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困擾國內先進復材行業發展的“十大癥結”

發布時間：2017-06-02

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以高性能增強纖維，特別是以碳纖維為增強型的先進復合材料，近年來在世界上了得到了人所共知的快速發展。先進復合材料技術是典型的軍民兩用技術。然而目前，國內先進復合材料的發展并不如意，論及其應用發展落后的原因，大致可分為10個方面。

一、思想認識和理念相對落后
先進復合材料對國防建設和國民經濟發展有著極為重要的作用，但國內對此長期認識不足。以飛機設計而言，全球先進軍用飛機的復材普及率已經達到50%以上，而我國的軍機正式應用在10%以下。目前，國內大部分懂得復合材料結構的總設計師并非飛機研制的設計師，特別是很多擁有決策權的高層技術領導并非技術出身，這是導致國內先進復合材料產業嚴重落后的首要原因。

二、缺乏政府部門的有力組織和支持
先進復合材料技術學科交叉，協作面廣，需要相關政府部門有力的組織、支持和投入。長期以來，歐美等國制訂并投資了一系列發展計劃，如美國的ACEE計劃、歐洲的TANGO計劃和NGCW計劃，均為推動先進復合材料大型客機上復合材料機翼的應用提供了強大的政治背景。需要注意的是，很多計劃和規范的制訂等都是多部門甚至多國聯合制訂并執行，不是哪一個或哪幾個科研和工業部門就能勝任的。

三、基礎預研不到位，投資研制不足
與國外相比，國內先進復合材料在技術領域缺乏戰略上、整體上的規劃與研究，投資亦顯嚴重不足，致使基礎研究薄弱，預研不踏實，導致技術上落后，工程實際問題未獲解決和很好解決。在為數不多的國家立項預研課題中，缺乏相對統一的組織領導、合作與協調，存在多頭投入且又投入嚴重不足，研究力量不足、項目低水平重復，從項目論證到評審鑒定諸環節問題較多。

四、設計環節薄弱，問題突出
先進復合材料應用分外講究設計、材料與工藝三者密切結合。設計環節的薄弱，已嚴重制約了我國先進復合材料應用的發展。國外十分重視有組織地制訂相應規范，以“開發編制全行業標準，改進最終產品一致性”的方式，減少風險，促進應用，這一方面，我們同樣比較落后。

五、制造技術發展滯后，設備需改造更新
制造在現代復合材料技術中占有至關重要的地位，一切產品都要通過制造方能變為現實。近年來，以自動鋪帶和自動鋪絲為核心的復合材料自動化制造技術正在世界上蓬勃發展，并逐步向民用領域推廣。這一點，與國外相比，我們的差距更大。

六、成本高制約應用發展
先進復合材料生產成本高，是制約其擴大應用發展的主要障礙之一。鑒于此，西方發達國家近年來紛紛制訂低成本的復合材料發展計劃，發展低成本的復合材料綜合技術。如汽車領域應用復合材料，筆者認為其成敗的關鍵主要就在于快速成型的低成本制造技術的成功研發。相比之下，國內至今沒有系統的制定和執行低成本計劃，缺乏深入、具體的研究和實踐，致使汽車復合材料產品價格居高不下。當然，正確看待成本也是國內需要關注的問題。

七、缺乏原始技術創新，創新能力不足
應用發展歸根結底是要能不斷開發出新的有競爭力的適銷對路的產品，投放市場獲取效益。以碳纖維為例，目前我國進入碳纖維研發和生產的企業已多達30多家，建成產能達萬噸以上。但2014年的產量僅在3000噸左右，還存在著“有產能無產量，有產量無質量”的情況，若新的下游產品開發不出來，這些纖維就沒有出路。歷史經驗已經指明，當纖維供應充足時靠賣纖維是不賺錢的，必須大力開發下游產品。

八、使用保障能力不足，研發不夠
使用保障是一個結構系統在其壽命期內、在規定的環境條件下，不受限制地使用所需要的與可能的后勤保障的綜合量度。一旦復合材料應用發展擴大到一定程度，必然會遇到這個問題。復合材料結構在制造和使用過程中會有各種缺陷和損傷，諸如分層、裂紋、沖擊損傷、表面劃傷、雷擊損傷以及戰傷等，這些都需要修理。復合材料修理實際多是采用膠接補片的方式修理，既可修理復合材料結構，又可修理金屬結構，故復合材料修理近年來已發展為一門產業，應受到重視。

九、沒有啟動回收再利用問題的研究解決
使用到期的復合材料制品和生產加工中產生的邊角余料的回收再利用，將是一個重要話題。回收再利用的傳統辦法是粉碎、焚燒和掩埋，既不科學又不經濟，現在歐洲有些國家如德國等已禁用這些方法。新的研究辦法包括高溫裂解、溶劑萃取等，而回收的產品多以短纖維碎料等形式在此應用，這一市場的需求很大，需要引起業內的廣泛關注。

十、人才短缺，不能滿足應用發展的需求
目前，國內缺乏掌握現代設計技術和工程制造技術的人才，這一問題與高校的培養機制有關。多數重點高校設有材料學院，培養了一些材料方面的人才，但鮮有復合材料設計與制造專業。筆者曾參觀過美國、英國、澳大利亞以及臺灣的多家相關重點高校，他們普遍設有復合材料課程，并強調動手能力，參加項目親手做制件。除相關高校正式開課外，利用社會力量進行在職人員的培養也非常必要。（來源：中國復合材料學會）

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