Композиты из карбонового волокна (также известны, как углеродно- усиленный пластик или CFRP) находят свои пути в применении, поскольку промышленности необходимы материалы с усиленными характеристиками к сопротивлению коррозии и повышенной работоспособностью. За последние 60 лет данные материалы усиленно использовались для замены металла в отраслях, в которых удорожание материалов не так критично как повышение указанных характеристик (цена может достигнуть 140 у.е .за фунт), в основном для сокращения потребления топлива.

CFRPs сталкиваются со следующими направлениями: хорошо сформированные премиум сектора, такие как спортивные товары, аэрокосмическая область, военная, и суперкары, но завышенные цены большинства рынков сбыта особенно мэйнстримовых автомобильных производств. Это будет продолжаться до тех пор, пока не появятся методы и материалы, которые бы ускорили производство CRFP и снизили бы цену. В 2020-м году объем CRFP в машиностроении будет равен $35 блн, включая $6 блн. в автомобильной промышленности согласно исследованиям, Люкс Ресеч. Однако, автомобильное применение будет ограничено роскошным и гоночным болидами. Анализ указывает на маловероятное использования CRFP в повседневных изделиях еще до 2020 г. Но уже после 2020 потенциальный объем использованного CRFP в автомобильной промышленности может затмить все другие применения потенциально достигая сотни миллиардов долларов.

Как результат, большинство крупных автопроизводителей и изготовителей углеродного волокна нарабатывают партнерские отношения и производят исследования для того, чтобы приблизить автомобильные CFRP ближе к коммерческой реальности.

ORNL - технология использования углеродных волокон, 25 тонн в год. Пилотная линия по производству углеродного волокна исследует способы получения волокна при меньших затратах. Объект продемонстрировал два года назад, что он может выкачать углеродные волокна стандартного модуля с прочностью на растяжение 500 тыс.фунтов / кв.дюйм и модулем до 36 Msi, используя предшественника полиакрилонитрила (PAN) из текстильного материала. ORNL доказала, что это стоит меньше половины, чем PAN.

Сегодня ORNL сталкивается с конкуренцией со стороны 20 тонн / год Carbon Nexusan. Пилотная производственная линия, созданная Австралийским центром усовершенствованных материалов. Carbon Nexusan, сотрудничая с Dow, Quickstep, Volkswagen и австралийским национальным исследовательским агентством CSIRO, разрабатывает собственные альтернативные прекурсоры, улучшает прочность на разрыв и энергосберегающие технологии, многие из которых могут использоваться с методами ORNL. В дополнение к достижениям в производстве волокон, поставщики по всей цепочке создания стоимости развивают более быстрое, более эффективное оборудование, смолы, предназначенные для использования в автомобильных CFRP и масштабируемые методы утилизации CFRP.

Среди автомобильных компаний BMW выделяется как пионер использования CFRP. Он впервые инвестировал в производителя углеродных волокон в 2009 году SGL, отношения, которые продолжаются с тем, что BMW инвестирует 200 миллионов долларов больше в прошлом году, чтобы увеличить производственные мощности с 6 000 тонн до 9 000 тонн в год. BMW будет использовать материалы в своих электрических и подключаемых гибридных автомобилях i-Series, которые в настоящее время откатывают производственные линии со скоростью 100 автомобилей в день. недавно BMW сотрудничает с Boeing, мировым лидером в области использования CFRP для аэрокосмического производства. Две надежды на улучшение производства и переработки CFRP. Используя как инвестиционные возможности на верхнем уровне, так и знания опытных игроков, таких как Boeing, BMW позиционирует себя как лидер крупномасштабного производства автомобильной продукции из углепластика.

Тем не менее, будущее остается неопределенным. Тенденции развития в производстве волокон, смолы и композитных деталей настоятельно свидетельствуют о том, что к середине 2020-х годов технически и экономически целесообразно, чтобы автомобильные OEM-производители производили основные транспортные средства, которые используют значительное количество углепластиков. Однако технология CFRP не является единственным фактором, определяющим, будут ли, когда, как и сколько CFRP будут использоваться в автомобилях и грузовиках. Дополнительные факторы внутри и вне отрасли будут сильно влиять на темпы и проникновение. По сути, стремление к автомобильным композитам основывается на идее, что снижение веса является экономически эффективным методом для снижения расхода топлива. (Уменьшение массы на 10% обычно приводит к снижению расхода топлива на 6-8%). В результате машины постепенно станут легче, поскольку стандарты экономии топлива станут более строгими. Между тем, CFRPs - материалы с наивысшей удельной силой - будут ждать использования, когда они станут дешевле.

В электромобилях, таких как BMW i-series, выигрыш для снижения веса еще больше из-за дополнительной экономии затрат при использовании меньших, более легких батарей. Однако альтернативные способы сокращения использования бензина, такие как гибридизация и использование альтернативных видов топлива, таких как природный газ, водород и биотопливо, постепенно становятся менее дорогостоящими, поскольку их основные технологии продолжают развиваться. В результате идея фиксированной стоимости, на которой могут быть приняты CFRP, должна пониматься относительно существующих моделей транспортных средств. К тому времени, когда CFRP будут достаточно недорогими для принятия, возможно, столбики по воротам, так как цена еще может быть недостаточно низкой, чтобы в то время широко распространяться.

В долгосрочной перспективе сдвиги, связанные с мегатрендом, могут еще больше снизить стимул для развития CFRP для автомобильной промышленности. Например, поскольку глобальное население становится более урбанизированным, использование автомобилей для личного транспорта в развитом мире может уменьшаться по мере того, как люди переходят на другие способы передвижения. Кроме того, индивидуальные поездки, совершаемые в автомобилях, будут короче и выполняться на более низких скоростях с использованием небольших транспортных средств. Меньшие транспортные средства уже легче и эффективнее, что снижает стоимость более легких материалов. Действительно, некоторые возникающие концепции для городских автомобилей чрезвычайно легкие и совсем не похожи на современные пассажирские транспортные средства. Расширение возможностей подключения может способствовать тенденции к уменьшению количества личных автомобилей и поездок на автомобиле, так как это, вероятно, увеличит дистанционную работу и онлайн-покупки товаров и услуг. В результате урбанизация может уменьшить потребность в легких материалах, включая CFRP, в личном транспорте.

Нынешние тенденции по-прежнему сильно указывают на значительное автомобильное принятие CFRP в середине 2020-х годов, и компании по всей цепочке создания стоимости должны позиционировать себя, чтобы воспользоваться предстоящими сдвигами. Тем не менее, разработчики этих технологий должны учитывать, что может быть ограниченное долгосрочное окно для проникновения в автомобильную промышленность.