Produção em massa bem-sucedida do nível T1200

Fibra de carbono chinesa assume liderança

Em Lianyungang, província de Jiangsu, na base de produção da Zhongfu Shenying Carbon Fiber Co., Ltd., o responsável da empresa, Chen Qiufei, mostrou aos repórteres a fibra de carbono de nível T1200, cuja produção em massa foi lançada globalmente pela primeira vez em março deste ano.

Chen Qiufei explicou: "Um feixe contém 12.000 filamentos individuais, muito finos, mas com resistência extremamente alta, atingindo 8.000 megapascais, mais de 10 vezes superior à do aço comum. Sua densidade é extremamente baixa, inferior a um quarto da do aço. Um cabo trançado de fibra de carbono de nível T1200, com a espessura de um dedo, pode suspender um grande avião C919 totalmente carregado."

A fibra de carbono é conhecida como "ouro negro" e "rei dos novos materiais", sendo amplamente utilizada em setores de manufatura avançada, como aeroespacial e energia eólica, constituindo um material estratégico essencial para sustentar grandes projetos nacionais. No entanto, há mais de 20 anos, a China não conseguia fabricar nem mesmo um único fio de fibra de carbono de forma autônoma, sendo totalmente controlada por empresas estrangeiras.

Chen Qiufei disse aos repórteres que a fibra de carbono é classificada em diferentes níveis de acordo com sua resistência à tração; quanto maior o valor, maior o desempenho e a dificuldade técnica —

O nível T300 é o grau básico de uso geral; o T700 pode ser usado em indústrias civis, como fabricação de veículos de energia nova e energia eólica; o T800 é um material central no setor aeroespacial; o T1000 e níveis superiores pertencem à categoria de resistência ultra-alta, voltados para áreas aeroespaciais e de defesa de ponta, como foguetes e satélites.

Desde o nível T300, a China vinha acompanhando os líderes; somente com a produção em massa bem-sucedida do T1200 neste ano é que a China alcançou, pela primeira vez, a liderança no setor de fibra de carbono.

Para chegar a esse dia, eles se dedicaram por mais de quatro anos. Chen Qiufei afirmou: "As principais empresas internacionais atuam na fibra de carbono há mais de 50 anos; o desenvolvimento do nível T1100 ao T1200 levou mais de dez anos, e ainda não atingiram a produção em massa. Da pesquisa ao início da produção em massa, levamos pouco mais de quatro anos — acredito que foi um ritmo extremamente rápido."

Quase dez mil testes realizados

As novas forças produtivas são conquistadas com esforço

As novas forças produtivas são conquistadas com esforço — essa foi a impressão mais profunda que os repórteres tiveram durante a visita à Zhongfu Shenying.

Na pesquisa e produção de fibra de carbono, desde o fio precursor branco até a transformação final em fibra de carbono preta, estão envolvidas mais de 300 etapas de processo e mais de 3.000 parâmetros de controle — pode-se dizer que é "uma dança complexa e precisa de parâmetros".

Zhang Guoliang, cientista-chefe da Zhongfu Shenying Carbon Fiber Co., Ltd., afirmou: "A fibra de carbono é um projeto de engenharia de sistemas; sua complexidade reside nas transformações — quatro são reações químicas e quatro são transformações físicas. A temperatura do forno precisa subir gradualmente de 200 graus Celsius para mais de 2.000 graus Celsius, e cada etapa tem influência crucial sobre a seguinte. Somadas essas oito transformações, todo o processo de produção da fibra de carbono se torna bastante complexo."

A fibra de carbono de nível T1200 deve atingir resistência à tração de 8.000 megapascais, a maior resistência de fibra de carbono do mundo atualmente. Do desenvolvimento em laboratório à produção em massa em escala industrial, o maior desafio enfrentado pela equipe de pesquisa foi o controle de defeitos na fibra de carbono.

Anteriormente, no desenvolvimento de fibras de carbono de nível T1100 e inferiores, os defeitos controlados eram de escala submicrométrica; já no desenvolvimento do nível T1200, os defeitos a controlar são de escala subnanométrica. Para alcançar um rendimento adequado na produção em massa, desde o design da estrutura molecular do fio precursor até cada etapa do processo, o controle de defeitos deve ser rigoroso.

Um responsável da Zhongfu Shenying Carbon Fiber Co., Ltd. recordou que todo o roteiro de processo passou por tentativa e erro repetidos, com quase dez mil testes realizados.

Integração perfeita entre inovação tecnológica e inovação industrial

Novas tecnologias e novos processos testados diretamente na linha de produção

Quando a equipe de pesquisa tentava encontrar um avanço técnico por meio de tentativa e erro, em 2023, uma empresa líder japonesa de fibra de carbono anunciou o desenvolvimento bem-sucedido em laboratório da fibra de carbono de nível T1200, com planos de produção em massa em escala industrial até 2026. Isso despertou o espírito de luta da equipe da Zhongfu Shenying.

Para atender às necessidades estratégicas do país e alcançar o padrão internacional de excelência, aqui, a inovação tecnológica e a inovação industrial se integram perfeitamente, com novas tecnologias e novos processos testados diretamente na linha de produção.

Para que os resultados tecnológicos de laboratório se convertam em forças produtivas reais, geralmente é necessário passar por uma produção piloto em pequena escala antes de alcançar a produção em massa em grande escala. Para acelerar a formação de novas forças produtivas, a equipe da Zhongfu Shenying optou por um caminho rápido de inovação industrial, indo diretamente de 1 para N.

Chen Qiufei afirmou que a razão pela qual conseguiram superar uma geração de material de fibra de carbono em pouco mais de quatro anos se deve à validação na linha de produção em escala industrial, permitindo uma transição rápida para a produção em massa após a validação.

Zhang Guoliang acredita que, ao longo dos últimos vinte e poucos anos, houve um acúmulo contínuo, e o progresso tecnológico nunca parou; no futuro, a resistência e o desempenho da fibra de carbono poderão ser elevados a um nível ainda superior.