航太|波音 Boeing 與空中巴士 Airbus 為何關注「熱塑性複合材料」?有望改寫飛機製造模式

圖片來源:路透社

2025年3月25日(優分析產業數據中心)

面對全球航空需求回溫與中國航空業的快速崛起,波音 ( BA-US ) 與空中巴士 ( Air-PA ) 正悄然推動一場針對下一代窄體客機的製造革命。

兩大航太巨頭近期在巴黎國際複合材料展(JEC World)透露,已著手研究新機型的製造技術與材料運用。

註:台灣的興櫃公司永虹先進(6618-TW)就是專精於生產熱塑性複合材料應用市場。漢翔(2634-TW)其實也在複材領域深耕多年,擁有先進複材中心(TACC),專門生產高階的航空複材零組件,近年更積極投入「熱塑性複合材料」研發,運用在新世代飛機結構上。

不只換機型,更是重新定義「怎麼造飛機」

目前包括波音787與Airbus A350等寬體機已大量採用熱固性複合材料(thermoset),但這類材料須經高壓釜(autoclave)高壓高溫固化,製程耗時、能耗高,難以支援快速大量生產,限制了產能擴張。

為了因應未來窄體客機龐大的市場需求,波音與空巴正積極研發無須高壓釜、製程更快速的新型複合材料,希望藉此提升產線彈性、降低成本,並達成更高效、低碳的生產模式。

飛機製造正迎來關鍵轉折點

隨著全球航空市場對高產能與低碳排放的雙重需求日益迫切,波音與空中巴士正將熱塑性複合材料(thermoplastics)視為顛覆傳統飛機製造流程的關鍵材料。這項技術的核心目標,是取代過去長期依賴的鋁合金與熱固性複合材料(thermoset),徹底改寫飛機結構設計與生產效率。

熱塑性複合材料崛起,成未來飛機製造革新核心

熱固性複合材料(thermoset)加熱後不可再加工,但是新採用的熱塑性複合材料(thermoplastics)可重複加熱與塑形,還能以超音波等先進焊接技術取代鉚釘與鈦合金接點,且加工時間快速適合大量生產,這樣一來,不僅能有效減輕機體重量,亦可大幅簡化製程、提高產能效率。這類材料優異的流線設計適應性與加工彈性,使其成為波音與空中巴士下一代窄體機的重點研究對象。

德國航太中心(DLR)代表盧卡斯·拉普斯 ( Lukas Raps ) 指出:「熱塑性材料可以熔融後重新成型,適合打造流線型結構。」空中巴士與DLR更於巴黎複材展聯手展示了全球最大熱塑性複材機身結構雛形,展現對此技術的高度重視。

波音則透過與NASA合作的HiCAM計畫,研究從熱固材延伸至快速固化與樹脂灌注等混合製程路線,力求兼顧技術穩定性與產能突破。

根據優分析產業數據中心調查,熱固性複合材料產值約為熱塑性的2.5倍以上,並主導高性能應用市場,而熱塑性則因製程效率與環保性,在成長潛力上逐步攀升。

產能競賽加速升溫,波音與空巴瞄準月產百架新標準

目前Boeing與Airbus的月產量約為40至50架,但兩家公司內部已為新一代機型設定每月80至100架的產能目標,等同於每隔幾小時就有一架窄體客機下線。

這場產能升級不只是技術挑戰,更將成為航空工業下一波競爭核心。在全球供應鏈尚未完全恢復、中國商飛(COMAC)C919逐步擴大影響力的情勢下,波音與空中巴士唯有透過製程創新與生產效率突破,才能鞏固其在全球民航市場的領先地位。

熱塑性複合材料(thermoplastics)全球供應商

  1. Arkema Group
    法國化工巨頭,專精於高性能聚合物與先進材料,涉足熱塑性樹脂與碳纖複合材料,積極拓展航空與運輸產業。

  2. Avient Corp.
    美國企業,提供熱塑性化合物與色母粒,近年強化在可持續材料與工程複合材料的佈局。

  3. BASF SE
    全球最大化工公司之一,具完整的熱塑性複合材料供應鏈,應用涵蓋汽車、電子、建築等領域。

  4. Celanese Corp.
    美國特用化學公司,產品線包含聚醯胺、POM與熱塑性彈性體,致力於輕量化與高強度應用材料。

  5. Covestro AG
    德國公司,專注於高性能塑料與聚碳酸酯產品,擁有先進的連續纖維熱塑複合材料製造技術。

  6. Daicel Corp.
    日本企業,開發以工程塑料為基礎的高機能材料,廣泛應用於汽車與電子元件。

  7. DuPont de Nemours Inc.
    美國材料科學領導者,擁有眾多專利樹脂與複合材料技術,重點聚焦於可持續發展與高性能應用。

  8. Greene Tweed and Co.
    提供專業熱塑性與彈性體材料方案,服務航太、半導體與能源市場。

  9. Hanwha Corp.
    韓國綜合企業,涉足碳纖維與熱塑性複合材料,持續在高端工業領域擴張。

  10. Koninklijke DSM NV(現為DSM-Firmenich
    荷蘭企業,專注於生物基與高性能材料,聚焦醫療與汽車領域應用。

  11. Lanxess AG
    德國特用化學公司,提供各類工程熱塑性樹脂與纖維強化複合材料。

  12. SGL Carbon SE
    碳材料專家,擅長於碳纖維與其強化熱塑性複合材料的開發與量產。

  13. Solvay SA(分拆後材料公司稱為:Syensqo)
    比利時企業,領先的PPS與PEEK樹脂製造商,應用於航空航太、能源與電子。

  14. Suprem SA
    專精於連續纖維熱塑性複合材料的歐洲企業,聚焦於高性能工業應用。

  15. Toray Industries Inc.
    日本最大碳纖維製造商之一,垂直整合能力強,產品廣泛應用於汽車與航太。

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