原材料に対する複合材料製造技術動向の影響

軽量化への注目の高まりが将来の成長性を確保

複合材料は、マトリックス（ポリマー）と補強材（繊維）からなる2つ以上の異種材料から作られています。複合材料は事実上あらゆる産業で使用されており、その需要が急増しています。これは、最終製品を高性能かつエネルギー効率の高いものにしたいという要求が高まっているためです。

このような製品の製造には、様々なオープンモールドやクローズドモールドの製造技術が使用されています。ハンドレイアップ、スプレーアップ、樹脂注入、圧縮成形、射出成形、フィラメントワインディング、引抜成形、プリプレグなどが含まれます。調査の目的は、各分野で使用されている製造技術の現状を推定し、技術の進歩がどのように成長機会を生み出すかを分析することです。この業界では、より大量に生産される市場において複合材料の普及が進んでおり、複合材料産業は、原料メーカー、複合材料メーカー、部品メーカー、デジタルソリューションプロバイダーに機会を提供することができます。

繊維強化複合材料を最初に採用した部門のひとつは航空宇宙部門であり、その後、自動車、船舶、エネルギー、建設などの部物で採用されました。これらの部門を合わせると、複合材料業界の収益の70％以上を占めています。この材料の高い強度対重量比は、OEMが複合材料の代替品に切り替えたり拡大したりするにつれて、これらの部門の製品を変え続けています。

部品のサイズや用途によって、適した製造技術は異なります。これらは、最終製品の望ましい特性に基づいて選択されます。いくつかの業界特有の動向が、特定の複合材料製品に対する需要を牽引しており、製造技術の強力な利用を可能にしています。例えば、自動車産業におけるコスト効率の高い複合材料部品への需要の高まりは、圧縮成形や射出成形の使用を後押ししています。さらに、水素経済が勢いを増すにつれて、フィラメントワインディングなどの方法が牽引力を増すと予想されます。

目次

戦略的インペラティブ

• なぜ成長が難しくなっているのか？
• The Strategic Imperative 8（TM）
• 複合材料製造業界に対する主要な戦略的インペラティブの影響
• Growth Pipeline Engine（TM）を促進する成長機会

成長機会分析

• 分析範囲
• セグメンテーション
• 地理的範囲
• 概要
• 炭素繊維複合材料のバリューチェーン
• プロセス - 基準部品サイズとおおよそのサイクルタイム
• 複合材料のコストと採用に関連する要因
• 複合材料製造における持続可能性への取り組み
• 理想的な循環経済
• 複合材料のバリューチェーン - 2023年
• 複合材料のバリューチェーン分析
• 成長促進要因
• 成長抑制要因
• 製造プロセス、最終用途産業別
• 製造プロセス分析
• モビリティにおける複合材料の比較
• 複合材料産業で使用される原材料
• 原材料動向
• 様々な最終用途産業で使用される材料と製造技術

成長機会分析 - 航空宇宙

• イントロダクション
• 航空宇宙産業における材料
• 複合材料の使用と主要な製造技術
• ケーススタディ - BoeingとAirbus
• 要点

成長機会分析 - 自動車

• イントロダクション
• 自動車産業における材料
• 複合材料の使用と主要な製造技術
• 製造プロセスと生産量
• ケーススタディ - Forged Composites（R）（Automobili Lamborghini S.p.A.）
• ケーススタディ - 炭素繊維ホイール（Fibratech sp. z o.o.）
• 要点

成長機会分析 - 船舶

• イントロダクション
• 船舶産業における材料
• 複合材料の使用と主要な製造技術
• ケーススタディ - WindWings（BAR Technologies）
• 要点

成長機会分析 - エネルギー

• イントロダクション
• エネルギー部門で使用される材料
• 複合材料の使用と主要な製造技術
• ケーススタディ
• 要点

成長機会分析 - 建設

• イントロダクション
• 建設産業における材料
• 複合材料の使用と主要な製造技術
• ケーススタディ
• 要点

成長機会ユニバース

• 成長機会1：自動車部品生産
• 成長機会2：風力エネルギーアプリケーション
• 成長機会3：予備成形
• 成長機会4：製造プロセスのデジタル化

次のステップ

Increasing Focus on Lightweighting Ensures Future Growth Potential

Composite materials are made from two of more heterogenous materials comprising of the matrix (polymer) and reinforcement (fiber). Composite materials are virtually used in every industry and are witnessing a rapid growth in its demand. This is due to the increasing demand to make end products high-performance and energy efficient.

A variety of open mold and closed mold fabrication techniques are used to manufacture such products. These include hand layup, spray-up, resin infusion, compression molding, injection molding, filament winding, pultrusion and prepreg, among others. The study aims to estimate the current state of fabrication technologies used across sectors and analyze how technological advancements can create growth opportunities. As the industry witnesses a growing penetration of composites in higher volume markets, the composites industry can offer opportunities for raw material manufacturers, composite manufacturers, component manufacturers as well as digital solution providers.

One of the first sectors to adopt fiber-reinforced composite was the aerospace sector, and it was subsequently adopted by the automotive, marine, energy, and construction sectors, among others. Cumulatively, these sectors account for over 70% revenue in the composites industry. The material's high strength-to-weight ratio continues to transform the products in these sectors as OEMs switch or expand to composite alternatives.

Different fabrication techniques are suitable for different part sizes and applications. These are selected based on the desired characteristics of the end-product. Several industry-specific trends are driving the demand for specific composite products, enabling a robust use of manufacturing techniques. For instance, the increasing demand for cost-effective composite parts in the automotive industry boosts the use of compression and injection molding. Further, as the hydrogen economy gains momentum, methods such as filament winding are expected to gain traction.

Table of Contents

Strategic Imperatives

• Why is it Increasingly Difficult to Grow?
• The Strategic Imperative 8™
• The Impact of the Top 3 Strategic Imperatives on the Composite Fabrication Industry
• Growth Opportunities Fuel the Growth Pipeline Engine™

Growth Opportunity Analysis

• Scope of Analysis
• Segmentation
• Geographic Scope
• Overview
• Carbon Fibre Composites Value Chain
• Processes-Reference Part Sizes and Approximate Cycle-times
• Factors Associated with Cost & Adoption of Composites
• Sustainability Initiatives in Composite Fabrication
• Ideal Circular Economy
• Composites Value Chain-2023
• Composites Value Chain Analysis
• Growth Drivers
• Growth Restraints
• Manufacturing Processes by End-use Industry
• Manufacturing Processes Analysis
• Comparison of Composites in Mobility
• Raw Materials Used in Composites Industry
• Raw Material Trends
• Materials and Fabrication Technologies used in Various End-use Industries

Growth Opportunity Analysis-Aerospace

• Introduction
• Materials in the Aerospace Industry
• Use of Composite Materials & Key Fabrication Technologies
• Case Study-Boeing & Airbus
• Key Takeaways

Growth Opportunity Analysis-Automotive

• Introduction
• Materials in the Automotive Industry
• Use of Composite Materials & Key Fabrication Technologies
• Manufacturing Processes and Production Volumes
• Case Study-Forged Composites(R) (Automobili Lamborghini S.p.A.)
• Case Study-Carbon Fiber Wheel (Fibratech sp. z o.o.)
• Key Takeaways

Growth Opportunity Analysis-Marine

• Introduction
• Materials in the Marine Industry
• Use of Composite Materials & Key Fabrication Technologies
• Case Study-WindWings (BAR Technologies)
• Key Takeaways

Growth Opportunity Analysis-Energy

• Introduction
• Materials Used in the Energy Sector
• Use of Composite Materials & Key Fabrication Technologies
• Case Study
• Key Takeaways

Growth Opportunity Analysis-Construction

• Introduction
• Materials in the Construction Industry
• Use of Composite Materials & Key Fabrication Technologies
• Case Study
• Key Takeaways

Growth Opportunity Universe

• Growth Opportunity 1: Automotive Component Production
• Growth Opportunity 2: Wind Energy Applications
• Growth Opportunity 3: Preforming
• Growth Opportunity 4: Digitization of Manufacturing Process

Next Steps

• Your Next Steps
• Why Frost, Why Now?
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