航空航天复合材料市场规模与份额
魔多智能航空航天复合材料市场分析
航空航天复合材料市场在2025年价值351.8亿美元,预计到2030年将达到577.7亿美元,在预测期内复合年增长率为10.43%。对提高燃油效率的轻量化结构的强劲需求、不断扩展的高超声速项目以及对可回收材料日益增长的需求是塑造市场的核心力量。自动化纤维铺放(AFP)系统提供比传统铺层生产线高4-8倍的产能,热塑性塑料在单通道积压订单中的快速采用,以及舰队电气化对高温部件的要求是最具影响力的增长驱动因素。主要飞机OEM厂商垂直整合复合材料生产以控制质量和成本,加剧了供应商竞争并加速了新型树脂的认证周期。亚洲不断扩大的制造基地和对电推进的投资增长正使该地区成为市场中增长最快的中心。
主要报告要点
- 按纤维类型,碳纤维在2024年占航空航天复合材料市场份额的52.51%,而陶瓷纤维预计到2030年将以10.92%的复合年增长率扩张。
- 按树脂类型,热固性材料在2024年以46.12%的收入份额领先,但热塑性塑料正以13.51%的复合年增长率向2030年推进。
- 按制造工艺,预浸料铺层在2024年占44.71%的份额;AFP以13.05%的复合年增长率实现最快增长。
- 按飞机类型,商用窄体飞机在2024年占市场规模的38.50%,而航天器/发射载具预计将以14.90%的复合年增长率增长。
- 按结构组件,外部和机身部件在2024年占市场50.51%的份额;发动机部件以17.81%的复合年增长率增长最快。
- 按终端用户,OEM厂商在2024年以80.51%的份额占主导地位,而售后市场/MRO细分市场预计将以9.00%的复合年增长率上升。
- 按地区,北美在2025年占全球收入的30.05%;亚太地区预计到2030年复合年增长率为10.10%。
全球航空航天复合材料市场趋势与洞察
驱动因素影响分析
| 驱动因素 | (~) 对复合年增长率预测的%影响 | 地理相关性 | 影响时间表 |
|---|---|---|---|
| 快速采用热塑性复合材料以加速单通道项目的生产速度(欧洲主导) | +2.5% | 欧洲主导的全球 | 中期(2-4年) |
| 碳纤维在北美下一代窄体机翼中的渗透率不断提高 | +1.8% | 北美、欧洲 | 中期(2-4年) |
| 舰队电气化和更多电气化飞机(MEA)推动亚洲高温复合材料需求 | +1.2% | 亚洲、全球 | 中期(2-4年) |
| 太空发射商业化推动对轻量化复合材料结构的需求 | +2.0% | 美国、中国、全球 | 短期(≤2年) |
| 军用隐形项目推动陶瓷基复合材料在高超声速应用中的采用 | +1.5% | 美国、中国、俄罗斯 | 中期(2-4年) |
| OEM可持续发展目标推动可回收复合材料解决方案 | +1.0% | 欧洲主导的全球 | 长期(≥5年) |
| 来源: Mordor Intelligence | |||
热塑性复合材料的快速采用
柯林斯航空航天公司证明,热塑性航空结构可将生产周期缩短80%,消除高温高压固化,并且几乎100%可回收。[1]Collins Aerospace, "Thermoplastic Composites for High-Rate Aircraft Production," collinsaerospace.com欧洲单通道项目已经采用该材料来减少交付积压。同时,阿科玛-赫氏合作伙伴关系生产了首个完全热塑性商用飞机结构,验证了大规模非高温高压制造。高可回收性符合新兴的可持续发展要求,将热塑性塑料定位为未来市场扩张的基石。
碳纤维在下一代窄体机翼中的渗透率不断提高
空客的eXtra Performance Wing试验台集成了广泛的CFRP蒙皮以降低阻力和减少CO₂,展示了32米长碳纤维翼皮的制造可行性。[2]Airbus, "Extra Performance Wing and Bio-Fiber Panels Advance Sustainable Aviation," airbus.com北美项目进行并行研究,旨在匹配或超越欧洲CFRP使用量。相比铝材重量节省高达50%以及AFP产能增益直接解决积压挑战。
舰队电气化和更多电气化飞机
电推进子系统需要能够承受450°F运行环境的复合材料外壳;赫氏的高温Flex-Core HRH-302蜂窝满足这一需求。亚洲制造商利用电子技术经验将热管理层集成到复合材料蒙皮中,推动地区需求。电池和燃料电池架构的发展预计将刺激整个市场对混合聚合物-陶瓷层压板的订单。
太空发射商业化
可重复使用发射器依赖轻量化整流罩;中国供应商Monks Aviation为谷神星一号项目交付了比金属设计轻30%的复合材料整流罩。并行的欧洲倡议正在开发全复合材料LH₂储罐至TRL 5,凸显了私人发射企业的强劲市场拉动力。航天器细分市场14.90%的复合年增长率将其定位为市场中最具活力的领域。
约束因素影响分析
| 约束因素 | (~) 对复合年增长率预测的%影响 | 地理相关性 | 影响时间表 |
|---|---|---|---|
| 高预制件和高温高压成本限制了二级供应商的采用 | -1.8% | 全球、新兴市场 | 短期(≤2年) |
| PAN基碳纤维航空级前驱体的供应链波动性 | -2.0% | 全球 | 短期(≤2年) |
| FAA/EASA对新型树脂系统的认证和验证延迟 | -1.5% | 受监管市场 | 中期(2-4年) |
| MRO部门对先进热塑性塑料维修专业知识有限 | -0.8% | 全球 | 长期(≥5年) |
| 来源: Mordor Intelligence | |||
高预制件和高温高压资本成本
航空级高温高压设备成本500-1000万美元,需要大量基础设施,阻止了二级供应商进入。非高温高压热塑性焊接和树脂灌注正成为低投资替代方案,可以扩大航空航天复合材料市场的供应商参与度。
航空级前驱体供应链波动性
主要OEM厂商成立了航空供应链完整性联盟,在反复出现的前驱体短缺中断交付后,加强供应商认证和零件可追溯性。努力包括更严格的不合格审核和数字跟踪,但原材料交付时间仍然是航空航天复合材料市场内的持续风险。
细分分析
按纤维类型:陶瓷纤维扩展耐热包络
碳纤维在2024年保持了航空航天复合材料市场52.51%的份额,得益于成熟的供应链和优异的刚度重量比。然而,陶瓷纤维以10.92%的复合年增长率引领该细分市场,受到高超声速和太空载具对1,500°C能力需求的推动。[3]Mitsubishi Chemical Group, "Ultra-High-Temperature Ceramic Matrix Composites for Space," m-chemical.co.jp结合碳和陶瓷层的混合层压板在旨在将冷却空气消耗削减25%的发动机OEM厂商中获得青睐。正在评估的石墨烯增强粗纱显示20-30%的模量提升,同时嵌入应变传感路径,这是向自监控翼皮迈进的一步。
玻璃纤维的成本效益定位在天线罩和整流罩蒙皮中保持相关性,而芳纶纤维在防弹直升机地板中维持份额。持续的材料创新支持多样化,但碳纤维和陶瓷纤维在整个预测期内仍然是市场规模的支柱。
备注: 购买报告后可获得所有单个细分市场的细分份额
按树脂类型:热塑性塑料挑战热固性材料主导地位
热固性环氧树脂和BMI系统因其广泛的认证经历占2024年收入的46.12%。热塑性PEKK和PEI系列正以13.51%的复合年增长率激增,受到柯林斯航空航天公司引用的80%周期时间缩短的推动。热塑性塑料的航空航天复合材料市场规模预计到2030年将超过170亿美元,因为AFP生产线转向原位固化。SHD复合材料开创的生物基树脂提供近100%可再生含量并承受200°C使用,将环境目标与机械完整性相结合。
认证势头正在加速:FAA已经为公务机批准了焊接热塑性操纵面,标志着整个行业使用案例的即将扩大。
按制造工艺:AFP改变高速率生产
预浸料铺层贡献了2024年44.71%的价值,但AFP和自动化带铺层正以13.05%的复合年增长率扩张,因为Electroimpact的AFP 4.0在相同资本上实现99%质量合规性同时将产能提高四倍。与AFP设备安装相关的市场规模预计到2030年将超过所有其他工艺。RTM在复杂发动机短舱中的采用正在攀升;增材复合材料打印仍处于初期阶段,但提供拓扑优化支架,将买飞比削减80%。在FAA评估下,用于运输机身的树脂灌注有望在薄壁外壳中削减运营成本,扩大市场可及性。
按飞机类型:航天器在商业复苏中引领增长
随着空客和波音清理疫情订单积压,商用窄体机贡献了最大份额,2024年为38.50%。航天器和发射载具类别将以14.90%的复合年增长率增长,反映了私人发射扩散和卫星星座需求。军用舰队仍然是弹性缓冲器,隐形战斗机集成雷达吸收CFRP蒙皮。公务机和旋翼飞机逐步提高复合材料含量以获得航程和载荷收益。新兴eVTOL飞行器需要高速率热塑性机身,为航空航天复合材料市场增加新的容量流。
按结构组件:发动机驱动先进材料采用
外部蒙皮和主要机身部件占2024年收入的50.51%,但发动机组件将以17.81%的复合年增长率增长最快,因为CMC护罩使涡轮入口温度提高200°F。与发动机相关的航空航天复合材料市场规模到2030年可能增长近三倍,因为齿轮传动涡扇和开式转子概念寻求质量和热优势。结合储能层与载荷路径的多功能层压板正在进行实验室试验,指向未来的集成飞跃。
备注: 购买报告后可获得所有单个细分市场的细分份额
按终端用户:MRO机会在复合材料机队中上升
OEM厂商控制了2024年80.51%的支出,但MRO正以9%的复合年增长率加速。柯林斯航空航天公司运营八个全球高温高压站点,为复合材料机身的增长车间访问提供服务。GE航空航天向其维修网络注入10亿美元,目标是发动机复合材料风扇机匣产能以遏制航空公司停机时间。[4]GE Aerospace, "2025 Standalone Annual Report," ge.com随着装机基数老化,对胶接补丁和削斜维修专业知识的需求将扩大航空航天复合材料市场。
地理分析
北美仍然是最大的区域贡献者,市场份额为30.05%,以波音公司、GE航空航天和洛克希德马丁公司为支撑。该地区约占北美销售额的75%,加拿大蒙特利尔集群供应高端短舱。NASA的HiCAM项目支撑热塑性焊接认证,加强国内供应链。
欧洲紧随其后,由空客和德国、法国、英国强大的供应商网络推动。积极的可持续发展要求,如欧盟的Fit for 55一揽子计划,正在催化生物基复合材料的采用。威尔士生产中的热塑性翼皮体现了欧洲对高速率、低碳制造的承诺。
亚太地区是增长最快的地区,复合年增长率为10.10%,受中国商飞机队提升和日本、韩国电推进研发中心的推动。HRC的新中国工厂为航空航天和高速铁路供应AFP加强筋,凸显制造规模优势。[5]CompositesWorld Staff, "Out-of-Autoclave Processing Gains Ground," compositesworld.com印度正在班加罗尔周围培育复合材料走廊,为ISRO发射载具和HAL战斗机供应,进一步扩大地区航空航天复合材料市场活动。
以巴西巴西航空工业为首的拉丁美洲在E2喷气机系列中集成复合材料,而墨西哥克雷塔罗集群为北美主要厂商制造短舱门。在中东和非洲,阿联酋的Strata复合材料设施和南非的Denel航空结构是新兴贡献者,得到抵消协议和技能转移的援助。
竞争格局
航空航天复合材料市场显示出中等集中度。东丽在中等模量碳纤维供应方面占主导地位,而赫氏和索尔维利用集成预浸料和蜂窝产品。赫氏2024年销售额19.03亿美元,商业航空航天收入增长11.8%。
OEM垂直整合正在加剧。空客正与Stelia共同开发热塑性肋骨,波音查尔斯顿非高温高压中心内部制造B787蒙皮板。为了保持份额,材料公司正在形成联盟--阿科玛-赫氏PEKK带材和索尔维-赛峰树脂传递模塑风扇叶片。
战略并购正在加速。Kineco完全收购Kineco Kaman印度复合材料公司提升其国防足迹,而大金在先进复合材料公司的股份增强了热塑性机身的树脂化学。对AFP、CMC产能和回收工厂的投资仍然是优先事项,因为公司在航空航天复合材料行业内寻求差异化地位。
航空航天复合材料行业领导者
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赫氏公司
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索尔维
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SGL碳素
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三菱化学碳纤维及复合材料有限公司(三菱化学集团公司)
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东丽工业株式会社
- *免责声明:主要玩家排序不分先后
近期行业发展
- 2024年6月:空客在H145 PioneerLab上飞行测试了生物纤维鼻板,确认了与传统碳纤维的性能对等。
- 2024年4月:MIT研究人员揭示了使用碳纳米管的"纳米缝合"技术,将层间韧性提高62%。
- 2024年3月:阿科玛-赫氏生产了首个完全热塑性飞机结构,采用非高温高压固化。
- 2024年2月:三菱化学集团为太空发射客户推出了1,500°C级陶瓷基复合材料。
全球航空航天复合材料市场报告范围
航空航天复合材料因其能够提供轻量化、高强度、耐腐蚀和抗疲劳的组合而被选择。这些特性使复合材料特别适用于传统材料如金属由于重量或腐蚀敏感性而效率较低的应用。
航空航天复合材料市场包括复合材料在军用飞机、商用飞机、通用航空飞机和航天器中的所有应用。纤维类型、应用和地理位置细分航空航天复合材料市场。按纤维类型,市场细分为玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维和其他纤维类型。按应用,市场细分为商业航空、军事航空、通用航空和太空。报告还涵盖不同地区主要国家的航空航天复合材料市场规模和预测。对于每个细分市场,市场规模以价值(美元)形式提供。
| 玻璃纤维 |
| 碳纤维 |
| 陶瓷纤维 |
| 芳纶纤维 |
| 其他纤维类型 |
| 热固性复合材料 |
| 热塑性复合材料 |
| 铺层(手工和自动化) |
| 树脂传递模塑(RTM) |
| 纤维缠绕 |
| 注射/压缩模塑 |
| 自动化纤维铺放和带铺层 |
| 复合材料增材制造 |
| 商用飞机 | 窄体机 |
| 宽体机 | |
| 支线飞机 | |
| 货机 | |
| 公务机 | |
| 军用飞机 | 战斗机 |
| 运输和加油机 | |
| 旋翼飞机 | |
| 直升机 | |
| 航天器和发射载具 |
| 内饰组件 |
| 外部和机身 |
| 发动机组件 |
| 辅助结构 |
| OEM |
| 售后市场/MRO |
| 北美 | 美国 | |
| 加拿大 | ||
| 墨西哥 | ||
| 欧洲 | 英国 | |
| 德国 | ||
| 法国 | ||
| 欧洲其他地区 | ||
| 亚太地区 | 中国 | |
| 日本 | ||
| 印度 | ||
| 韩国 | ||
| 亚太地区其他地区 | ||
| 南美 | 巴西 | |
| 南美其他地区 | ||
| 中东和非洲 | 中东 | 沙特阿拉伯 |
| 阿联酋 | ||
| 中东其他地区 | ||
| 非洲 | 南非 | |
| 非洲其他地区 | ||
| 按纤维类型 | 玻璃纤维 | ||
| 碳纤维 | |||
| 陶瓷纤维 | |||
| 芳纶纤维 | |||
| 其他纤维类型 | |||
| 按树脂类型 | 热固性复合材料 | ||
| 热塑性复合材料 | |||
| 按制造工艺 | 铺层(手工和自动化) | ||
| 树脂传递模塑(RTM) | |||
| 纤维缠绕 | |||
| 注射/压缩模塑 | |||
| 自动化纤维铺放和带铺层 | |||
| 复合材料增材制造 | |||
| 按飞机类型 | 商用飞机 | 窄体机 | |
| 宽体机 | |||
| 支线飞机 | |||
| 货机 | |||
| 公务机 | |||
| 军用飞机 | 战斗机 | ||
| 运输和加油机 | |||
| 旋翼飞机 | |||
| 直升机 | |||
| 航天器和发射载具 | |||
| 按结构组件 | 内饰组件 | ||
| 外部和机身 | |||
| 发动机组件 | |||
| 辅助结构 | |||
| 按终端用户 | OEM | ||
| 售后市场/MRO | |||
| 按地理位置 | 北美 | 美国 | |
| 加拿大 | |||
| 墨西哥 | |||
| 欧洲 | 英国 | ||
| 德国 | |||
| 法国 | |||
| 欧洲其他地区 | |||
| 亚太地区 | 中国 | ||
| 日本 | |||
| 印度 | |||
| 韩国 | |||
| 亚太地区其他地区 | |||
| 南美 | 巴西 | ||
| 南美其他地区 | |||
| 中东和非洲 | 中东 | 沙特阿拉伯 | |
| 阿联酋 | |||
| 中东其他地区 | |||
| 非洲 | 南非 | ||
| 非洲其他地区 | |||
报告中回答的关键问题
到2030年航空航天复合材料市场的预计规模是多少?
航空航天复合材料市场预计到2030年达到577.7亿美元,以10.43%的复合年增长率增长。
哪种复合材料在航空航天应用中增长最快?
热塑性复合材料正以13.51%的复合年增长率扩张,因为80%的周期时间缩短和近100%的可回收性。
为什么陶瓷基复合材料对未来发动机很重要?
CMC能承受1,200°C以上的温度,使涡轮更热、更高效,从而削减燃料消耗和排放。
哪个飞机细分市场为复合材料提供最高增长?
航天器和发射载具以14.90%的复合年增长率领先,因为可重复使用火箭和卫星星座推动轻量化结构需求。
OEM可持续发展目标如何影响材料选择?
减少生命周期排放的目标正在加速采用生物衍生纤维、可回收热塑性塑料和闭环碳纤维回收。
AFP技术在满足生产积压中发挥什么作用?
自动化纤维铺放将产能提高多达8倍并减少劳动力,使OEM厂商能够高效清理单通道订单积压。
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