以下是从用材用料变化看制造业转型升级:
一、传统制造业的用材用料特点
1. 以大量基础材料为主
在传统制造业中,例如传统机械制造、建筑材料制造等,钢铁、水泥等基础材料用量巨大。以汽车制造为例,传统汽车车身主要依赖大量的普通钢材,其用量占汽车整体材料的很大比例。这些基础材料往往具有成本较低、易于获取和加工的特点,但也存在一些局限性,如重量较大、性能提升空间有限等。
2. 对原材料性能要求相对单一
传统制造业对原材料的需求主要集中在满足基本的物理性能方面。比如在传统家具制造中,木材只要具备一定的强度和可加工性就能满足生产需求。对于原材料在环保、智能化等方面的附加性能关注较少。
二、用材用料变化体现制造业转型升级的方面
# (一)向高性能材料转变
1. 高端金属材料的应用
在航空航天制造领域,钛合金等高端金属材料逐渐取代部分传统钢材。钛合金具有密度低、强度高、耐腐蚀等优良性能。例如,在新一代飞机发动机的制造中,钛合金用于制造关键部件如叶片、压气机盘等,既减轻了发动机的重量,又提高了其耐高温、高压的能力,大大提升了发动机的性能和可靠性。
2. 复合材料的兴起
在汽车制造中,碳纤维复合材料开始被广泛应用。碳纤维复合材料具有比强度和比模量高、重量轻等优点。一些高端跑车和电动汽车的车身部分采用碳纤维复合材料,可使整车重量大幅降低,从而提高车辆的加速性能、降低能耗,并且碳纤维复合材料还具有良好的抗疲劳性能,能够延长汽车的使用寿命。
# (二)绿色环保材料受重视
1. 可再生材料的利用
在包装制造业,从传统的不可降解塑料包装向可降解的生物基塑料转变。例如,聚乳酸(PLA)是一种由可再生的植物资源(如玉米淀粉)所制成的生物降解塑料。许多食品包装企业开始采用PLA材料,这种材料在自然环境中可以在一定时间内分解为二氧化碳和水,减少了传统塑料包装对环境造成的白色污染。
2. 低污染、低能耗材料的推广
在建筑行业,新型的绿色保温材料如气凝胶开始得到应用。气凝胶具有极低的导热系数,是一种优秀的保温材料。与传统的保温材料相比,气凝胶在生产过程中的能耗更低,并且在使用过程中不会释放有害气体,符合建筑节能和环保的要求。
# (三)智能化材料崭露头角
1. 形状记忆合金的应用
在医疗器械制造方面,形状记忆合金有着独特的应用。例如镍 钛形状记忆合金,它在低温下可以被变形,而当温度升高到一定程度时,能够恢复到原来的形状。这种特性被应用于制造血管支架,支架在低温下被压缩装入导管,进入人体血管病变部位后,随着体温升高,支架自动恢复到预定形状,撑开血管,达到治疗血管狭窄的目的。
2. 智能高分子材料的探索
在纺织制造业,智能高分子材料正在被研究和应用。例如,具有吸湿排汗、自动调节温度功能的智能纺织品。这种智能高分子材料能够根据人体皮肤表面的湿度和温度变化,改变自身的结构和性能,从而使穿着者感到更加舒适。在一些高端运动服装和户外服装中已经开始采用这类材料。
三、用材用料变化对制造业转型升级的推动作用
1. 提升产品竞争力
采用高性能、绿色环保和智能化的材料,能够使制造业产品在性能、质量、功能等方面得到显著提升。例如,采用新型复合材料的电子产品外壳,不仅更加轻薄、坚固,而且具有更好的散热性能,这使得产品在市场上更具竞争力,能够满足消费者对产品高性能和高品质的需求。
2. 促进产业结构优化
用材用料的升级促使制造业产业链向上游的新材料研发、生产环节延伸。以新能源汽车产业为例,随着电池材料的不断创新(如高镍三元锂电池材料等),不仅带动了电池制造企业的发展,还吸引了众多化工企业、材料研究机构等参与到新能源汽车产业链中,促进了整个产业结构从传统的机械制造为主向材料研发、电池制造、整车装配等多元化结构优化升级。
3. 满足可持续发展需求
绿色环保材料的应用有助于制造业减少对环境的影响,实现可持续发展。例如,在建筑行业推广使用绿色建材,可以降低建筑物在整个生命周期内的能耗和污染物排放。同时,制造业采用可持续的用材用料方式,也有助于应对全球资源短缺和气候变化等挑战,符合国际社会对可持续发展的要求,有利于制造业在全球市场中保持竞争力。
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