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碳纖維下一張王牌產業

碳纖維產業即將步入新一波高成長期,運用範疇如航太、汽車、運動器材及3C產業等,開始出現新的成長動能,國內廠商擁有相當多的機會,上下游產業鏈之間也各自尋找策略聯盟的夥伴。

二○一一年七月二九日,BMW集團在德國法蘭克福會展中心隆重推出純電動BMW i3概念車,以及插電式混合動力BMW i8概念車,這兩部新世代的車種帶給市場震撼的,不在於電動車或混合動力的概念,而是汽車設計的一次重大革命,令人眼睛為之一亮的,在於它是全球第一款主要車體由碳纖維材料製成的量產汽車,新型CFRP(碳纖維增強複合材料)技術的應用,使BMW i3的車身重量比傳統電動車減輕了二五○~三五○公斤,也就意味著它可以在更大範圍內實現更多動態操控。

BMW i3總共由一五○個元件所組成,較傳統鋼材打造方式減少三分之一的數量,並以特殊樹脂膠合而成,其中碳纖維車架則是由三二個部件黏合而成。在生產端全部組件採用公司自行開發出的專利全自動化製程,運用機械手臂以一.五公厘間隙黏接而成,單一車門重量不到八公斤(比鋁合金少三○%),車體總重僅一八○公斤,其中黏著劑占了十二公斤。

汽車進入複合材料世代

為了達成大量生產的目標,BMW已投資六億歐元在德國萊比錫建立兩條全新碳纖維車體生產線,可以量產達到三千噸碳纖維組件;另外,為了保障上游碳纖維束絲來源,該公司也轉投資子公司SGL AFC,將產線設於美國Moses Lake。

汽車產業導入碳纖維材料最早實現在超跑的輕量化上,但是一直以來,缺乏自動化生產的製程以及上游材料的寡占與管制,在在妨礙這個產業的發展,也使得廠商一路走來跌跌撞撞。但是這個狀況即將轉變,運用範疇如航太、汽車、運動器材及3C產業等,開始出現新的成長動能,上下游產業鏈之間也各自尋找策略聯盟的夥伴。

由於次世代的新型航空器陸續導入碳纖維複合材料,從二○一三、一四年開始,區域性中小型航空器的需求進入高成長,估計到了一七、一八年則是由大型民航客機接棒進入高成長期。

這次的碳纖維產業復甦,主要從二○一○年開始,拉升的動力來自波音787(機身即採用五○%的碳纖維複合材料)、空中巴士A380(機身採用二五%的碳纖維複合材料)的需求推升,之後整體產業便穩健成長;換言之,來自航空業次世代新機的需求,是產業成長背後最大的推力,估計此一趨勢將延續到二○二○年達到高峰。

就汽車產業的應用而言,從BMW i3正式量產開始,無疑宣布汽車產業進入複合材料的世代。國際間幾大品牌車廠為了保障將來在上游原料碳纖維束絲部分的供給無虞,已分別進行結盟,現階段已知的公司有豐田(Toyota)與東麗(Toray)合作,賓士汽車(Bens)和東邦(Toho)合作,美國福特汽車、通用(GM)則是和陶氏(併購了土耳其的Alsa)合作,至於寶馬(BMW)則是直接併購SGL。另外,韓國現代汽車也確定會推出碳纖維車,但是尚無明確聯盟對象。

初期車廠推出碳纖維材料車款多先以搭配電動車發展為主,因為可以透過減輕重量來達到增加電池續航力的目的,但是,福特汽車在美國政府主導下有意直接將一般的車種(汽柴油車)導入碳纖維材料,這項計畫一旦成形,必然會進一步引爆市場需求。碳纖維材料進入汽車中,已經成為無可避免的趨勢了。

3C應用明年起飛

3C產業使用碳纖維材料一直受限於終端製程無法自動化而發展遲緩,直到二○○五年ACER推出第一款碳纖維材質的筆電「法拉利」,是全球第一款量產型的筆電,所用的碳纖維材料是由國內廠商台灣電緣提供碳纖維布,科森作貼合,後續一些資訊大廠,如IBM、DELL、Sony等企業也都有部分機種採用碳纖維,其中摩托羅拉在一三年九月推出型號為Moto X手機同時採用複合材料及木紋材質為機殼頗受好評,出貨約五百萬支,其中編織的複合材料占約一半二七○萬支,成為手機領域中有量產實績的機型,Moto X的機殼便是由台灣電緣提供碳纖維布,科森作貼合,最後由巨騰成型。(全文未完)

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