
從原材料到碳纖維,價格從1變到3,從碳纖維到復合材料產(chǎn)品,價格可從3變到10。這句話雖然并不十分準確,但是也在某種程度上說明了決定碳纖維復合材料產(chǎn)品價格的遠遠不止原材料。從1到10,這其中還有相當復雜的附加值,這些附加值到底包含了哪些因素?下文將以無錫威盛新材的一些碳纖維產(chǎn)品為例作出詳細的說明。
因素一:碳纖維原絲價格
國內(nèi)外在碳纖維原絲生產(chǎn)技術和生產(chǎn)成本上差距很大,國內(nèi)較大的碳纖維原絲生產(chǎn)企業(yè)包括:上海石化公司腈綸事業(yè)部、中復神鷹碳纖維有限公司、吉林市碳纖維高新技術產(chǎn)業(yè)化基地、哈爾濱天順化工科技開發(fā)有限公司、中國石油天然氣集團公司等。除了中復神鷹剛剛實現(xiàn)了T800級別碳纖維原絲的量產(chǎn)化外,國內(nèi)的碳纖維原絲生產(chǎn)仍以T700,甚至是T300為主,而日本早在2014年就已經(jīng)成功研制出T1100級別的高強高模量碳纖維。
經(jīng)過多年的奮力趕超,雖然國內(nèi)的企業(yè)能夠將T700級碳纖維成本控制在每公斤200元以內(nèi),但是仍然高于美國、日本等發(fā)達國家同類產(chǎn)品的生產(chǎn)成本,而且在產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和產(chǎn)能方面還需進一步提高。因此,比較成熟的碳纖維復合材料生產(chǎn)企業(yè)更趨向于使用進口碳纖維原絲或者預浸料,威盛新材一般使用由臺灣臺塑、日本東麗等碳纖維老牌企業(yè)出產(chǎn)的原絲制作出來的預浸料,在保證質(zhì)量穩(wěn)定的同時盡量控制成本。
因素二:碳纖維復合材料基體價格
碳纖維作為一種纖維狀的碳素材料,含碳量在95%以上,通常與樹脂、金屬、陶瓷等基體結合作為復合材料使用,從目前看,應用最多的就是樹脂基碳纖維復合材料。其中,碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料,其比強度、比模量綜合指標,在現(xiàn)有結構材料中是最高的,在密度、剛度、重量、疲勞特性等有嚴格要求的領域都頗具優(yōu)勢。因此,除了碳纖維之外,這個基體樹脂的價格也是成本的必要組成部分。另外,基于一些碳纖維復合材料需要應用于高溫或者其它特定環(huán)境中,還需對基體的化學成分進行相應的改性,例如在碳纖維表面涂覆一層能夠有效保護碳纖維阻隔其氧化的涂層,就可以使碳纖維復合材料產(chǎn)品能長期應用于高溫環(huán)境下。但是這種改性存在一定的技術難度,并且需要配合大量的實驗,因此,除了主要的基體之外,改性的方案以及添加的材料也是碳纖維產(chǎn)品成本不可或缺的一部分。
因素三:碳纖維產(chǎn)品的加工成本
碳纖維產(chǎn)品的加工成本包括很多因素。首先,要根據(jù)產(chǎn)品的具體要求選擇相應的成型方式,其成本與加工周期是由產(chǎn)品的復雜程度和特定的性能要求決定的。手糊、纏繞、層壓、模壓或是真空導流,不同成型工藝在設備投資、技術要求、成型周期以及產(chǎn)出效率等方面差別很大。以威盛新材的一款工字型高鐵預埋件為例,根據(jù)這款零部件的設計以及大規(guī)模批量生產(chǎn)的要求,威盛新材選擇使用模壓工藝。該工藝必須涉及模具的使用,而模具的設計和鑄造費用是與產(chǎn)品數(shù)量相關聯(lián)的,產(chǎn)品數(shù)量越多,模具成本分攤到單個產(chǎn)品上的成本費用越低。
其次,成型后的產(chǎn)品在后加工方面也存在著成本差異。制孔、打磨、噴漆,每一個環(huán)節(jié)都涉及設備、技術、原材料以及人工成本,產(chǎn)品的精度要求往往決定了成本投入的高低。
上述分析在一定層面上解釋了碳纖維復合材料產(chǎn)品的價格組成以及成本決定要素。目前市場上普遍認為,碳纖維復合材料產(chǎn)品價格昂貴,但是對于應用市場來說,應通過強調(diào)碳纖維復合材料產(chǎn)品的高性能,來比較其成本優(yōu)勢。如汽車用碳纖維復合材料,不光要計算其零部件本身的成本,更要計算使用碳纖維材料給節(jié)能減排和綠色環(huán)保等社會持久發(fā)展方面帶來的綜合效益。這也是高性能復合材料區(qū)別于傳統(tǒng)或常規(guī)復合材料的價值所在。因此,對碳纖維復合材料產(chǎn)品的價格評估決不能局限于單個產(chǎn)品的絕對成本,而是應該在更大的市場體系上來完成。