碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）具有絕佳的韌性和抗拉強(qiáng)度，其密度不到鋼的1/4，拉伸強(qiáng)度可超過鋁合金的3倍，接近超高強(qiáng)度鋼的水平。碳纖維在航空航天、軍工行業(yè)有著廣泛應(yīng)用，在汽車行業(yè)的應(yīng)用也越來越多。碳纖維的應(yīng)用可使汽車車身減重30%～60%，在汽車輕量化方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

      與世界先進(jìn)技術(shù)相差30年？

       我國從20世紀(jì)70年代就開始研制碳纖維材料，幾乎與美國、日本同時起步，然而，目前我國碳纖維行業(yè)與美國、日本差距較大。高端產(chǎn)品出現(xiàn)時間晚，尚未開展大批量生產(chǎn)；低端產(chǎn)品又受國際碳纖維巨頭傾銷沖擊。

       日本和美國掌握著世界碳纖維的大多數(shù)產(chǎn)能，并控制了高端碳纖維的生產(chǎn)。日本東麗公司在PAN基碳纖維研制生產(chǎn)中最早起步，是日本碳纖維生產(chǎn)企業(yè)的代表。美國Hexcel公司也緊隨日本東麗的步伐，20世紀(jì)80年代美國研制的三叉戟II潛射導(dǎo)彈和侏儒小型機(jī)動洲際導(dǎo)彈都是用了Hexcel公司的IM7型碳纖維（大致相當(dāng)于T800級別）。目前世界上小絲束碳纖維的主要生產(chǎn)商包括日本東麗、日本東邦人造絲、日本三菱人造絲三家公司，美國的Hexcel公司和Cytec公司雖然產(chǎn)量相差較大，但技術(shù)上仍可與日本三巨頭媲美。

世界第一枚侏儒小型機(jī)動洲際導(dǎo)彈（美國）

       東麗公司研制出碳纖維前后，我國就開始獨(dú)立研制碳纖維。不過遺憾的是，從20世紀(jì)70年代中期開始經(jīng)過近40年發(fā)展，我國的碳纖維產(chǎn)業(yè)總體研制和生產(chǎn)水平還還很落后，無法與美日公司在市場上正面競爭。

       最直觀的例子是，日本東麗和美國Hexcel公司在20世紀(jì)80年代就研制成功T800/IM7級別的高強(qiáng)度碳纖維，而我國2018年才完成T1000級別碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的突破，最終批量生產(chǎn)的質(zhì)量和成本如何還有待觀察，可以說落后美日近30年。

       時過景遷，差距在縮小

       近兩年，中國企業(yè)的努力不僅使這種差距縮小，而且大大降低了進(jìn)口碳纖維的價格。特別提出的是，在成型技術(shù)和汽車輕量化方面，康得復(fù)合材料有限責(zé)任公司（以下簡稱“康得復(fù)材”）走在了前面。

       在法國巴黎剛剛舉辦的JEC國際復(fù)合材料展會上，康得復(fù)材首發(fā)展出了一款全碳纖維復(fù)合材料車身，在成功解決了碳纖維復(fù)合材料白車身結(jié)構(gòu)設(shè)計、精確制造及白車身裝配等難題后，實(shí)現(xiàn)了車身結(jié)構(gòu)的模塊化設(shè)計。

       在2018年4月的北京國際車展上，由該產(chǎn)品打造的樣車將率先亮相康得復(fù)材展位，讀者可以先睹為快。

       康得復(fù)材料成立于2014年，是康得集團(tuán)、康得新集團(tuán)攜手打造的“碳纖維輕量化生態(tài)平臺”的核心企業(yè)，可為客戶提供從碳纖維復(fù)合材料部件從設(shè)計、研發(fā)、樣件試制、檢測、小批量生產(chǎn)到大規(guī)模供貨和服務(wù)的碳纖維輕量化整體解決方案。

近日，汽車工藝師記者參觀了位于河北省廊坊市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的康得復(fù)材生產(chǎn)基地，并采訪了康得復(fù)材副總裁何鵬博士。

康得復(fù)材副總裁何鵬博士

       何博士經(jīng)歷了碳纖維在汽車輕量化方面樣件試驗(yàn)到批量生產(chǎn)、從開始接觸到市場火熱的整個過程。他說，2014年底大家在做一些很基礎(chǔ)的研究，在汽車領(lǐng)域只有零星的應(yīng)用，從那時的萌芽走到了現(xiàn)在的量產(chǎn)。特別從2017年下半年開始，汽車廠家開始主動找康得復(fù)材開發(fā)量產(chǎn)車型，包括戰(zhàn)略合作，熱度上升的比較快。這與國家政策、與汽車輕量化大趨勢有很大關(guān)系。

        實(shí)際上，康得集團(tuán)從2013年布局碳纖維市場，從原材料到碳纖維絲，到產(chǎn)品設(shè)計和制造，再到整體解決方案的智能制造平臺，一開始就對標(biāo)國際最高水平的智能工廠。而只有100人左右的康得復(fù)材則是從編織開始到產(chǎn)品集成的零部件智能制造工廠，有著我國汽車制造領(lǐng)域復(fù)合材料應(yīng)用的最強(qiáng)團(tuán)隊。

       在廊坊生產(chǎn)基地，我們看到康得復(fù)材和全球最大的碳纖維汽車部件的生產(chǎn)廠GFG及SGL形成深度戰(zhàn)略合作，投資30億元建成的全自動化工業(yè)4.0版智能工廠，這個工廠已在2016年四季度完成一期投產(chǎn)，目前年產(chǎn)能30萬件，2018年年底將達(dá)到150萬件。

       在生產(chǎn)現(xiàn)場，汽車工藝師記者看到兩條多軸向經(jīng)編織物生產(chǎn)線。據(jù)車間負(fù)責(zé)人介紹，每條生產(chǎn)線每年可生產(chǎn)500t碳纖維復(fù)合材料，經(jīng)編機(jī)最高速度可達(dá)2m/min。為了應(yīng)對工業(yè)4.0的生產(chǎn)環(huán)境，生產(chǎn)線中增加了撒粉和紅外加熱設(shè)備，在織物表層精確撒粉后，將兩片織物通過超聲波加熱焊接在一起，以便于機(jī)器手抓取。目前有兩條生產(chǎn)線已投產(chǎn)，最終將會有10條生產(chǎn)線投產(chǎn)，二期設(shè)備已經(jīng)訂購。

       碳纖維車體工業(yè)4.0智能制造平臺

       2017年4月，康得復(fù)材發(fā)布了碳纖維車體工業(yè)4.0智能制造平臺。

“這個平臺從客戶需求出發(fā)，達(dá)到柔性制造智能交付的目標(biāo)，最大限度地縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，降低了制造成本，很好地解決了碳纖維復(fù)合材料進(jìn)軍汽車等批量化制造行業(yè)的關(guān)鍵問題，顛覆行業(yè)的傳統(tǒng)模式和理念�！焙尾┦空f，“在復(fù)合材料制造領(lǐng)域，傳統(tǒng)制造基本靠手工，很難適合眼下大規(guī)模的汽車制造。我們秉承工業(yè)4.0的標(biāo)準(zhǔn)，從源頭設(shè)計開始一直到生產(chǎn)，現(xiàn)在基本上實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的管理模式。當(dāng)然還有些地方需要不斷完善，但目標(biāo)是按照數(shù)字化工廠這種方向進(jìn)行完善和布局的。”

預(yù)成型設(shè)備

康得復(fù)材濕法模壓設(shè)備

康得復(fù)材HP-RTM設(shè)備

全自動下料

       在來自意大利的全自動下料線旁邊，我們看到一臺機(jī)器人正給剪切好的材料粘貼二維碼。何博士介紹到，從產(chǎn)品設(shè)計開始到集成到整車，大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、收集和分析始終伴隨整個生產(chǎn)和管理過程，這為整個碳纖維工業(yè)4.0的智能制造提供了基礎(chǔ)。

      4月27日，北汽集團(tuán)同康得復(fù)材簽訂了中國首個碳纖維部件量產(chǎn)訂單，它是中國碳纖維用于汽車輕量化實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的標(biāo)志和開端。北汽集團(tuán)黨委常委、集團(tuán)董事李峰先生表示，未來能夠顛覆汽車行業(yè)，或者把汽車行業(yè)帶到更高高度的有兩件事情：一個是AI（人工智能），第二個就是碳纖維輕量化，用碳纖維復(fù)合材料顛覆金屬材料。在輕量化方面，北汽集團(tuán)和康得集團(tuán)擁有良好的合作，首批三個車型的碳纖維部件已經(jīng)進(jìn)入了量產(chǎn)和準(zhǔn)量產(chǎn)的狀態(tài)。

      6月22日，康得復(fù)材和蔚來汽車簽訂十余億元合同，將為蔚來大批量提供碳纖維復(fù)合材料總成部件，這是國內(nèi)首次在新能源電動汽車國產(chǎn)車型結(jié)構(gòu)件上大規(guī)模使用碳纖維復(fù)合材料。

       隨著新能源汽車的發(fā)展，汽車輕量化技術(shù)會變得更加關(guān)鍵，碳纖維的批量應(yīng)用也會得到汽車制造商越來越多的重視。

       何博士說：“我們現(xiàn)在幾乎忙不過來，2017年總共有50多家客戶和我們合作，現(xiàn)在有近40個項(xiàng)目同行運(yùn)行。2018年整個工作會奠定未來五到十年的基礎(chǔ)，2018年很關(guān)鍵，所以壓力非常大。”

       成本降低，顛覆汽車生產(chǎn)模式

       碳纖維復(fù)合材料推廣的難度在哪兒呢？何博士給我們列舉了兩點(diǎn)。

     “難度有兩方面，第一個是成本。特別對中國品牌而言，大家在想各種辦法去降成本�？档脧�(fù)材有自己的目標(biāo)，到2020年成本降30%以上，這樣才能滿足客戶的需求。怎樣去降成本？原材料是大頭，康得集團(tuán)旗下的中安信公司2017年在榮成啟動建立年產(chǎn)6.6萬噸的康得碳谷，就是為了能夠通過工業(yè)化生產(chǎn)，通過當(dāng)?shù)馗�加便宜的電價，來降低碳纖維的制造成本。碳纖維的成本在復(fù)材里面目前按照汽車的比例大概在40%左右，如果碳纖維的價格能降20%或30%，對我們的提高就很大，碳纖維復(fù)材車身就可以達(dá)到和鋁合金車身成本競爭的水平。所以這就是我們自己可以生產(chǎn)材料的好處。

     “其實(shí)在碳纖維部件方面，傳統(tǒng)的復(fù)材制造的時間短則幾個小時，長則十幾個小時，制造成本特別高，比如應(yīng)用在航空領(lǐng)域的零部件。而在汽車領(lǐng)域，由于批量化和自動化，制造本相對較低。

      “傳統(tǒng)汽車車身的制造少不了四大工藝，沖壓模具的制造成本很高，如果批量不大，碳纖維的成本優(yōu)勢也就顯現(xiàn)出來了。”

       實(shí)際上，康得新、康得復(fù)材碳纖維輕量化生態(tài)平臺包括了中安信科技有限公司的碳纖維、康得新歐洲復(fù)合材料研發(fā)中心、康得新雷丁歐洲汽車輕量化設(shè)計中心、德國GFG公司和SGL公司的規(guī)模化制造技術(shù)支持、以及康得復(fù)材的碳纖維車體工業(yè)4.0智能制造平臺。該生態(tài)平臺實(shí)現(xiàn)了從設(shè)計、研發(fā)到碳纖維及部件柔性制造全過程的信息化；碳纖維及部件生產(chǎn)自動化、規(guī)�；�；客戶需求個性定制化；供應(yīng)鏈、客戶協(xié)同網(wǎng)絡(luò)化；產(chǎn)品設(shè)計、研發(fā)、制造、檢測及物流等全生命周期的智能化。這個生態(tài)平臺就是成本降低的保證。

      “第二個難點(diǎn)應(yīng)該是碳纖維復(fù)合材料零部件本身的制造技術(shù)和集成技術(shù)。

      “我們不僅給客戶提供最終碳纖維復(fù)材的部件，有時候還要給人家提供系統(tǒng)總成甚至整體碳纖維車身的集成裝配。比如說提供引擎蓋總成，我們提供白車身的總成，把它組裝好，包括金屬件下面的一些復(fù)材件全部裝好。

      “三維編織技術(shù)、復(fù)合材料噴涂技術(shù)也是核心技術(shù)。我們可以提供全方位的整體解決方案�！焙尾┦空f。

       正是憑借著核心技術(shù)，近日，康得復(fù)材申報的“全碳纖維復(fù)合材料車身開發(fā)制造”成功進(jìn)入2018JEC WORLD創(chuàng)新獎候選名單，在全球30家候選企業(yè)中，康得復(fù)材是唯一一家入選汽車應(yīng)用領(lǐng)域的中國企業(yè)。

      “這是在國內(nèi)第一個正向開發(fā)出來的用于量產(chǎn)的碳纖維白車身，以前很多人都是去抄，比如有人抄襲寶馬i3，而我們是按量產(chǎn)設(shè)計制造的。在全世界范圍之內(nèi)屬于比較領(lǐng)先的。我們想讓大家知道，中國也能自主正向開發(fā)碳纖維汽車�！焙尾┦空f。

      創(chuàng)新前行

       眼下，北汽B80A碳纖維車身正在緊張生產(chǎn)當(dāng)中。雖然一年只幾千套，但對于汽車領(lǐng)域來說，這種正向開發(fā)的產(chǎn)品，從設(shè)計開始，一直到解決所有問題，再到量產(chǎn)，做到了中國第一，實(shí)屬不易。

        為什么一個年輕的企業(yè)短短幾年之內(nèi)就在汽車領(lǐng)域做到如此成功？

     “我們能夠從前期設(shè)計就開始關(guān)注概念設(shè)計，在很早的時間形成同步工程，要懂汽車，跟汽車廠進(jìn)行很好的溝通和對接，能夠把汽車廠的需求轉(zhuǎn)化成我們的語言。

     “我們在德國慕尼黑建立汽車設(shè)計的合資公司，把人才整合起來，通過項(xiàng)目鍛煉，國內(nèi)外協(xié)同，共同培養(yǎng)團(tuán)隊。

     “我們一直在努力，最主要還是提高質(zhì)量的同時降低成本，通過創(chuàng)新來拉動。我們今年的年會主題叫創(chuàng)新前行，必須通過創(chuàng)新，通過管理創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，共同降低成本。

     “我們在多維度來進(jìn)行創(chuàng)新，綜合降低我們的成本，提高企業(yè)的運(yùn)營利潤。做企業(yè)不賺錢那就是犯罪，因?yàn)槟闶窍�耗了社會資源。每個人都要有經(jīng)營意識。

      “將來，康得復(fù)材會變成集團(tuán)公司，下轄多個分公司，為新能源汽車提供碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用解決方案�！焙尾┦啃判臐M滿。

       從2013年起，康得集團(tuán)開始布局碳纖維產(chǎn)業(yè)版塊，通過投資中安信科技有限公司，率先實(shí)現(xiàn)了碳纖維的“高端化”；通過投資康得復(fù)材，建成國內(nèi)領(lǐng)先的碳纖維車體工業(yè)4.0智能制造平臺；作為中德兩國合作的典范，在慕尼黑建立康得新歐洲復(fù)合材料研發(fā)中心、康得新-雷丁歐洲汽車輕量化設(shè)計中心，成功成為了一個碳纖維復(fù)合材料輕量化整體解決方案提供商，實(shí)現(xiàn)了碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“平臺化”；近來，伴隨著榮成康得碳谷6.6萬噸碳纖維項(xiàng)目的開工，康得復(fù)材在常州及全國的布局建廠，康得集團(tuán)的下一個目標(biāo)是通過“規(guī)�；�”的產(chǎn)業(yè)布局，為我國汽車、航空、風(fēng)電、軌道交通、船舶等輕量化產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成重要的戰(zhàn)略支撐。

       下面通過一個視頻全面了解康得新、康得復(fù)材碳纖維輕量化生態(tài)平臺