人形机器人也有体重焦虑,轻量化带火了PEEK,未来将供不应求

小母粒大世界 2023-12-20
2207 字丨阅读本文需 5 分钟

在当今的科技和工业领域,新材料的应用越来越广泛。其中,聚醚醚酮(PEEK)作为一种高性能材料,因其优异的物理和化学性能,被广泛应用于电子电气、航空航天、汽车、能源、医疗等多个领域。

12月13日,特斯拉发布了Optimus-Gen 2(第二代擎天柱)的视频。其中,引发市场普遍关注的看点在于,第二代Optimus多项性能显著提升:行走速度提高30%,重量减轻10kg,平衡力及全身控制均得到提高。

不少分析师认为,特斯拉或改用了大量PEEK材料来实现减重目的,成为人形机器人落地的重要一环!人形机器人携带电量有限,需要通过使用轻量化材料减重、增加续航。PEEK是高端工程塑料,比强度约是铝合金8倍,是轻量化的极佳解决方案。据测算,生产1000万台人形机器人将产生350亿元PEEK需求。未来国产PEEK存在175亿元的增量市场。

1、PEEK是什么材料?性能又如何优秀?

PEEK(poly(ether-ether-ketone),聚醚醚酮)是芳香族结晶型热塑性高分子材料,具有机械强度高、耐高温、耐冲击、阻燃、耐酸碱、耐水解、耐磨、耐疲劳、耐辐射及良好的电性能。可以作为耐高温结构材料和电绝缘材料,也可以和玻璃纤维或碳纤维结合制造增强材料。

相比主流工程塑料、特种工程塑料,PEEK性能全面,在刚性方面优于绝大多数特种工程塑料的同时,也兼具韧性,展现了全面的机械性能,此外在耐热、耐磨、耐腐蚀等方面也表现优异。因此,PEEK是公认的全球性能最好的热塑性材料之一。

PEEK作为一种高分子新材料,目前主要用于替代金属材料,在“以塑代钢”、“轻量化”的大背景下,PEEK以其优异的性能在中高端领域逐步替换金属材料的使用。

目前,PEEK性能全面优于普通金属。在满足强度要求的前提下,可以大幅度减小材料本身的自重,成为实现“轻量化”的解决方案。此外PEEK在绝缘性、耐化学性方面均优于普通金属。

如此优秀的材料性能,也让PEEK材料在航空航天领域、医疗器械领域和工业领域有大量的应用,而且也开始在新能源汽车、人形机器人其作为轻量化材料开始普及。

2、新能源车、机器人将成为主要的新增需求

据悉,聚醚醚酮(PEEK)是一种特种工程塑料,具备耐热、阻燃、耐磨、耐腐蚀等优势。与工程塑料相比,PEEK材料兼具刚性和韧性;与金属材料相比,PEEK材料比强度大,自身重量较轻。

从需求看,根据市场Emergen Research预计,全球PEEK市场容量在2019年为7.21亿美元,其中中国PEEK市场消费量目前仅次于欧洲和美国。从下游应用来看,目前由于PEEK树脂价格相对较高,其应用主要在高端领域,如交运、工业、电子等领域。

2019年,全球PEEK材料下游销售领域分别为交运(40%)、工业领域(25%)、电子信息(24%)、医疗及其他(10%)。未来增量需求或主要来自新能源汽车、机器人领域。

国金证券分析认为,PEEK材料将凭借良好的NVH性能+耐腐蚀+耐高温等性能应用于汽车领域、凭借耐燃油+高机械性能应用于3D打印领域、凭借刚性、韧性兼具+轻量化等性能应用于机器人领域。

汽车领域:PEEK在汽车行业应用的增长主要源自于汽车行业对零部件的轻量化需求。随着汽车产业轻量化及节能减排需求不断加大,PEEK材料具备良好的耐摩擦性能、力学性能以及轻量化,因此能在关键零部件方面对金属进行替换,主要可用于制造发动机内罩、轴承、离合器齿环、密封件、漆包线等。

机器人领域:机器人对于材料主要要求为轻量化、耐久性。Peek材料是热塑性材料,容易加工成各种形态的零部件,且纯PEEK树脂材料密度仅为13g/立方厘米,是一种极佳的高强度、轻量化材料,同时也具备耐腐蚀、耐磨等优异特性,因此有望应用于机器人领域。

3D打印领域:作为高性能热塑性材料,PEEK材料和碳纤维熔合后耐燃油性能优异,在240℃下依旧具备耐久性、机械可靠性,因此PEEK材料可通过和碳纤维熔合技术来应用于3D打印。

3、未来几年我国PEEK材料将供不应求

PEEK材料的主要壁垒集中于生产工艺、验证周期两方面。PEEK材料研发已久,但全球大规模生产的企业较少,且主要产能被外资企业垄断,主要系实验室合成工艺与实际工业化生产工艺差异较大,需要深厚的生产技术、经验的积累。

此外,PEEK材料工业化生产的验证周期较长。产能爬坡需要7年左右,下游客户认证开发周期需要3-5年。

因此,当前全球PEEK生产厂商呈现“一超多强”的竞争格局。全球龙头威格斯年产能7150吨,占全球份额60%;2021年销量4132.5吨,市占率为53.55%。龙二比利时索尔维现有年产能2500吨,2021年销量1425吨,市占率为18.47%。龙三德国赢创产能达1800吨,2021年销量912吨,市占率11.82%。

2016年起我国公司国产初步突破,中研股份和鹏孚隆合计市占率约11%。

据中研股份招股说明书测算,预计在2022-2027年期间我国可实现有效新增产能大约在3000吨左右。预计2027年国内实际PEEK产能约为5394吨/年,对应有效产量约2967吨。据国金证券测算,2027年我国PEEK材料市场规模有望达到167亿元以上。

根据沙利文咨询的预测,中国PEEK产品需求量在2022年至2027年期间继续以16.82%的年复合增长率增长,预计2027年需求约为5079吨,供不应求。

4、PEEK产业链国内厂商具有价格优势

PEEK属于合成树脂,产业上游原材料主要包括氟酮(最关键,直接影响PEEK产品质量)、对苯二酚、二苯砜和碳酸钠等,中游包括PEEK颗粒、PEEK粉末、PEEK增强颗粒等PEEK产品制造,下游包括新能源汽车、电子信息、能源及工业、医疗健康、航空航天等领域。

目前PEEK材料国内价格约为30-40万元/吨,国外约80-100万元/吨。PEEK材料生产成本中原材料占比75%,主要包括氟酮、对苯二酚、二苯砜、碳酸钠等,其中氟酮价格较贵,成本占比超50%。每生产1吨PEEK材料约需要0.7-0.8吨氟酮单体,氟酮价格约为10-15万元/吨。全球氟酮产能集中在我国,国内产能充足。

生产PEEK的过程中,需要用到注塑机、聚合釜、反应釜、水洗釜、离心过滤机、蒸馏机器以及热风干燥机等设备。整体生产过程中所需的设备,国内市场已经可以满足基本需要。

随着全球电子信息、汽车、航空航天等产业的快速发展,对高性能材料的需求也在不断增长。特别是在亚太地区,随着产能的转移和新兴市场的崛起,PEEK材料的需求增长速度远超其他地区。据预测,到2027年,中国PEEK市场需求将超过5000吨,市场规模将达到28.38亿元。这一趋势为PEEK材料的生产商和应用企业提供了巨大的市场机会。

文章来源: 证券之星资讯,私募排排网,交易实践者

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