Hiện nay, bối cảnh cạnh tranh của ngành vật liệu mới toàn cầu đang có những thay đổi lớn, tốc độ đổi mới tiếp tục tăng nhanh và f88 tiên tiến, đại diện là sợi carbon là vật liệu mới chiến lược không thể thiếu

Dương Tiên Phong

Công ty TNHH Công nghệ Sinochem Thượng Hải

f88 ra đời vào những năm 1930 và lần đầu tiên được sử dụng trong các sản phẩm quân sự Kể từ cuối những năm 1970, các loại sợi hiệu suất cao như sợi cacbon, sợi aramid và f88 của chúng đã được phát triển và ứng dụng rộng rãi

Với quan điểm “toàn năng” của mình, f88 được coi là loại vật liệu thứ tư trong xã hội loài người bên cạnh vật liệu kim loại, vật liệu hữu cơ và vật liệu vô cơ Trên cơ sở ba loại vật liệu đầu tiên, họ phát huy tối đa điểm mạnh và tránh điểm yếu, đồng thời thực sự nhận ra khả năng thiết kế của vật liệu Theo dữ liệu JEC của Pháp, tổng sản lượng f88 toàn cầu năm 2016 là 10,8 triệu tấn, với tổng giá trị sản lượng là 82 tỷ USD và dự kiến sẽ đạt 12,9 triệu tấn và 103 tỷ USD vào năm 2021

Hiệu suất tuyệt vời và chi phí cao

Kể từ khi Trung Quốc giới thiệu f88 vào những năm 1960, nước này đã trở thành thị trường toàn cầu quan trọng về nguyên liệu thô, sản xuất và tiêu thụ sản phẩm f88 Theo "Báo cáo phân tích kế hoạch chiến lược và dự báo phát triển ngành f88 Trung Quốc" do Viện nghiên cứu công nghiệp Qianzhan công bố, sản lượng f88 của Trung Quốc đạt khoảng 4,28 triệu tấn vào năm 2018 và dự kiến ​​sẽ đạt 5,56 triệu tấn vào năm 2023 Kế hoạch đổi mới khoa học và công nghệ quốc gia “Kế hoạch 5 năm lần thứ 13” đề xuất coi sợi carbon và f88 của nó là một dự án lớn đổi mới khoa học và công nghệ

f88 tiên tiến được thể hiện bằng f88 gia cố bằng sợi carbon có các đặc tính tuyệt vời như mật độ thấp, độ bền cao, mô đun cao, khả năng chịu nhiệt độ cao, chống ăn mòn, hệ số giãn nở nhiệt thấp và khả năng thiết kế tốt Chúng là những vật liệu có tác dụng giảm trọng lượng rõ ràng nhất trong số tất cả các vật liệu nhẹ hiện nay Lấy ngành hàng không làm ví dụ, f88 của Boeing 787 chiếm 50% tổng trọng lượng của máy bay, trong khi tỷ lệ sử dụng f88 C919 trong nước hiện nay chỉ khoảng 12% Có thể thấy trước rằng khi các mẫu máy bay và công nghệ tiếp theo hoàn thiện, việc sử dụng f88 tiên tiến cho máy bay nội địa sẽ tăng đều trong tương lai, điều này cũng sẽ trực tiếp thúc đẩy sự phát triển của f88 tiên tiến trong nước

Tuy nhiên, f88 đã gặp phải sự phản kháng chưa từng có trong ngành công nghiệp ô tô Thứ nhất, chi phí cao hạn chế ứng dụng quy mô lớn; thứ hai, đặc điểm đúc tích hợp của vật liệu sản phẩm và chu trình đóng rắn chậm khiến nó bất lực trước tốc độ nhanh chóng của sản xuất ô tô; thứ ba, sự đa dạng của các quy trình dẫn đến vấn đề chất lượng không nhất quán Ngay cả ở thị trường châu Âu, nơi công nghệ f88 rất phát triển, các ứng dụng quy mô lớn cũng từng chậm phát triển

Khi các công nghệ mới như hệ thống epoxy lưu hóa trong một phút, sợi carbon kéo lớn chi phí thấp và thiết bị xử lý đúc áp suất cao ngày càng hoàn thiện, BMW i3 đã được ra mắt vào năm 2013 Nó sử dụng hơn 50% f88 sợi carbon trong toàn bộ thân xe và quy trình sản xuất được xây dựng hoàn toàn theo tiêu chuẩn 40 Nó chứng minh rằng f88 tiên tiến có thể đáp ứng nhu cầu sản xuất hàng loạt của ngành công nghiệp ô tô, đồng thời xóa tan những nghi ngờ lâu nay về việc liệu f88 có thể được sản xuất hàng loạt hay không Tuy nhiên, thực tế đáng xấu hổ là BMW i3 đắt tiền đã khiến ngành nghiên cứu và phát triển phải tập trung vào cách đạt được công nghệ sản xuất hàng loạt với chi phí thấp hơn

Engels cho biết: "Một khi xã hội có nhu cầu về kỹ thuật, nhu cầu này sẽ thúc đẩy khoa học phát triển hơn mười trường đại học" Với việc đưa ra các chính sách giảm phát thải và bảo tồn năng lượng quốc gia cũng như sự gia tăng của các phương tiện sử dụng năng lượng mới, nhu cầu về phương tiện hạng nhẹ trở nên cấp thiết hơn, điều này thúc đẩy chính xác sự phát triển nhanh chóng của f88 tiên tiến Hiện nay, việc ứng dụng f88 tiên tiến trong ngành công nghiệp ô tô cần giải quyết ba vấn đề ảnh hưởng lẫn nhau là “chi phí, hiệu quả và chất lượng” Cách duy nhất để giải quyết vấn đề là phát triển nhiều công nghệ sản xuất hàng loạt chi phí thấp Các phương pháp sản xuất hàng loạt khác nhau được áp dụng cho các bộ phận khác nhau và các bộ phận khác nhau được sử dụng trong các bộ phận khác nhau của ô tô, nhằm thực sự phát huy hết ưu điểm của f88 tiên tiến

Khắc phục vấn đề sản xuất hàng loạt trong ngành ô tô

Công ty TNHH Công nghệ Sinochem Thượng Hải (gọi tắt là Trung tâm Đổi mới Khoa học và Công nghệ Quốc tế Sinochem) quyết tâm trở thành động lực đổi mới thông lượng cao trong ngành công nghiệp hóa chất Phòng thí nghiệm Nghiên cứu f88 chịu trách nhiệm nghiên cứu và phát triển các công nghệ sản xuất hàng loạt f88 tiên tiến, chủ yếu được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô và nghiên cứu các sản phẩm hướng tới tương lai Dựa trên kế hoạch chiến lược của công ty, phòng thí nghiệm nghiên cứu tận dụng lợi thế của mình trong lĩnh vực vật liệu hóa học mới và tập trung phát triển các hóa chất tổng hợp tiên tiến để giải quyết các vấn đề sản xuất hàng loạt trong các ứng dụng của ngành ô tô

Vậy làm thế nào chúng ta có thể đạt được công nghệ sản xuất hàng loạt với chi phí thấp hơn? Sau khi phân tích giá thành của f88 sợi carbon, có thể thấy rằng trong số các bộ phận ô tô bằng sợi carbon hiện nay, chi phí sợi carbon nguyên liệu chỉ chiếm khoảng 30% tổng chi phí, 70% chi phí còn lại đến từ chi phí sản xuất; Trong chi phí sản xuất, đối với các bộ phận cần phun, chi phí phun và xử lý bề mặt chiếm thêm 20-30% Nguyên nhân là do trong quá trình chế tạo f88 bằng nhựa nhiệt rắn truyền thống mà điển hình là nhựa epoxy cần phải bôi chất chống dính lên bề mặt khuôn để giải phóng sản phẩm cuối cùng Chất giải phóng còn sót lại trên bề mặt sản phẩm sẽ làm giảm độ bám dính của sơn và ảnh hưởng đến tuổi thọ sử dụng Trên thị trường, giải pháp hiệu quả nhất là sử dụng phương pháp đánh bóng cơ học để loại bỏ chất chống dính trước khi phun sơn Quá trình này gây khó khăn lớn cho việc sản xuất hàng loạt và bề mặt được đánh bóng thường không nhất quán giữa các lô, ảnh hưởng đến chất lượng bề ngoài Các giải pháp hiện có, chẳng hạn như chất giải phóng gốc nước, chất giải phóng bên trong, vv, chỉ thay đổi hình thức hoặc phương pháp bổ sung của chất giải phóng và không thể giải quyết cơ bản vấn đề sử dụng chất giải phóng

Tuân thủ chiến lược R&D "đổi mới mở + nghiên cứu và phát triển độc lập", năm 2019, Trung tâm Đổi mới Khoa học và Công nghệ Quốc tế Sinochem và Viện Công nghiệp Hóa chất Thượng Hải đã thành lập một phòng thí nghiệm chung về f88 để cùng phát triển f88 sợi carbon không phun Sản phẩm có thể được tháo dỡ mà không cần bất kỳ chất giải phóng nào trong quá trình sử dụng, do đó thay đổi căn bản quy trình sản xuất f88 truyền thống và giảm tổng chi phí của các bộ phận gần 20% Trước đây, độ bám dính sơn của epoxy đánh bóng và các f88 khác chỉ có thể tập trung ở mức “1”; trong khi độ bám dính sơn của f88 sợi carbon không phun có thể trực tiếp đạt mức "0" cao nhất mà không cần đánh bóng

Hiện tại, vật liệu không phun này đã được xác minh và thử nghiệm trên xe đua công thức điện và dự kiến sẽ được sử dụng rộng rãi hơn trong lĩnh vực xe du lịch trong tương lai Điều này sẽ thúc đẩy đáng kể việc ứng dụng f88 sợi carbon trong ngành công nghiệp ô tô, tạo ra thị trường hàng chục tỷ đồng và sẽ giảm tối đa trọng lượng xe, điều này có ý nghĩa tích cực trong việc bảo tồn năng lượng, giảm khí thải và bảo vệ môi trường