业的部分产品已达到或超过国际先进水平。随着国产真空辅助材料质量稳定性的不断提高,国产真空辅助材料在航空航天等高性能复合材料领域的应用将会快速增长,并最终将实现真空辅助材料的完全国产化。



4、发展情况及未来发展趋势

(1)在新技术方面近年的发展情况及发展趋势
真空辅助材料作为复合材料成型工艺中使用的耗材,其技术水平需满足下游行业生产制造工艺的要求,具体体现为产品的耐高温性、尺寸幅宽、抗老化能力、环境湿度适应性等。

耐高温性方面,风电叶片制造所使用的真空辅助材料耐温度要求通常在150℃附近,航空航天用真空辅助材料的耐温度要求通常超过 200℃,目前已有少数内资厂商实现了批量化生产;国际前沿宇航级材料要求的耐温度要求达 400℃,目前其核心技术仍由欧美少数发达国家公司掌握。

尺寸幅宽方面,随着海上风电的发展,风电叶片尺寸逐步加大。2022 年 5月,运达股份 YD110 大型海上风电叶片在中复连众成功下线,该叶片长达 110米,是国内已下线的最长风电叶片;而 LM Wind Power 已获认证的叶片最长尺寸已达 107 米,并在研 120 米长度的叶片。

大尺寸的风电叶片制造对真空辅助材料的幅宽提出了极高要求。目前市场可批量供应的最大幅宽的真空袋薄膜的尺寸为 12 米,国内少数企业已实现该尺寸的真空袋薄膜批量生产。

抗老化能力方面,由于复合材料成型工艺中需要加热,而加热过程破坏真空辅助材料的分子链,从而使得其老化,强度下降易破损,影响整个成型工艺的效果。因此,提升真空辅助材料的拉伸强度和断裂延伸率,确保其加热工艺中不破损,是提升产品品质的关键技术之一。

环境湿度适应性方面,干燥环境亦造成真空辅助材料变脆、易破损。而下游客户的工厂分布于全球多个区域,气候不尽相同,其中部分区域较为干燥。

(2)在新产业方面近年的发展情况及发展趋势
真空辅助材料的应用主要伴随复合材料成型工艺的发展而得以发展,而复合材料制品的应用范围亦伴随着材料基础科学、工程学等发展而持续扩大。

(3)所属行业在新业态、新模式近年的发展情况及发展趋势

1)生产模式
真空辅助材料的种类较多,且下游客户具有一定程度的个性化需求(如产品尺寸、颜色等),因此一般都是以销定产的生产模式,并结合客户需求预测进行一定量的备货。

2)销售模式
由于下游客户相对较为集中,我国真空辅助材料的销售模式主要为直销。同时,基于客户服务需求,亦存在少量代理商销售。


出处:普华有策
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