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智造,科技为先

2015-04-17编辑王菲席宁

纺织科学研究 2015年12期
关键词:碳纤维纺织纤维

编辑/ 王菲 席宁

智能制造成为中国制造的主攻方向

“工业4.0”正在向我们走来。无论是《中国制造2025》还是近在咫尺的“十三五”发展规划,具有创新力的科技支撑都是产业实现调整升级的先决要素。

智能制造

《中国制造2025》中将提高国家制造业创新能力列在九大战略任务和重点之首

今年以来,全球对于智能制造的投资不断加码,欧盟委员会“2016-2017工作方案”中提到,将在未来两年内投资约160 亿欧元推动科研与创新,以增强欧盟的竞争力。其中,欧洲制造业的现代化投资为10 亿欧元,成为重点扶持领域。

以德国“工业4.0”为例,通过智能工厂的高度柔性化生产模式,即使人工成本较高,但产品依然能在个性化、多样性、高质量、人性化上更胜一筹。届时,将会对规模化生产产生巨大影响。

今年5 月正式发布的《中国制造2025》规划的重要内容就是智能制造。《中国制造2025》中将提高国家制造业创新能力列在九大战略任务和重点之首,强调了制造业创新力对整个经济体持续发展所起到的重要作用。有业内人士认为,随着《中国制造2025》的提出和后续工作的落实,智能制造作为新一代信息技术与制造技术融合发展的结合点,成为中国制造的主攻方向。

“工业4.0”正在向我们走来。在由制造大国向制造强国迈进的过程中,提高生产效率、产品质量、产品能效以及自动化整体水平,降低生产能耗是纺织行业转型升级的重要内容。

智慧工厂和智能生产是“工业4.0”的两大主题。智慧工厂重点研究智能化生产系统与过程,以及网络化分布式生产设施的实现;而智能生产涉及整个企业的生产物流管理、人机互动、3D 打印以及增材制造等技术在工业生产过程中的应用。在互联网技术推动下,我国已开始出现了从大规模批量生产转向大规模定制生产的趋势。在技术创新方面,呈现出企业网络化、生产智能化、营销数字化、路径多样化等特点。

中国纺织工业联合会副会长孙瑞哲明确指出,以智能技术提升劳动生产率和实现柔性制造,将制造业的转型升级融入“互联网+”的大潮,已成为制造业发展趋势,也是我国今后一段时期推进两化深度融合的主攻方向。

6 月中旬举行的第十七届上海国际纺织工业展览会上,智能制造亮点颇多。譬如慈星股份打造了毛衫个性化定制平台,推出C2M 模式,使顾客可直接对接制造商。经纬e 系统依托经纬纺织机械股份有限公司长期积累的纺织机械生产基础和纺织数据智能采集、分析、处理等技术优势,目前已在无锡第一棉纺织厂实施建设。

联盟之力

去年年底举行的中国纺织创新年会上,中国纺织工业联合会会长王天凯谈到建立完善的体制机制是有效整合纺织行业创新资源,改善创新效率的重要途径。纺织行业应不断完善产业科技创新体系,充分总结产业联盟经验,进一步强化联盟创新的市场导向,企业主体性以及利益共同性。从而更好地确保科技创新成果有效转化为现实生产力和市场效益。

回顾这一年来,联盟创新亮点纷呈,不仅体现在产业链上下游企业联盟协同攻克关键技术研发及下游开发应用上,还体现在针对掣肘行业发展共性问题的协同创新努力。此外,还有不少新的联盟在今年陆续成立。

因承接过“超仿棉合成纤维及其纺织品产业技术开发项目”而在业内外声名远播的化纤产业技术创新战略联盟,7 月14 日确立了接下来一段时间的工作重点——目标是原液着色纤维的技术升级与产品开发,在产业原有基础上,形成更大规模和更完善的体系,以联盟之力加快解决产业顽疾,大幅提升该产业的竞争力,做强色丝产业。

据介绍,该联盟已经做出了相关的技术路线图,将逐一突破原液着色纤维技术及其产业化应用的难题。制约我国原液染色技术发展和推广的主要瓶颈——高品质色母粒缺失问题,在集中了产业链上下游企业的联盟中将得到更好解决。该联盟在“超仿棉”项目中累积的经验将更好地服务于新项目,同时在新一轮合作中进一步创新联盟的合作模式。诚如中国化学纤维工业协会会长端小平所言,制定联盟内的知识产权机制和利益共享机制以及探索产品的市场推广模式有待进一步思考和完善。

资源再利用是纺织工业的重要任务,“十三五”期间也将成为纺织服装行业的发展重点。废旧纺织品综合利用产业技术创新战略联盟自成立以来,一直致力推动我国废旧纺织品的回收和利用。该联盟负责人告诉本刊记者,废旧纺织品回收及综合利用体系的建立和完善刻不容缓,应建立典型的示范工程或示范基地,同时要加快废旧纺织品回收及综合利用中各项指标及标准的制定,规范整个体系。

今年新成立的联盟中,有像仪纶纺织产品开发技术创新联盟、中国功能性纺织品联盟、纺织丝绸产业技术创新战略联盟等这样以攻克技术难题及其产业化应用为主要目的联盟,还有像新疆纺织产业技术创新战略联盟这样的地域性产业联盟,更有如京津冀纺织服装产业协同创新高校联盟这样的跨区域联盟,以创新战略推动京津冀协同发展。

160亿

欧盟委员会将在未来两年投资约160 亿欧元推动科研与创新。

智慧工厂和智能生产是“工业4.0”的两大主题。

清洁生产

清洁生产与绿色制造是我国纺织行业实现可持续发展的必由之路。清洁生产包含两个内容:节能和减排,需要合理的工艺流程和先进的技术设备来实现。

今年,由中国纺织工业联合会科技发展部与纺织之光科技教育基金会组织的纺织之光重点科技成果——“粘胶纤维行业节能减排技术”和“非织造设备技术及应用”两场现场推广活动颇受业界关注。两场活动的推荐技术都曾荣获“纺织之光”中国纺织工业联合会科学技术奖等奖项,代表了纺织行业领先的技术水准。

近年来,粘胶纤维行业在节能减排方面的技术进步明显,在污水处理、原料制备、降低能耗、减少排放等方面取得了一系列科技创新成果。粘胶纤维行业节能减排技术现场推广活动以技术介绍、交流互动等形式,向业界展示了绿色制浆工程化技术、闪蒸结晶制取元明粉工艺和装置技术、新型纤维素纤维生产技术、BDP(生物倍增)工艺等五项粘胶纤维行业节能减排新技术,涉及制浆工艺创新、原料制备、污水处理等技术。

另一场非织造设备技术及应用现场推广活动则展示了多头纺熔复合非织造布设备及工艺技术、高强聚酯长丝胎基布工程化自动化技术、FLLBG型木浆/纤维水刺复合联合机、超长纤维GMT(热塑性)板材干法生产线、纤维素纤维专用针布五项非织造领域的新技术、新设备成果,在优化工艺、环保洁净、降低能耗等方面表现突出。

去年年底,纺织之光科技教育基金会还带着四项麻纤维生物脱胶加工新技术和新成果走进了江西新余,麻类生物脱胶设备及智能控制系统、高效脱胶菌的成功选育和脱胶流程的优化、生物脱胶清洁生产工艺技术及装备、生物脱胶废液的污水处理工艺及在线监测体系等新技术成果不仅能大幅降低能耗和化工原料,降低污水排放和处理成本,而且有助于麻纤维性能的改善,因此备受麻纺织企业的关注和好评。

环境问题已成为制约社会经济发展的主要瓶颈,加快环境治理、转变经济增长方式极为迫切。针对大气污染,国家积极推进烟粉尘治理工作,并多次提高重点行业烟粉尘排放标准。针对大气污染的主要因素之一工业烟粉尘,工信部优选了中国纺织科学研究院作为强基工程高温滤料领域公共服务平台,并优选了南京际华三五二一、厦门三维丝、烟台泰和新材料、江苏蓝天环保4 家企业作为强基工程高温除尘先进技术应用示范企业。经过一段时间运作,示范企业已经完成了与应用企业的对接,项目正在实施,公共服务平台各项工作也稳步推进。

高性能纤维

近年来,我国高性能纤维行业在规模化制造、生产和应用技术研究等方面取得了明显进步,迅速缩小了与发达国家的技术差距。碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维、聚苯硫醚纤维等重要纤维品种,部分已达到国际先进水平。

在SAMPE 中国2015 年会暨第十届先进复合材料制品、原材料工装及工程应用展览会暨国产高性能纤维十年发展成就展上可以看出,我国高性能纤维行业经过前期的快速发展,在技术开发、技术积累、市场需求、投资热情以及宏观政策方面都有了明显提高。同时,在新材料需求快速增长的牵引下,高性能纤维出现了新一轮的扩张和布局,更加注重技术、产品、市场和服务的全方位竞争。

伴随我国芳纶产业在尖端技术领域的不断突破,其研发及产业化取得了诸多成就,在个体防护、环保过滤、轻质蜂窝、结构增强及电气绝缘材料等领域具有很重要的应用。随着国防、军工、汽车、高铁、海上钻井平台和机器人等诸多先进制造业对新材料的需求,芳纶及其制品和复合材料的发展具有巨大的发展空间。此外,因为芳纶具有耐酸性、耐碱性、抗高温、耐水解等特性,因此也是处理工业高温腐蚀性气体的良好材料,芳纶滤料已成为制作水泥、电力、冶金、沥青、化工等行业除尘滤袋的理想填充材料,市场前景广阔。

日本东丽官网消息称,将提升旗下子公司卓尔泰克的大丝束碳纤维产能,按照计划,卓尔泰克墨西哥工厂将在明年4 月实现产能倍增,扩大至每年5000 吨。日本东丽的这一举动被认为是碳纤维市场前景逐渐明朗的标志性时间。

在国家相关政策和规划的指引下,我国碳纤维行业在规模化生产、生产及应用技术和高水平研发平台建设上都取得了较好的进展。国产碳纤维企业主要有中复神鹰、江苏恒神、威海拓展、吉林碳谷等。这几家公司在发展路径和模式上也各有侧重:中复神鹰碳纤维有限公司是技术派,该公司在国内率先建成了干喷湿纺工艺的碳纤维生产线,此外还向下游产品不断拓展如开发了碳纤维自行车、碳纤维小提琴;江苏恒神股份有限公司的模式使打造碳纤维全产业链,目前已建成年产国产碳纤维湿法纺生产线4条,产能4000 吨;威海拓展集团从下游终端产品逐渐向上游延伸产业链,已逐渐形成了“碳纤维原丝—预浸料—下游制品”的产业链模式;吉林碳谷碳纤维有限公司则是依靠其母公司吉林化纤集团腈纶生产线的技术与工艺优势,充分保证了公司原丝生产稳定、质量优良。

在7 月15 日举行的高性能纤维与复合材料工程前沿技术研究高层论坛上,东华大学研究院副院长余火木认为,培养具有中国特色的优势市场是未来碳纤维产业发展的关键,应着重关注我国汽车产业、大型飞机、高铁、海洋与防腐蚀、先进制造等方面对于碳纤维的市场需求。

作为与碳纤维、芳纶齐名的高性能特种工业用化学纤维,目前,我国超高分子量聚乙烯纤维产能约1.21 万吨。国产纤维品质进一步提升,得到国内市场的认可。超高分子量聚乙烯的诸多优点使其在很多领域都有广泛的应用,从市场情况看,国内市场依然是防弹无纬布、防切割手套和绳缆三大品种。随着我国超高分子聚乙烯纤维的生产规模扩大及生产工艺成熟,将推动其在国防、民用及医用等领域的发展没应用领域也将越来越广泛。

国内超高分子量聚乙烯纤维相关企业通过扩大产量和采取节能降耗措施,进一步降低生产成本,同时已突破着色技术,且保证强力无损,已实现量产,这必将对扩大应用领域有极大的促进作用。此外,超高分子量聚乙烯纤维细旦化技术进一步稳定,短纤纺纱技术已在研发中,为将来其在家纺领域应用奠定了技术基础。

我国高性能纤维行业在技术开发、技术积累、市场需求、投资热情以及宏观政策方面都有了明显提高

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