什麽決定了碳纖(xiān)維複合材料價格?
業內有一句流行的話:從原材料到碳纖維,價格(gé)從1變到(dào)3,從碳(tàn)纖維到複合材料產(chǎn)品,價格可從3變到10。這句話雖然並不十分準確,但是也在某種程度上說明了決(jué)定碳(tàn)纖維複合材料產品價格的遠遠不止原(yuán)材料。從1到10,這其中還有相當複雜的附加值,這些附加值到底包含了哪些因素?
因素一:碳纖維原絲價(jià)格
國內外在碳纖維原絲生產技術和生產成本上(shàng)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)複神鷹碳(tàn)纖(xiān)維有(yǒu)限公(gōng)司、吉林市碳纖維高新技術產業化基地、哈爾濱天順化工科技開發有(yǒu)限公司、中國(guó)石(shí)油天然氣集團公(gōng)司等。除(chú)了中複神鷹剛剛實(shí)現了(le)T800級別碳纖維原絲的量(liàng)產化外,國內的碳纖維原絲(sī)生產仍以(yǐ)T700,甚至是T300為主,而日本早在(zài)2014年(nián)就已經成功研製出(chū)T1100級別的高強高模量碳纖維(wéi)。
經過多年的奮(fèn)力趕超(chāo),雖(suī)然國(guó)內的企業能夠將T700級碳纖維成本(běn)控製在每(měi)公斤200元(yuán)以內,但是(shì)仍然高於美國、日本等發達(dá)國家同類產品的生產成本,而且在產品質量的穩定性和產能方麵還需進一步提高。因此,比較成熟的碳纖維複合材料生產企業更(gèng)趨向於使用進(jìn)口碳纖維(wéi)原絲或者預浸料,威盛(shèng)新材一般使(shǐ)用由台灣台塑、日本東麗等碳纖維老(lǎo)牌(pái)企業出產的原絲製作出(chū)來的預浸料,在保證質量穩定的同時盡量控製成本。
因素二:碳纖維複合材料(liào)基體價格(gé)
碳纖維作為(wéi)一(yī)種(zhǒng)纖(xiān)維狀的碳素材料,含碳量在95%以上(shàng),通常與樹脂、金屬、陶瓷等基體結合作為複合材料使用,從目前看,應用最多的就是樹脂基碳纖(xiān)維複合材料(liào)。其中,碳(tàn)纖維增(zēng)強環氧樹脂複合材料,其比強度、比模量綜(zōng)合指標,在現有結構材料中是最高(gāo)的,在密度、剛度、重量(liàng)、疲勞特性(xìng)等有嚴格要求的領域都頗具優勢。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。另外,基於一些碳纖(xiān)維複合材料需(xū)要應(yīng)用於高溫或者其它特定(dìng)環境(jìng)中,還需對基體(tǐ)的化學成分進行相應的改性(xìng),例如(rú)在碳纖(xiān)維表麵塗(tú)覆一層能夠有效保護碳纖(xiān)維阻(zǔ)隔其氧化的塗層,就可以使碳纖維複合材(cái)料產品能長期應用於高溫環境下。但是這(zhè)種改性存在一定的(de)技術難度,並(bìng)且需要配合大量的實驗,因此,除了(le)主要(yào)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(bù)分。
因素三:碳纖維產品的加工成本
碳纖維產品的加工成本包括很多因素(sù)。首先,要根據產品的具體要求選擇相應的(de)成型方式(shì),其成本與加工周期是由產品的複雜程度和特定的性能要求決定的。手(shǒu)糊、纏繞、層壓、模壓或是真空導(dǎo)流,不同(tóng)成型工藝在設備投資、技術要求(qiú)、成型周期以及產出效率等方麵差別很大。以威(wēi)盛新材的一款工字型高鐵預埋件為例,根據這款零部(bù)件的設計以及大規模批量生產的要求,威盛新材選擇使用模壓工藝。該工藝必須涉及(jí)模具的使用,而模具的設計和(hé)鑄造費用是與產品數量相關聯的,產品數量越多,模具成本分攤到單個產品上的成本費用越低(dī)。
其次,成(chéng)型後的產品在後加工方麵也存在(zài)著成本差異。製孔、打磨、噴漆,每一個環節都涉及設備、技術、原材料以(yǐ)及人工成本(běn),產品的精度要求往(wǎng)往決定了成本投入的高低。
上述分析在一定層麵(miàn)上解釋了碳纖維複合材料產品(pǐn)的價(jià)格組成以及成本決定要素。目前市場上普遍認(rèn)為,碳纖維複合材料(liào)產品價格昂貴,但是對於應(yīng)用市場來說,應通過強調碳纖維複合材料產(chǎn)品的高性(xìng)能,來比較其成本優勢。如汽車用碳纖(xiān)維複合材料,不(bú)光要計算其零部件本身的成本(běn),更要計(jì)算使用碳纖(xiān)維材料給節能減排和綠(lǜ)色環保等(děng)社(shè)會持久發展方麵帶來的綜合效益。這也是高性能複合(hé)材料區別(bié)於傳統或常規複合材料的價值所在。因此,對碳纖維複(fù)合材料產(chǎn)品的價格評(píng)估決不(bú)能局限於單個產品的絕對成本,而是應該(gāi)在更大的市場體(tǐ)係上來完成。