低成本高性能碳纤维
目前复合材料的设计,趋向大型化及轻量化并减轻结构体重量,是复合材料产品升级的关键。以设计端而言,最方便的便是採用高刚性的碳纤维材料,因为结构可以在安全容忍度内达到减重的效果,又不需要调整复合材料制程。
以日本为例,依轻量化、高性能化需求,未来10年内,评估最有机会大量採用碳纤维复合材料的应用面为车用市场、大型风力发电机组、大型民航机。
以风力发电叶片为例,如附图所示,目前1MW的叶片,总长约30米,叶片主体是以玻璃纤维制作;若要建置7MW级的大型化离场风力发电机组,叶片长度将长达70米长,相当于A380客机之翼宽。由于叶片的受力方向特定,因此风力发电叶片需大量採用中高模数碳纤维以提昇刚性,减少变形量,维持叶片寿命并提昇风力转换效率。以每机组3支叶片计算,3MW风力机组便需要9吨碳纤维。