கார்பன் ஃபைபர் கலவைகள்: குறைந்த உயர பொருளாதாரத்தின் வளர்ச்சிக்கான முக்கிய பொருட்கள் வாய்ப்புகள் மற்றும் சவால்கள்

பொருள் அறிவியல் மற்றும் தொழில்துறை பொருளாதாரத்தின் கண்ணோட்டத்தில், இந்த ஆய்வறிக்கை குறைந்த உயர பொருளாதாரத் துறையில் கார்பன் ஃபைபர் கலப்புப் பொருட்களின் வளர்ச்சி நிலை, தொழில்நுட்பத் தடைகள் மற்றும் எதிர்காலப் போக்குகளை முறையாக பகுப்பாய்வு செய்கிறது. விமானங்களை இலகுவாக மாற்றுவதில் கார்பன் ஃபைபர் குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளைக் கொண்டிருந்தாலும், செலவுக் கட்டுப்பாடு, செயல்முறை மேம்படுத்தல் மற்றும் நிலையான அமைப்பு கட்டுமானம் ஆகியவை அதன் பெரிய அளவிலான பயன்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்தும் முக்கிய காரணிகளாக இன்னும் உள்ளன என்று ஆராய்ச்சி காட்டுகிறது.

1. குறைந்த உயர பொருளாதாரத்துடன் கார்பன் ஃபைபர் பொருள் பண்புகளின் பொருந்தக்கூடிய தன்மையின் பகுப்பாய்வு

இயந்திர பண்புகளின் நன்மைகள்:

• குறிப்பிட்ட வலிமை 2450MPa/(g/cm³) ஐ அடைகிறது, இது விமான அலுமினிய அலாய் விட 5 மடங்கு அதிகம்.
• குறிப்பிட்ட மாடுலஸ் 230GPa/(g/cm³) ஐ விட அதிகமாக உள்ளது, குறிப்பிடத்தக்க எடை குறைப்பு விளைவுடன்.

பொருளாதார பயன்பாடு:

• ட்ரோன் கட்டமைப்பின் எடையை 1 கிலோ குறைப்பதன் மூலம் ஆற்றல் நுகர்வு சுமார் 8-12% குறைக்கலாம்.
• eVTOL இன் ஒவ்வொரு 10% எடை குறைப்பிற்கும், பயண வரம்பு 15-20% அதிகரிக்கிறது.

2. தொழில்துறை வளர்ச்சியின் தற்போதைய நிலை

உலகளாவிய சந்தை அமைப்பு:

• 2023 ஆம் ஆண்டில், கார்பன் ஃபைபருக்கான உலகளாவிய மொத்த தேவை 135,000 டன்களாக இருக்கும், இதில் விண்வெளி 22% ஆகும்.
• ஜப்பானின் டோரே நிறுவனம் சிறிய இழுவைச் சந்தையில் 38% பங்கைக் கொண்டுள்ளது.

உள்நாட்டு முன்னேற்றம்:

• உற்பத்தி திறனின் வருடாந்திர கூட்டு வளர்ச்சி விகிதம் 25% ஐ அடைகிறது (2018-2023).
• T700 இன் உள்ளூர்மயமாக்கல் விகிதம் 70% ஐ விட அதிகமாக உள்ளது, ஆனால் T800 மற்றும் அதற்கு மேற்பட்டவை இன்னும் இறக்குமதியை நம்பியுள்ளன.

3. முக்கிய தொழில்நுட்ப சிக்கல்கள்

பொருள் நிலை:

• Prepreg செயல்முறை நிலைத்தன்மை (CV மதிப்பு 3% க்குள் கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும்)
• கூட்டுப் பொருள் இடைமுக பிணைப்பு வலிமை (80MPa க்கும் அதிகமாக அடைய வேண்டும்)

உற்பத்தி செய்முறை:

• தானியங்கி முட்டையிடும் திறன் (தற்போது 30-50 கிலோ/மணி, இலக்கு 100 கிலோ/மணி)
• குணப்படுத்தும் சுழற்சி உகப்பாக்கம் (பாரம்பரிய ஆட்டோகிளேவ் செயல்முறை 8-12 மணிநேரம் எடுக்கும்)

4. குறைந்த உயர பொருளாதார பயன்பாடுகளுக்கான வாய்ப்புகள்

சந்தை தேவை முன்னறிவிப்பு:

• 2025 ஆம் ஆண்டில் eVTOL கார்பன் ஃபைபருக்கான தேவை 1,500-2,000 டன்களை எட்டும்.
• 2030 ஆம் ஆண்டில் ட்ரோன் துறையில் தேவை 5,000 டன்களைத் தாண்டும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

தொழில்நுட்ப வளர்ச்சி போக்குகள்:

• குறைந்த விலை (இலக்கு $80-100/கிலோவாகக் குறைக்கப்பட்டது)
• நுண்ணறிவு உற்பத்தி (டிஜிட்டல் இரட்டை தொழில்நுட்பத்தின் பயன்பாடு)
• மறுசுழற்சி மற்றும் மறுபயன்பாடு (வேதியியல் மறுசுழற்சி முறையின் செயல்திறன் மேம்பாடு)