Komposti tal-Fibra tal-Karbonju: Opportunitajiet u Sfidi Ewlenin tal-Materjali għall-Iżvilupp ta' Ekonomija f'Altitudni Baxxa

Mill-perspettiva tax-xjenza tal-materjali u l-ekonomija industrijali, dan id-dokument janalizza sistematikament l-istatus tal-iżvilupp, l-ostakli tekniċi u x-xejriet futuri tal-materjali komposti tal-fibra tal-karbonju fil-qasam tal-ekonomija f'altitudni baxxa. Ir-riċerka turi li għalkemm il-fibra tal-karbonju għandha vantaġġi sinifikanti fit-tnaqqis tal-piż tal-inġenji tal-ajru, il-kontroll tal-ispejjeż, l-ottimizzazzjoni tal-proċess u l-kostruzzjoni standard tas-sistema għadhom fatturi ewlenin li jirrestrinġu l-applikazzjoni tagħha fuq skala kbira.

1. Analiżi tal-kompatibilità tal-karatteristiċi tal-materjal tal-fibra tal-karbonju mal-ekonomija ta' altitudni baxxa

Vantaġġi tal-proprjetajiet mekkaniċi:

• Is-saħħa speċifika tilħaq l-2450MPa/(g/cm³), li hija 5 darbiet dik tal-liga tal-aluminju tal-avjazzjoni
• Il-modulu speċifiku jaqbeż it-230GPa/(g/cm³), b'effett sinifikanti ta' tnaqqis fil-piż

Applikazzjoni ekonomika:

• It-tnaqqis tal-piż tal-istruttura tad-drone b'1kg jista' jnaqqas il-konsum tal-enerġija b'madwar 8-12%
• Għal kull tnaqqis ta' 10% fil-piż tal-eVTOL, il-firxa tal-kruċiera tiżdied b'15-20%

2. L-istatus attwali tal-iżvilupp industrijali

Struttura tas-suq globali:

• Fl-2023, id-domanda totali globali għall-fibra tal-karbonju se tkun ta' 135,000 tunnellata, li minnhom l-aerospazju jammonta għal 22%.
• Toray tal-Ġappun tokkupa 38% tas-suq żgħir tal-irmonk.

Progress domestiku:

• Ir-rata ta' tkabbir kompost annwali tal-kapaċità tal-produzzjoni tilħaq il-25% (2018-2023).
• Ir-rata ta' lokalizzazzjoni ta' T700 taqbeż is-70%, iżda T800 u aktar għadhom jiddependu fuq l-importazzjonijiet.

3. Ostakli tekniċi ewlenin

Livell tal-materjal:

• Stabbiltà tal-proċess ta' prepreg (il-valur tas-CV jeħtieġ li jiġi kkontrollat ​​fi żmien 3%)
• Saħħa ta' twaħħil tal-interfaċċja tal-materjal kompost (jeħtieġ li tilħaq aktar minn 80MPa)

Proċess tal-manifattura:

• Effiċjenza tat-tqegħid awtomatizzat (bħalissa 30-50kg/h, mira 100kg/h)
• Ottimizzazzjoni taċ-ċiklu tat-tqaddid (il-proċess tradizzjonali tal-awtoklav jieħu 8-12-il siegħa)

4. Prospetti għal applikazzjonijiet ekonomiċi f'altitudni baxxa

Tbassir tad-domanda tas-suq:

• Id-domanda għall-fibra tal-karbonju eVTOL se tilħaq 1,500-2,000 tunnellata fl-2025
• Id-domanda fil-qasam tad-drones mistennija taqbeż il-5,000 tunnellata fl-2030

Xejriet fl-iżvilupp tat-teknoloġija:

• Spiża baxxa (mira mnaqqsa għal $80-100/kg)
• Manifattura intelliġenti (applikazzjoni tat-teknoloġija tat-tewmin diġitali)
• Riċiklaġġ u użu mill-ġdid (titjib fl-effiċjenza tal-metodu ta' riċiklaġġ kimiku)