साहित्य विज्ञान आणि औद्योगिक अर्थशास्त्राच्या दृष्टिकोनातून, हा पेपर कमी उंचीच्या अर्थव्यवस्थेच्या क्षेत्रात कार्बन फायबर संमिश्र पदार्थांच्या विकासाची स्थिती, तांत्रिक अडथळे आणि भविष्यातील ट्रेंडचे पद्धतशीर विश्लेषण करतो. संशोधनातून असे दिसून आले आहे की जरी विमानांना हलके करण्यासाठी कार्बन फायबरचे महत्त्वपूर्ण फायदे असले तरी, खर्च नियंत्रण, प्रक्रिया ऑप्टिमायझेशन आणि मानक प्रणाली बांधकाम हे अजूनही त्याच्या मोठ्या प्रमाणात वापरावर मर्यादा घालणारे प्रमुख घटक आहेत.
१. कमी उंचीच्या अर्थव्यवस्थेसह कार्बन फायबर मटेरियल वैशिष्ट्यांच्या सुसंगततेचे विश्लेषण
यांत्रिक गुणधर्मांचे फायदे:
- विशिष्ट शक्ती २४५०MPa/(g/cm³) पर्यंत पोहोचते, जी विमानन अॅल्युमिनियम मिश्र धातुच्या ५ पट आहे.
- विशिष्ट मापांक 230GPa/(g/cm³) पेक्षा जास्त आहे, ज्यामुळे वजन कमी करण्याचा महत्त्वपूर्ण परिणाम होतो.
आर्थिक उपयोग:
- ड्रोनच्या रचनेचे वजन १ किलोने कमी केल्यास ऊर्जेचा वापर सुमारे ८-१२% कमी होऊ शकतो.
- eVTOL च्या प्रत्येक १०% वजन कमी करण्यासाठी, क्रूझिंग रेंज १५-२०% ने वाढते.
२. औद्योगिक विकासाची सद्यस्थिती
जागतिक बाजारपेठ रचना:
- २०२३ मध्ये, कार्बन फायबरची जागतिक एकूण मागणी १३५,००० टन असेल, ज्यापैकी २२% एरोस्पेसचा वाटा आहे.
- जपानच्या टोरेने लहान टो मार्केटचा ३८% हिस्सा व्यापला आहे.
देशांतर्गत प्रगती:
- उत्पादन क्षमतेचा वार्षिक चक्रवाढ वाढीचा दर २५% (२०१८-२०२३) पर्यंत पोहोचतो.
- T700 चा स्थानिकीकरण दर 70% पेक्षा जास्त आहे, परंतु T800 आणि त्यावरील अजूनही आयातीवर अवलंबून आहेत.
३. प्रमुख तांत्रिक अडथळे
साहित्य पातळी:
- प्रीप्रेग प्रक्रिया स्थिरता (सीव्ही मूल्य 3% च्या आत नियंत्रित करणे आवश्यक आहे)
- संमिश्र मटेरियल इंटरफेस बाँडिंग स्ट्रेंथ (८०MPa पेक्षा जास्त पोहोचणे आवश्यक आहे)
उत्पादन प्रक्रिया:
- स्वयंचलित लेइंग कार्यक्षमता (सध्या ३०-५० किलो/तास, लक्ष्य १०० किलो/तास)
- क्युरिंग सायकल ऑप्टिमायझेशन (पारंपारिक ऑटोक्लेव्ह प्रक्रियेला ८-१२ तास लागतात)
४. कमी उंचीच्या आर्थिक अनुप्रयोगांसाठी संभावना
बाजारातील मागणीचा अंदाज:
- २०२५ मध्ये eVTOL कार्बन फायबरची मागणी १,५००-२,००० टनांपर्यंत पोहोचेल
- २०३० मध्ये ड्रोन क्षेत्रातील मागणी ५,००० टनांपेक्षा जास्त होण्याची अपेक्षा आहे.
तंत्रज्ञान विकासाचे ट्रेंड:
- कमी खर्च (लक्ष्य $८०-१००/किलो पर्यंत कमी केले)
- बुद्धिमान उत्पादन (डिजिटल ट्विन तंत्रज्ञानाचा वापर)
- पुनर्वापर आणि पुनर्वापर (रासायनिक पुनर्वापर पद्धतीची कार्यक्षमता सुधारणा)
पोस्ट वेळ: एप्रिल-१०-२०२५