從“卡脖子”到入列全球高端梯隊(duì)，碳纖維裝備突破在路上

近日，浙江精工集成科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“精工科技”）發(fā)布了新品JCTX300年產(chǎn)5000噸高性能碳纖維生產(chǎn)線。

精工科技總裁李愛(ài)軍介紹，此次發(fā)布的高性能版JCTX300為“國(guó)產(chǎn)碳纖維裝備的新引擎”。通過(guò)創(chuàng)新性迭代優(yōu)化，整條生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)智能化水平提升25%-35%，碳纖維成品絲每年產(chǎn)值提升58%，人力成本降低20%，噸能耗下降19.9%等技術(shù)指標(biāo)“三升三降”。這意味著，行業(yè)用戶將以更低成本、更高效率的方式生產(chǎn)出高性能碳纖維，且具備T300-T1100全系列碳纖維生產(chǎn)能力，并預(yù)留了未來(lái)技術(shù)升級(jí)空間，將為行業(yè)實(shí)現(xiàn)更多碳纖維應(yīng)用場(chǎng)景。

技術(shù)突破，從“卡脖子”到國(guó)產(chǎn)替代

碳纖維裝備的核心技術(shù)曾長(zhǎng)期被歐美日企業(yè)壟斷，尤其是預(yù)氧化爐、碳化爐等關(guān)鍵設(shè)備依賴進(jìn)口。近年來(lái)，在政策支持、市場(chǎng)需求和技術(shù)突破的多重驅(qū)動(dòng)下，國(guó)產(chǎn)碳纖維裝備行業(yè)實(shí)現(xiàn)了從依賴進(jìn)口到國(guó)產(chǎn)替代的跨越式發(fā)展。以精工科技為代表的國(guó)內(nèi)企業(yè)通過(guò)持續(xù)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)技術(shù)突破。

在預(yù)氧化爐領(lǐng)域，精工科技研發(fā)的“JCYY300D型氣電混合加熱預(yù)氧化爐”采用氣電混動(dòng)、在線清理等技術(shù)，能耗降低30%，機(jī)械速度達(dá)20m/min，性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)技術(shù)空白。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了全產(chǎn)業(yè)鏈布局，精工科技成為國(guó)內(nèi)唯一具備千噸級(jí)碳纖維整線裝備交付能力的企業(yè)，覆蓋預(yù)氧化爐、碳化爐、表面處理設(shè)備等全流程設(shè)備。

精工科技董事長(zhǎng)孫國(guó)君表示，公司幾十年來(lái)堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，不斷推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、數(shù)智建設(shè)和人才發(fā)展，加快實(shí)現(xiàn)新興產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略性發(fā)展。公司深耕碳纖維領(lǐng)域十余年，提升技術(shù)攻堅(jiān)力，成功構(gòu)建從裝備研發(fā)到應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈體系，以高端化、智能化、高效化優(yōu)勢(shì)躋身全球碳纖維新材料高端裝備第一梯隊(duì)；積極構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)，牽頭組建“浙江省高性能碳纖維裝備及復(fù)合材料制造業(yè)創(chuàng)新中心”，激活集群動(dòng)能；打造全球競(jìng)爭(zhēng)力，以“科技出?！辈粩嗉铀賴?guó)際市場(chǎng)拓展和海外布局，提升碳纖維及復(fù)合材料技術(shù)裝備的市場(chǎng)輻射能力。

總結(jié)相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展成就時(shí)，中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)副會(huì)長(zhǎng)徐迎新表示，包括碳纖維在內(nèi)的高性能纖維材料是紡織產(chǎn)業(yè)科技的尖端領(lǐng)域，過(guò)去高性能纖維加工產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)及裝備長(zhǎng)期被發(fā)達(dá)國(guó)家所壟斷。我國(guó)紡織行業(yè)大批科研工作者、企業(yè)家、工程師數(shù)十年如一日，以拓荒者的勇氣和決心，執(zhí)著探索，不畏挫折，打破技術(shù)的藩籬，逐步完成了從基礎(chǔ)原料纖維加工、材料復(fù)合終端制品工程化應(yīng)用到專用設(shè)備制造的體系化布局，為我國(guó)紡織行業(yè)在國(guó)際紡織科技前沿陣地贏得了一席之地。

產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，從單一設(shè)備到全鏈條整合

數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)高性能纖維主要品種基本上實(shí)現(xiàn)了自主技術(shù)突破和裝備的創(chuàng)新，總產(chǎn)能占全世界的比重超過(guò)1/3，其中碳纖維的產(chǎn)能2024年約達(dá)到14萬(wàn)噸，48K大絲束碳纖維達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，成為市場(chǎng)熱銷品種。T800、T1000、T1100級(jí)高端碳纖維品種及成套裝備近年來(lái)接連完成關(guān)鍵的技術(shù)突破，T800、T1000級(jí)已進(jìn)入規(guī)模化的生產(chǎn)階段。2024年，我國(guó)共出口碳纖維1.5萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)120%，出口金額達(dá)3.5億美元，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力穩(wěn)步提升。碳纖維預(yù)制體素材構(gòu)件及多軸向織物、拉擠異型材等制品廣泛應(yīng)用于國(guó)防軍工、航空航天、建筑工程、交通運(yùn)輸、防護(hù)裝備、結(jié)構(gòu)增強(qiáng)等領(lǐng)域，為國(guó)產(chǎn)動(dòng)車組、風(fēng)電設(shè)備、無(wú)人機(jī)等戰(zhàn)略領(lǐng)域升級(jí)發(fā)展提供重要支撐。

徐迎新分析，以碳纖維裝備為典型代表的高性能纖維自主成套技術(shù)裝備逐漸發(fā)展成熟，解決了我國(guó)高性能纖維產(chǎn)業(yè)鏈安全自主可控關(guān)鍵問(wèn)題，大大降低了項(xiàng)目的建設(shè)投入，提高產(chǎn)業(yè)鏈競(jìng)爭(zhēng)力，是建設(shè)紡織現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系的標(biāo)志性成果。成套裝備的重大突破，體現(xiàn)了紡織機(jī)械行業(yè)錨定創(chuàng)新、補(bǔ)齊短板戰(zhàn)略選擇的正確性，也體現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng)新體系的有效性。

一方面，國(guó)家及地方政策為碳纖維裝備國(guó)產(chǎn)化提供了強(qiáng)力支撐?！笆奈濉币?guī)劃明確將碳纖維列為制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力提升的重點(diǎn)領(lǐng)域，支持高性能纖維及復(fù)合材料的研發(fā)應(yīng)用?！痘w工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》等文件推動(dòng)碳纖維設(shè)備向高效、低成本方向發(fā)展。

地方產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)方面，山東省通過(guò)“鏈長(zhǎng)制”推動(dòng)碳纖維產(chǎn)業(yè)集聚，威海市建成涵蓋研發(fā)、生產(chǎn)、檢測(cè)的全鏈條產(chǎn)業(yè)集群，2024年碳纖維產(chǎn)業(yè)營(yíng)收達(dá)284.4億元。吉林、上海等地加速布局大絲束碳纖維項(xiàng)目，瞄準(zhǔn)風(fēng)電、壓力容器等民用市場(chǎng)。

另一方面，國(guó)產(chǎn)碳纖維裝備的崛起離不開(kāi)上下游協(xié)同創(chuàng)新。

精工科技牽頭成立碳纖維產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心共同體，聯(lián)合長(zhǎng)三角碳纖維及復(fù)合材料技術(shù)創(chuàng)新中心等機(jī)構(gòu)，攻克自動(dòng)鋪絲技術(shù)、熱塑性復(fù)材成型等“卡脖子”工藝。該平臺(tái)將形成“基礎(chǔ)研發(fā)－中試驗(yàn)證－產(chǎn)業(yè)化推廣”的閉環(huán)，致力于聚焦并貫穿碳纖維重點(diǎn)領(lǐng)域前沿技術(shù)與核心工藝，不斷推動(dòng)碳纖維產(chǎn)業(yè)集群式發(fā)展。

不久前，精工科技“浙江省高性能碳纖維裝備及復(fù)合材料制造業(yè)創(chuàng)新中心”正式揭牌。作為中國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)首個(gè)集“原絲、碳化、復(fù)材裝備制造與制品應(yīng)用”為一體的全鏈創(chuàng)新中心，將聚焦并貫穿碳纖維重點(diǎn)領(lǐng)域前沿技術(shù)與核心工藝，不斷推動(dòng)碳纖維產(chǎn)業(yè)集群式發(fā)展。創(chuàng)新中心的揭牌，標(biāo)志著精工科技在碳纖維領(lǐng)域的研發(fā)體系化、協(xié)同化方面邁入了新階段。

未來(lái)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)全面技術(shù)自主化

當(dāng)前，我國(guó)紡織行業(yè)面臨的外部形勢(shì)高度復(fù)雜。對(duì)于高性能纖維材料產(chǎn)業(yè)而言，發(fā)達(dá)國(guó)家泛安全化、保護(hù)主義思潮抬頭，將使高新技術(shù)的國(guó)際合作變得尤為困難。關(guān)鍵技術(shù)裝備、材料封鎖、技術(shù)性貿(mào)易壁壘增多，都使纖維新材料產(chǎn)業(yè)面臨著嚴(yán)峻的風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)，強(qiáng)化自主安全發(fā)展的重要性也尤為凸顯。碳纖維行業(yè)進(jìn)一步解決技術(shù)難點(diǎn)，努力趕超國(guó)際先進(jìn)水平，也將更主要依托自主原始創(chuàng)新能力的突破性提升。

基于這種形勢(shì)，徐迎新對(duì)碳纖維技術(shù)裝備的發(fā)展提出了建議。

一是進(jìn)一步強(qiáng)化自主創(chuàng)新，增強(qiáng)創(chuàng)新關(guān)鍵要素投入，全面突破關(guān)鍵加工及組合技術(shù)、成套裝備、關(guān)鍵設(shè)備，實(shí)現(xiàn)全面的技術(shù)自主化。強(qiáng)化前瞻性技術(shù)研究和前沿技術(shù)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)，探索科技無(wú)人區(qū)，引領(lǐng)國(guó)際產(chǎn)業(yè)科技進(jìn)步方向，主動(dòng)搶占標(biāo)準(zhǔn)話語(yǔ)權(quán)。中國(guó)紡織機(jī)械協(xié)會(huì)這幾年已經(jīng)圍繞碳纖維裝備組織開(kāi)展了一些標(biāo)準(zhǔn)的編制和發(fā)布工作。下一步需要進(jìn)一步梳理構(gòu)建包括碳纖維在內(nèi)的高性能纖維裝備標(biāo)準(zhǔn)體系，有序做好標(biāo)準(zhǔn)編制工作。

二是持續(xù)提升裝備品質(zhì)及效率，大力推動(dòng)以智能制造裝備、專用基礎(chǔ)工業(yè)材料為代表的先進(jìn)技術(shù)及器材應(yīng)用，不斷提升碳纖維裝備的制造精細(xì)化、運(yùn)行穩(wěn)定性水平，解決設(shè)備控制精度、運(yùn)行效率、產(chǎn)品質(zhì)量一致性等方面的問(wèn)題，完善產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造，提高裝備綠色化水平，特別是降低能耗水平。

三是深入推進(jìn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新。進(jìn)一步深化產(chǎn)學(xué)研融合創(chuàng)新，加強(qiáng)跨產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，針對(duì)高等級(jí)碳纖維及復(fù)合材料技術(shù)關(guān)鍵難點(diǎn)、堵點(diǎn)，開(kāi)展聯(lián)合攻關(guān)，促進(jìn)科研創(chuàng)新成果加快應(yīng)用轉(zhuǎn)化。積極聽(tīng)取下游的化纖企業(yè)、復(fù)合材料企業(yè)、終端應(yīng)用企業(yè)的應(yīng)用反饋，不斷完善裝備關(guān)鍵性能指標(biāo)，尊重合作方合理的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)及利益分配訴求，建立良好的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新合作生態(tài)。

四是加強(qiáng)人才培養(yǎng)，加強(qiáng)高性能纖維及復(fù)合材料技術(shù)裝備領(lǐng)域?qū)I(yè)人才培養(yǎng)力，依托重大科技攻關(guān)項(xiàng)目、重點(diǎn)學(xué)科以及科研基地的合作項(xiàng)目，培養(yǎng)復(fù)合型、應(yīng)用型人才。

五是堅(jiān)持高水平對(duì)外開(kāi)放。徐迎新表示，合作共贏始終是大勢(shì)所趨。在復(fù)雜的國(guó)際形勢(shì)下，要保持戰(zhàn)略定力，堅(jiān)持開(kāi)放發(fā)展，積極整合國(guó)際市場(chǎng)人才、技術(shù)、資本等優(yōu)質(zhì)要素及資源，全力促成高質(zhì)量的跨國(guó)技術(shù)及經(jīng)貿(mào)合作，借勢(shì)、借智、借力推進(jìn)國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定、健康發(fā)展。

資料來(lái)源：中國(guó)紡織報(bào)