ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ: ਘੱਟ-ਉਚਾਈ ਵਾਲੀ ਆਰਥਿਕਤਾ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਲਈ ਮੁੱਖ ਸਮੱਗਰੀ ਮੌਕੇ ਅਤੇ ਚੁਣੌਤੀਆਂ

ਸਮੱਗਰੀ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਉਦਯੋਗਿਕ ਅਰਥ ਸ਼ਾਸਤਰ ਦੇ ਦ੍ਰਿਸ਼ਟੀਕੋਣ ਤੋਂ, ਇਹ ਪੇਪਰ ਘੱਟ-ਉਚਾਈ ਵਾਲੀ ਆਰਥਿਕਤਾ ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਮਿਸ਼ਰਿਤ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਸਥਿਤੀ, ਤਕਨੀਕੀ ਰੁਕਾਵਟਾਂ ਅਤੇ ਭਵਿੱਖ ਦੇ ਰੁਝਾਨਾਂ ਦਾ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਢੰਗ ਨਾਲ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਖੋਜ ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ ਕਿ ਹਾਲਾਂਕਿ ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਦੇ ਹਲਕੇ ਜਹਾਜ਼ਾਂ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਫਾਇਦੇ ਹਨ, ਲਾਗਤ ਨਿਯੰਤਰਣ, ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਅਨੁਕੂਲਤਾ ਅਤੇ ਮਿਆਰੀ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਨਿਰਮਾਣ ਅਜੇ ਵੀ ਇਸਦੇ ਵੱਡੇ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਉਪਯੋਗ ਨੂੰ ਸੀਮਤ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਮੁੱਖ ਕਾਰਕ ਹਨ।

1. ਘੱਟ-ਉਚਾਈ ਵਾਲੀ ਆਰਥਿਕਤਾ ਦੇ ਨਾਲ ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਸਮੱਗਰੀ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦੀ ਅਨੁਕੂਲਤਾ ਦਾ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ

ਮਕੈਨੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦੇ ਫਾਇਦੇ:

• ਖਾਸ ਤਾਕਤ 2450MPa/(g/cm³) ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਹਵਾਬਾਜ਼ੀ ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਮਿਸ਼ਰਤ ਨਾਲੋਂ 5 ਗੁਣਾ ਹੈ।
• ਖਾਸ ਮਾਡਿਊਲਸ 230GPa/(g/cm³) ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੈ, ਜਿਸਦੇ ਨਾਲ ਭਾਰ ਘਟਾਉਣ ਦਾ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪੈਂਦਾ ਹੈ

ਆਰਥਿਕ ਉਪਯੋਗ:

• ਡਰੋਨ ਦੇ ਢਾਂਚੇ ਦਾ ਭਾਰ 1 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ ਘਟਾਉਣ ਨਾਲ ਊਰਜਾ ਦੀ ਖਪਤ ਲਗਭਗ 8-12% ਘੱਟ ਸਕਦੀ ਹੈ।
• eVTOL ਦੇ ਹਰ 10% ਭਾਰ ਘਟਾਉਣ ਲਈ, ਕਰੂਜ਼ਿੰਗ ਰੇਂਜ 15-20% ਵਧ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।

2. ਉਦਯੋਗਿਕ ਵਿਕਾਸ ਦੀ ਮੌਜੂਦਾ ਸਥਿਤੀ

ਗਲੋਬਲ ਮਾਰਕੀਟ ਬਣਤਰ:

• 2023 ਵਿੱਚ, ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਦੀ ਕੁੱਲ ਵਿਸ਼ਵਵਿਆਪੀ ਮੰਗ 135,000 ਟਨ ਹੋਵੇਗੀ, ਜਿਸ ਵਿੱਚੋਂ ਏਰੋਸਪੇਸ ਦਾ ਹਿੱਸਾ 22% ਹੈ।
• ਜਪਾਨ ਦੇ ਟੋਰੇ ਦਾ ਛੋਟੇ ਟੋਅ ਬਾਜ਼ਾਰ ਦਾ 38% ਹਿੱਸਾ ਹੈ।

ਘਰੇਲੂ ਤਰੱਕੀ:

• ਉਤਪਾਦਨ ਸਮਰੱਥਾ ਦੀ ਸਾਲਾਨਾ ਮਿਸ਼ਰਿਤ ਵਿਕਾਸ ਦਰ 25% (2018-2023) ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਦੀ ਹੈ।
• T700 ਦੀ ਸਥਾਨਕਕਰਨ ਦਰ 70% ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੈ, ਪਰ T800 ਅਤੇ ਇਸ ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਅਜੇ ਵੀ ਆਯਾਤ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੇ ਹਨ।

3. ਮੁੱਖ ਤਕਨੀਕੀ ਰੁਕਾਵਟਾਂ

ਸਮੱਗਰੀ ਦਾ ਪੱਧਰ:

• ਪ੍ਰੀਪ੍ਰੈਗ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਸਥਿਰਤਾ (CV ਮੁੱਲ ਨੂੰ 3% ਦੇ ਅੰਦਰ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ)
• ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ ਮਟੀਰੀਅਲ ਇੰਟਰਫੇਸ ਬੰਧਨ ਤਾਕਤ (80MPa ਤੋਂ ਵੱਧ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਣ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ)

ਨਿਰਮਾਣ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ:

• ਆਟੋਮੇਟਿਡ ਲੇਇੰਗ ਕੁਸ਼ਲਤਾ (ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ 30-50 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ/ਘੰਟਾ, ਟੀਚਾ 100 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ/ਘੰਟਾ)
• ਕਿਊਰਿੰਗ ਸਾਈਕਲ ਓਪਟੀਮਾਈਜੇਸ਼ਨ (ਰਵਾਇਤੀ ਆਟੋਕਲੇਵ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਿੱਚ 8-12 ਘੰਟੇ ਲੱਗਦੇ ਹਨ)

4. ਘੱਟ-ਉਚਾਈ ਵਾਲੇ ਆਰਥਿਕ ਉਪਯੋਗਾਂ ਲਈ ਸੰਭਾਵਨਾਵਾਂ

ਬਾਜ਼ਾਰ ਮੰਗ ਦਾ ਅਨੁਮਾਨ:

• 2025 ਵਿੱਚ eVTOL ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਦੀ ਮੰਗ 1,500-2,000 ਟਨ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚ ਜਾਵੇਗੀ
• 2030 ਵਿੱਚ ਡਰੋਨ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਮੰਗ 5,000 ਟਨ ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੋਣ ਦੀ ਉਮੀਦ ਹੈ।

ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਰੁਝਾਨ:

• ਘੱਟ ਲਾਗਤ (ਟੀਚਾ ਘਟਾ ਕੇ $80-100/ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ)
• ਬੁੱਧੀਮਾਨ ਨਿਰਮਾਣ (ਡਿਜੀਟਲ ਜੁੜਵਾਂ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ)
• ਰੀਸਾਈਕਲਿੰਗ ਅਤੇ ਮੁੜ ਵਰਤੋਂ (ਰਸਾਇਣਕ ਰੀਸਾਈਕਲਿੰਗ ਵਿਧੀ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ)