復合材料行業(yè)正享受著連續(xù)第九年的增長,在眾多垂直領域都有許多機遇。作為主要的增強材料,玻璃纖維正在幫助推動這一機會。
2018年全球玻璃纖維產(chǎn)能為109億英鎊,目前利用率為91%。隨著幾家主要玻璃纖維生產(chǎn)商在世界各地新建工廠,玻璃纖維工廠的產(chǎn)能將在2019年有所增加。
玻璃纖維材料全球市場發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
歐文斯科寧正在擴大其在法國尚貝里的玻璃纖維生產(chǎn)廠的產(chǎn)能,這將幫助該公司滿足歐洲對熱塑性塑料日益增長的需求。其他擴大產(chǎn)能的玻璃纖維供應商包括中國巨石和日本NEG。中國巨石正在埃及建設一座20萬噸產(chǎn)能的工廠,并在美國南卡羅來納州建立了一座產(chǎn)能為8萬噸的工廠。日本NEG則收購了美國PPG的玻璃纖維業(yè)務,擴大了在美國的業(yè)務。
隨著越來越多的原始設備制造商使用復合材料,玻璃鋼的未來看起來很有希望。在許多應用領域——混凝土加強筋、窗框型材、電線桿、鋼板彈簧等——復合材料的使用率還不到1%。對技術和創(chuàng)新的投資將有助于復合材料市場在此類應用中的顯著增長。但這將需要開發(fā)顛覆性技術、行業(yè)公司之間的重大合作、重新設計價值鏈以及銷售復合材料和最終用途產(chǎn)品的新方法。
復合材料行業(yè)是一個復雜的、知識密集型的行業(yè),擁有數(shù)百種原材料產(chǎn)品組合和數(shù)千種應用。因此,行業(yè)需要根據(jù)協(xié)同效應、能力大小、創(chuàng)新潛力、機會可行、競爭強度、利潤潛力、可持續(xù)性等因素,識別并優(yōu)先考慮一些大宗用途的應用,以推動增長。運輸、建筑、管道和儲罐是美國復合材料工業(yè)的三大組成部分,占總使用量的69%。
總體而言,玻璃纖維行業(yè)有很大的增長潛力,因為它目前只占了整個結(jié)構(gòu)材料市場的一小部分。
為了獲得相對于傳統(tǒng)材料的競爭優(yōu)勢,行業(yè)需要專注于以下幾個重要方面:
對工程師和設計師進行培訓,讓他們了解復合材料在土木工程、汽車、管道和儲罐等大批量市場中的優(yōu)勢。
玻璃纖維材料全球市場發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
通過處理復合材料的維修和回收問題,發(fā)展類似鋼鐵和鋁的從搖籃到墳墓的基礎設施。
為大批量市場開發(fā)成熟的先進制造工藝,以1到2分鐘為周期。降低材料和零件成本,使復合材料零件具有與鋼鐵和鋁零件的競爭力。發(fā)展顛覆性技術,在生命周期和性能方面獲得競爭優(yōu)勢。
基礎設施市場
需求大,應用廣,增長快
美國的經(jīng)濟增長是通過基礎設施投資實現(xiàn)的,但資金缺口已經(jīng)形成,威脅到未來的增長和增長速度。在未來10年里,美國土木工程師學會(ASCE)預計收入和需求之間的資金缺口將達1.4萬億美元,如果不能大幅縮小資金缺口,將導致美國國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)損失3.9萬億美元,就業(yè)機會減少250萬人;由于基礎設施薄弱,每家每年將花費3400美元。
纖維增強聚合物復合材料產(chǎn)品和相關系統(tǒng)可以有效地修復或改造美國正在使用的基礎設施,而更換成本僅為原成本的一小部分。特別是在高腐蝕地區(qū),與傳統(tǒng)建筑材料相比,它們可以帶來更經(jīng)濟的替換。
玻璃纖維復合材料具有耐腐蝕、耐久性好、磁性好、強度高、剛度重量比高等內(nèi)在優(yōu)點。復合材料還具有顯著的經(jīng)濟優(yōu)勢。例如,F(xiàn)RP復合材料可以用于修復鋼、混凝土或木材的子結(jié)構(gòu),費用約為更換成本的5%。類似地,用FRP螺紋鋼代替鋼只改變了工程總成本的1%,但能大大提高了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。
玻璃纖維材料全球市場發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
玻璃鋼導水裝置作為河流上的可移動水壩,為復合材料的應用提供了一個很好的案例研究。150多年來,這一裝置都是用大而耐用的老式木材建造的。然而,由于缺乏可獲得的舊木材,維修費用增加,耐久性下降。新型的玻璃鋼導水裝置由美國西弗吉尼亞大學(WVU)設計并測試,該裝置由Composites Advantage公司制造,2015年由美國陸軍工程公司(USACE)安裝在伊利諾伊河上。從那以后,它一直表現(xiàn)得很好。美國鋼鐵協(xié)會的一名代表說,玻璃鋼的耐久性預計將從15年增加到50年以上,而且初始成本是木制成本的三分之二。
然而,按體積計算,F(xiàn)RP在基礎設施應用中的總體使用僅占結(jié)構(gòu)材料總量的1%左右。
然而,基礎設施市場主要依賴于材料和相關系統(tǒng)的投標,包括依靠規(guī)范和規(guī)范開發(fā)的設計。廣泛擴展基礎設施需要與政府部門、運輸部門等共同制定標準和規(guī)范。制造商、承包商和最終用戶必須共同努力,確保在基礎設施市場大量使用復合材料。
玻璃纖維拉力試驗機主要用于玻璃纖維的拉伸試驗,用于測量抗拉強度。