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【碳纤维】新型材料丨机器人材料

龙天欢喜

只买龙头的龙头选手

2023-07-08 09:15:35

一，碳纤维被誉为“新材料之王”、“黑色黄金”碳纤维是一种石油化工产品，并且属于高产品附加值、高毛利率的那种，被誉为“黑色黄金”。其物理特性介绍：

1、密度小，质量轻，碳纤维的密度为1.5~2g/cm3，相当于钢密度的1/4，铝合金密度的1/2。

2、强度高，其拉伸强度可达3000~4000MPa，弹性比钢大4~5倍，比铝大6~7倍。

3、弹性模量高。

4、具有各向异性，热膨胀系数小，导热率随温度的升高而下降，耐骤冷、急热，即使从几千度的高温突然降到常温也不会炸裂。

5、导电性好，25℃时高模量纤维为775μΩ/cm，高强度纤维为1500μΩ/cm。

6、耐高温和耐低温性表现好，碳纤维可在2000℃下使用，在3000℃非氧化气氛下不融化、不软化。在-180℃低温下，钢铁变得比玻璃脆，而碳纤维依旧很柔软，也不脆化。

7、耐冲击性较差，容易损伤，这是它的物理缺陷。所以需要高强度、高韧性、热膨胀系数小、导电性好、耐高低温等等应用场景这就是最顶级的材料。

二，人形机器人和无人机共同催化碳纤维需求

1，百万台人形机器人的机械臂对应万吨级碳纤维市场。

机械臂是机器人执行操作任务的主要部件之一，其主要功能是在与环境进行交互的过程中，能够准确接受指令，并精确地定位到三维（或二维）空间上的某一点进行规范性作业。

机械臂作为运动性部件，必须满足重量轻且坚固的需求，碳纤维及碳纤维复材，较于镁合金、铝合金，其优势包括：

1）重量减轻42%；

2）刚度提高30%；

3）更高的机械臂的承载能力；

4）更高的机械臂操作速度；

5）更长的使用寿命/耐用性；

6）时尚、高科技哑光黑色外观。国内不少企业已开始对碳纤维机械臂专业领域的研究，根据苏州挪恩复材公司碳纤维机械臂产品的尺寸及重量（长930mm，宽150mm，壁厚5mm的碳纤维机械臂重量为3kg），我们推测，Optimus的机械臂碳纤维用量或约为6-10kg，以100万台人形机器人进行计算，仅机械臂可对应长期万吨级碳纤维需求市场。

2，无人机是推升碳纤维需求的新兴力量。Grand View Research预计，全球商业无人机市场规模将从2023年起以38.6%的复合增速进行增长，2030年将达5835.1亿美元。

而对于飞行器而言，减重可以显著提高经济效益，无人机市场的放量将大力推动碳纤维需求的增长。据测算，全球无人机碳纤维需求将从2022年的4737吨增至2025年的14687吨，对应2022-2025年CAGR为45.8%。

3,高端民用及军用碳纤维企业的业绩兑现。

2022年我国碳纤维产能已达11.2万吨，而2023年众多碳纤维企业已投产或即将投产的扩产项目包括中复神鹰1.4万吨、光威复材4000吨、吉林系1.8万吨等，而碳纤维需求增速介于20-25%之间

。

鉴于2022年我国7.44万吨的碳纤维需求，则2023年对应1.5-1.9万吨新增需求，我们预计2023年底前国内各型号碳纤维供应将保持较为充裕，行业库存或将进一步累积。

在碳纤维国产化率持续走高及竞争加剧的趋势下，我们率先看好高端民用及军用碳纤维的竞争格局，率先打通出口通道、具有成本和技术迭代优势的碳纤维厂商的优势将凸显。

三，碳纤维概念相关概念股

1，中复神鹰(SH688295)：

国内干喷湿纺技术龙头，公司建成了国内首条千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线，在T700高性能领域进行降本，碳纤维产品广泛分布于多个市场，技术、规模和成本、产品、人才、股东优势明显，预计随着公司 IPO 落地、西宁基地万吨线全面投产，公司销量增长和成本下降进入快车道，将持续推动碳纤维国产替代。

2，吉林碳谷(BJ836077) ：

大丝束碳纤维原丝龙头，拥有世界领先的原丝生产工艺，产能全国第一，公司规划2025年20万吨产能规划，先发优势显著，原丝成本已接近理想值，在民用领域的市占率有望维持在50%以上。

3，吉林化纤(SZ000420)：

粘胶长丝龙头，依托一体化产业链大规模布局原丝碳化与碳纤维复材。大丝束碳化环节产能领先，吉化集团规划6万吨碳化产能，并布局下游复合材料，产能优势显著。

4，精工科技(002006.SZ)：

国产化设备龙头，具备千吨级碳化线成套设备交钥匙能力，已成功交付使用9套碳化线。

5，光威复材(300699.SZ)：

全产业链龙头，具备碳纤维生产线及关键设备、预浸料生产线以及复合材料成型设备等自主设计与制造能力。

6，中简科技(300777.SZ)：

军用高端碳纤维，生产设备 98%以上为自主研发设计和国内制造，ZT7 系列产品各项指标优于东丽T700。

7，中航高科(600862.SH)：

碳纤维复材龙头，有望受益于国产商用大飞机放量。

8，恒神股份(832397.NQ)：

陕煤系碳纤维龙头，长期耕耘碳纤维行业，扭亏为盈高速增长。

9，上海石化(600688.SH)：

中国石化领域唯一一家生产碳纤维的企业。

原丝生产基本达标，碳纤维片材实现了在基础设施领域（立交桥加固工程）的首次大面积应用；以碳纤维为原料生产的连续抽油杆在胜利油田下井106口，应用碳杆12万米，各项技术指标均达到了国际先进水平，初步实现了大范围应用的阶段性目标。

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