Mercado mundial de cintas de fibra de carbono, por resina (epoxi, poliamida, bismaleimida, resina termoplástica y otras), por forma (cinta preimpregnada y cinta seca), por proceso de fabricación (proceso de fusión en caliente y proceso de inmersión en disolvente), por industria del usuario final (aeroespacial, marina, tuberías y tanques, artículos deportivos, construcción e infraestructura y otros

Descripción general del mercado

El mercado mundial de cintas de fibra de carbono está valorado en 2.830 millones de dólares en 2022 y se prevé que proyecte un crecimiento sólido en el período de pronóstico con una CAGR del 10,78% hasta 2028. La cinta de fibra de carbono es un material ligero y resistente que se utiliza en muchas aplicaciones, incluidas la aviación, la automoción, los deportes y la medicina. Un artículo de exposición de élite ofrece una resistencia predominante y una naturaleza inflexible al tiempo que proporciona una protección increíble y una conductividad eléctrica. La cinta de fibra de carbono también es excepcionalmente flexible y se puede utilizar en diferentes estructuras, incluidas las planas, redondas y apretadas. Se espera que el auge de la fibra de carbono como uno de los materiales básicos para potenciar el desarrollo ligero de piezas de automóviles y aviación impulse el mercado a partir de ahora. La cinta de fibra de carbono (CF) es uno de los materiales más conocidos que se utilizan para ensamblar piezas compuestas para automóviles y equipos de aviación. Se espera que los avances en las cintas de fibra de carbono conduzcan a la fusión de diferentes propiedades, por ejemplo, descongelación, protección, autoreparación, capacidad energética y ocultación, lo que permitirá a su vez el ensamblaje de cintas de fibra de carbono multiusos. Estados Unidos muestra un gran interés en la cinta de fibra de carbono, como lo respaldan los prolongados cronogramas de producción de los programas de aviones Boeing y Airbus. Además, se espera que la investigación en curso sobre el trabajo en el desarrollo de piezas compuestas en el país ofrezca experiencias de aprendizaje para el mercado de Estados Unidos. Las cintas de fibra de carbono se perciben como avances energéticos impecables, lo que se deduce de su condición como material de trabajo para algunas unidades del Departamento de Energía de Estados Unidos y la Oficina de Energía y Energía Sostenible. Además, el uso de este material también permite una reducción de peso en los vehículos en aplicaciones de transporte, lo que provoca una reducción de energía a través de los fondos de ahorro de combustible. Los especialistas están centrándose en la evolución del sistema de reutilización de CF reutilizado durante mucho tiempo, que se espera que proteja la longitud de la fibra y potencie la dirección de la fibra relacionada con la pila. Se supone que el esfuerzo mencionado anteriormente trabajará con los actores de la industria para aprovechar al máximo la capacidad del carbono, lo que afectará enfáticamente el interés en las cintas de fibra de carbono en el futuro. A partir de ahora, un límite de producción limitado y mayores costos de producción son las principales consideraciones que controlan el crecimiento del mercado de las cintas de fibra de carbono. Sin embargo, las partes centrales de todo el mundo están utilizando metodologías para ampliar sus capacidades de creación para atender especialmente el creciente interés en las cintas de fibra de carbono, que se supone que afectará enfáticamente el desarrollo de los ingresos del mercado en el futuro.

Impulsores clave del mercado

Creciente demanda de cinta de fibra de carbono en estructuras primarias y secundarias de aeronaves

En los últimos años, la industria aeronáutica ha visto un cambio en la perspectiva de los materiales y las innovaciones de ensamblaje, impulsado por la necesidad de una mayor ecología desarrollada, emisiones reducidas y mejoras en el rendimiento general. Entre los materiales innovadores que tienen un gran impacto se encuentra la cinta de fibra de carbono, que ha encontrado un interés floreciente en las estructuras de aviones esenciales y opcionales. La cinta de fibra de carbono, un material compuesto ligero y de alta resistencia, se crea enrollando finas hebras de carbono juntas mediante procesos de producción avanzados. El material resultante hace alarde de propiedades mecánicas comunes, como alta rigidez, bajo espesor y gran resistencia al desgaste. Estas características han hecho de la cinta de fibra de carbono una opción óptima para el desarrollo de estructuras de aviones, tanto esenciales como opcionales.

La búsqueda constante del sector aeronáutico por la ecología y la reducción de los vertidos es uno de los principales impulsores de la aceptación de la cinta de fibra de carbono. Al sustituir los materiales metálicos tradicionales por cinta de fibra de carbono, los fabricantes de aviones pueden reducir sustancialmente el peso, lo que provoca un mayor consumo de combustible y una reducción de los vertidos de sustancias que dañan la capa de ozono. Las normas más estrictas con respecto a los vertidos y la contaminación por ruido han obligado a los transportistas a buscar aviones que sean más inofensivos para el medio ambiente. La cinta de fibra de carbono, con su capacidad para contribuir a la pérdida de peso y la ecología, se ajusta perfectamente a estos requisitos. Además, con el progreso continuo en el ensamblaje de avances y la ampliación de los esfuerzos conjuntos entre los proveedores de materiales y los fabricantes de aviación, el destino de la cinta de fibra de carbono en la aviónica parece extraordinariamente alentador.

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Creciente demanda de cinta de fibra de carbono en la industria de la construcción

La cinta de fibra de carbono muestra una relación solidez-peso increíblemente alta, lo que la hace más resistente que el acero y, al mismo tiempo, es esencialmente más ligera. Esta propiedad permite la creación de diseños resistentes sin problemas de peso extremos. A diferencia de los metales, la cinta de fibra de carbono es intrínsecamente segura para el consumo, lo que aumenta la vida útil de los componentes fabricados incluso en las condiciones más duras. La adaptabilidad de la cinta permite moldearla en diferentes formas, lo que permite a los planificadores y especialistas planificar diseños complejos que ya eran difíciles de lograr. La cinta de fibra de carbono tiene un alto módulo de flexibilidad, lo que le permite mantener su forma y resistir la deformación bajo cargas pesadas. La fibra de carbono no es conductora de electricidad y no ralentiza los campos eléctricos o magnéticos, lo que la hace ideal para proyectos en los que estas variables son fundamentales. La cinta de fibra de carbono tiene excelentes propiedades térmicas, manteniendo su solidez significativamente bajo variaciones extremas de temperatura.

La cinta de fibra de carbono se utiliza para reforzar estructuras existentes, como andamios, estructuras y tuberías, envolviéndolas con capas del material. Esta estrategia mejora por completo su capacidad de carga y amplía su vida útil. En áreas propensas a temblores, la cinta de fibra de carbono se utiliza para mejorar la resistencia sísmica de estructuras y sistemas. Su naturaleza liviana y su fuerte rendimiento bajo presión la convierten en una opción óptima para estas aplicaciones. La alta resistencia del material y su fácil aplicación lo convierten en una opción eficiente para reparar estructuras grandes, lo que reduce el tiempo personal y los gastos relacionados con las técnicas de reparación tradicionales. Con los avances tecnológicos en progreso y una creciente necesidad de ensayos de desarrollo manejables, la cinta de fibra de carbono está consolidando su posición como un impulso principal en el futuro para el desarrollo.

Creciente demanda de cinta de fibra de carbono en el sector de defensa

En los últimos años, la tecnología de fibra de carbono ha avanzado rápidamente, incursionando en diferentes industrias debido a su excelente resistencia, ligereza y dureza. Un área donde la tecnología de fibra de carbono está haciendo avances importantes es la industria de defensa. Las cintas de fibra de carbono, en particular, han logrado un avance considerable como parte fundamental en aplicaciones militares, convirtiéndose así en un impulsor importante del mercado mundial de cintas de fibra de carbono. Las cintas de fibra de carbono, que contienen filamentos de carbono firmemente tejidos, están encontrando una utilidad cada vez mayor en el área de defensa debido a sus notables propiedades mecánicas. El sector de la seguridad siempre ha estado buscando materiales de última generación que puedan mejorar el rendimiento y las capacidades del equipo militar. Las cintas de fibra de carbono ofrecen una combinación excepcional de alta resistencia a la relación peso, resistencia al desgaste y resistencia, lo que las hace ideales para diversas aplicaciones de seguridad.

El sector de la seguridad requiere materiales que puedan soportar condiciones extremas al tiempo que garantizan la seguridad y la protección de la fuerza laboral. Las cintas de fibra de carbono se están utilizando en el desarrollo de refuerzos corporales, cascos y material de protección de última generación para el personal militar. Estos materiales ofrecen una mejor protección contra los peligros balísticos y químicos al mismo tiempo que son lo suficientemente ligeros como para permitir un crecimiento sostenible. El uso de vehículos aéreos no tripulados (UAV), vehículos terrestres y sistemas marinos ha invadido el sector de forma espectacular. Las cintas de fibra de carbono se utilizan en el desarrollo de estos sistemas automatizados para mantener una distribución de peso ideal, aumentar el tiempo de vuelo y mejorar el rendimiento general. Las cintas de fibra de carbono buscan aplicaciones en sistemas de cohetes, donde su naturaleza ligera contribuye a un mayor alcance, precisión y límites de carga útil. Además, su protección contra la erosión y las temperaturas extremas garantiza la integridad primaria de las piezas del cohete. A medida que el sector financiero planea expandirse en diferentes naciones para impulsar el progreso en la innovación militar, se espera que aumente el interés en materiales de ejecución de élite como las cintas de fibra de carbono.

Principales desafíos del mercado

Altos costos de procesamiento y fabricación de la fibra de carbono

El material precursor utilizado para crear fibra de carbono es comúnmente poliacrilonitrilo (PAN), que se deriva de activos derivados del petróleo. Se espera que los ciclos complejos y de alto consumo de energía cambien. La conversión en fibras de fibra de carbono contribuye esencialmente al costo general. La creación de fibra de carbono incluye varios pasos de procesamiento a alta temperatura, como ajuste, carbonización y grafitización. Estos ciclos requieren una cantidad significativa de energía, lo que aumenta aún más los costos de creación. La producción de fibra de carbono incluye procesos confusos como el torneado, el bobinado y el recubrimiento que requieren un trabajo talentoso y equipo concentrado. La naturaleza concentrada en el trabajo de estos ciclos se suma a los costos operativos. Las rigurosas pautas de calidad requeridas por empresas como la aviación y los automóviles requieren pruebas intensivas y medidas de control de calidad en diferentes fases de creación. Esto se suma a la estructura de costos general. Los fabricantes de cintas de fibra de carbono se enfrentan a dificultades para ofrecer precios competitivos, especialmente en comparación con materiales convencionales como el acero o el aluminio. Esto puede afectar a la calidad del material en el mercado.

Tendencias clave del mercado

Aumento de las prácticas de fabricación sostenible

El ensamblaje sostenible comienza con la elección de componentes sin refinar. Los fabricantes están buscando activamente opciones respetuosas con el medio ambiente en comparación con los materiales de partida tradicionales de fibra de carbono. Los avances en los materiales de partida de origen biológico, la fibra de carbono reciclada y otros materiales prácticos contribuyen a reducir los impactos ambientales y la utilización de recursos. Se están aplicando estándares de ensamblaje eficiente a la producción de cintas de fibra de carbono, con la esperanza de simplificar los procesos, limitar los residuos y mejorar en general. En el último momento, la producción, la reducción del desperdicio de material y la asignación optimizada de recursos son partes clave de esta metodología. Los materiales de cubierta utilizados en la producción de cintas de fibra de carbono también se están examinando para determinar sus impactos ambientales. Los campos y cubiertas económicos con emisiones de compuestos orgánicos volátiles (VOC) más bajas y toxicidad reducida están ganando popularidad. Además, las asociaciones de la industria, los organismos gubernamentales y los programas de acreditación están trabajando con un esfuerzo coordinado y la recepción de posibles ensayos de ensamblaje. Certificaciones como ISO 14001 (Administración Ambiental) y Carbon Trust Standard demuestran la garantía de la responsabilidad ecológica

Información del segmento

Información del formulario

En 2022, el mercado de cintas de fibra de carbono estuvo dominado por la cinta preimpregnada y se prevé que continúe expandiéndose en los próximos años. Las cintas de fibra de carbono preimpregnadas unidireccionales son excelentes para crear piezas compuestas que requieren un desarrollo de cubierta gruesa y un tiempo de laminado prolongado. En consecuencia, estas cintas son excepcionalmente apropiadas para aplicaciones de cimentación, modernas, médicas y deportivas y recreativas. El uso de cintas preimpregnadas para ensamblar piezas ofrece propiedades de resistencia poco comunes y permite la consistencia y repetibilidad de las piezas. Además, el uso de cintas de fibra de carbono preimpregnadas drena menos savia durante el proceso de descarga, requiere menos tiempo de recuperación y ofrece una sensación predominante en consecuencia, lo que influye enfáticamente en el desarrollo general del mercado.

Información de la industria para usuarios finales

En 2022, el mercado de cintas de fibra de carbono estuvo dominado por el segmento aeroespacial y se prevé que continúe expandiéndose en los próximos años. Se espera el desarrollo de la cinta de fibra de carbono en el negocio de la aviónica debido a las importantes áreas de resistencia de los materiales sólidos ligeros en la industria aeronáutica. En la actualidad, casi todos los aviones utilizan materiales con soporte de carbono, lo que recuerda a las cintas para aplicaciones que adquieren alta resistencia y peso ligero, lo que ayuda en ejercicios funcionales. Se espera que el creciente interés en las industrias de la aviación y la seguridad impulse el desarrollo empresarial. Los avances en la creación de productos en el sector aeronáutico también mejorarán el mercado de cintas de fibra de carbono.

Información regional

La región de América del Norte se ha establecido como líder en el mercado mundial de cintas de fibra de carbono.

Desarrollos recientes

• En febrero de 2019, Teijin adquirió Rebel Materials Enterprise, un proveedor de preimpregnados termoendurecibles de alta resistencia para el sector de la aviación en América del Norte. Esto ayudó a la organización a consolidar su posición como proveedor líder de soluciones para aplicaciones de aviación. En marzo de 2021, TorayVentures anunció el lanzamiento de una nueva línea de cintas de fibra de carbono destinadas a utilizarse en aplicaciones de alta temperatura. Asahi Kasei, una sociedad global japonesa, reveló en febrero de 2023 que había desarrollado tecnología de vanguardia para reutilizar de manera productiva mezclas de plástico de fibra de carbono en asociación con la Oficina Pública de Estrategia, la Facultad de Ciencias de Tokio y la Universidad de Kitakyushu. TenCate High LevelComposites, un fabricante de materiales compuestos para aplicaciones modernas y de aviación, fue comprado por Toray Ventures Inc. por 930 millones de euros (1.100 millones de dólares) en julio. 18, 2018. El objetivo de la compra era ampliar la cartera de productos de Toray en los negocios de aviación y modernización.

Principales actores del mercado

• Evonik Industries AG
• SGL Carbon SE
• 3M Co.
• Toray Composite MaterialsAmerica, Inc.
• Arrow Technical Textiles Pvt.Ltd.
• Teijin Carbon Europe GmbH
• Zoltek Corporation
• Hexcel Corporación
• Mitsubishi ChemicalCorporation
• SABIC