Национальная стратегия композитов Великобритании

Department for Business, Innovation & Skills.

Впервые опубликовано в ноябре 2009

Национальная  стратегия композитов Великобритании.

Содержание

1. Национальная стратегия  композитов Великобритании

2. Преодоление рыночных  барьеров

3. Что такое композиты?

4. Промышленность Британии - потенциал роста

5. Помощь промышленности  Британии в достижении успеха

1. Национальная стратегия  композитов Великобритании

Индустриальное наследие Великобритании очень богато <…>

Для Великобритании сидеть в стороне и позволять другим странам захватить быстрорастущий рынок композитов не вариант. Чаще отрасли, в которых используются  современные  композитные материалы, создают  более долговечные, легкие и высокопроизводительные продукты. В нашем программном  документе «Новые отрасли, новые рабочие места», Правительство определило композиты в качестве ключевого фактора в обеспечении производственной базы Великобритании для развития на ближайшие десятилетия. Понятно, что коммерческие возможности этих материалов обширны и развитие отрасли пойдет на пользу как крупнейшим аэрокосмическим компаниям, так и самым маленьким стартапам. У Великобритании уже есть опыт в области использования композитов в аэрокосмической отрасли и в области производства высококлассных машин, но нужно прилагать больше усилий для развития высококонкурентной композитной индустрии. Сегодня наблюдается излишняя специализация, которая ограничивает развитие сплоченной композитной промышленности и передачу технологий другим производствам различных секторов, которые тоже могли бы использовать композиты. Отмечается роль государства в работе с бизнесом в целях повышения осведомленности о коммерческих возможностях, а также формирования технических и экономических условий, необходимых для быстрого развития  производства в масштабах, невиданных ранее.

Создание фундамента позволит оснастить квалифицированных работников методами и процессами по производству дорогостоящих товаров, таких как крылья самолета, автомобильные компоненты и ветротурбины больших объемов. В наших силах создание прочных основ, которые откроют потенциал роста и развития для производств разных секторов, использующих продвинутые композиты. Победителями будут не только британские производители, но и цепочки поставок, которые будут поддерживать эти компании,  отрасль тем самым расширяется.

Стратегия композитов посвящена тому, как этого достичь и какие первостепенные меры предпринять для поддержки индустрии. Скоординированный подход с участием правительства, регионов, промышленности, научно-исследовательских институтов и академий обеспечит все возможное для того, чтобы реализовать все коммерческие возможности. Создание национального центра по построению прототипов и оперативный процесс производства в Великобритании будут способствовать росту промышленности.

Развитие более «умных»  процессов переработки будет  способствовать более эффективному использованию композитов. И обучение с учетом потребностей сектора создаст квалифицированную рабочую силу с достаточным количеством знаний для развития отрасли. Такой подход является ключевым элементом обязательства правительства по реализации активной промышленной стратегии, которая позволит обеспечить экономический рост, процветание и занятость после глобального экономического спада. Установление этих рамок будет обеспечивать стабильный экономический рост (Питер Мендельсон, министр по делам бизнеса, инноваций и навыков).

2. Преодоление рыночных  барьеров

Мировая композитная промышленность становится все более конкурентной.  Существуют рыночные барьеры, которые  могут препятствовать коммерческим инвестициям в композиты и технологическое развитие отрасли. В Великобритании промышленность композитов раздроблена (фрагментирована) и предприятия не способны в один голос сформулировать производственные требования. Это привело скоплению неудач: так только немногие фирмы имеют достаточное количество средств 
для достижения желаемого результата от инвестиций в оборудование, создающее композиты быстро и экономно. Следовательно, передача между компаниями и секторами технологий и опыта затруднена из-за структуры отрасли.

Наряду с этим, существует нехватка навыков, необходимых практически на всех уровнях, а программу обучения трудно определить и получить,  как и найти  квалифицированных специалистов в конкретных отраслях промышленности, а не в самой композитной промышленности. Что касается прочности и переработки, будущее развитие технологии переработки и создания добавленной стоимости для переработанных композитов необходимо для повышения срока полезного использования, кроме того, нам нужно коммерциализировать наши предложения по переработке современных композитных материалов и продолжать работу по свойствам прочности композитов.

В этой стратегии, мы ссылаемся  на «композитную промышленность», признавая, что к ней мы относим  компаний в основном в таких секторов, как аэрокосмическая промышленность, а не собственно «композитную промышленность». Наша цель заключается в создании условий, при которых компании могут благотворно работать вместе в различных секторах и сотрудничать друг с другом для создания такой промышленности. Наши предложения направлены на решение этих проблем и позволяют предприятиям добиться успеха в будущем. Наш подход будет формироваться по мере развития рынка. Мы продолжим работать с предприятиями, отраслевыми органами, профсоюзами, рабочими группами, учеными, агентствами регионального развития (АРР) и автономными администрациями для развития  нашей стратегии.

Рисунок  1- Наши предложения  для отрасли 

3. Что такое композиты?

В своей основной форме, композиты  состоят как минимум из двух материалов, которые вместе создают материальные свойства, отличные от свойств этих материалов по отдельности. На практике, большинство композитов состоят из сыпучего материала ("Матрица"), и своего рода укреплений (как правило, волокно, частицы или хлопья), которые нужны в основном для увеличения прочности и жесткости материала. Эта стратегия направлена ​​на продвинутые композиты (структурные армированные композиты с полимерной матрицей), где, как мы считаем, можно захватить конкурентные преимущества, расширить нашу долю в существующих секторах и обеспечить использование композитов в новых отраслях.

Преимущества композитов

Свойств композитов и выгоды от их использования будут стимулировать  спрос от современных производителей в ближайшие годы. Композиты- легкие материалы с высокими эксплуатационными характеристиками. Их используют для снижения веса в автомобильной, аэрокосмической и других отраслях,  что создает экономию на эксплуатационных расходах и, что более важно, уменьшает выбросы углекислого газа, помогая повысить эффективность ресурсов и способствует переходу к использованию более экологичных транспортных средств. Не умаляя проблем с использованием композитных материалов в массовом производстве автомобилей, работа некоторых производителей показывает, что композиты могут принести значительные выгоды при их использовании для грузовых автомобилей, автобусов и других крупных транспортных средств в ближайшие несколько лет. Во многих случаях выгоды возникают от высокой удельной прочности композитов (т.е. способности выдерживать при меньшем весе тот же уровень нагрузок) и скорости монтажа, что делает их идеальными для использования в структурах, таких как мосты. Инфраструктурный проект Нетуорк рейл принес  Дорожному агентству и лондонскому метро все возможные выгоды от быстрого, простого и недорогого монтажа.

Морская ветроэнергетика все чаще обращается к проектированию и изготовлению турбин с большими лопастями для создания ветротурбин.

В сентябре правительство  огласило, что выделит 4,4 млн фунтов Clipper Wind на разработку их первого прототипа 71.5 м лопасти для Британского  проекта самой большой турбины  в мире. Увеличение размеров означает  увеличение веса больших лопастей и требует использование жестких материалов, чтобы предотвратить сгибание лезвия. Прочность и жесткость композитов делают их идеальным материалом для производства нового поколения ветровых турбин.

Отличная долговечность композитов при различной степени внешних воздействий и давления, означает, что эти материалы уже широко используется в высококлассных автомобилях и военных самолетах. <..>

Непревзойденная коррозийная  устойчивость делает их идеальными для  использования в аэрокосмической  отрасли, конечные продукты которой  часто используются в экстремальной  внешней среде.

Почему мы сфокусировались  на продвинутых композитах.

Наше внимание сосредоточено  на усовершенствованных композитных материалах, где, по нашему мнению, мы можем создать конкурентные преимущества, увеличить нашу рыночную долю среди существующих секторов и обеспечить использование композитов в новых отраслях. Композиты с полимерной матрицей (известные как PMC или армированные полимерные волокна, FRP) имеют широкий диапазон свойств в зависимости от используемого волокна или матрицы. Большинство из них обеспечивают более высокую прочность и жесткость по отношению к весу, долговечность и коррозионную стойкость по сравнению с другими широко используемыми конструкционными материалами, такими как сплавы алюминия. Этот документ фокусируется на подклассе PMC, которые именуются в документе как продвинутые композиты и представляют собой структурные композиты, армированные волокном, с полимерной матрицей. Их производство часто зависит от разработки и сочетания компонентов материалов, включая химические вещества из технически продвинутой и высококвалифицированной промышленности композитов.

Один из примеров таких  композитов- CFRP- углепластик. Он уже  давно используется в ресурсоемких технологичных отраслях, таких как автоспорт и аэрокосмическая промышленность из-за его значительной прочности, жесткости и весовых преимуществ по сравнению с другими конструкционными материалами. Решения для сокращения затрат и времени на производство компонентов углепластика помогут сделать композиты достойной заменой другим материалам.

Наша стратегия направлена ​​на устранение основных препятствий, общих для ряда секторов и на содействие разработке и коммерциализации продвинутых композитов. Как таковая, она не охватывает все продукты или все рынки с использованием современных композитных материалов и не учитывает все ограничения. Исходя из этого, нашей целью является решение проблем в тех областях, где Великобритания  может получить конкурентные преимущества в разработке и коммерциализации композитов  и где целенаправленное государственное вмешательство может изменить ситуацию.

Мы признаем, есть другой пласт материалов, который будет  конкурировать с композитами, например, алюминиевые сплавы, и что другие конкурирующие материалы будут  развиваться в будущем для  удовлетворения потребностей промышленности.

Композиты также имеют  преимущества над некоторыми металлическими аналогами. Например, продуманная  конструкция, может предполагать использование легковесных материалов только в особых несущих сегментах конструкции.