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碳纖維:低空飛行器輕量化關鍵材料,核心龍頭廠商全梳理

作者:樂晴行業觀察

目前低空經濟産業程序全面加速,推動産業鍊上遊的原材料和零部件企業協同高速發展。

減輕結構重量對于無人機和飛行汽車(eVTOL)等低空飛機器十分重要。

目前在飛行器制造方面,材料工藝正朝着輕量化方向發展。碳纖維複合材料性能突出,具有高強度、輕質、耐腐蝕和耐高低溫等特性,在航空航天和交通運輸等領域具有廣泛應用前景。

碳纖維:低空飛行器輕量化關鍵材料,核心龍頭廠商全梳理

飛行汽車領域對碳纖維的需求明确,eVTOL中90%以上的複合材料将是碳纖維,其餘10%的複合材料以保護膜的形式使用玻璃纖維增強材料。

據羅蘭貝格的報告《城市空中交通—一種新交通方式的興起》預測,到2025年全球飛行汽車數量将達到3,000輛,到2050年将激增至98,000輛。預計小絲束碳纖維到2050年需求量為29.4萬噸,市場空間将擴大至28.1億元人民币。

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碳纖維:低空飛行器輕量化關鍵材料,核心龍頭廠商全梳理

碳纖維材料行業概覽

碳纖維複合材料,主要由碳纖維與樹脂、金屬、陶瓷或橡膠等基材混合制成,其具有比強度高(輕質且堅固)和比模量高(機關密度下的彈性模量出衆)的顯著特點。

目前碳纖維複合材料的應用以及規模化是飛行器降成本方式之一。

碳纖維:低空飛行器輕量化關鍵材料,核心龍頭廠商全梳理

資料來源:公開資料

碳纖維可查分為小絲束與大絲束,絲束數量小于24K (1K為一束有1000根絲)的碳纖維稱為小絲束,主要用于國防軍工、航空航天等高端技術領域,也被為“宇航級材料”。

24K 及以上的為大絲束主要應用于民用領域,其成本低但是生産控制難度大,被稱為“工業級材料”。

碳纖維的生産工藝流程相當複雜,長期被海外廠商主導。

碳纖維:低空飛行器輕量化關鍵材料,核心龍頭廠商全梳理

日本率先實作了PAN基碳纖維的連續化制備并逐漸将其産業化,美國緊随日本之後,成為世界上少數幾個掌握碳纖維生産技術的發達國家之一,同時也是全球最大的PAN基碳纖維消費國。

全球範圍内大絲束碳纖維生産技術長期以來僅被日本、美國等少數幾個國家所掌握,國外代表廠商包括美國Zoltek和德國SGL兩家公司。

國内布局大絲束的廠商主要包括上海石化、吉林化纖、寶武碳業、蘭州藍星、新創碳谷等。

全球碳纖維小絲束産能主要集中在日本企業,如日本東麗、日本東邦和日本三菱,合計占據了約50%的市場佔有率。

大陸的小絲束碳纖維産業已經具備了一定的基礎。代表廠商包括 光威複材、中複神鷹等,其産品性能正在逐漸接近甚至達到國際領先企業如日本東麗的水準。

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中複神鷹、光威複材和恒神股份的碳纖維産品覆寫了從T300級到T1000級以及M40級别的全系列産品。

光威複材和恒神股份過去以濕法碳纖維為主打産品,近年來已成功突破幹噴濕紡工藝技術,相繼推出并批量銷售T700級、T800級和T1000級的幹噴濕紡碳纖維産品;中簡科技專注于濕法碳纖維的生産。

國内廠商與日本東麗小絲束碳纖維性能對比:

碳纖維:低空飛行器輕量化關鍵材料,核心龍頭廠商全梳理

資料來源:中複神鷹

目前,大陸T800級别的碳纖維材料體系已趨于完善,已經開始小批量供貨。

目前大陸軍隊的主力機型以二代和三代機為主,航空複合材料的用量相對較低。随着國産碳纖維技術的重大突破用量将大幅提升。

自2018年以來,=大陸碳纖維行業進入了快速發展階段,進口碳纖維的部分市場有望加速被國産替代産品所取代。

eVTOL主機領先廠商億航智能在機身結構中采用了環氧基碳纖維複合材料和航空鋁合金;峰飛航空的eVTOL産品中90%的材料都是碳纖維;安泰科技參股公司安泰複材為相關企業提供eVTOL複合材料機身結構的制造和裝配服務。#低空經濟##碳纖維##飛行器##飛行汽車##科技##财經##航空#

碳纖維及輕量化部分代表廠商梳理:

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資料來源:國聯證券

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