JEC WORLD 2026將于明年3月10日—12日于法國(guó)巴黎舉行,中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)參展團(tuán)帶您回顧本屆JEC的精彩內(nèi)容,在JEC World 2025展會(huì)上,復(fù)合材料行業(yè)呈現(xiàn)出多個(gè)顯著的創(chuàng)新趨勢(shì),凸顯出“高性能、綠色低碳、智能制造”三大核心方向。熱塑性復(fù)合材料成為本屆展會(huì)最受關(guān)注的領(lǐng)域之一,其出色的可回收性、成型效率和結(jié)構(gòu)性能,使其在汽車輕量化和可持續(xù)制造中扮演越來(lái)越重要的角色。此外,天然纖維(如亞麻)和回收碳纖維(rCF)技術(shù)的成熟應(yīng)用,也使綠色材料在高性能和規(guī)模化制造中獲得新突破。不少初創(chuàng)公司和成熟企業(yè)展示了rCF帶材、無(wú)紡布、織物及其RTM、模壓、拉擠等成型工藝中的實(shí)際案例。更多案例分享,盡請(qǐng)關(guān)注5月29日,江蘇常州熱塑性復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)。
回收纖維材料制作汽車后備箱
Acciona是一家總部位于西班牙的全球領(lǐng)先可再生能源和基礎(chǔ)設(shè)施公司,致力于推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展。其子公司Acciona Energía在風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、生物質(zhì)能和綠色氫能等領(lǐng)域都有深耕,很多領(lǐng)域都不同程度地使用了復(fù)合材料。Acciona因其復(fù)合材料回收技術(shù)獲得多項(xiàng)獎(jiǎng)項(xiàng),其中包括Acciona Energía在西班牙倫比爾建立的工業(yè)規(guī)模風(fēng)力葉片回收工廠,該工廠為風(fēng)力發(fā)電行業(yè)提供了創(chuàng)新的回收解決方案,此外,Acciona的復(fù)合材料也被Draft Surf用于制作運(yùn)動(dòng)鞋和沖浪板。
在JEC 2025展會(huì)上,Acciona展示了其WALUE復(fù)合材料回收工藝,這項(xiàng)名為“廢物變價(jià)值”的技術(shù)獲得了專利,專門(mén)用于處理報(bào)廢部件和復(fù)合材料生產(chǎn)過(guò)程中的廢料,并將這些廢料重新投入生產(chǎn)鏈中。廢料首先被切割成小于1米的碎片,送入粉碎機(jī)進(jìn)一步粉碎,然后通過(guò)分離系統(tǒng)去除不需要的物料。分離后的復(fù)合材料經(jīng)過(guò)低于600°C的熱處理,大部分產(chǎn)生的氣體會(huì)被冷凝并收集起來(lái),用作原材料,比如轉(zhuǎn)化為樹(shù)脂的新單體。最后,剩余的玻璃纖維或碳纖維被提取出來(lái),可以用作短纖維、磨碎纖維、混合連續(xù)纖維、無(wú)紡布或增強(qiáng)復(fù)合材料。整個(gè)過(guò)程完全由可再生能源驅(qū)動(dòng)。通過(guò)WALUE技術(shù)回收的新材料被應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)鞋、網(wǎng)球拍和汽車后備箱等產(chǎn)品中,進(jìn)一步推動(dòng)了復(fù)合材料的循環(huán)利用和可持續(xù)發(fā)展。
Acciona 的 WALUE 工藝采用低溫?zé)崽幚砉に嚕ㄗ笙拢┨幚韽U棄物,產(chǎn)出清潔纖維,可用于汽車后備箱等應(yīng)用。
短玻纖增強(qiáng)生產(chǎn)再生軌道車儀表板
Caracol AM (位于意大利米蘭和美國(guó)德克薩斯州奧斯汀)展示了全新的XHF 超高流量擠出機(jī)。該擠出機(jī)的兩個(gè)打印腔可以以高達(dá) 75 公斤/小時(shí)的速度打印同一種材料,或同時(shí)打印兩種不同的材料。Caracol AM 還展示了其廣泛的復(fù)合材料打印應(yīng)用,包括采用短玻纖增強(qiáng)的再生 PETG 制成的軌道車儀表板(該公司還打印了軌道車的儀表板/保險(xiǎn)杠),以及與Pershing Yachts合作的進(jìn)氣格柵。
Caracol AM 首席營(yíng)銷和戰(zhàn)略官 Violetta Nespolo 指出:“這些部件正在批量生產(chǎn),采用精細(xì)噴嘴打印,無(wú)需機(jī)械加工,只需在噴漆前進(jìn)行輕微打磨即可。” “我們還在打印船舶內(nèi)飾部件,并探索結(jié)構(gòu)部件的制造,包括在 3D 打印件上進(jìn)行層壓。”展臺(tái)上還展示了打印的概念車車身部件,以幫助設(shè)計(jì)師直觀地了解和改進(jìn)新模型,以及用于固化復(fù)合材料的直接熱壓罐模具。Caracol AM 還使用其 Vipra AM 系統(tǒng)打印用于航空航天生產(chǎn)的 Invar 36 熱壓罐固化工具。
(左上,順時(shí)針?lè)较颍㊣nvar 36 熱壓罐固化工具、用于 Heron AM 打印機(jī)的 XHF 擠出機(jī),以及使用回收 PETG 和短玻璃纖維打印的軌道車儀表板。
樹(shù)脂傳遞模塑(RTM)等閉模工藝生產(chǎn)高性能無(wú)紡布
Infinici AG是一家位于德國(guó)漢堡的初創(chuàng)公司,專注于將回收玻璃纖維和碳纖維轉(zhuǎn)化為高性能無(wú)紡布,廣泛應(yīng)用于汽車、船舶和可再生能源等領(lǐng)域。Infinici AG正在持續(xù)推動(dòng)其高性能無(wú)紡布在樹(shù)脂傳遞模塑(RTM)等閉模工藝中的應(yīng)用。公司首席運(yùn)營(yíng)官 Mark Ludwig 表示,Infinici 成立于 2021 年,起初專注于將回收玻璃纖維(rGF)轉(zhuǎn)化為無(wú)紡布產(chǎn)品,目前也已經(jīng)擴(kuò)展到提供回收碳纖維(rCF)無(wú)紡布和碳纖維/其他纖維混合材料。
Infinici 的原料主要來(lái)自各類制造商的干式生產(chǎn)邊角料——Ludwig 指出,其中以當(dāng)?shù)囟喙δ苘囕v制造商為主,同時(shí)也包括部分汽車和船舶制造商。這些廢料經(jīng)清洗、粉碎、切割處理后,被轉(zhuǎn)化為均勻的短切纖維,再加工為專門(mén)設(shè)計(jì)的無(wú)紡布,同時(shí)盡可能保留原始纖維的性能。
目前,Infinici 還開(kāi)發(fā)了一部分準(zhǔn)單向排列的碳纖維無(wú)紡布產(chǎn)品,Ludwig 表示,這類產(chǎn)品約有 80% 的纖維為單向排布,在增強(qiáng)性能方面更具優(yōu)勢(shì)。
例如,一艘游艇的內(nèi)飾蓋板就采用了Infinici 提供的 rGF 無(wú)紡布,并通過(guò) RTM 工藝成型完成(如圖所示)。Ludwig 強(qiáng)調(diào)說(shuō):“我們的材料在纖維鋪設(shè)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì),不僅具備良好的柔順性(懸垂性),也有優(yōu)異的表面光潔度,非常適合用于閉模成型。”
游艇的內(nèi)蓋采用 Infinici 的 rGF 無(wú)紡布,通過(guò) RTM 工藝制造而成
在產(chǎn)品生命周期評(píng)估(LCA)方面,使用 Infinici 的 rGF 材料相較傳統(tǒng)原生材料,可實(shí)現(xiàn) 高達(dá) 95% 的碳足跡減排。
目前,該公司材料主要應(yīng)用于封閉模具成型領(lǐng)域的各類輕量化結(jié)構(gòu)件,客戶主要來(lái)自公共交通、多功能車輛和船艇制造行業(yè),用于如公交車外殼、游艇內(nèi)飾面板等部位的制造。
高性能回收碳纖維帶材和無(wú)卷曲織物(NCF)應(yīng)用
Nova Carbon 是一家位于法國(guó)波爾多的初創(chuàng)公司,成立于 2023 年,專注于開(kāi)發(fā)和銷售高性能的回收碳纖維帶材和無(wú)卷曲織物(NCF),廣泛應(yīng)用于體育用品、奢侈品、拉擠型材等領(lǐng)域,在 JEC World 2023 “初創(chuàng)企業(yè)助推器”專區(qū)首次亮相,展示了其自主研發(fā)的定向回收碳纖維(rCF)帶材。該公司通過(guò)收集干式碳纖維邊角料或廢棄復(fù)合部件中的長(zhǎng)纖維資源,結(jié)合波爾多大學(xué)開(kāi)發(fā)并已獲專利的長(zhǎng)纖維定向技術(shù),成功將其加工為寬度為 50 毫米的高性能帶材。
Nova Carbon 的紡織與復(fù)合材料工程師 Alexandre Faure 表示,該技術(shù)能夠保留原始碳纖維高達(dá) 80% 的剛度性能,在兼顧可持續(xù)性的同時(shí),確保產(chǎn)品的力學(xué)性能和可應(yīng)用性。
在JEC World 2025 展會(huì)上,Nova Carbon 推出其最新產(chǎn)品:一種可將回收碳纖維(rCF)加工為非卷曲織物(NCF,Non-Crimp Fabric)的新型二次加工工藝。這一技術(shù)進(jìn)一步豐富了其產(chǎn)品線,提升了材料在高端復(fù)合材料制造中的適應(yīng)性。
Nova Carbon 展示了其 rCF 膠帶和防卷曲織物(上圖),以及包括自行車車架部件在內(nèi)的應(yīng)用(下圖)
此外,Nova Carbon 還為客戶提供基于其材料制造部件的內(nèi)部性能測(cè)試與分析服務(wù),幫助下游客戶更快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品驗(yàn)證與優(yōu)化。
目前,該公司可批量提供干膠帶材和NCF材料,應(yīng)用場(chǎng)景涵蓋自行車部件、各類體育用品、高端奢侈品結(jié)構(gòu)件、拉擠型材及其他結(jié)構(gòu)輕量化應(yīng)用。
Nova Carbon 致力于將高性能回收碳纖維材料轉(zhuǎn)化為面向未來(lái)制造的可靠解決方案,在推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和綠色制造方面展現(xiàn)出強(qiáng)勁的技術(shù)潛力和市場(chǎng)價(jià)值。
基于人工智能制作 3D 打印
德國(guó)奧格斯堡的Fibclick 公司專注于利用人工智能和數(shù)字化技術(shù),自動(dòng)化復(fù)合材料制造過(guò)程中的生產(chǎn)規(guī)劃和設(shè)備設(shè)置,特別是在拉擠成型(pultrusion)工藝中,通過(guò)數(shù)字孿生和仿真模擬,顯著提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本。其正在開(kāi)發(fā)一種基于人工智能(AI)的復(fù)合材料制造流程數(shù)字化方法,致力于打造全球首個(gè)可用于自動(dòng)化生產(chǎn)規(guī)劃的復(fù)合材料平臺(tái),其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)“一鍵式復(fù)合材料制造”。該平臺(tái)最初聚焦于拉擠成型工藝,未來(lái)還將拓展至樹(shù)脂傳遞模塑(RTM)和模壓成型等其他閉模成型技術(shù)。
聯(lián)合創(chuàng)始人Niklas Paprotta 介紹道,目前企業(yè)在拉擠生產(chǎn)線上為開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品往往需要耗費(fèi)數(shù)月時(shí)間,用于設(shè)計(jì)工裝、配置設(shè)備等環(huán)節(jié)。拉擠模具價(jià)格昂貴,通常在 2萬(wàn)至10萬(wàn)美元之間,傳統(tǒng)流程依賴 CAD 進(jìn)行設(shè)計(jì),之后通過(guò)試生產(chǎn)驗(yàn)證模具,但若過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題,則需重新開(kāi)始整個(gè)流程,耗時(shí)費(fèi)力。
使用 Fibclick 數(shù)字工具制作 3D 打印指南的示例
Fibclick 的解決方案是,首先將待加工型材及整條拉擠生產(chǎn)線繪制成技術(shù)圖紙和 CAD 模型,并由此創(chuàng)建出數(shù)字孿生系統(tǒng)。然后借助 AI 模擬所選材料在具體模具和設(shè)備設(shè)置下的運(yùn)行過(guò)程,實(shí)現(xiàn)在數(shù)小時(shí)內(nèi)完成原本需數(shù)周的工藝模擬和工裝開(kāi)發(fā),并可自動(dòng)生成 3D 打印模具和導(dǎo)向工具。
Paprotta 表示:“我們的方法可以顯著減少試模次數(shù),提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)或工藝問(wèn)題,從而降低模具開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。此外,借助該平臺(tái),我們還能夠?qū)崿F(xiàn)以往因成本過(guò)高而難以制造的復(fù)雜截面結(jié)構(gòu)。”
Fibclick 還構(gòu)建了一個(gè)包含紡織增強(qiáng)材料及其工藝參數(shù)(如壓力曲線等)的數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò) AI 算法對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練,自動(dòng)模擬其它相關(guān)工藝變量。
最終,該解決方案可幫助企業(yè):
將生產(chǎn)規(guī)劃成本降低最多50%
將生產(chǎn)線設(shè)置時(shí)間縮短約75%
顯著提升工藝穩(wěn)定性
滿足客戶對(duì)新形狀與功能的更高要求
纖維定向鋪放--仿生結(jié)構(gòu)纖維增強(qiáng)骨架
奧地利格岑斯的Fibionic公司成功開(kāi)發(fā)出一款工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備,采用其自主研發(fā)、已獲專利的纖維定向鋪放(FFP, Fiber Flow Placement)技術(shù),能夠在1分鐘內(nèi)高效制造出仿生結(jié)構(gòu)纖維增強(qiáng)骨架。該骨架可用于后續(xù)的注塑、壓塑等成型工藝,顯著優(yōu)化結(jié)構(gòu)件中纖維的負(fù)載路徑,從而幫助整件減重30%至60%。
該設(shè)備支持碳纖維、玻璃纖維以及天然纖維的使用,可與PA6、PA11、PA12、PP、PET 等熱塑性材料混合使用,單臺(tái)設(shè)備年產(chǎn)量可達(dá) 50 萬(wàn)件骨架,具備極強(qiáng)的工業(yè)化生產(chǎn)能力。
整個(gè)骨架制造流程從CAD建模和數(shù)字化優(yōu)化開(kāi)始,然后通過(guò)空氣流導(dǎo)引技術(shù)將纖維按設(shè)計(jì)方向精準(zhǔn)鋪放于基板上,并按需多層堆疊,形成二維片材。這些二維預(yù)制件無(wú)需產(chǎn)品專用模具即可固化,并可在最終熱成型步驟中轉(zhuǎn)化為復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu),為后續(xù)集成至各種高性能部件做好準(zhǔn)備。
Fibionic 采用 CAD 及其基于氣流的創(chuàng)新工藝,高速生產(chǎn)負(fù)載優(yōu)化的熱塑性復(fù)合材料預(yù)制件,用于注塑、壓縮成型以及其他工藝。
應(yīng)用領(lǐng)域包括但不限于體育用品和消費(fèi)類產(chǎn)品、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人部件、汽車和航空航天結(jié)構(gòu)件、醫(yī)療器械。
由于FFP 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了按需鋪放、精準(zhǔn)控制纖維走向,纖維僅分布在結(jié)構(gòu)真正需要的部位,因此幾乎不會(huì)產(chǎn)生材料浪費(fèi)。Fibionic 估算,這項(xiàng)技術(shù)可使最終制件材料消耗降低 20% 至 40%。
智能滅火微膠囊材料
INCAPTEK(瑞士庫(kù)魯)是一家專注于高性能復(fù)合材料開(kāi)發(fā)的創(chuàng)新企業(yè),在本屆JEC 2025 展會(huì)上,展示了其在“程序化殼微膠囊”技術(shù)方面的突破性成果。盡管該公司以其性能優(yōu)于 PEEK 和 Kapton 的半結(jié)晶熱塑性 iPi 材料聞名,但此次展會(huì)的重心放在了其新型“自滅火復(fù)合材料系統(tǒng)”上。
INCAPTEK 的微膠囊技術(shù)是一種能對(duì)特定溫度觸發(fā)反應(yīng)的主動(dòng)安全機(jī)制,在火災(zāi)初期即可激活,迅速釋放環(huán)保型滅火劑。微膠囊的啟動(dòng)溫度可根據(jù)應(yīng)用需求定制(例如 120°C),當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度后會(huì)自動(dòng)破裂釋放滅火物質(zhì),從而迅速中斷燃燒過(guò)程。
INCAPTEK 首席執(zhí)行官 Olga Fontanellaz 表示:“我們可以將這種滅火系統(tǒng)集成到自粘涂料、樹(shù)脂基體、紡織品、乃至油漆中,實(shí)現(xiàn)材料級(jí)別的防火。”
應(yīng)用前景廣闊
這項(xiàng)技術(shù)被稱為“一種材料級(jí)別的即時(shí)滅火系統(tǒng)”,不僅不會(huì)消耗氧氣、對(duì)電子設(shè)備無(wú)害,還能實(shí)現(xiàn)火災(zāi)防控的前置化和主動(dòng)化,具備廣闊的工業(yè)化前景。當(dāng)前主要應(yīng)用探索方向包括:
電動(dòng)汽車動(dòng)力電池?zé)崾Э胤雷o(hù)
(注:鋰電池起火后約15秒內(nèi)車內(nèi)環(huán)境極度危險(xiǎn),INCAPTEK 系統(tǒng)可在此“黃金窗口”完成初步滅火);
應(yīng)用包括智能手機(jī)與消費(fèi)電子防火涂層,飛機(jī)內(nèi)飾材料的火災(zāi)安全升級(jí),危險(xiǎn)品及鋰電池運(yùn)輸包裝材料。
技術(shù)成熟度
目前該技術(shù)處于TRL 4-5 階段(技術(shù)驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)環(huán)境下驗(yàn)證),并已進(jìn)入多家制造商的聯(lián)合測(cè)試階段。
加工復(fù)合材料的人都知道,這種材料不僅難切,而且特別容易在加工時(shí)因?yàn)檫^(guò)熱而導(dǎo)致工件報(bào)廢、刀具磨損,甚至整批產(chǎn)品返工。TemperChip 來(lái)自以色列特拉維夫,是一項(xiàng)專為復(fù)合材料銑削開(kāi)發(fā)的溫度監(jiān)測(cè)技術(shù),它可以在刀具溫度過(guò)高之前提前預(yù)警,幫助操作員及時(shí)調(diào)整,避免損失。
INCAPTEK 智能滅火微膠囊材料
TemperChip 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)刀架
TemperChip 的核心是一個(gè)安裝在刀架上的小型傳感器,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)切削刃處的溫度,并通過(guò)藍(lán)牙把數(shù)據(jù)發(fā)送到旁邊的筆記本、平板或智能手機(jī)上。溫度達(dá)到設(shè)定閾值時(shí),刀架上的紅燈會(huì)亮起——提醒很直觀,不需要額外操作。
此外,溫度閾值是可以根據(jù)材料和工藝要求自己設(shè)置的,適配性強(qiáng)。
更進(jìn)一步——向智能制造靠攏
接下來(lái),TemperChip 正在開(kāi)發(fā)將傳感器數(shù)據(jù)直接聯(lián)動(dòng) CNC 控制器的功能:一旦溫度超限還不下降,加工會(huì)自動(dòng)暫停,從而真正做到智能保護(hù)刀具和工件。
使用簡(jiǎn)單,不改變現(xiàn)有流程
傳感器電池可用20 小時(shí),充電方便
即插即用,安裝不復(fù)雜
支持溫度記錄,可作為生產(chǎn)追溯的依據(jù)
幫助優(yōu)化加工參數(shù)、控制刀具壽命
值得嘗試的應(yīng)用場(chǎng)景
目前這項(xiàng)技術(shù)已在一些Beta 測(cè)試站點(diǎn)運(yùn)行,適用于航空航天、汽車、電子、醫(yī)療器械等對(duì)精度和良品率要求高的行業(yè)。
TemperChip 的目標(biāo)很明確:用簡(jiǎn)單有效的方法,把加工質(zhì)量和成本控制得更穩(wěn)、更可控。
表情