中航复材李宏运：迫于环境及政策压力 轻量化成企业生存必要之路

6月24日，第一电气在北京举办了一场电动汽车轻量化沙龙。中航复合材料有限公司副总经理李洪云表示，轻量化从来不是为了司机，而是为了地球和环境。他从两个方面进行了解释，第一，必须减轻全球环境压力。其次，轻量化是汽车公司生存的必要途径。2020年，所有汽车公司的平均油耗为5.0升。如果汽车公司不开发新能源或低排放汽车，它们未来将很难生存。

李洪云中航复合材料有限公司副总经理。

关于实现轻量化，李红云表示，从钢到铝，如何通过设计在满足结构强度、刚度和耐久性的前提下降低结构重量，有很多设计和分析方法。对于汽车的钢制车身，他认为没有挖掘的余地，材料的性能已经被使用到了极限，布局也非常合理。对于轻量级的实现，传统上来说，设计是第一位的。结构的重量和成本取决于这种设计。其次，材料的选择必须与设计紧密结合。如果你放弃设计，单独使用轻质材料将是无效的。因为材料本身具有不同的特性，特别是比强度、比刚度和耐久性。当然，设计也会对制造过程产生影响。在制造工艺方面，这个重量也会从加工精度和制造精度两个方面进行控制，但贡献率肯定没有前两个高。

碳纤维复合材料的应用已逐渐从航空转向汽车。

就碳纤维的材料特性而言，高性能碳纤维主要用作增强材料，树脂体系，包括热固性和热收缩树脂体系，形成复合材料。单一材料的性能，碳纤维的标准研磨量可达3500MPa，研磨量可达240MPa。因此，现在最高等级的碳纤维可以达到6600兆帕，研磨能力可以从最初的230兆帕和240兆帕达到500兆帕左右。这种材料正在迅速发展和进步。

经过几十年在航空领域的应用，近十年来逐渐推广应用于汽车。例如，碳纤维在追求高速竞争的F1赛车中的成功应用，逐渐为通用汽车的其他行业应用奠定了一些基础和信心。从现在起，主要部分也是表面覆盖物（如四扇门和两个盖子）。然后将新能源汽车应用于主体结构。最典型的是宝马i3，整个乘客舱由碳纤维复合材料制成，这在复合材料领域已经是一个非常大的数量。

在宝马的应用之后，中国也希望引入生产线。但总的来说，考虑到这些材料的施工背景和设计，这是最好的方案吗？应该说，还有很多地方需要探索。现在世界上有很多设计。尽管宝马采用这种设计方法是有道理的，但它并不是最优的。目前，包括英国、法国和德国在内的许多研究机构也在开发新的材料设计结构，结构设计方法和低成本制造方法也在使用。也许下一个应用将在车身上，而且这个数量肯定会逐渐扩大。从原来的封面，到整个主体建筑，整个主体转移。如果进一步发展，它可能会用于一些运动部件，如传动轴、轮毂和改装车，但现在它在批量生产中面临着生产设备和成本的挑战。

其中，中航工业复合材料一直在该领域进行设计和开发。刚才提到的面板、车身结构、传动轴和轮毂也在与我们不同的原始设备制造商中进行设计和开发，他们也在努力逐步实现这方面的工业化。

没有完整的产业链支撑，任何行业都很难快速发展。

要实现一种材料的批量生产，需要整个行业，包括上游材料、成型和加工设备的配套。这相当于从传统的钢铁生产林转型……

到铝车身生产线，整个设备必须进行很大的调整。除了技术原因外，可能还存在投资问题，因此如果这件作品的成本可能需要进一步降低，除了技术工作之外，可能还需要整个产业的支持。汽车靠产业链生存，这条产业链上的所有技术突破和投资都与这款汽车息息相关。因此，现在很难大量使用铝车身，这与这个产业链并不是很完整，也没有密切的关系。复合材料车身也是如此，主要是因为配套的产业链。

多材料混合结构为工艺创新提供了很好的机会。对于钢板和复合材料等复合结构，有许多自动铺带或电线的方法，这些方法都是在模具中冲压成型的。此外，用于航空的材料铺设大约需要一两个小时，但现在可以在两到五分钟内铺设，这为混合结构的材料系统提供了一种适合车辆应用的快速原型材料技术。快速铺设预浸料和冲压形成一体的结构，这是一种混合金属和复合材料的方法。还有一种混合结构属于工程塑料或长纤维增强非连接纤维复合材料和连续纤维复合材料。

目前，碳纤维产能已经足够，未来10年需求量将在10万吨以内。

从发展的角度来看，复合材料的数量肯定会大幅度增加，但没有一种材料能够主宰世界。到目前为止，复合材料的使用率已经达到50%，铝合金和钢在其中发挥了作用。但在五到十年内，肯定会有所增加。但在某种程度上，完全替代是不现实的。因为当飞机考虑应用复合材料时，这与汽车现在考虑的问题完全相同。这个问题在二三十年前的飞机工业中讨论得非常激烈，它肯定会增加数量，但永远不会取代它。

产能的扩张取决于这个行业的驱动力。根据国内碳纤维总产能计算，报告的产能约为6-7万吨。目前，2015年全球碳纤维消费量为6-7万吨。换句话说，中国的碳纤维产能已经在世界各地得到充分利用。碳纤维的生产能力远远大于汽车行业的需求，近年来汽车的行驶量不会超过7万吨。

对于未来，李洪元认为，十年内，汽车对碳纤维的需求应该在10万吨以内，汽车行业不会给你太多惊喜。中国航空航天中使用的大多数碳纤维实际上来自一家公司，因为这一验证期非常长。从民用领域来看，性能符合要求和成本可接受这两个标准。因此，现在这种能力对许多公司来说应该是个问题。由于大多数专家都采用苏氏数，而且所使用的工艺方法是打结，因此不可能大幅提高速度。中国只有三家公司采用干喷湿法纺丝。从汽车的低成本和应用来看，在大投资的技术路线和方法上也存在许多问题。6月24日，第一电气在北京举办了一场电动汽车轻量化沙龙。中航复合材料有限公司副总经理李洪云表示，轻量化从来不是为了司机，而是为了地球和环境。他从两个方面进行了解释，第一，必须减轻全球环境压力。其次，轻量化是汽车公司生存的必要途径。2020年，所有汽车公司的平均油耗为5.0升。如果汽车公司不开发新能源或低排放汽车，它们未来将很难生存。

李洪云中航复合材料有限公司副总经理。

关于实现轻量化，李红云表示，从钢到铝，如何通过设计在满足结构强度、刚度和耐久性的前提下降低结构重量，有很多设计和分析方法。对于汽车的钢制车身，他认为我……

没有挖掘的余地，材料的性能已经达到了极限，布局也非常合理。对于轻量级的实现，传统上来说，设计是第一位的。结构的重量和成本取决于这种设计。其次，材料的选择必须与设计紧密结合。如果你放弃设计，单独使用轻质材料将是无效的。因为材料本身具有不同的特性，特别是比强度、比刚度和耐久性。当然，设计也会对制造过程产生影响。在制造工艺方面，这个重量也会从加工精度和制造精度两个方面进行控制，但贡献率肯定没有前两个高。

碳纤维复合材料的应用已逐渐从航空转向汽车。

就碳纤维的材料特性而言，高性能碳纤维主要用作增强材料，树脂体系，包括热固性和热收缩树脂体系，形成复合材料。单一材料的性能，碳纤维的标准研磨量可达3500MPa，研磨量可达240MPa。因此，现在最高等级的碳纤维可以达到6600兆帕，研磨能力可以从最初的230兆帕和240兆帕达到500兆帕左右。这种材料正在迅速发展和进步。

经过几十年在航空领域的应用，近十年来逐渐推广应用于汽车。例如，碳纤维在追求高速竞争的F1赛车中的成功应用，逐渐为通用汽车的其他行业应用奠定了一些基础和信心。从现在起，主要部分也是表面覆盖物（如四扇门和两个盖子）。然后将新能源汽车应用于主体结构。最典型的是宝马i3，整个乘客舱由碳纤维复合材料制成，这在复合材料领域已经是一个非常大的数量。

在宝马的应用之后，中国也希望引入生产线。但总的来说，考虑到这些材料的施工背景和设计，这是最好的方案吗？应该说，还有很多地方需要探索。现在世界上有很多设计。尽管宝马采用这种设计方法是有道理的，但它并不是最优的。目前，包括英国、法国和德国在内的许多研究机构也在开发新的材料设计结构，结构设计方法和低成本制造方法也在使用。也许下一个应用将在车身上，而且这个数量肯定会逐渐扩大。从原来的封面，到整个主体建筑，整个主体转移。如果进一步发展，它可能会用于一些运动部件，如传动轴、轮毂和改装车，但现在它在批量生产中面临着生产设备和成本的挑战。

其中，中航工业复合材料一直在该领域进行设计和开发。刚才提到的面板、车身结构、传动轴和轮毂也在与我们不同的原始设备制造商中进行设计和开发，他们也在努力逐步实现这方面的工业化。

没有完整的产业链支撑，任何行业都很难快速发展。

要实现一种材料的批量生产，需要整个行业，包括上游材料、成型和加工设备的配套。这相当于从传统的钢铁生产线过渡到铝车身生产线，整个设备都要进行很大的调整。除了技术原因外，可能还存在投资问题，因此如果这件作品的成本可能需要进一步降低，除了技术工作之外，可能还需要整个产业的支持。汽车靠产业链生存，这条产业链上的所有技术突破和投资都与这款汽车息息相关。因此，现在很难大量使用铝车身，这与这个产业链并不是很完整，也没有密切的关系。复合材料车身也是如此，主要是因为配套的产业链。

多材料混合结构为工艺创新提供了很好的机会。对于钢板和复合材料等复合结构，有许多自动铺带或电线的方法，这些方法都是在模具中冲压成型的。此外，铺设航空用材料大约需要一两个小时，但现在可以在两到五分钟内铺设，这提供了一种快速成型的方法……

材料技术适用于混合结构材料系统的车辆应用。快速铺设预浸料和冲压形成一体的结构，这是一种混合金属和复合材料的方法。还有一种混合结构属于工程塑料或长纤维增强非连接纤维复合材料和连续纤维复合材料。

目前，碳纤维产能已经足够，未来10年需求量将在10万吨以内。

从发展的角度来看，复合材料的数量肯定会大幅度增加，但没有一种材料能够主宰世界。到目前为止，复合材料的使用率已经达到50%，铝合金和钢在其中发挥了作用。但在五到十年内，肯定会有所增加。但在某种程度上，完全替代是不现实的。因为当飞机考虑应用复合材料时，这与汽车现在考虑的问题完全相同。这个问题在二三十年前的飞机工业中讨论得非常激烈，它肯定会增加数量，但永远不会取代它。

产能的扩张取决于这个行业的驱动力。根据国内碳纤维总产能计算，报告的产能约为6-7万吨。目前，2015年全球碳纤维消费量为6-7万吨。换句话说，中国的碳纤维产能已经在世界各地得到充分利用。碳纤维的生产能力远远大于汽车行业的需求，近年来汽车的行驶量不会超过7万吨。

对于未来，李洪元认为，十年内，汽车对碳纤维的需求应该在10万吨以内，汽车行业不会给你太多惊喜。中国航空航天中使用的大多数碳纤维实际上来自一家公司，因为这一验证期非常长。从民用领域来看，性能符合要求和成本可接受这两个标准。因此，现在这种能力对许多公司来说应该是个问题。由于大多数专家都采用苏氏数，而且所使用的工艺方法是打结，因此不可能大幅提高速度。中国只有三家公司采用干喷湿法纺丝。从汽车的低成本和应用来看，在大投资的技术路线和方法上也存在许多问题。

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