Producción masiva exitosa del grado T1200
China toma la delantera en fibra de carbono
En la base de producción de Zhongfu Shenying Carbon Fiber Co., Ltd. en Lianyungang, Jiangsu, el responsable de la empresa, Chen Qiufei, mostró a los periodistas la fibra de carbono de grado T1200, cuya producción masiva se lanzó globalmente por primera vez en marzo de este año.
Chen Qiufei explicó: "Un haz contiene 12,000 filamentos individuales, muy finos pero de alta resistencia, alcanzando los 8,000 megapascales, más de 10 veces la del acero común. Su densidad es extremadamente baja, menos de una cuarta parte de la del acero. Un cable trenzado de fibra de carbono de grado T1200 del grosor de un dedo puede levantar un avión C919 completamente cargado".
La fibra de carbono, conocida como el "oro negro" y el "rey de los nuevos materiales", se utiliza ampliamente en la fabricación de alta gama, como la aeroespacial y la energía eólica, y es un material estratégico clave que sustenta los grandes logros nacionales. Sin embargo, hace más de 20 años, China no podía fabricar ni una sola fibra de carbono de forma independiente, completamente estrangulada por empresas extranjeras.
Chen Qiufei dijo a los periodistas que la fibra de carbono se clasifica en diferentes grados según su resistencia a la tracción; cuanto mayor es el valor, mayor es el rendimiento y la dificultad técnica:
El grado T300 es el nivel básico general; el T700 se puede usar en industrias civiles como la eólica y la fabricación de vehículos de nueva energía; el T800 es un material central en el sector aeroespacial; y el T1000 y superiores pertenecen al nivel de resistencia ultraalta, orientado a campos aeroespaciales y de defensa de vanguardia, como cohetes y satélites.
Desde el grado T300, China siempre había estado siguiendo los pasos de otros, hasta que este año, con la producción masiva exitosa del T1200, China logró por primera vez tomar la delantera en el campo de la fibra de carbono.
Para llegar a este día, lucharon durante más de cuatro años. Chen Qiufei comentó: "Las empresas líderes internacionales han trabajado en la fibra de carbono durante más de 50 años; el desarrollo del grado T1100 al T1200 les llevó más de diez años, y aún no han logrado la producción masiva. Desde la investigación y el desarrollo hasta la producción masiva, nosotros tardamos más de cuatro años, lo que considero una velocidad muy rápida".
Casi 10,000 pruebas realizadas
Las nuevas fuerzas productivas se forjan con esfuerzo
Las nuevas fuerzas productivas se forjan con esfuerzo, esa fue la impresión más profunda que los periodistas tuvieron durante su visita e investigación en Zhongfu Shenying.
En la fabricación de fibra de carbono, desde la fibra precursora blanca hasta transformarse por completo en fibra de carbono negra, intervienen más de 300 procesos y más de 3,000 parámetros de control; se puede decir que es "una danza de parámetros complejos y precisos".
Zhang Guoliang, científico jefe de Zhongfu Shenying Carbon Fiber Co., Ltd., afirmó: "La fibra de carbono es un proyecto sistemático; su complejidad radica en los cambios: hay cuatro transformaciones químicas y cuatro físicas. La temperatura del horno debe aumentar gradualmente de 200 grados Celsius a más de 2,000 grados, y cada etapa influye de manera crucial en la siguiente. La combinación de estas ocho transformaciones hace que todo el proceso de producción de fibra de carbono sea extremadamente complejo".
La fibra de carbono de grado T1200 debe alcanzar una resistencia a la tracción de 8,000 megapascales, la más alta del mundo actualmente. Desde la investigación en laboratorio hasta la producción masiva a escala industrial, el mayor desafío que enfrentó el equipo de desarrollo fue el control de defectos en la fibra de carbono.
Anteriormente, al desarrollar fibra de carbono de grado T1100 o inferior, los defectos controlados eran de nivel submicrométrico, mientras que para el grado T1200, los defectos a controlar son de nivel subnanométrico. Para lograr un rendimiento de producción masiva adecuado, desde el diseño de la estructura molecular de la fibra precursora hasta cada proceso, es necesario controlar estrictamente los defectos.
Un responsable de Zhongfu Shenying Carbon Fiber Co., Ltd. recordó que todo el proceso tecnológico pasó por pruebas de ensayo y error repetidas, realizando casi 10,000 experimentos.
Conexión perfecta entre innovación tecnológica e innovación industrial
Nuevas tecnologías y nuevos procesos probados directamente en la línea de producción
Justo cuando el equipo de desarrollo buscaba avances técnicos mediante ensayo y error, en 2023, una empresa líder japonesa de fibra de carbono anunció el desarrollo exitoso en laboratorio de la fibra de carbono de grado T1200, con planes de producción masiva industrial para 2026. Esto avivó la determinación del equipo de desarrollo de Zhongfu Shenying.
Por las necesidades estratégicas del país y para alcanzar a los líderes internacionales, aquí, la innovación tecnológica y la innovación industrial se conectan sin fisuras, y las nuevas tecnologías y nuevos procesos se prueban directamente en la línea de producción.
Para transformar los logros científicos y tecnológicos de laboratorio en productividad real, generalmente se requiere una producción piloto a pequeña escala antes de lograr una producción masiva a gran escala. Para acelerar la formación de nuevas fuerzas productivas, el equipo de desarrollo de Zhongfu Shenying optó por una ruta rápida de innovación industrial, pasando directamente de 1 a N.
Chen Qiufei afirmó que pudieron superar una generación de material de fibra de carbono en más de cuatro años gracias a la validación en la línea de producción industrial, lo que permitió una rápida transición a la producción masiva tras la verificación.
Zhang Guoliang considera que los más de veinte años de acumulación previa, con un progreso tecnológico constante, permitirán que en el futuro la resistencia y el rendimiento de la fibra de carbono mejoren aún más.