การจัดหาวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ในโลก

อุปทาน: การแบ่งแรงงานในแต่ละลิงก์ของห่วงโซ่อุตสาหกรรมมีความชัดเจนและอัตรากำไรขั้นต้นของการเชื่อมโยงการผลิตคาร์บอนไฟเบอร์การบินและอวกาศค่อนข้างสูง

3.1 ห่วงโซ่อุตสาหกรรมวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์
Polyacrylonitrile (PAN) - คาร์บอนไฟเบอร์ที่ใช้เป็นกระแสหลักของคาร์บอนไฟเบอร์คิดเป็นมากกว่า 90% ของส่วนแบ่งการตลาด polyacrylonitrile (PAN) -} ห่วงโซ่อุตสาหกรรมวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ที่ใช้รวมถึงการเชื่อมโยงหลายประการเช่นอะคริโลนิทรีลสารตั้งต้นคาร์บอนไฟเบอร์วัสดุคอมโพสิตและสินค้าอุปโภคบริโภค ต้นน้ำของห่วงโซ่อุตสาหกรรมซื้อ acrylonitrile และผลิตสารตั้งต้นผ่านการเกิดพอลิเมอไรเซชันและการปั่น Acrylonitrile เป็นผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมีและราคาได้รับผลกระทบจากความผันผวนของราคาน้ำมันระหว่างประเทศ ซัพพลายเออร์ในประเทศ ได้แก่ Sinopec, Petrochina, Jiangsu Sailbon Petrochemical ฯลฯ กลางกระแสของห่วงโซ่อุตสาหกรรมผลิตวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์และคาร์บอนไฟเบอร์รวมถึงการผลิตคาร์บอนไฟเบอร์การผลิต prepreg วัสดุคอมโพสิตคาร์บอน ท้ายน้ำของห่วงโซ่อุตสาหกรรมใช้วัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์กับสาขาต่าง ๆ เช่นการบินและอวกาศใบพัดพัดลมกีฬาและการพักผ่อน

ตามรายงานตลาดวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ทั่วโลก "2023" บริษัท ผลิตคาร์บอนไฟเบอร์ในประเทศสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: บริษัท แอปพลิเคชันการบินและอวกาศสูง - บริษัท แอปพลิเคชันอุตสาหกรรมประสิทธิภาพและ บริษัท แอปพลิเคชันอุตสาหกรรมขนาดใหญ่

บริษัท แอพพลิเคชั่นการบินและอวกาศส่วนใหญ่กำหนดเป้าหมายอาวุธการบินและอวกาศวิศวกรรมทางทะเลและตลาดผลิตภัณฑ์ทหารนิวเคลียร์รวมถึงการบินและอวกาศเชิงพาณิชย์การบินทั่วไปและตลาดอื่น ๆ ซัพพลายเออร์รวมถึงคอมโพสิต Guangwei เทคโนโลยีจงเจียนเทคโนโลยี Tisco Steel ฯลฯ นอกจากนี้ยังรวมถึงส่วนหนึ่งของกำลังการผลิตของ Zhongfu Shenying และ Hengshen Co. , Ltd. , สถาบันวิจัยเคมีถ่านหินและสารเคมี สูง - การใช้งานอุตสาหกรรมแอปพลิเคชันส่วนใหญ่กำหนดเป้าหมายสนามอุตสาหกรรมขั้นสูงเช่นสูง - อุปกรณ์กีฬาสิ้นสุดรถบินสูง - วัสดุสนามความร้อนประสิทธิภาพอิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง ต่ำ - ค่าใช้จ่ายในอุตสาหกรรมแอปพลิเคชันองค์กรส่วนใหญ่กำหนดเป้าหมายใบพัดกังหันลม, ยานพาหนะพลังงานใหม่, การขนส่งทางรถไฟ, อุปกรณ์กีฬาทั่วไป, วัสดุภาคสนามความร้อนแบบดั้งเดิม, วัสดุที่ใช้งานได้ใหม่, ฯลฯ แสดงโดยไฟเบอร์เคมี Jilin, Baojing, Shanghai Petrochemical และ Bluestar

ในปี 2566 กำลังการดำเนินงานของจีนคาร์บอนไฟเบอร์จะอยู่ที่ 140,800 ตันเพิ่มขึ้น 26% เมื่อเทียบกับ 112,100 ตันในปี 2565 อุปทานไฟเบอร์ในประเทศจะอยู่ที่ 53,000 ตันคิดเป็น 77% ของความต้องการทั้งหมดเพิ่มขึ้น 18% ปี - Zhongfu Shenying เป็นผู้ผลิตคาร์บอนไฟเบอร์ที่ใหญ่ที่สุดในประเทศจีนโดยมีกำลังการผลิตรวม 28,500 ตันภายในสิ้นปี 2566 และกำลังคาร์บอนไฟเบอร์ที่ 19,800 ตันในปี 2566; ผลิตภัณฑ์คาร์บอนไฟเบอร์ของคอมโพสิต Guangwei และเทคโนโลยี Zhongjian ส่วนใหญ่ใช้ในสนามบินและอวกาศโดยมีอัตรากำไรขั้นต้นสูง ในปี 2023 อัตรากำไรขั้นต้นของคอมโพสิต Guangwei และคาร์บอนไฟเบอร์และผ้าของ Zhongjian Technology อยู่ที่ 61.85% และ 67.70% ตามลำดับ

3.2 สารตั้งต้นและคาร์บอนไฟเบอร์: ต้นทุนการผลิตหลักของคาร์บอนไฟเบอร์คือต้นทุนการผลิต
การเตรียมสารตั้งต้นของคาร์บอนไฟเบอร์เป็นจุดเชื่อมโยงหลักของห่วงโซ่อุตสาหกรรมคาร์บอนไฟเบอร์ ความแข็งแรงของคาร์บอนไฟเบอร์ขึ้นอยู่กับสัณฐานวิทยาของกล้องจุลทรรศน์และความหนาแน่นของสารตั้งต้น

การผลิตสารตั้งต้นส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นหนึ่ง - ขั้นตอนและสอง - วิธีการขั้นตอนตามความต่อเนื่องของการเกิดพอลิเมอไรเซชันและการหมุน เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการขั้นตอน - หนึ่งขั้นตอนสองขั้นตอนการผลิต - จะช่วยขจัดสิ่งสกปรกและไอออนโลหะต่าง ๆ ในพอลิเมอร์โดยการล้างและการกรองและความบริสุทธิ์ของพอลิเมอร์ก็สูงขึ้น นอกจากนี้กระบวนการผลิตขั้นตอน - สองขั้นตอนสามารถแก้ปัญหาของวิธีการขั้นตอน - หนึ่งในช่วงปลายของปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันเช่นการเพิ่มขึ้นของความหนืดที่นำไปสู่ความยากลำบากในการแลกเปลี่ยนความร้อนและการกำจัดเพียงครั้งเดียว

ตามวิธีการปั่นการผลิตเส้นด้ายดิบส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นการปั่นเปียกและแห้ง - การปั่นเปียก ขั้นตอนการปั่นแบบเปียก - แห้งมีข้อดีของข้อบกพร่องพื้นผิวน้อยลงของคาร์บอนไฟเบอร์คุณสมบัติแรงดึงที่ยอดเยี่ยมและประสิทธิภาพการประมวลผลวัสดุคอมโพสิตและความเร็วในการหมุนเร็ว ในระดับสากล Toray ของญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกาเฮอร์ชีย์เป็นผู้นำในการบรรลุความก้าวหน้าในกระบวนการปั่นแบบเปียก - เจ็ทเปียกและก่อให้เกิดความแห้งแล้งที่เป็นผู้ใหญ่ - เจ็ทผลิตภัณฑ์คาร์บอนหมุนเปียก บริษัท ในประเทศเช่น Guangwei Composites, Zhongjian Technology, Zhongfu Shenying และ Hengshen Co. , Ltd. ได้รับการพัฒนาในแห้ง - เจ็ทเทคโนโลยีการปั่นเปียก ราคาและค่าใช้จ่ายขนาดเล็ก - เส้นด้ายดิบคาร์บอนไฟเบอร์พ่วงสูงกว่าขนาดใหญ่ - พ่วง ในแง่ของราคาของสารตั้งต้นของคาร์บอนไฟเบอร์ตามที่ Jilin Carbon Valley ราคาขายเฉลี่ย - พ่วงพ่วงคาร์บอนไฟเบอร์ในปี 2021H1 คือ 279.08 หยวน/กิโลกรัมและราคาขายเฉลี่ยของขนาดเล็กและขนาดใหญ่ {{18} ตามลำดับ

ต้นทุนหลักของการผลิตสารตั้งต้นคาร์บอนไฟเบอร์คือต้นทุนวัสดุโดยตรง ในด้านต้นทุนในปี 2021H1 อัตราต้นทุนวัสดุทางตรงอัตราค่าแรงทางตรงและอัตราต้นทุนการผลิตของธุรกิจหลักของ Jilin Carbon Valley คือ 43.60%, 2.54%และ 9.92%ตามลำดับ ต้นทุนของวัตถุดิบเป็นต้นทุนหลักของการผลิตสารตั้งต้น จากปี 2562 เป็น 2564h1 ​​อัตราต้นทุนของ Jilin Carbon Valley ลดลงและอัตรากำไรขั้นต้นเพิ่มขึ้นส่วนใหญ่เป็นผลมาจากการเสร็จสิ้นของผลิตภัณฑ์ซีรีย์พ่วงขนาดใหญ่ - ในปี 2562 และการพัฒนาอย่างค่อยเป็นค่อยไปของตลาด ในปี 2020 ราคาผลิตภัณฑ์มีเสถียรภาพและผลกระทบของขนาดก็สะท้อนให้เห็น ในเวลาเดียวกันราคาของวัตถุดิบอะคริโลนิทริลลดลง ในปีพ. ศ. 2564 ความต้องการของตลาดในประเทศเพิ่มขึ้นและราคาขายโดยรวมเพิ่มขึ้น

ราคาคาร์บอนไฟเบอร์แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในสาขาแอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน ผลิตภัณฑ์คาร์บอนไฟเบอร์และผลิตภัณฑ์ผ้าของ Zhongjian ส่วนใหญ่ใช้ในสนามบินและอวกาศโดยมีราคาเฉลี่ย 2,879 หยวน/กก. ในปี 2566 ผลิตภัณฑ์คาร์บอนไฟเบอร์และผลิตภัณฑ์ผ้าของ Guangwei ส่วนใหญ่มาจากสนามบินและอวกาศโดยมีราคาเฉลี่ย 713 หยวน/กิโลกรัมในปี 2566 ในปี 2566 รายได้ธุรกิจคาร์บอนไฟเบอร์ของคาร์บอนคอมโพสิตของ Guangwei ที่ 1.667 พันล้านหยวน ผลิตภัณฑ์คาร์บอนไฟเบอร์ของ Zhongfu Shenying ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการใช้งานพลเรือนโดยมีราคาเฉลี่ย 124 หยวน/กก. ในปี 2566 ซึ่งต่ำกว่าราคาเฉลี่ยในปี 2565 อย่างมีนัยสำคัญ

การผลิตคาร์บอนไฟเบอร์ต้องมีการลงทุนจำนวนมากในสินทรัพย์ถาวร Zhongfu Shenying's "Xining 14,000 ตันสูง - การทำงานของคาร์บอนไฟเบอร์และสนับสนุนโครงการผ้าไหมดิบ", "การผลิตประจำปีของ 30,000 ตันสูง - โครงการการก่อสร้างคาร์บอนไฟเบอร์ 2 กำลังการผลิต เซี่ยงไฮ้ปิโตรเคมี "24,000 ตัน/ปีผ้าไหมดิบ, 12,000 ตัน/ปี 48K โครงการคาร์บอนไฟเบอร์พ่วงขนาดใหญ่" การลงทุนหน่วยความจุสูงถึง 2.908 พันล้านหยวน/10,000 ตัน เทคโนโลยี Zhongjian ของ "High - โครงการผลิตภัณฑ์คาร์บอนไฟเบอร์และผลิตภัณฑ์ผ้า" จะก่อให้เกิดความสามารถในการผลิตคาร์บอนไฟเบอร์พ่วงขนาดเล็ก, 12k พ่วง 1,500 ตัน/ปีหรือ 3K พ่วง 400 ตัน/ปีและการลงทุนในหน่วยความจุ 12.448 พันล้านหยวน/10,000 ตัน

3.3 การขึ้นรูปคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์: หม้อนึ่งความดันเป็นกระบวนการกระแสหลักสำหรับการผลิตชิ้นส่วนการบินคอมโพสิตและ Prepreg เป็นต้นทุนหลักของการขึ้นรูปคอมโพสิต
กระบวนการขึ้นรูปของเรซิ่น - วัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ที่ใช้ส่วนใหญ่รวมถึงการวาดรูปการขึ้นรูปการปั้นที่คดเคี้ยวการปั้นการถ่ายโอนเรซิ่น (RTM) การขึ้นรูปการปั้นการปั้นการปั้นหมิ่นประมาทและการฉีดขึ้นรูป

จากมุมมองของกระบวนการขึ้นรูปการวาง prepreg (โดยเฉพาะรวมถึงการขึ้นรูปหม้อนึ่งความดันการปั้นการประทับตราและกระบวนการอื่น ๆ ) และการพัลติ้งที่คดเคี้ยว (โดยเฉพาะรวมถึงการปั้นที่คดเคี้ยวการปั้นการปั้นและกระบวนการอื่น ๆ ) เป็นกระบวนการที่สำคัญที่สุด ในปี 2023 เนื่องจากการเติบโตของตลาดการบินและอวกาศและความอ่อนแอของตลาดพลังงานลมกระบวนการวาง prepreg จะเกินกว่ากระบวนการ pultrusion ที่คดเคี้ยวและกลับสู่ตำแหน่งของกระบวนการที่ใหญ่ที่สุดของอุตสาหกรรม จากความต้องการทั่วโลกสำหรับเรซิน - คอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ที่ใช้ประมาณ 33% ใช้กระบวนการวาง prepreg และประมาณ 32% ใช้กระบวนการ pultrusion ที่คดเคี้ยว

กระบวนการหม้อนึ่งความดันเป็นกระบวนการทั่วไปสำหรับการผลิตชิ้นส่วนการบินและอวกาศและการผลิต prepreg เป็นลิงค์หลัก กระบวนการขึ้นรูปหม้อนึ่งความดันเป็นวิธีการขึ้นรูปที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับโครงสร้างคอมโพสิตโครงสร้างแซนวิชรังผึ้งและโครงสร้างโลหะหรือคอมโพสิตในระบบการบินและอวกาศ ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตมีลักษณะของความแข็งและความแข็งแรงสูงคุณภาพภายในที่ยอดเยี่ยมประสิทธิภาพที่มั่นคงและสามารถนำไปใช้กับแม่พิมพ์เครื่องมือขนาดใหญ่ - กระบวนการขึ้นรูปหม้อนึ่งความดันส่วนใหญ่ใช้สำหรับชิ้นส่วนคอมโพสิตเครื่องบินหรือส่วนประกอบที่สำคัญที่มีประสิทธิภาพโครงสร้างสูงขนาดใหญ่ความต้องการประสิทธิภาพที่มั่นคงและการผลิตที่ยาก

Prepreg หมายถึงการรวมกันของเมทริกซ์เรซิ่นและการเสริมแรงที่ทำโดยการทำให้เส้นใยหรือผ้าอย่างต่อเนื่องกับเมทริกซ์เรซิ่นภายใต้เงื่อนไขที่ควบคุมอย่างเข้มงวด มันเป็นวัสดุระดับกลางสำหรับการผลิตวัสดุคอมโพสิต จากข้อมูลของ Jialiqi ราคาเฉลี่ยของ prepregs ที่ซื้อสำหรับการผลิตชิ้นส่วนการบินและอวกาศอยู่ที่ประมาณ 1,000 หยวน/ตารางเมตรและ 700 หยวน/ตารางเมตร ในปี 2023 ราคาขายเฉลี่ยของ prepregs ของ Guangwei Composites อยู่ที่ประมาณ 53 หยวน/ตารางเมตร ราคาต่ำอาจเกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่า prepregs ส่วนใหญ่จะใช้ในอุปกรณ์ตกปลากีฬาและการพักผ่อนและสาขาอื่น ๆ

ผู้ผลิต prepreg ในประเทศส่วนใหญ่รวมถึง Avic High - เทคโนโลยี (คอมโพสิตอุตสาหกรรมการบินในเครือ), Hengshen Co. , Ltd. , คอมโพสิต Guangwei, ฯลฯ กำไรขั้นต้นของธุรกิจที่มีกำไรสูง- จำกัด คือ 48% จากด้านต้นทุนต้นทุนวัสดุทางตรงเป็นต้นทุนหลักของการผลิต prepreg และอัตราต้นทุนวัสดุประมาณ 50%

ระดับของการปรับแต่งของชิ้นส่วนคอมโพสิตการบินสูง ตัวอย่างเช่นการผลิตลำตัวเกี่ยวข้องกับหลายส่วนเช่นปีกลำตัวและปีกหาง ส่วนต่าง ๆ ของเครื่องบินที่แตกต่างกันมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันในแง่ของการเลือกวัสดุและเทคโนโลยี ในปัจจุบันมี บริษัท ผลิตชิ้นส่วนการบินทหารค่อนข้างน้อยส่วนใหญ่รวมถึง บริษัท สนับสนุนภายในของเมนเฟรมเครื่องบินทหารสถาบันวิจัยการบินและอวกาศและองค์กรเอกชนที่มีคุณสมบัติที่สอดคล้องกันซึ่งองค์กรเอกชน ได้แก่ Jialiqi, Aerospace Huanyu, Guanglian Aviation, Sichuan Xinwanxing

ในการผลิตชิ้นส่วนโครงสร้างการบินและอวกาศคอมโพสิตต้นทุนหลักคือต้นทุนวัสดุ การยกตัวอย่าง Jialiqi เป็นตัวอย่างต้นทุนวัสดุโดยตรงคิดเป็นประมาณ 70% ของต้นทุนของ บริษัท ในปี 2023 อัตรากำไรขั้นต้นของ Jialiqi คืออัตรากำไรขั้นต้นของ Jialiqi อยู่ที่ 34.04%และ "Missile Composite Parts" อัตรากำไรขั้นต้นคือ 18.73% ในโครงสร้างรายได้ของ Jialiqi "การผลิตและบริการด้านเทคนิค" โดยทั่วไปไม่ได้กินวัตถุดิบ ตามอัตราส่วนของต้นทุนวัสดุโดยตรงต่อรายได้ทั้งหมดของเครื่องบินและชิ้นส่วนคอมโพสิตขีปนาวุธอัตราต้นทุนวัสดุในปี 2566 คือ 51% ในบรรดาต้นทุนวัสดุโดยตรงของ Jialiqi Prepreg เป็นหลักคิดประมาณ 90%