复合材料产品市场，复合材料在消费领域的应用

复合材料产品市场，复合材料在消费领域的应用在IQOS开发项目中，Hypetex从最初的概念设计到最终的生产方案，协调了设计、工程、材料和技术方向的各个方面。烟草加热制品提供了一个无烟的替代方案，为那些本来会继续吸烟的人提供了一个更好的替代选择。PMI与Hypetex的合作旨在打造一种可行的复合材料解决方案，从而创建出彩色视觉的碳纤维IQOS配件。这一方案使用了Hypetex独特的模内彩色复合技术，同时实现可批量化的生产流程和制造供应链。Avient认为尼龙包覆成型的Polystrand™八层玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯（PETG）层压板是理想的选择。Polystrand中的纤维比传统的编织复合材料更平整，这为粘合组件提供了额外的耐用性。这种高强度单向纤维和工程热塑性树脂结合制成，可以在减重的同时保持出色的强度和抗冲击性。Rome表示，其于2021年推向市场的Black Label单板滑雪板固定器，是其生产过的最轻、响应速度最快

随着新技术及新工艺的广泛应用，复合材料结构件向更精密、更复杂及更经济的方向快速发展，技术含量不断提高。与此同时，手机、平板电脑和智能手表制造商正在减少产品的尺寸和重量，复合材料的超薄、耐用和抗冲击性，成为这类产品的理想外壳。还有一些专门生产运动鞋的公司正在将碳纤维植入跑鞋的板材中，提供了一种可以提高性能的轻质刚度。此外，篮球鞋中的碳纤维复合材料层增加了缓冲，可以吸收冲击，减少对球员身体的压力。

以下分享复合材料如何改变当今消费品的几个详例，以及一些材料的创新预览，这些创新可以帮助该行业在未来获得更大的市场份额。

为滑雪板爱好者提供更好的滑行体验

滑雪板上的固定器是滑雪板爱好者享受滑行质量的关键。固定器将骑手的肌肉运动转移到滑板上，使他们能够控制滑板。为了获得理想的滑雪体验，绑定的高背部分——后跟侧脚踝支撑——需要坚固耐用，但也需要非常轻，具有适当的弯曲度。

朗盛Tepex 连续纤维增强热塑性复合材料在IT 行业的典型应用包括笔记本电脑、平板电脑和智能手机壳。

Rome Snowboards设计团队希望为其产品组合创建一种新的、高度先进的固定器。材料供应商Avient建议使用热塑性注塑包覆成型工艺来制作。该公司先进的复合材料技术团队与Rome Snowboards一起合作确定合适的材料，测试工程树脂和增强材料的各种组合、玻璃纤维含量和层压板配置。

Avient认为尼龙包覆成型的Polystrand™八层玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯（PETG）层压板是理想的选择。Polystrand中的纤维比传统的编织复合材料更平整，这为粘合组件提供了额外的耐用性。这种高强度单向纤维和工程热塑性树脂结合制成，可以在减重的同时保持出色的强度和抗冲击性。

Rome表示，其于2021年推向市场的Black Label单板滑雪板固定器，是其生产过的最轻、响应速度最快的固定器。

为 IQOS打造彩色碳纤维电子烟外壳

Hypetex和加热烟草产品制造商PMI合作开发了一个项目，为后者的IQOS烟草加热制品生产彩色的碳纤维复合材料外壳。

烟草加热制品提供了一个无烟的替代方案，为那些本来会继续吸烟的人提供了一个更好的替代选择。PMI与Hypetex的合作旨在打造一种可行的复合材料解决方案，从而创建出彩色视觉的碳纤维IQOS配件。这一方案使用了Hypetex独特的模内彩色复合技术，同时实现可批量化的生产流程和制造供应链。

在IQOS开发项目中，Hypetex从最初的概念设计到最终的生产方案，协调了设计、工程、材料和技术方向的各个方面。

最终选用了Hypetex 着色3K 斜纹碳纤维织物和聚碳酸酯（PC）有机薄片。

起初，IQOS考虑使用热固性和热塑性材料，但早期试验表明使用热塑性材料的效果有所改善。因此，Hypetex彩色3K斜纹碳纤维织物与聚碳酸酯（PC）有机板被选择作为最终部件，Hypetex向Formaplex寻求制造能力和技术支持，因为压缩成型、机加工和包覆成型工艺已经确定。

IQOS外饰制造团队面临的关键挑战是将处理时间保持在最低限度。多腔模具和机床夹具满足了压缩成型和数控加工的要求，之后Hypetex碳壳被送回造型机，用透明PC材料进行过度成型。最后是两层保护漆的应用，每批50个零件保持周期时间到最小。

制作的最后一部分，也是IQOS品牌的一个关键要求，是在新的碳壳零件打上IQOS徽标。初步的结果很快得到了优化，夹具固定多个零件，快速激光蚀刻工艺满足所有PMI品牌规范。

Hypetex的首席执行官Marc Cohen表示：“IQOS组件对我们来说是一个具有挑战性的项目，它将几个模具概念结合在一起，并协调制造过程，最终实现了紧密公差的多材料部件，所有这些都在尽可能短的周期内完成。对于这些类型的消费品，Hypetex为客户提供端到端的解决方案，使有色碳复合材料饰面成为完全集成的制造流程的一部分。”

金属外观，复合优势

厨房电器制造商仍然主要依赖金属来生产冰箱、炉灶、洗碗机和烤箱。但对于某些部件，如控制面板、门饰、把手和旋钮，复合材料是首选材料。

“复合材料在烹饪产品中的表现非常出色，无论是遇到热量、尺寸稳定性，还是设计限制等问题，复合材料都能应对。”Mar-Bal总裁兼首席执行官Scott Balogh说，该公司对热固性复合材料产品进行复合、模具和表面处理。

例如，为了增加烤箱腔的尺寸，制造商已经减少了绝缘层的厚度。为了保护好烤箱的用户们，必须在外部使用不导热的材料。Mar-Bal制造的烤箱门通风口、控制面板、把手和装饰性装饰部件，有助于将烤箱的外表面保持在UL的接触温度标准内。

“烤箱门和控制台面板对我们来说是一个巨大的增长领域。”Balogh说。
在选择电器组件时，制造商还需要一种能够轻松适应不断变化的厨房设计趋势的材料。十多年来，不锈钢饰面一直是首选，但黑色不锈钢、铜和青铜等其他饰面也很受欢迎。复合材料制造商可以使用物理气相沉积（也称为真空金属化）来提供所需的饰面。

Mar-Bal其专有工艺称为THERMIAL。

复合材料元件被放置在一个大的真空室中，雾化金属以薄膜的形式沉积在它们的表面上。通过在金属应用过程中使用不同类型的气体，Mar-Bal可以实现与传统涂层相似的多种颜色：不锈钢（银色、黑色和蓝色，光泽和哑光的）、锡、铝、钛、铜和黄铜。

金属涂层的厚度和人的头发差不多，上面覆盖着一层喷涂的紫外线固化涂料。这是一种无溶剂涂层，所以是一种环保的工艺。

Balogh表示，尽管物理气相沉积技术用于汽车前大灯的后部反射部件已有近十年的历史，但直到最近的5到7年，电器制造商才对这种技术的使用产生了兴趣。

未来的家具形式

Mast Elements总部位于世界时尚之都意大利，是世界上第一家生产碳纤维家具的公司。

“碳纤维有很多优点，它的强度是钢的五倍，而且重量更轻。”该公司的出口经理Marco Cighetti说，“由于这些功能，我们可以提供使用其他材料无法提供的不同寻常的设计。”

Mast Elements以现代、前卫的形式生产豪华的室内和室外家具——沙发、椅子、桌子和配件。碳纤维材料提供了灵活性，使公司能够设计和制造多种颜色和饰面组合的产品。

Cighetti说，生产CFRP家具需要一个漫长而详细的过程。家具通过手动铺层工艺成型，然后在高压釜中进行加工，以可控且均匀的方式将聚合物分布在纤维中。当工件从高压釜中出来，接下来所需的修整工作和表面的喷涂都是手动完成的。

Cighetti补充说，除了其独特的风格外，Mast Elements的家具还具有一些可持续性优势。碳纤维可以回收利用，生产过程中使用的机器是环保的。由于碳纤维的强度和其他独特的特性，制造商在家具上使用的材料比同等的传统产品要少。

这种家具是针对高端市场定价的。“从独特的设计、高品质和对细节的关注开始，我们的产品具有很多‘意大利制造的魅力’。”Cighetti说。该公司通过经销商和建筑师在全球范围内向精品店、别墅和酒店销售其家具。

提供可持续的选择

根据全球咨询公司Simon Kucher Partners 2021年的一项研究，世界各地的消费者正在从可持续发展的角度看待他们购买的影响。在1万名受访者中，85%的人表示，他们已经改变了购买行为，以适应可持续发展。研究还发现，近三分之一的千禧一代会选择更可持续的产品。

Applied Bioplastics开发了一种技术，可以使复合材料行业为想要购买钢笔、手机壳、空调等产品的消费者提供更为环保的选择。

Applied Bioplastics的首席执行官Colin Ardern说：“从本质上讲，我们生产的是碳足迹更低、塑料质量更好的生物复合材料产品。我们客户的主要价值主张，是在使用相同装备的情况下尽可能地减少碳足迹。”

该公司表示，通过精心挑选天然纤维和使用的能源，可以将复合材料产品制造过程中产生的二氧化碳量减少多达30%至40%。该公司尽可能尝试使用太阳能等可再生能源，并选择具有最大碳封存能力的纤维。该公司最终选择了可持续的天然纤维，它足够提供复合材料制造商所追求的机械性能。

Applied Bioplastics专注于植物纤维的化学和物理处理，以使其达到理想复合形式。“我们在设计添加剂产品以满足特定要求、使植物纤维与聚合物基质相容、创造客户可用的生物复合材料方面拥有非常专业的知识。”Ardern说。

虽然在大多数情况下，该公司生产的生物纤维可以与玻璃纤维的机械性能相匹配，但仍然无法完全替代玻璃纤维。尽管如此，生物纤维仍然是一个可行的选择。“当我们充分了解客户需求后，我们发现，在大多数情况下，生物纤维是能够满足这些需求的。”Ardern表示。

目前，该公司主要生产粒状热塑性塑料生物复合材料，用于复合材料行业已使用的注塑机设备。唯一需要的制造变化是加工温度的轻微调整。

认识到消费品市场的价格敏感性，Applied Bioplastics正在开发其生物纤维颗粒，从而实现与现有产品具有竞争力的价格。这是获得大众市场商品制造商广泛接受的一个重要因素。

Applied Bioplastics目前正在与大约20家消费品公司一起测试该技术，并准备在2022年建造一个大型设施来生产其热塑性塑料颗粒。

“我们预计，各品牌将在2022年的头几个月签署协议。”Ardern说。一旦公司在生产中使用生物纤维，那么，他们将在向消费者营销时强调这种新材料的可持续性。这也将成为其吸引消费者的卖点。（来源：荣格-《国际复材技术商情》）