КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ УГЛЕРОДНЫХ
advertisement
«СОЗДАНИЕ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА ПРЕПРЕГОВ, УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН И КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ В РФ» 1 Потребления ПКМ на душу населения, кг, 2007 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 7,8 6,3 5,4 4,3 4,0 3,8 3,5 3,5 0,4 Ки та й Ро сс ия Та йв ан ь И сп ан ия Ка на да Ф ра Ве нц ли ия ко бр ит ан ия Я по ни я И та ли я Ге рм ан ия 1,0 Ш А С 4,6 2 Сегментация рынка ПКМ, тн., 2007 12% Быстрорастущие рынки Темпы роста потребления ПКМ, % Авиастроение 21 тыс. тонн $1,9 млрд. 9% Ветроэнергетика 225 тыс. Трубы и резервуары тонн $1,2 млрд. Электроника/ 250 тыс. 928 тыс. Энергетика тонн тонн $0,5 млрд. $2,3 млрд. 1188 тыс. 6% 3% Прочее 387 тыс. тонн $0,9 млрд. 0% 5% Диаметр – мировой объем потребления 10% = 1млн.тонн 1519 тыс. тонн $3,3 млрд. 639 тыс. тонн $1,9 млрд. Судостроение 0% тонн $4,1 млрд. Потребительские товары 15% Транспорт 20% 1755 тыс. тонн $3,8 млрд. Строительство Развитые рынки 25% Доля в потреблении ПКМ, в тоннах и $ 30% 35% = $2 млрд. 3 МИРОВОЙ ОПЫТ ПО СОЗДАНИЮ ПРОИЗВОДСТВ УВ И ПРЕПРЕГОВ Производство ПАН 37 600 тонн МИР: вертикально интегрированные холдинги: Cytec, Hexcel, Toray Industries Inc., Toho Tenax Co Ltd. Производство УВ 17 900 тонн Производство УКМ 30 000 тонн 4 МИРОВОЙ ОПЫТ ПО СОЗДАНИЮ ПРОИЗВОДСТВ УВ И ПРЕПРЕГОВ Мировые производители углеродных волокон на основе ПАН в 2004 г. Kureha Chemicals 59% Osaka gas 19% Мировые производители пековых углеродных волокон в 2004 г. Другие производители 2% Amoco 14% Nippon Oil 3% Mitsubishi Chemicals 3% 5 МИРОВОЙ ОПЫТ ПО СОЗДАНИЮ ПРОИЗВОДСТВ УВ И ПРЕПРЕГОВ Рынок препрегов имеет высокую степень концентрации – 3 крупнейших поставщика контролируют 66% рынка. Из 6 крупнейших поставщиков, 3 компании являются вертикальноинтегрированными и совмещают производство препрегов с выпуском углеродных волокон, связующих и прочей химической продукции 15% 30% 5% 6% 8% 13% Hexcel Tencate 23% Cytec ACG Toray Прочие Gurit 6 МИРОВОЙ ОПЫТ ПО СОЗДАНИЮ ПРОИЗВОДСТВ УВ И ПРЕПРЕГОВ СТРАТЕГИЧЕСКОЕ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ИГРОКОВ, 2007 Г. 7 СОСТАВ ПРЕПРЕГОВ Препреги – волокнистые материалы, заранее пропитанные точно определенным количеством равномерно распределенного связующего и переработанные таким образом, чтобы максимально реализовать физико-механические свойства армирующего материала и обеспечить воспроизводимость свойств отверженного композита. ПРЕПРЕГ АРМИРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ СТЕКЛОВОЛОКНА УГЛЕРОДНЫЕ ВОЛОКНА БОРНЫЕ ВОЛОКНА АРАМИДНЫЕ ВОЛОКНА БАЗАЛЬТОВЫЕ ВОЛОКНА и ДР. СВЯЗУЮЩЕЕ ТЕРМОРЕАКТИВНЫЕ СМОЛЫ ЭПОКСИДНЫЕ ПОЛИЭФИРНЫЕ ФЕНОЛЬНЫЕ ПОЛИИМИДНЫЕ и ДР. ДР. ТЕРМОПЛАСТЫ ПОЛИКАРБОНАТ ПОЛИАМИДЫ ПОЛИСТИРОЛ и ДР. ДР. 8 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СОЗДАВАЕМОГО ПРОИЗВОДСТВА 9 Визит делегаций ГК «РОСНАНОТЕХ», Правительства Москвы и ОАО «ОАК» 27 августа 2009 г. 10 ПИЛОТНАЯ ЛИНИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ПРЕПРЕГОВ • • • • • Полностью автоматизирована, позволяет создавать электронный паспорт качества на каждый рулон выпускаемого препрега. Обеспечивает 100% контроль качества пропитки при получении препрегов, что является обязательным условием для выпуска препрегов для применения в авиастроении. Установка универсальна по связующим – обеспечивает использование связующие в виде растворов, расплавов, пленок, волокон. Линия позволяет осуществлять НИР и получать опытные партии материалов с применением всех известных в мире современных связующих и армирующих наполнителей (углеродных, стеклянных, базальтовых и др.). Позволяет напрямую работать со шпулярника, производить однонаправленные безутковые препреги. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ до 40 т/год 11 ЛИНИЯ ПРОПИТКИ НИЗКОВЯЗКИМИ СВЯЗУЮЩИМИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ 150150-1200 т/год • • • • Полностью автоматизированная линия. Обеспечивает различные варианты нанесения точно дозированного количества связующего. Позволяет производить препреги однонаправленные, тканевые, шириной от 300 до 2000 мм для изготовления конструкций планера воздушных судов перспективных моделей и др. отраслей применения. В зависимости от плотности ткани производительность линии составит от 150 т/год (для тонких тканевых препрегов на основе лент типа ЭЛУР и УОЛ с толщиной монослоя 0,12 мм, применяемых в несущих конструкциях) до 1200 т/год (на основе 7-слойного мультиаксиального полотна с поверхностной плотностью 700 г/м2 для применении в авиастроении и др. отраслях). 12 ТКАЦКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ 2020-30 т/год • получение полотен шириной до 1270 мм (в соответствии с наиболее • • • • • • распространенными стандартами артикулов применяемых полотен в авиастроении и др. отраслях); возможность получения одновременно 2 полотен авиационной номенклатуры (тканых и однонаправленных) шириной 300 – 400 мм; возможность получения комбинированных тканей (использование 2 и более типов волокон по основе и утку); получение полотен с обрезной кромкой; использование шпулярника, специализированного для переработки углеродных волокон; специальную защиту электронной системы управления и автоматизации линии от воздействия углеродной пыли; оснащена системой применения термопластичных уточных нитей с точным регулированием зоны нагрева в печи. 13 РАЗВИТИЕ ИННОВАЦИОННОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ТЕРРИТОРИИ АЗЛК 14 ЛИНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ до 3000 т/год ПРЕПРЕГОВ • Размещение: площадка АЗЛК • Назначение: производство промышленных партий препрегов, • Производит препреги однонаправленные, тканевые шириной до 1.6 м. ЗАПУСК – I • Производительность до 3 тыс. т/год (в зависимости от номенклатуры). • Необходимый персонал – 3-4 чел./смену. • Энергопотребление 180 кВт. Занимаемая площадь – 580 м . • Оснащена системами непрерывного контроля качества квартал 2011 2 15 ЛИНИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕПРЕГОВ МОЩНОСТЬЮ до 3500 т/год (САРАТОВ) ЗАПУСК – IV квартал 2011 • Производит препреги тканевые (2D) шириной до 1.6 м. • Технология пропитки раствором связующего. • Производительность до 2.5-5 тыс. т/год (в зависимости от номенклатуры). • Срок поставки 9 мес. • Необходимый персонал – 3 ч/смену. Энергопотребление 170 кВт. • Занимаемая площадь – 580 м2. • Ориентировано на производство препрегов для авиации, машиностроения и др. отраслей. 16 ПРОИЗВОДСТВО МУЛЬТИАКСИАЛЬНЫХ ТКАНЕЙ до 6000 т/год ЗАПУСК – IV квартал 2010 Текстильный нетканый материал, состоящий из нескольких слоев нитей, ориентированных в различных направлениях в соответствии с заданной схемой армирования, рассчитанной исходя из оказываемой на материал нагрузки. ПРЕИМУЩЕСТВА ПЕРЕД РОВИНГОВОЙ ТКАНЬЮ сокращение количества слоев ткани при укладке и оптимизация процесса изготовления композитов армирование композиционного материала в различных направлениях сокращение расхода смолы до 20–30, меньшее сопротивление течению связующего сокращение конечного веса композита до 50% увеличение механической прочности ровная поверхность ламината (поверхность ровинговой ткани имеет выпуклости в местах переплетения нитей) 17 ЗАПУСК ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА УГЛЕРОДНЫХ ТКАНЕЙ до 360 т/год • Размещение: площадка АЗЛК • Назначение: выпуск углеродных тканей • • широкого ассортимента (однонаправленные ленты, 2D ткани). Сырье: углеродные волокна ЗАПУСК – отечественного и импортного IV квартал 2010 производства. Оборудование: рапирные ткацкие станки переоборудованные для переработки УВ и вспомогательное оборудование. 18 КЛАССИФИКАЦИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ ТКАНЕЙ 19 КЛАССИФИКАЦИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ ТКАНЕЙ ПОЛОТНЯНОЕ АТЛАСНОЕ САРЖЕВОЕ 20 КЛАССИФИКАЦИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ ТКАНЕЙ 21 КОНТУРНОЕ ПЛЕТЕНИЕ ПЛЕТЕНИЕ – – Используется для получения армирующих форм в виде канатов, труб, конусов и пр. Применяется в технологиях получения поверхностей неправильной формы, в конусах ракет и самолетов и др. Схема пути нити при плетении Формы для плетения 22 Требования к материалам для проектов SSJ 1XX и IRCUT MS 21 23 Международный образовательно инжиниринговый центр 24 Международный образовательно инжиниринговый центр 25 Международный образовательно инжиниринговый центр 26
