什麽決定了碳纖維(wéi)複合材料價格?
業內有一句流行的話:從原材料到碳纖維,價格從1變到3,從碳纖維到複合(hé)材料產(chǎn)品,價格可從3變到10。這句話雖然並不十分準確,但是也(yě)在某種程度上說明了決定碳纖維複合材料產品價格的遠遠不止原材料。從(cóng)1到10,這其(qí)中還有相當複雜的附(fù)加值,這些附加值(zhí)到底包含了哪(nǎ)些因素?
因素一:碳纖維原絲價格
國內(nèi)外在碳纖維原絲(sī)生產技(jì)術和生(shēng)產成本上差距很大,國內較大的碳纖維原絲生產企業包括:上海石化公司腈綸事業(yè)部、中(zhōng)複神(shén)鷹碳纖維有限公司、吉林市碳纖維高新技術產業(yè)化基地、哈(hā)爾濱天順化工(gōng)科技開(kāi)發有限(xiàn)公司、中國石油天(tiān)然(rán)氣集團公司等。除了中複神鷹剛剛實現(xiàn)了(le)T800級別碳纖維原絲的(de)量產化外,國內的碳纖維原絲生產仍以T700,甚至是T300為主(zhǔ),而日本早在2014年(nián)就已經成功研(yán)製出(chū)T1100級別的高強高模量碳纖(xiān)維。
經過多年的奮力趕超,雖然國內的企業能夠將T700級碳纖維成本控製在每公斤200元以內,但是仍然高(gāo)於(yú)美(měi)國、日本等(děng)發達國家同(tóng)類產品的生產成本,而且在產品質量的穩定(dìng)性和產能方麵還需進一步提高。因(yīn)此,比較成熟的碳纖維複合材料生產企業更趨向於使用進口碳纖維原絲或者預浸(jìn)料,威盛新材一般使用由台灣台塑、日本東(dōng)麗等碳纖維(wéi)老牌企業出產的原絲製作出來的預浸料,在保證質(zhì)量穩定的同時盡量控製成本。
因素二:碳(tàn)纖維複合材料基體(tǐ)價(jià)格
碳(tàn)纖維作為一種(zhǒng)纖維狀的碳(tàn)素(sù)材料,含碳量在95%以上,通常與樹脂、金屬、陶瓷等基(jī)體結合作為複合材料使用,從目前看,應用最多的就是樹脂(zhī)基碳纖維複合(hé)材料。其中,碳纖維增強環氧樹脂複合材料,其比強(qiáng)度、比模量綜合指標,在現有(yǒu)結構材料中是最高的,在密度(dù)、剛度、重量、疲勞(láo)特性等有嚴格要求的(de)領域都頗具優勢。因此,除了碳纖維之外,這個基體樹脂的價格也是成本的必要組成部分(fèn)。另外,基於一些碳纖維複合材(cái)料需要應用於高溫或者其(qí)它特定環境中,還需對基(jī)體的化學成分進行相應的(de)改性,例(lì)如在碳纖維表麵(miàn)塗(tú)覆一層能夠有效保護(hù)碳纖(xiān)維阻隔其氧化的(de)塗層,就可以使碳纖維複合材料產品能長期(qī)應用(yòng)於高溫環(huán)境下(xià)。但是這種改性存在一定的技術難度,並(bìng)且需要配合大量的實驗,因此,除了主(zhǔ)要的基體之外,改性的方案以及添加的材料也是碳纖維產品成本不可或缺的一部分。
因(yīn)素三:碳纖維產品的(de)加工成本
碳纖維(wéi)產(chǎn)品的加工成本包括很多因素。首先,要根據產品(pǐn)的具體要求選擇相應的成型(xíng)方式,其成本與加工周期(qī)是由產(chǎn)品的(de)複雜程度和特(tè)定的性(xìng)能要求(qiú)決定的。手糊、纏繞、層壓、模壓或(huò)是真空導流,不同成(chéng)型工藝在(zài)設備投資、技(jì)術要求(qiú)、成型周期以及(jí)產出效(xiào)率等方麵差別很大。以(yǐ)威盛新材的一款(kuǎn)工(gōng)字型高鐵預埋(mái)件為例,根據這款(kuǎn)零部件的設計以及大規(guī)模批量生產的要求,威盛新材選(xuǎn)擇使用模壓工藝。該工藝必須涉及模具(jù)的使用,而模具的設計和鑄造費用(yòng)是與產品數量相關聯的,產品數量越多,模具(jù)成本分攤到單個(gè)產品上的成本費用越低。
其次,成型後的產品在後加工方麵也存在著成本差異。製孔、打磨、噴漆,每一個環節都涉及(jí)設備、技術(shù)、原材料以及人(rén)工成(chéng)本,產品的精度要求往往(wǎng)決(jué)定了成本投入的高低(dī)。
上述分析在一(yī)定層麵上解釋了碳纖維複合材料產品的價格組成以及成本決(jué)定(dìng)要素。目前市場上普遍認為,碳纖維複合材料產品價格昂貴,但是對於應用市場來說(shuō),應通過強調碳(tàn)纖維複合材(cái)料產品的(de)高性能(néng),來比較其成本優勢。如汽車(chē)用(yòng)碳纖維(wéi)複合(hé)材料,不光要計算其零部件本身的成本,更(gèng)要計算使(shǐ)用碳纖維材料給節能減排和綠色環保等(děng)社(shè)會持久發展方麵帶來的綜合效益。這也是高性能(néng)複合材料區別於傳統或常規複合(hé)材料的價值所在。因此,對碳纖維複合材料產品的價格評估(gū)決不能局限於單個產品(pǐn)的絕(jué)對成本,而是應該(gāi)在更大的市場體係上來完成。