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Die globale Marktgröße für Kohlefaserbänder betrug im Jahr 2019 1.918,6 Millionen US-Dollar und soll bis 2027 4.855,6 Millionen US-Dollar erreichen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 13,4 % im Prognosezeitraum entspricht. Nordamerika dominierte 2019 den Weltmarkt mit einem Anteil von 36 %.
Der Weltmarkt wird wahrscheinlich schnell wachsen, da die Nachfrage nach Hochleistungsmaterialien mit Eigenschaften wie guter Zugfestigkeit, hohem Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und elektrischer Leitfähigkeit steigt. Aufgrund ihrer Rolle als unterstützende Materialien im Energieministerium und im Amt für Energie und erneuerbare Energien werden diese Bänder als saubere Energietechnologien bezeichnet. Die Forscher konzentrieren sich auf die Weiterentwicklung des Recyclingprozesses für langes recyceltes CF, das sowohl die Länge der Faser erhalten als auch die Ausrichtung der lastabhängigen Faser ermöglichen sollte. Diese Initiative soll die Entwicklung des maximalen Kohlenstoffpotenzials durch Branchenakteure fördern und sich dadurch positiv auf die Produktnachfrage im Prognosezeitraum auswirken.
Kohlefaserbänder sind eines der am häufigsten verwendeten Materialien für die Herstellung von Verbundwerkstoffteilen in der Automobil- und Luftfahrtindustrie. Es wird prognostiziert, dass die Nachfrage nach Kohlefaserbändern bei der Herstellung von Flugzeugstrukturen, einschließlich Flügelholmen, Flügelhäuten und Zugangsplatten, das Marktwachstum ankurbeln wird. Carbonfaser-Prepreg-Bänder haben ein höheres Festigkeits-Gewicht-Verhältnis als andere herkömmliche Luft- und Raumfahrtmaterialien und fördern somit strukturelle, aerodynamische und effektivere Designs. Die Kohlefaserbänder ermöglichen es Automobilherstellern, maßgeschneiderte Komponenten schnell und zu geringeren Kosten zu entwerfen und zu produzieren. Kohlefaserbänder ermöglichen die Herstellung effektiverer, multifunktionaler Teile in weniger Schritten und mit weniger Arbeitsaufwand im Vergleich zu konventionelleren Methoden.
COVID-19 und seine negativen Auswirkungen auf die Luft- und Raumfahrtindustrie
Kohlenstofffaserbänder sind aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften, wie z. B. gute Festigkeit bei hohen Temperaturen und Ermüdungsbeständigkeit sowie ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, ein wichtiger Rohstoff für die Herstellung von Flügelholmen sowie Rumpf- und Militärflugzeugzellen. Aufgrund der schwerwiegenden Auswirkungen des Coronavirus auf Logistik und Transport ist für OEMs mit Unannehmlichkeiten bei der Beschaffung von Rohstoffen zu rechnen. Darüber hinaus wird erwartet, dass sich die Hersteller von China abwenden, um die künftigen Risiken, die sich auf das Geschäft auswirken würden, zu verringern und die Herstellercluster in einem einzigen Land zu reduzieren, um die Lieferkette zu glätten.
Die Auswirkungen der COVID-19-Pandemie breiten sich auf die oberen Ebenen der Lieferkette der Lufttransportindustrie, Flugzeughersteller und Zulieferer aus, die nun erheblichen Risiken ausgesetzt sind. Boeing, ein in den USA ansässiges Luft- und Raumfahrtunternehmen, verzeichnete im ersten Quartal 2020 aufgrund des Lockdowns einen Verlust von 641 Millionen US-Dollar. Das Unternehmen wird seine Produktion der Großflugzeuge 787 und 777 reduzieren und bis 2020 schrittweise die Produktion der am Boden gebliebenen 737 Max in niedrigen Raten wieder aufnehmen. Der aktuelle Federungsanteil der Großraumflugzeuge der Serien A330, A340 und B787 liegt bei 90 Prozent Die B777 liegt aufgrund der Nachfrage nach Frachtflügen mit etwa 75 Prozent geringfügig darunter. Mehr als die Hälfte der Schmalrumpfflugzeuge A320 und B737 fliegen immer noch nicht. Dies hat dazu beigetragen, dass Rohstoffe verspätet oder gar nicht ankamen, die Finanzströme unterbrochen wurden und die Fehlzeiten der Arbeiter an der Produktionslinie zunahmen. Solche Trends haben Auswirkungen auf die weltweit größten Anbieter von Verkehrsflugzeugen, Boeing und Airbus, und deren Herstellerkonstellationen. Im Januar 2020 hatte Boeing keine Bestellungen. Auch Airbus hatte im Februar 2020 null Bestellungen. Der Verlust der Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie hat sich direkt auf den Markt ausgewirkt.
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Zunehmender Einsatz von Carbonbändern in der Bauindustrie, um das Geschäft anzukurbeln
In der Bauindustrie werden üblicherweise zwei Arten von Kohlenstofffasern verwendet: Fasern auf PAN-Basis und Fasern auf Harzbasis. Aufgrund ihrer Eigenschaften sind Fasern auf Zellulosebasis den beiden Formen unterlegen, wohingegen durch Kohlenstoffdampf erzeugte Fasern beeindruckende Eigenschaften aufweisen und sehr kostspielig in der Herstellung sind. Carbonstreifen und -gewebe werden zur Reparatur und Verstärkung von Mauerwerk und Holz verwendet, während Metallkonstruktionen bei Betonkonstruktionen am häufigsten vorkommen. Eine Kombination von Carbonfasern in Spannbeton ist die Hauptanwendung von Carbonfasern in der Bauindustrie. Beispielsweise nutzen Forscher des Instituts für Computational Design and Construction (ICD) der Universität Stuttgart und des Instituts für Tragkonstruktionen und Tragwerksplanung (ITKE) in ihrer neuesten Arbeit, dem BUGA Fiber Pavilion 2019, Carbonfaser als herausragendes Baumaterial auf der Bundesgartenschau Heilbronn in Deutschland.
Einige der beliebtesten Materialien zum Ersatz von Stahlbewehrungen in Betonkonstruktionen basieren auf Kohlefasern. Durch die Verwendung von Carbonbändern wird eine Beschädigung des Betons verhindert, da diese korrosionsbeständig sind, wohingegen sich bei Stahl Rost auf der Oberfläche ansammelt. Der Einsatz dieser Bänder in Gebäuden minimiert den Zeit- und Kostenaufwand für die Befestigung von Bauwerken. Kohlenstoffkunststoffverstärkungen auf Basis von Kohlenstoffbändern werden im Wohnungsbau, im Brückenbau, im Entwurf von Behandlungsanlagen und im Versorgungsbau eingesetzt.
Leichte Immobilien und kraftstoffsparende Kapazitäten sollen die Nachfrage ankurbeln
Die Produktion emissionsarmer und kraftstoffeffizienter Autos ist eine große Aufgabe für die Automobilindustrie. Zur Herstellung solcher Fahrzeuge werden Carbonfasern in Strukturteilen von Automobilen eingesetzt, um für Robustheit zu sorgen und Kosten zu sparen. Es wird erwartet, dass die Automobilindustrie schnell expandiert und damit den Markt ankurbelt. Allerdings verwenden OEMs je nach technischen Anforderungen und Kostenanforderungen eine Mischung aus Stahl, Aluminium und Verbundwerkstoffen.
Der deutlich zunehmende Einsatz von Carbonfasern in Struktur- und Halbstrukturkomponenten von Fahrzeugen wird das Geschäft in den kommenden Jahren beschleunigen. Ebenso wird die steigende Nachfrage nach Carbonfasern in Fahrzeugen die Produktion und Einführung von Carbonfasern ankurbeln. Beispielsweise besteht das Auto BMW i3 aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff. Sowohl aus Preis- als auch aus Maßstabsgründen standen Kleinwagen im Vordergrund der Bewerbung. Die Forschung zur Prozessverbesserung ist in dieser Branche intensiv, und Durchbrüche bei der Geschwindigkeitsverarbeitung können einen großen Einfluss auf die Komponentenkosten haben und so die Einführung von CF im Automobilsektor unterstützen. Kohlefasern und Verbundwerkstoffe gelten als saubere Energietechnologien. Beispielsweise werden leichte Automobile durch den Einsatz von CF-Komponenten hergestellt, was zu Energie- und Kosteneinsparungen führt. Es wird erwartet, dass dieser Faktor die Produktnachfrage in der Automobilindustrie im Prognosezeitraum ankurbeln wird.
Zunehmender Einsatz von Kohlefaser in Flugzeugstrukturen zur Förderung der Produktakzeptanz
Kohlenstofffaserbänder werden derzeit in Luft- und Raumfahrtstrukturen wie der zivilen und militärischen Luftfahrt, Raketen für die Raumfahrttechnik und künstlichen Satelliten usw. verwendet. Über einen Großteil ihrer Geschichte hinweg waren Luft- und Raumfahrtprogramme die Hauptproduzenten von Kohlenstofffasern und Verbundwerkstoffen.
Einige der ersten Anwendungen von CF in strukturellen Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt kamen vom US-Verteidigungsministerium und der National Aeronautics and Space Administration (NASA), wo die außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften des Materials wertvoll genug waren, um seinen hohen Preis zu rechtfertigen. Verkehrsflugzeuge sind ein Treiber für die steigende Nachfrage in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Ein wesentlicher Teil der Nachfrage stammt von Premium-Großraumflugzeugen wie dem Airbus A380, der Boeing 787 und dem Airbus A350 XWB. Als bedeutendster Wachstumsfaktor im Zeitalter anhaltend niedriger Flugpreise kann die kommerzielle Luftfahrt bezeichnet werden. Die aktuellen Flaggschiffmodelle Boeing B787 und Airbus A350XWB verwenden überwiegend Kohlefaser. Im Verteidigungsbereich sind vor allem die Flugzeugprogramme F-35, Airbus A400M, Boeing KC46 und Embraer KC-390 sowie die Hubschrauberprogramme Black Hawk, V-22 Osprey, Sikorsky CH-53 K und Airbus H160 für stabile Produkte verantwortlich Nachfrage. Folglich haben zunehmende Umweltauflagen zusammen mit der Tendenz zu effizienten Antriebssystemen zu höheren Wechselkursen für ältere Flugzeugstrukturen geführt. Darüber hinaus wird erwartet, dass Modernisierungsprogramme für ältere Flugzeugstrukturen den Markt ebenfalls ankurbeln werden.
Ansteigende Produktionsabfälle dämpfen das Wachstum
Die weltweite Nachfrage nach Kohlenstofffasern hat sich mehr als verdoppelt, was zu einer hohen Produktion von Kohlenstofffasern führt. Aber nicht alle Carbonfasern werden in fertigen Teilen hergestellt. Zusammen mit den vielen Schritten in der Carbonfaser-Lieferkette gehen 30–40 % des Inputmaterials als Abfall bei der Verarbeitung verloren. Dies führt zu einem Anstieg der Menge an Produktionsabfällen, die direkt mit der Nachfrage nach Kohlenstofffasern verbunden sind, und ist die erste von zwei großen Abfallquellen für Kohlenstofffasern. Der zweite Abfallstrom, der in naher Zukunft ebenso kritisch sein wird wie der erste, wäre das Ende seiner Lebensdauer. Bei der Produktion fällt ein hoher Anteil an Carbonfaserabfällen an. Der nicht imprägnierte Abfallanteil kann nicht wiederverwendet werden, da Hochleistungsgewebe ohne Kräuselung, Maßstab, Patchform und Ausrichtung in der vorherigen Entwicklungsphase geändert wurden. Die gestiegene Nachfrage nach Kohlenstofffasern führt dazu, dass in der Faserindustrie mehr Kohlenstoffabfälle produziert werden. Es wird allgemein geschätzt, dass etwa 30 % der produzierten Carbonfasern als Abfall enden. Die Luft- und Raumfahrtindustrie produziert die meisten Kohlenstofffaserabfälle und auch kommerzielle RCF-Lieferanten nutzen die Luft- und Raumfahrtindustrie als Rezyklatquelle.
Prepreg-Segment soll einen bedeutenden Anteil am Weltmarkt halten
Aufgrund der Form ist der Markt in Trockenbänder und Prepreg-Bänder unterteilt. Den größten Marktanteil hielt das Prepreg-Segment. Prepreg-Bänder werden hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrt- und Sportartikelindustrie zur Herstellung von Fahrradrahmen, Flügelholmen, Golfschäften, Rumpfhäuten und anderen verwendet. Sie werden auch in der Automobil-, Windenergie-, Rohr- und Tankindustrie sowie in der Medizinindustrie für kosmetische Komponenten, Turbinenschaufeln, Prothesen und andere Anwendungen eingesetzt. Die Verwendung von Prepreg-Bändern für die Komponentenherstellung bietet außergewöhnliche Festigkeitseigenschaften und ermöglicht eine Gleichmäßigkeit und Wiederholbarkeit des Produkts. Allerdings führt die Verwendung von Kohlefaser während des Heilungsprozesses zu weniger Harzausbluten, benötigt weniger Heilungszeit und bietet eine überlegene Ästhetik, was den Markt voraussichtlich ankurbeln wird. Der Herstellungsprozess der Schmelze wird hauptsächlich zur Herstellung von Kohlenstofffasern verwendet. Hotmelt ist ein zweistufiger Prozess, der eine Faserimprägnierung und eine Vorlaminierung des Substratpapiers umfasst. Bei diesem Verfahren werden Hitze und Druck zur Imprägnierung von Harzfasern eingesetzt.
Trockene Kohlefaser bietet maßgeschneiderte Taping-Lösungen mit mechanischen Eigenschaften, die hinsichtlich Kosten und Produktionsvolumen mit Prepreg-Bändern ohne Autoklav vergleichbar sind. Dadurch eignen sich diese Bänder gut für die automatisierte Entwicklung in einer breiteren Palette von Anwendungen im Wintersport, in der Automobilindustrie und in der Luft- und Raumfahrt.
Epoxidharz-Segment wird sich aufgrund seiner hervorragenden mechanischen Eigenschaften als führend erweisen
Der auf Harz basierende Markt ist unterteilt in Epoxidharz, Polyamid, Bismaleimid, Thermoplast und Andere. Das Epoxidsegment hatte den größten Marktanteil. Epoxidharze sind sehr gefragt, da sie über hervorragende Eigenschaften verfügen und sich an verschiedene Produktionstechniken anpassen lassen. Wichtige Eigenschaften sind Ermüdungsbeständigkeit, chemische Beständigkeit, Isolierung, Durchlässigkeit, Elastizität und Zähigkeit.
Epoxid ist das Material, das am häufigsten bei der Herstellung von Kohlefasern verwendet wird. Es ist ein duroplastisches Harz, das für seine hervorragenden mechanischen, elektrischen und Hitzebeständigkeitseigenschaften bekannt ist. Dies wird in den verschiedensten Kombinationen auch in Härtern eingesetzt. Im Vergleich zu anderen Harzen verfügt es über hervorragende physikalische, mechanische und Haftungseigenschaften sowie eine geringe Schrumpfung.
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Das Segment Luft- und Raumfahrt und Verteidigung wird im Prognosezeitraum voraussichtlich den höchsten Umsatz generieren
Basierend auf der Endverwendung wird der Markt in Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, Automobil, Sport/Freizeit, Bau und Konstruktion und andere unterteilt. Das Wachstum der Luft- und Raumfahrtindustrie wird durch den Bedarf an treibstoffeffizienten und technologisch fortschrittlichen Flugzeugen angetrieben. Dadurch wird die globale Flugzeugflotte in den nächsten zwei Jahrzehnten wachsen. Das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht der Kohlefaser ist höher als das von Stahl und Aluminium. Carbonfaser-Prepreg-Bänder haben ein höheres Festigkeits-Gewicht-Verhältnis als andere herkömmliche Luft- und Raumfahrtmaterialien und ermöglichen somit strukturell und aerodynamisch effektivere Designs. Außerdem erreicht Flugzeugkohlefaser eine hohe Steifigkeit, hohe Festigkeit und eine hohe Abriebfestigkeit. Sie kommen insbesondere in Flugzeugen sowohl im Haupt- als auch im Nebensystem vor. Der zunehmende Einsatz von Kohlefasermaterialien im Boeing Dreamliner und Airbus 350 dürfte sich positiv auf das Produkt auswirken und so das Gesamtmarktwachstum im Prognosezeitraum vorantreiben.
Kohlefasermaterialien wurden in nahezu allen Supersportwagen, Hypersportwagen und Luxussportwagen der Geschichte zur Steigerung der Handhabungskapazität, Minimierung des Gewichts und Verbesserung der Kraftstoffeffizienz eingesetzt. Diese werden in Fahrzeugen der Oberklasse eingesetzt, bei denen Effizienz der entscheidende Faktor ist, der durch einen niedrigeren Schwerpunkt, Fahrerlebnis und Ästhetik bestimmt wird. Darüber hinaus erfreuen sich diese Bänder einer zunehmenden Durchdringung bei der Herstellung von Komponenten für kleinere Autos.
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Im Sportartikelbereich wird das Produkt in Golfschäften, Angelruten, Fahrrädern, Tennisschlägern und in Wassersportbereichen wie Kreuzfahrtschiffen, Yachten, Kanus, Rennbooten und Masten verwendet. Es kann für verschiedene Verbundanwendungen in der Schifffahrt eingesetzt werden, um hervorragende physikalisch-mechanische Eigenschaften zu erzielen. Das Produkt ist ein ideales Material für Rohre und Tanks, die dem hohen Druck standhalten und gleichzeitig möglichst leicht sein müssen.
North America Carbon Fiber Tapes Market Size, 2019 (USD Million)
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Die Marktgröße in Nordamerika lag 2019 bei 690,7 Millionen US-Dollar. Nordamerika dominierte den Markt und dürfte diesen Trend im Prognosezeitraum aufgrund des Aufschwungs der US-Volkswirtschaften, der Beteiligung von Top-Playern und des Wachstums beibehalten der Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie. Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und andere Endverbrauchsindustrien wachsen schnell und erhöhen damit die regionale Nachfrage. Das Nachfragewachstum in der Region wird durch verbesserte Lösungen für die Herstellung von Kohlefaserbandverbundwerkstoffen, überlegene Eigenschaften und eine erhöhte Durchdringung in verschiedenen Endverbrauchsindustrien weiter vorangetrieben.
In Europa unternehmen führende Automobil-OEM-Marken Anstrengungen, herkömmliche Metallteile durch den Einsatz fortschrittlicher Materialien mit geringerem Gewicht und hoher Festigkeit zu ersetzen. Dies führt zu kontrollierten Emissionen und einer hohen Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs.
Im asiatisch-pazifischen Raum wird erwartet, dass die zunehmende Einführung von Kohlefasern in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Schifffahrt sowie Rohre und Tanks den Markt ankurbeln wird. Der zunehmende Einsatz von Kohlefaserbändern in der Automobil- und Windindustrie im asiatisch-pazifischen Raum gehören zu den Schlüsselfaktoren, die den Markt voraussichtlich ankurbeln werden
Toray Industries, Inc. hält den größten Anteil
Toray Industries, Inc., Teijin Limited, Hexcel Corporation und SGL Group gehören zu den wichtigsten Akteuren der Branche. Diese Unternehmen sind an der Umsetzung verschiedener anorganischer und organischer Ansätze interessiert, um ihre Position auf dem Markt für Kohlefaserbänder zu verbessern.
Derzeit herrscht in der Branche eine eingeschränkte Produktionskapazität. Wichtige Akteure der Branche unternehmen Anstrengungen, ihre Produktionskapazitäten zu erhöhen. Der schnell wachsende Einsatzbereich von Carbonfasern in den verschiedenen Endverbrauchsindustrien wird durch eine höhere Produktionseffizienz ergänzt, wodurch der Gesamtumsatz steigt. Der Bericht bietet einen detaillierten Wettbewerbsüberblick über deren Geschäftsprofile, wichtige Marktstrategien und aktuelle Innovationen dieser Hauptakteure auf dem Weltmarkt.
Eine infografische Darstellung von Markt für Kohlefaserbänder
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Der Marktbericht für Kohlefaserbänder bietet eine detaillierte Analyse des Marktes und konzentriert sich auf entscheidende Aspekte wie führende Unternehmen, Produkte und Anwendungen. Darüber hinaus bietet der Bericht Einblicke in Markttrends und beleuchtet wichtige Branchenentwicklungen. Zusätzlich zu den oben genannten Faktoren umfasst der Bericht verschiedene Faktoren, die in den letzten Jahren zum Wachstum des Marktes beigetragen haben.
ATTRIBUTE | DETAILS |
Studienzeitraum | 2016–2027 |
Basisjahr | 2019 |
Prognosezeitraum | 2020–2027 |
Historischer Zeitraum | 2016–2018 |
Einheit | Wert (in Mio. USD) |
Segmentierung | Formular; Harz; Endverwendung; und Geographie |
Segmentierung | Nach Formular
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Durch Harz
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Nach Endverwendung
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Nach Geographie
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Fortune Business Insights sagt, dass die globale Marktgröße 2019 1.918,6 Millionen USD betrug und bis 2027 voraussichtlich 4.855,6 Millionen USD erreichen wird.
2019 lag der Marktwert bei 1.918,6 Mio. USD.
Mit einer CAGR von 13,4 % wird der Markt im Prognosezeitraum (2020-2027) ein stetiges Wachstum aufweisen.
Das Segment Aerospace & Defense ist das führende Segment basierend auf der Endnutzung.
Es wird erwartet, dass die leichte Eigenschaft von CF den Markt vorantreiben wird.
Toray Industries, Inc., Teijin Limited, Hexcel Corporation, SGL Group und andere sind einige der führenden Akteure auf dem Weltmarkt.
Nordamerika dominierte 2019 den Weltmarkt.
Die zunehmende Verwendung von Kohlefaserbändern in Flugzeugstrukturen treibt den Markt an.
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