广田重明:使用碳纤维可有效降低二氧化碳排放

2017-03-25  来源:凤凰网汽车频道 浏览次数:8294 收藏  |  分享

为推动科技进步,增进国际交流,引导节能减排技术趋势,“2009中国汽车工程学会年会”于2009年10月20-22日在北京举办。本届年会得到了广大科技人员的广泛支持,包括众多世界知名汽车整车...

    为推动科技进步,增进国际交流,引导节能减排技术趋势,“2009中国汽车工程学会年会”于2009年10月20-22日在北京举办。本届年会得到了广大科技人员的广泛支持,包括众多世界知名汽车整车及零部件企业在内,近550多名汽车行业的专家学者、工程师参会讨论。

    广大工程技术人员在此论坛分享我国汽车技术最新成果,争辩方向,激扬思想,以下是帝人集团东邦特耐克斯株式会社复合材料事业部门长广田重明先生发言实录:


帝人集团东邦特耐克斯株式会社复合材料事业部门长 廣田重明 先生(资料图)

    主持人:谢谢海德智先生的精彩演讲,刚才通过他的介绍,我有一个小小的感想,我发现我们汽车产品开发工程师未来在轻量化的技术推进方面有很大的发展空间和信心。同时,我也想,最近我们本田车的节能大赛,包括风雷FSA的大赛,现在我们达到每升1200多公里,可能我们的车如何上水平,材料上面的支撑是最主要的。所以我也建议赢创和德固赛能够在中国的大学率先支持中国的大学生FSA和本田节能大赛,通过学生的培养,未来能够真正对节能的培养起到重要作用.

    下面我们欢迎来自帝人集团东邦特耐克斯株式会社复合材料事业部门长广田重明先生给我们做演讲。

    广田重明:大家下午好!

    我今天想跟大家介绍关于我们公司的具体的情况,包括在碳纤维上的应用。首先我给大家介绍一下帝人集团东邦特耐克斯株式会社的情况。我们在日本东京。我们希望通过今天的机会能够跟大家介绍一下我们在碳纤维方面研究的进展。同时,进一步的讨论如何在汽车行业如何为各位更好的服务。

    大家知道,我们现在碳纤维还不是一种成熟的商品,但是它却是工业里面不可或缺的一项重要的材料。如果要是有可能,在这个过程中,也希望大家有什么样的问题都随时欢迎和我交流。

    它对于整个的工业活动和建筑等等各方面都有很大的应用。我们的东邦特耐克斯株式会社是帝人集团下属的一个企业。帝人集团现在来讲,我们每年的年收入是九千亿日元。大约有170多个下属集团公司,在全球雇佣了19000多名员工,有一半以上是海外的。碳纤维是现在帝人非常大的一个业务单元。现在帝人集团里面有九大业务集团。碳纤维、聚酯纤维,化学、贸易、IT技术等等,现在我们的东邦特耐克斯是帝人集团下面一个核心企业。我们一直在传递一个信号,人性化学和人性的解决方案。我们的承诺是我们能够为化学技术的发展贡献我们一份真实的价值。我们希望在这个过程中是对人类友好的,也是对环境友好的。我们帝人集团关注的重要领域就是扩展我们绿色集团的化学业务。我们能够在全球的环境中促进一个环境友好的产品方案,做到人类与自然的和谐共生。我们最近有一个非常独特的活动,帝人集团做了一个圆形的概念车,我们把它叫做PUPA,我们是在日本的展览厅里面展览车辆,PUPA这个车做进去了很多环境友好的元素,同时使用了大量帝人集团先进的材料,包括碳纤维,和一些其他的减轻重量的技术。

    接下来我给大家介绍一下我们在碳纤维方面减重的探索。大家看屏幕上面的车,我们又叫ANUVA,又是一个新的引擎技术,我们看铁人,我们并不是打算做这个车的,做这个概念车主要还是想跟大家展示一下这个技术如何应用。我们是想通过概念车的制造来跟大家介绍一下我们哪些碳纤维是可以帮助汽车进行重量减轻的。

    我们详细看一下哪些措施是我们要采取的。碳纤维加固的塑料是有非常优秀的化学和物理的特性。比如说它的强度是非常高的,它的可塑性是非常高的,它的密度很低,如变率也很低,它减震的效果很好,疲劳性很低,是一种惰性物质,抗腐蚀、抗酸碱、热传导率也很低,它有非常大的好处。既然如此,从1970年开始起,聚丙烯制造的碳纤维就逐步在市场上面出现。而且这个需求量不断的增加地90年的时候,大约需求量在五千吨左右,两千年到达一万吨,我们估计明年达到三万吨的样子。消费用的碳纤维的主要驱动力最早用的是体育用品,后来慢慢到航空航天上面,到2000年之后,逐步的扩展到其他的一般性的工业用途里面。我们现在看碳纤维的制造商,它的产能,我们觉得从名义产能的角度来讲,最近能够达到六万五千吨。最近产量实际产量占到了名义产能的70%左右。这70%里面,又有70%是由日本制造的。我们东邦特耐克斯生产的产能也是在逐年的增加。我们在日本整个的市场上面也是非常雄厚的制造商。我们应对了市场的需求,在不断的扩大,我们全球有三个生产的厂址,一个是在日本,还有德国和美国。现在我们每年的产能能够达到一万三千五百吨的样子。有六千吨是在日本,大约五千一百吨在德国,两千吨左右在美国。东邦特耐克斯的碳纤维主要是采用丙烯酸的原料,这个实际上是通过大约250度到350摄氏度氧化的熔炉来进行冶炼的,又在乙烯中,在氧化的碳化炉里面再进行谈话,在进行表面处理和模具工艺之后就能够成形。碳纤维的纤维丝可以做成一系列中间型的产品,比如说纤维的编织物等等,这些产品可以通过一系列的拉体成形、丝绕成形、液压传递成形、树脂剧变等等,通过这些可以产生中间产品,供下一步所用。我这里有一些照片大家可以看一下,这个是螺旋的传动轴,是给四驱用的车,后面还有给飞机的零部件,下面还有一个是我们的相当于是在车上面的另外一个部件,用在中后部左右。我们很多的活动是在带动下一步产业的不断升级。

    我们三大应用的领域,一个是航天,一个是运动,一个是工业左右的应用。下午我们给大家看了空客A380,这是全球最大的飞机,这里面主要的重量是由碳纤维主要重量构成的。787和空客350,50%的重量是由赢创带动的。中国,我们整体来讲,包括体育用品一个重要的制造基地,很多OEM在中国的沿海制造网球和羽毛球拍,自行车框架、钓鱼杆等等,这些体育用品绝大多数都是用碳纤维制造的。包括风能现在是碳纤维需求最重要的一个领域,中国恰巧在风能上面有着丰富的储备,而且市场增长也非常快。碳纤维是非常适合去做风能发电的叶片来提高效率。中国市场08年消费了一千吨左右的碳纤维,据说十年之内这个数量就可以增长四倍。

    日本的碳纤维制造协会曾经做过一个关于碳纤维生命周期的测试,在汽车重量里面去测试,我们测试得出来的结论是,这些车辆由于采用了碳纤维加固的塑料而节省了重量,大约能够使得整体来讲,燃料应用效率提高很多。而帮助间接的降低二氧化碳排放。

    我下面给大家放的模型叫JCMA模型,希望通过使用碳纤维加固的塑料,能够使这个使用提高到17%左右,就能够使车辆的重量降低30%。通过这个模型我们可以看到,尽管二氧化碳的制造,我们在制造碳纤维的时候会有一些释放,做传统材料二氧化碳释放得没有这么多。但是如果我们能够在车辆行驶过程中降低二氧化碳的排放,我觉得我们还是做了一个非常重要的路线。如果通过这个模型进行计算。大约是每辆车每年能够减少五吨的二氧化碳排放,或者是整体来讲可以减少16%的二氧化碳的排放。所以我们相信碳纤维仍然是一个非常重要的工具来让我们降低二氧化碳的排放。

    我们看一下碳纤维加固的塑料是否能够成为我们汽车行业里面一个切实可行的解决方案呢?我觉得主要还是成本降低的问题,它必须要跟传统材料相比,价格上有足够的竞争力。东邦特耐克斯在这个过程中一直通过两种方式降低成本,一个是通过高速轧膜,一个是通过采用低成本的碳纤维来降低成本。包括树脂传输的方式来进行轧膜,能够使得通过使用了部分的碳纤维材料,大幅度的降低成本。我们希望能够尽快将我们的产品成为汽车行业所采用的主流的原材料。

    我们也在日本2008年建成了最大的碳纤维生产线,我们希望能够进一步降低我们的成本使得汽车产业从中受益。说到下游的业务,在汽车零件应用方面有着大量的经验,我们在许多汽车的零部件上,比如说结构、车身、充电气等等都有很多的经验。这个照片上面大家看到的是一部车,我们叫智能多点式气筒,我们在制造碳纤维部件的时候采用的非常先进的技术。日本的2005年世博会上我们就曾经展出过这个车。下面我们是做的推进器,这个不但重量很轻,同时还非常安全。我们在这个过程中特别重视结构上面的设置来确保安全性。包括到现在,这些结构可能还主要是应用在豪华车上,我们的目标是希望能够尽快的在经济型的车辆中也能够让他们用得起碳纤维。我们在研究和开发方面,在整个针对汽车行业的研发都是非常积极。帝人集团有一个非常全面的组织架构,我们有一个著名的项目叫做移动业务项目。它正在领导我们整个帝人集团的各个业务的部门都针对汽车行业所面临的情况来开发整体的解决方案。我们也在这个项目中有所参加,在富士山的戈特巴城,我们曾经参加过帝人集团公司的研发,这个研发大会现在已经转化成了研发中心的机构,我们把它常设在富士山。有一个公司叫布拉克,它是在做复合物模具的研究,我们相信塑料方面研究的进展,必将使得帝人集团在应对汽车行业用户的需求有更大的进步。帝人集团的研发中心有很多概念性和解决方案性的进展,大家可以想想计算机辅助工程的设计,模具的设计,工具的设计,流程的控制和调整,我们都希望能够从中得到有用处的东西来给汽车行业的客户。

 

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