Marktbericht zu kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffen: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Fasertyp (Glasfaser, Kohlenstofffaser, Sonstige Fasertypen), Harztyp (Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Polybutylenterephthalat (PBT), Sonstige Harztypen), Anwendungen (Luft- und Raumfahrt, Elektrotechnik und Elektronik, Transportwesen (ohne Luft- und Raumfahrt), Konsumgüter, Sonstige), Regionen (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Südamerika, Naher Osten und Afrika) und Prognosen für Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika (LATAM) für den Zeitraum 2023–2031

Marktdynamik

Treiber des globalen Marktes für kurzfaserverstärkte thermoplastische Verbundwerkstoffe:

Einfaches Recycling und Verarbeitung

Angesichts der steigenden Nachfrage nach Verbundwerkstoffen in vielen Bereichen gelten auch die entsprechenden Vorschriften.AbfallmanagementSammlung und Aufbereitung nehmen ebenfalls zu. Es gibt drei Arten von Recyclingverfahren: mechanisches, thermisches und chemisches Recycling. Bei thermischen und chemischen Recyclingprozessen bleibt der Zugmodul der recycelten Kohlenstofffasern erhalten. Chemische Recyclingverfahren, die den Faserdurchmesser nicht stark reduzieren, erzielen typischerweise einen Festigkeitserhalt von über 90 %.

Kohlenstofffasern lassen sich für weniger als 5 USD/kg recyceln, was die Wirtschaftlichkeit von Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen deutlich verbessert. Gleichzeitig fällt viel Abfall aus der Verbundwerkstoffproduktion an: 10–30 % der Kohlenstofffasern fallen als Produktionsabfall an. Diese Faktoren und Überlegungen sprechen für den Einsatz verschiedener Verfahren zur Herstellung von Recyclingfasern, um den Anforderungen gerecht zu werden.Nachfrage nach faserverstärkten Verbundwerkstoffenhaben den Markt angetrieben.

Steigende Nachfrage nach Leichtbaumaterialien

Zahlreiche Branchen, darunter Transportwesen, Luftfahrt, Elektrotechnik und Elektronik sowie Schifffahrt, setzen auf Leichtbaumaterialien. Immer mehr Transportunternehmen stellen aufgrund des gestiegenen Bewusstseins für Kraftstoffverschmutzung auf Produkte um, die Fahrzeuge leichter machen. Daher wird ein steigender Bedarf an kurzfaserigen Thermoplasten erwartet. Diese dürften aufgrund strengerer CAFE-Kriterien in den USA und EU-Vorschriften zu CO₂-Emissionen von Pkw in Kürze an Bedeutung gewinnen.

Es wird erwartet, dass die Nachfrage nach kurzfaserigen Thermoplasten auch in anderen Branchen, wie beispielsweise der Konsumgüterindustrie, steigen wird, um die Effizienz zu steigern und Kosten zu senken. Ein hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, überlegene Korrosionsbeständigkeit und größere Gestaltungsfreiheit sind allesamt Merkmale von Leichtbaumaterialien. Die steigende Nachfrage nach Leichtbaukomponenten und der zunehmende Zuwachs in der Flugzeugmodulfertigung dürften den Markt für moderne Verbundwerkstoffe ankurbeln und den Markt für kurzfaserige Thermoplaste beflügeln.

Hemmnisse auf dem globalen Markt für kurzfaserige thermoplastische Verbundwerkstoffe:

Verschiedene Vorteile von Lft gegenüber Sft

Im Vergleich zu kurzfaserverstärkten Thermoplasten (SFT) bieten langfaserverstärkte Thermoplaste (LFT) bessere mechanische Eigenschaften. In Verbindung mit ihrer einfachen Verarbeitbarkeit haben sie sich daher als fortschrittliche Leichtbauwerkstoffe etabliert, insbesondere im Automobilsektor. Langfaserverstärkte Thermoplaste sind zudem kostengünstiger. Laut SSR Composites sind die Produktionskosten kurzfaserverstärkter Thermoplaste aufgrund der hohen Rohstoffpreise, des Bedarfs an Fachkräften, der aufwendigen Fertigungsprozesse und der zusätzlichen Materialien für die Herstellung von Kohlenstofffaserprodukten deutlich höher als die langfaserverstärkter Thermoplaste. Die genannten Faktoren – hohe Herstellungskosten und die Vorteile von LFT gegenüber SFT – könnten das Marktwachstum bremsen.

Globale Marktchancen für thermoplastische Kurzfaserverbundwerkstoffe:

Zunehmende Anwendungsbasis in der Luft- und Raumfahrt sowie der Verteidigung

Nahezu jedes Basispolymer lässt sich mit kurzen Glas- oder Kohlenstofffasern verstärken, um ein Material mit überlegenen mechanischen Eigenschaften zu erhalten, wie z. B. höherer Steifigkeit und Verschleißfestigkeit sowie einem besseren Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Verbundwerkstoffe aus Glas- oder Kohlenstofffasern, die fest, leicht und korrosionsbeständig sind, eignen sich als Metallersatz. Mit der vier- bis fünffachen Steifigkeit von Glasfasern bieten Kohlenstofffasern außergewöhnliche mechanische Eigenschaften. Dies ist einer der Gründe, warum kohlenstofffaserverstärkte Polymere häufig als Metallersatz eingesetzt werden, wenn ein geringes Gewicht erforderlich ist.

Darüber hinaus ist aufgrund des Krieges zwischen Russland und der Ukraine mit einem Anstieg der weltweiten Verteidigungsausgaben zu rechnen. So hat China beispielsweise seinen Verteidigungshaushalt für 2021 um 6,8 % auf 1,35 Billionen Yuan (209 Milliarden US-Dollar) erhöht – ein stärkeres Wachstum als im Vorjahr. Laut Berichten des chinesischen Forschungszentrums für Luftfahrtindustrieentwicklung wird Chinas Flugzeugflotte bis 2025 voraussichtlich 5.343 Flugzeuge umfassen. Die steigenden Investitionen vieler Regierungen in die Luft- und Raumfahrtindustrie sowie den Verteidigungssektor bieten daher in jüngster Zeit Wachstumschancen für kurzfaserverstärkte thermoplastische Verbundwerkstoffe.

Regionalanalyse

Basierend auf der RegionDer globale Markt für kurzfaserige thermoplastische Verbundwerkstoffe ist in Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Südamerika sowie den Nahen Osten und Afrika unterteilt.

Europa dominiert den Weltmarkt

Europa ist der bedeutendste globale Marktteilnehmer im Bereich kurzfaserverstärkter thermoplastischer Verbundwerkstoffe und wird voraussichtlich ein entsprechendes Wachstum verzeichnen.Jährliche Wachstumsrate von 4,47 %Im Prognosezeitraum umfasst die europäische Region Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Italien und die übrigen europäischen Länder. Deutschland trägt unter diesen Ländern am meisten zum Marktumsatz bei. Deutschland ist der größte Gesundheitsmarkt Europas. Die deutsche Regierung hat Gesetze erlassen, die das Wachstum digitaler Gesundheits- und Telemedizin-Technologien fördern sollen. Laut der International Trade Administration ist der deutsche Medizintechniksektor einer der profitabelsten weltweit und trägt jährlich rund 35,8 Milliarden US-Dollar bzw. 25,6 Prozent zum gesamten europäischen Markt bei. Deutschland ist Europas größter Baumarkt.

Das allmähliche Wachstum der deutschen Bauwirtschaft ist vor allem auf die steigende Anzahl neuer Wohnbauprojekte zurückzuführen. Laut Statistischem Bundesamt stieg der Umsatz im Baugewerbe 2021 um 1,0 % gegenüber dem Vorjahr. Die genannten Trends bei den Endverbraucherbranchen dürften daher den Gesamtverbrauch von kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffen in Deutschland im Prognosezeitraum beeinflussen.

Nordamerika weist schätzungsweise eineJährliche Wachstumsrate von 3,82 %Im Prognosezeitraum wird der nordamerikanische Markt, unterteilt in die USA, Kanada und Mexiko, von den USA dominiert. Die USA sind nach China der zweitgrößte Markt für Elektrofahrzeuge. Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) wurden in den USA im November 2021 229.000 Elektroautos verkauft, im Dezember 2021 waren es bereits 288.000. Der US-amerikanische Elektronikmarkt ist weltweit der größte und damit einer der wichtigsten Wachstumsbereiche für den untersuchten Markt. Aufgrund des hohen Innovationstempos, der technologischen Entwicklung und der intensiven Forschung und Entwicklung in der Elektronikindustrie besteht ein erheblicher Bedarf an immer neuen und leistungsfähigeren elektronischen Geräten. Die Konzentration auf die Produktion von High-End-Produkten hat zu einem starken Anstieg der Produktionsstätten und Entwicklungszentren in den USA geführt. All diese Faktoren wirken sich positiv auf das Wachstum des Marktes für kurzfaserige thermoplastische Verbundwerkstoffe aus.

China trägt am stärksten zum Marktwachstum im asiatisch-pazifischen Raum bei. Laut OICA verfügt China über den weltweit größten Automobilproduktionsstandort. Die Gesamtproduktion erreichte 2021 26,08 Millionen Einheiten, ein Plus von 3 % gegenüber 25,23 Millionen Einheiten im Vorjahr. Im November 2021 verzeichnete China im Vergleich zum Vorjahreszeitraum ein Wachstum von 106 % bei batterieelektrischen Fahrzeugen. Der Absatz von Elektrofahrzeugen erreichte im November 2021 413.094 Einheiten. Der Marktanteil stieg auf 19 %, davon 15 % vollelektrische und 4 % Plug-in-Hybridfahrzeuge. Das Wachstum des Elektromobilitätssektors in China dürfte die Nachfrage nach kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffen im Prognosezeitraum ankurbeln.

Brasilien zählt zu den führenden Automobilherstellern Südamerikas. Die steigende Nachfrage nach Pkw und Kleintransportern sowie die zunehmende Beliebtheit von Elektrofahrzeugen dürften sich positiv auf die brasilianische Automobilindustrie auswirken und den Markt im Prognosezeitraum stützen. Auch die Luft- und Raumfahrtindustrie ist ein Abnehmer von kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffen. Darüber hinaus verfügt Brasilien über einige der größten Elektronikproduktionsstätten Südamerikas. Im dritten Quartal 2021 wurden in Brasilien mehrere Mehrfamilienhausprojekte gestartet, die dem Markt im Land erhebliche Chancen eröffnen. All diese Faktoren dürften die Nachfrage nach kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffen in den kommenden Jahren in wichtigen Branchen wie der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie der Elektronikindustrie steigern.

Segmentanalyse

Der globale Markt für kurzfaserige thermoplastische Verbundwerkstoffe ist nach Fasertyp, Harztyp und Anwendung segmentiert.

Basierend auf dem FasertypDer globale Markt für kurzfaserige thermoplastische Verbundwerkstoffe ist in Glasfaser-, Kohlenstofffaser- und andere Fasertypen unterteilt.

Das Segment der Glasfasern hält den größten Marktanteil und wird voraussichtlich einJährliche Wachstumsrate von 3,94 %Im Prognosezeitraum werden Glasfaserverbundwerkstoffe (GFK) aus E-Glasfasern und Polyestergewebe hergestellt. Sie weisen Zugfestigkeiten von 44 bis 2358 MPa und Druckfestigkeiten von 140 bis 350 MPa auf und wiegen dabei nur etwa ein Viertel von Stahl. Das Gewebe kann mit duroplastischen Polymeren wie Epoxidharz, Harz oder Thermoplasten gehärtet werden. Die kurzen Glasfasern sind üblicherweise etwa 5 mm lang. Ihr Gewichtsanteil beträgt bis zu 60 %. Glasfaserverbundwerkstoffe finden in verschiedenen Branchen Anwendung, darunter Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Bau- und Schiffbau.

Kohlenstofffasern sind das beliebteste Material für die Herstellung thermoplastischer Verbundwerkstoffe, insbesondere dort, wo eine hohe Festigkeit erforderlich ist. Kohlenstofffasern sind dünne Fasern mit einem Durchmesser von 5–10 Mikrometern und werden in verstärkten Verbundwerkstoffen eingesetzt. Die kurzen Kohlenstofffasern sind üblicherweise etwa 6 mm oder 1/4 Zoll lang. Kohlenstofffasern, auch Graphitfasern genannt, können auf drei chemischen Grundlagen basieren: Polyacrylnitril (PAN), Viskose oder Erdölpech. Mehr als 85 % der produzierten Kohlenstofffasern bestehen aus Polyacrylnitril. Die genaue Zusammensetzung variiert jedoch je nach Hersteller und dessen Rezeptur.

Basierend auf dem HarztypDer globale Markt für kurzfaserige thermoplastische Verbundwerkstoffe ist unterteilt in Polypropylen, Polyamid, Polybutylenterephthalat und andere Harztypen.

DerPolyamidsegmentist der größte Marktteilnehmer und wird voraussichtlich einen Wert aufweisenJährliche Wachstumsrate von 4,86 ​​%Polyamid-Verbundwerkstoffe zeichnen sich im Prognosezeitraum durch ihr geringes Gewicht und ihre hohe Festigkeit, ihren hohen Elastizitätsmodul, ihre hohe Dauerfestigkeit, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, ihre hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie ihre chemische Inertheit und thermische Stabilität aus. Kohlenstofffasern haben sich als effektiver Nanofüllstoff für thermoplastische Polymere, insbesondere Polyamid-Matrizen, bewährt. Die Einarbeitung von oxidierten oder modifizierten Kohlenstofffasern sowie von nanopartikelmodifizierten Kohlenstofffasern in Polyamid-Matrizen verbessert deren physikalische Eigenschaften zusätzlich. Dieser Verbundwerkstoff bietet erhöhte Steifigkeit, Festigkeit und Haltbarkeit. Seine mechanischen Eigenschaften lassen sich in vielfältigen Anwendungen in zahlreichen Marktsegmenten nutzen, sei es als gezielter Ersatz für andere Werkstoffe oder als leichte Alternative zu Metallen.

Polypropylen-Verbundwerkstoffe sind beliebt und werden in verschiedenen Anwendungsbereichen wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Elektrotechnik und Elektronik, der Kunststoffverpackung und bei Konsumgütern weit verbreitet eingesetzt. Polypropylen (PP)-Verbundwerkstoffe zeichnen sich durch hervorragende Fließfähigkeit, mechanische Eigenschaften, Witterungsbeständigkeit und Chemikalienbeständigkeit aus. Spritzgegossene Polypropylen-Verbundwerkstoffe ermöglichen die Herstellung komplexer und filigraner Formen, minimieren den Materialverbrauch und finden in verschiedenen Branchen Anwendung. Daher werden spritzgegossene Kunststoffe zur Herstellung von Automobilkomponenten, Innenverkleidungen und zahlreichen Montageteilen verwendet, was ihre Verbreitung fördert und somit das Wachstum des Polypropylen-Marktes antreibt.

Basierend auf der AnwendungDer globale Markt für kurzfaserige thermoplastische Verbundwerkstoffe ist in die Segmente Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Elektrotechnik und Elektronik, Transportwesen, Konsumgüter und Sonstiges unterteilt.

Das Transportsegment hält den größten Marktanteil und wird voraussichtlich im Prognosezeitraum ein jährliches Wachstum von 4,78 % verzeichnen. Kurzthermoplastische Verbundwerkstoffe werden im Transportwesen eingesetzt, da sie das Gesamtgewicht von Fahrzeugen reduzieren, ohne die strukturelle Festigkeit zu beeinträchtigen. Darüber hinaus weisen sie verbesserte physikalische Eigenschaften wie Steifigkeit auf. Aufgrund dieser Eigenschaften steigt die Nachfrage nach kurzthermoplastischen Verbundwerkstoffen. Auch regulatorische Änderungen und die zunehmende Nachfrage nach Leichtbaufahrzeugen tragen maßgeblich zur steigenden Nachfrage nach diesen Leichtbaumaterialien bei. Aufgrund veränderter Umweltbedingungen sind in den wichtigsten Märkten zahlreiche Anpassungen bei staatlichen Vorschriften und OEMs zu beobachten.

Kurzthermoplastische Verbundwerkstoffe finden in verschiedenen Anwendungen der Elektrotechnik und Elektronik Verwendung, beispielsweise zur Herstellung von elektrischen Steckverbindern, Zubehör und elektronischen Geräten. Die genannten Komponenten dienen der Gewichtsreduzierung. Darüber hinaus bieten sie Vorteile wie erhöhte Festigkeit, verbesserte Haltbarkeit und hohe Schlagfestigkeit. Die steigende Produktion von Smartphones, Laptops und tragbaren Geräten wie Smartwatches und Tablets hat zu einer wachsenden Nachfrage und Produktion von kurzthermoplastischen Verbundwerkstoffen geführt.