從“卡脖子”到入列全球高端梯隊，碳纖維裝備突破在路上

近日，浙江精工集成科技股份有限公司（以下簡稱“精工科技”）發(fā)布了新品JCTX300年產5000噸高性能碳纖維生產線。

精工科技總裁李愛軍介紹，此次發(fā)布的高性能版JCTX300為“國產碳纖維裝備的新引擎”。通過創(chuàng)新性迭代優(yōu)化，整條生產線實現(xiàn)智能化水平提升25%-35%，碳纖維成品絲每年產值提升58%，人力成本降低20%，噸能耗下降19.9%等技術指標“三升三降”。這意味著，行業(yè)用戶將以更低成本、更高效率的方式生產出高性能碳纖維，且具備T300-T1100全系列碳纖維生產能力，并預留了未來技術升級空間，將為行業(yè)實現(xiàn)更多碳纖維應用場景。

技術突破，從“卡脖子”到國產替代

碳纖維裝備的核心技術曾長期被歐美日企業(yè)壟斷，尤其是預氧化爐、碳化爐等關鍵設備依賴進口。近年來，在政策支持、市場需求和技術突破的多重驅動下，國產碳纖維裝備行業(yè)實現(xiàn)了從依賴進口到國產替代的跨越式發(fā)展。以精工科技為代表的國內企業(yè)通過持續(xù)研發(fā)，實現(xiàn)了多項技術突破。

在預氧化爐領域，精工科技研發(fā)的“JCYY300D型氣電混合加熱預氧化爐”采用氣電混動、在線清理等技術，能耗降低30%，機械速度達20m/min，性能達到國際先進水平，填補了國內技術空白。同時實現(xiàn)了全產業(yè)鏈布局，精工科技成為國內唯一具備千噸級碳纖維整線裝備交付能力的企業(yè)，覆蓋預氧化爐、碳化爐、表面處理設備等全流程設備。

精工科技董事長孫國君表示，公司幾十年來堅持技術創(chuàng)新，不斷推動產業(yè)轉型升級、數(shù)智建設和人才發(fā)展，加快實現(xiàn)新興產業(yè)戰(zhàn)略性發(fā)展。公司深耕碳纖維領域十余年，提升技術攻堅力，成功構建從裝備研發(fā)到應用的全產業(yè)鏈體系，以高端化、智能化、高效化優(yōu)勢躋身全球碳纖維新材料高端裝備第一梯隊；積極構建產業(yè)鏈生態(tài)，牽頭組建“浙江省高性能碳纖維裝備及復合材料制造業(yè)創(chuàng)新中心”，激活集群動能；打造全球競爭力，以“科技出?！辈粩嗉铀賴H市場拓展和海外布局，提升碳纖維及復合材料技術裝備的市場輻射能力。

總結相關領域發(fā)展成就時，中國紡織工業(yè)聯(lián)合會副會長徐迎新表示，包括碳纖維在內的高性能纖維材料是紡織產業(yè)科技的尖端領域，過去高性能纖維加工產業(yè)化關鍵技術及裝備長期被發(fā)達國家所壟斷。我國紡織行業(yè)大批科研工作者、企業(yè)家、工程師數(shù)十年如一日，以拓荒者的勇氣和決心，執(zhí)著探索，不畏挫折，打破技術的藩籬，逐步完成了從基礎原料纖維加工、材料復合終端制品工程化應用到專用設備制造的體系化布局，為我國紡織行業(yè)在國際紡織科技前沿陣地贏得了一席之地。

產業(yè)鏈協(xié)同，從單一設備到全鏈條整合

數(shù)據(jù)顯示，目前我國高性能纖維主要品種基本上實現(xiàn)了自主技術突破和裝備的創(chuàng)新，總產能占全世界的比重超過1/3，其中碳纖維的產能2024年約達到14萬噸，48K大絲束碳纖維達到國際先進水平，成為市場熱銷品種。T800、T1000、T1100級高端碳纖維品種及成套裝備近年來接連完成關鍵的技術突破，T800、T1000級已進入規(guī)?；纳a階段。2024年，我國共出口碳纖維1.5萬噸，同比增長120%，出口金額達3.5億美元，國際競爭力穩(wěn)步提升。碳纖維預制體素材構件及多軸向織物、拉擠異型材等制品廣泛應用于國防軍工、航空航天、建筑工程、交通運輸、防護裝備、結構增強等領域，為國產動車組、風電設備、無人機等戰(zhàn)略領域升級發(fā)展提供重要支撐。

徐迎新分析，以碳纖維裝備為典型代表的高性能纖維自主成套技術裝備逐漸發(fā)展成熟，解決了我國高性能纖維產業(yè)鏈安全自主可控關鍵問題，大大降低了項目的建設投入，提高產業(yè)鏈競爭力，是建設紡織現(xiàn)代化產業(yè)體系的標志性成果。成套裝備的重大突破，體現(xiàn)了紡織機械行業(yè)錨定創(chuàng)新、補齊短板戰(zhàn)略選擇的正確性，也體現(xiàn)了產業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng)新體系的有效性。

一方面，國家及地方政策為碳纖維裝備國產化提供了強力支撐。“十四五”規(guī)劃明確將碳纖維列為制造業(yè)核心競爭力提升的重點領域，支持高性能纖維及復合材料的研發(fā)應用?！痘w工業(yè)高質量發(fā)展指導意見》等文件推動碳纖維設備向高效、低成本方向發(fā)展。

地方產業(yè)集群建設方面，山東省通過“鏈長制”推動碳纖維產業(yè)集聚，威海市建成涵蓋研發(fā)、生產、檢測的全鏈條產業(yè)集群，2024年碳纖維產業(yè)營收達284.4億元。吉林、上海等地加速布局大絲束碳纖維項目，瞄準風電、壓力容器等民用市場。

另一方面，國產碳纖維裝備的崛起離不開上下游協(xié)同創(chuàng)新。

精工科技牽頭成立碳纖維產業(yè)創(chuàng)新中心共同體，聯(lián)合長三角碳纖維及復合材料技術創(chuàng)新中心等機構，攻克自動鋪絲技術、熱塑性復材成型等“卡脖子”工藝。該平臺將形成“基礎研發(fā)－中試驗證－產業(yè)化推廣”的閉環(huán)，致力于聚焦并貫穿碳纖維重點領域前沿技術與核心工藝，不斷推動碳纖維產業(yè)集群式發(fā)展。

不久前，精工科技“浙江省高性能碳纖維裝備及復合材料制造業(yè)創(chuàng)新中心”正式揭牌。作為中國碳纖維產業(yè)首個集“原絲、碳化、復材裝備制造與制品應用”為一體的全鏈創(chuàng)新中心，將聚焦并貫穿碳纖維重點領域前沿技術與核心工藝，不斷推動碳纖維產業(yè)集群式發(fā)展。創(chuàng)新中心的揭牌，標志著精工科技在碳纖維領域的研發(fā)體系化、協(xié)同化方面邁入了新階段。

未來發(fā)展，實現(xiàn)全面技術自主化

當前，我國紡織行業(yè)面臨的外部形勢高度復雜。對于高性能纖維材料產業(yè)而言，發(fā)達國家泛安全化、保護主義思潮抬頭，將使高新技術的國際合作變得尤為困難。關鍵技術裝備、材料封鎖、技術性貿易壁壘增多，都使纖維新材料產業(yè)面臨著嚴峻的風險挑戰(zhàn)，強化自主安全發(fā)展的重要性也尤為凸顯。碳纖維行業(yè)進一步解決技術難點，努力趕超國際先進水平，也將更主要依托自主原始創(chuàng)新能力的突破性提升。

基于這種形勢，徐迎新對碳纖維技術裝備的發(fā)展提出了建議。

一是進一步強化自主創(chuàng)新，增強創(chuàng)新關鍵要素投入，全面突破關鍵加工及組合技術、成套裝備、關鍵設備，實現(xiàn)全面的技術自主化。強化前瞻性技術研究和前沿技術實驗開發(fā)，探索科技無人區(qū)，引領國際產業(yè)科技進步方向，主動搶占標準話語權。中國紡織機械協(xié)會這幾年已經圍繞碳纖維裝備組織開展了一些標準的編制和發(fā)布工作。下一步需要進一步梳理構建包括碳纖維在內的高性能纖維裝備標準體系，有序做好標準編制工作。

二是持續(xù)提升裝備品質及效率，大力推動以智能制造裝備、專用基礎工業(yè)材料為代表的先進技術及器材應用，不斷提升碳纖維裝備的制造精細化、運行穩(wěn)定性水平，解決設備控制精度、運行效率、產品質量一致性等方面的問題，完善產品設計及制造，提高裝備綠色化水平，特別是降低能耗水平。

三是深入推進產業(yè)協(xié)同創(chuàng)新。進一步深化產學研融合創(chuàng)新，加強跨產業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，針對高等級碳纖維及復合材料技術關鍵難點、堵點，開展聯(lián)合攻關，促進科研創(chuàng)新成果加快應用轉化。積極聽取下游的化纖企業(yè)、復合材料企業(yè)、終端應用企業(yè)的應用反饋，不斷完善裝備關鍵性能指標，尊重合作方合理的知識產權保護及利益分配訴求，建立良好的產業(yè)創(chuàng)新合作生態(tài)。

四是加強人才培養(yǎng)，加強高性能纖維及復合材料技術裝備領域專業(yè)人才培養(yǎng)力，依托重大科技攻關項目、重點學科以及科研基地的合作項目，培養(yǎng)復合型、應用型人才。

五是堅持高水平對外開放。徐迎新表示，合作共贏始終是大勢所趨。在復雜的國際形勢下，要保持戰(zhàn)略定力，堅持開放發(fā)展，積極整合國際市場人才、技術、資本等優(yōu)質要素及資源，全力促成高質量的跨國技術及經貿合作，借勢、借智、借力推進國內產業(yè)實現(xiàn)安全、穩(wěn)定、健康發(fā)展。

資料來源：中國紡織報