碳纤维3D一体成型机织技术，军民融合机会来了

南极熊导读：碳纤维的应用广泛，但传统的采用铺层技术。如果采用来自军工的技术——碳纤维3D一体成型机织，那么将可能带来全新的应用市场机会。虽然有专家提到“我每一次做3D打印报告，有老太太打毛衣也是增材制造，我们小姑娘几十年前就打了，怎么第三次革命，增材制造跟3D打印不是一回事”。但南极熊收到不少用户对碳纤维打印技术的需求咨询，此技术不失为一种可能的方案。

△南极熊配图：市场上已有的碳纤维制品

2018年11月27-28日，2018增材制造全球创新大赛上，南极熊现场看到了一些3D打印好项目的路演。

△碳纤维3D一体成型机织技术项目联合创始人何彬先生


下面是现场速记，南极熊希望可以很好还原其项目路演过程。

碳纤维3D一体成型机织技术

何彬：

军工级别的碳纤维3D一体成型机织技术

我们团队带来“碳纤维3D一体成型机织技术”。这个技术是我们国家的战略预研技术，之前是应用在航空航天方面，技术成型后，在国家海军上先做的应用，因此我们技术发明人获得了国家当年的科技成果奖。

现在生产流水线是位于北京重点军方的科研机构内。现有3D碳纤维机织技术和市场上铺层技术做了一个对比，优势在于整体人工成本和效率都要比现有铺层技术改进很多，目标是最终可以做到大批量生产和低成本化。这个技术可以应用的行业有风力发电叶片、汽车整车车身制造里面减重的模块，包括部分零件，像无人机、大型客机、3C产品、文体用品，在碳纤维复材领域上需求量非常大，同时包括像轨道交通领域，也是应用了很多。

我们所针对行业目标是车身轻量化，尤其是针对新能源汽车领域，在国家十三五规划要求里面，增材复材和新能源汽车是我们未来大的发展方向，也是明确有大量需求。

市场前景及优势

从2020年新能源汽车市场预测来看，全球新能源汽车年均有2000万辆，我们国家市场达到500万辆以上。从新能源汽车行业车身减重零部件市场需求来看，这个市场将达到万亿级市场。

为什么我们说碳纤维复材用在车身轻量化效果是最好的，我们用碳纤维和镁合金、铝合金、高强度钢进行比较，减重效果最佳，碳纤维是最好的可替代产品。尤其在新能源汽车行业，电池遇到一个很大的瓶颈，把车身重量减掉30%甚至减掉一半，整个车的续航有非常好的提高 维护成本整体降低。

碳纤维在重量、钢性、强度上都有非常好的优势，碳纤维复材面临的问题是什么？成本过高，它的成本在原材料相对稳定的情况下，单一部件整体成本高于其他材料，这是市场上最大的痛点。

△宝马的碳纤维零件生产线

碳纤维材料在车身减重很多方面可以有很多应用，像宝马整车碳纤维车身。两个人可以抬起来，小女孩可以把保险杠抬起来，凸现碳纤维复材的优势。

碳纤维3D一体成型核心技术

核心竞争力是3D一体成型技术以及智能制造流水线技术，通过技术整合达到了整体生产效率较高，成本低。我们做了一个技术对比，编织法是最传统碳纤维成形的方式，铺层法是当今现代比较主流碳纤维复材制作方式，后面是3D机织技术。

从原材料成本来说，能比现有主流技术节省30%到40%。从生产效率来说，至少可以提高两到四倍，同时从损耗率上人工成本上也是有一定的优势，列这个表综合重点是希望大家可以看到，其实我们针对碳纤维在车身轻量化来说，我们可以做到让汽车减重达到40%到50%，这是最终目的，同时将整车车身成本也可以降低至跟金属车身近似的水平，这才是最重要的。

这是之前获得国家科技成果奖的证书，包括相关专业技术以及发布的论文。论文标题写高厚玻璃纤维布的方法，是因为那个时候还没有脱密，不能说碳纤维，当时要求比较严。

团队介绍

我们的核心技术团队，吴教授是这个项目第一完成人，1992年国务院下达这个预研技术，第一接手人是（黄固）先生，是我国纺织领域第一人，由他带领团队做了整体研究。

我一直做大数据和运营，跟教授认识了14年，在这个行业学习了很多。包括王教授，之前专门在日本京都工艺纤维大学进修，学习钻研了很多年。

竞品分析

竞品分析方面，与光威复材和康德复材进行对比。光威复材国内顶级碳纤维在军工领域龙头企业，从财报来看非常厉害。康德复材在碳纤维领域做民品，它的民品重点用在汽车车身零部件，现在在廊坊有四个车间，车间主要生产针对与新能源汽车零部件。我们也跟康德复材技术人员和市场部进行了解，他们现在用的主流方式就是铺层法，未来有竞争关系，但更多有合作空间和机会。

从这个角度来说，为什么对现有的技术比较有信心，举一个例子拿现有的技术跟德国西格里公司作对比，德国宝马公司汽车零部件都是由德国西格里公司提供，今年4、5月份的时候，康德复材收购了宝马西格里公司，西格里在汽车领域里做碳纤维零部件最好的，从我们的角度来说，我们从生产整体效率，包括整个产品稳固程度来说，要比西格里优秀。

另外的竞品公司是一家美国企业，这家企业实验室技术研发出来，用碳纤维3D打印技术打印自行车车架，从它的技术理解来说是一个叠加打印，得到了美国本土2000多万的融资，目前也还没有市场化。

这是我们生产流水线的大致情况，其实我们针对于主机厂进行合作，做到从整车和零部件设计上协助主机厂，从材料预浸、3D机织成型等整套技术为主机厂进行设计合作。举个例子，布鞋大家都穿过，布鞋大部分是胶粘的，我们的技术好比于多了一个Z轴，有X轴Y轴和Z轴，从整体构造上发生了改变。

专家点评

王成焘：你这不是打印是编出来的，你符合增材制造这个概念，我每一次做3D打印报告，有老太太打毛衣也是增材制造，我们小姑娘几十年前就打了，怎么第三次革命，增材制造跟3D打印不是一回事，你这个跟打印有什么关系，没有关系。

何彬：我们属于相对边界有点模糊，我不是专家不太懂，3D打印是一种技术，包括用的材料，粉末、液态跟3D打印比较贴近，但是对于我们来说，我们以纯物理的方式进行，尤其是X轴、Y轴、Z轴的方式，是3D一体成型技术，不是3D打印技术。

侯杰：搞的很保密没有太多资料，编织不说了，广东发达一塌糊涂了，我只说无论未来汽车，碳纤维打印，不要说100%碳纤维，60%以上的碳纤维如果能解决量产问题，三轴成形方式，你这个市场不得了了。相对来说，3D打印不论怎么样还是基于热源，非基于热源的叠加都是叫这个词，还是基于热源的叠加，项目是挺好的，因为你搞的项目挺保密，图片、工作流程、工作过程、操作截面都没有，无论在碳纤维这个领域怎么说都不过分，但是相对来说确实就是要解决量产问题，如果能解决谁都知道。

吉果：请问一下，工艺做完之后还是要进热压罐吗？

何彬：不用。

吉果：其实你花了很多时间在论证碳纤维未来的市场，跟3D打印没有关系，碳纤维能爆发，碳纤维一直没有爆发的原因，我觉得尤其在工业应用，在汽车行业主要有两个，一个是进入热压罐，工艺既费时费耗能又花钱。二是用于汽车生产的话，汽车生产对于速度要求非常高，我现在所有传统工艺生产速度跟不上汽车产业生产速度，碳纤维阻碍在这。

你举新能源汽车产业，与其说关注汽车，不如看看它的新能源汽车里面的电池，像（CATL）未来的方向，电池的箱体要从铝合金的箱体变成复合材料的箱体，而且这个可能竟然请来要比整车要快得多，你光看他们一家在新能源汽车未来碳纤维复合材料箱体这一块市场，我觉得都会比整车这种结构件市场来的更现实一些。

何彬：从市场定位来说，我们刚才讲在新能源汽车行业，这个市场非常巨大，我们跟一汽、上汽、中车的专家都沟通过，他们有需求，但是不知道怎么突破。刚才像您讲了，不如去做电池壳这方面的减重，我们跟京农（音）集团做的压力罐，包括上海也是，这个市场反而更好切入，因为从整体设计来说，要求没有那么大，其实对于我们来说，体育用品行业也是我们一个目标行业，说的最简单我们想发展和活下来，最快应该先做体育行业，包括之前一家知名大型体育用品公司找过我们教授讨论过这个问题，从产品快速资金回收，体育行业才是最快适合我们的。

王成焘老师说的问题，这个技术照片没有，我们是一个初创团队，今年刚刚开始出来做市场，这个技术也是从今年才完全转到民用化，我们跟沙特和比利时两大500强世界级企业沟通过，他们给我们打电话说想看看我们的东西，但是因为权限的原因我们说带不进去看生产线，，这是我们的痛点，我们现在需要把我们的技术以小样机的方式给行业企业展现出来，如果解决这个问题，这个市场是巨大的，我们想的是如何解决用流水线生产，大家可以认为它就是纺织机织，我们织毛衣是线，我们替换一下它是碳纤维原丝，把它做成不同的产品这才是优势。

纺织技术在中国几千年，中国是纺织技术最顶尖的国家，把它流水线生产化，替换成碳纤维，加上自己的软件技术，这样才是解决当下问题的关键。