拉擠成型是復合材料行業(yè)最有前途的部分之一。市場研究公司Markets and Markets的一份報告顯示，拉擠成型終端市場到2020年將達到20億美元，復合年增長率為4.8%。以下三個市場應用，突出了拉擠產品的獨特功能和優(yōu)勢。

市場細分之一  風能

十多年來，風能一直是Zoltek公司工業(yè)碳纖維應用的最大市場。東麗集團（Toray Group）全資子公司Zoltek負責銷售和營銷的執(zhí)行副總裁大衛(wèi)?珀塞爾（David Purcell）表示：“大多數碳纖維制品都與航空航天和高端體育產品有關，這些領域往往對價格不那么敏感。而Zoltek從成本加成的角度出發(fā)，選擇從另一端進入市場。獲得進入航天項目的資格并不是我們的首要目標。相反，我們試圖與玻璃纖維、鋁、鋼和其他基礎建筑材料競爭。”

當Zoltek在21世紀初開始為風能市場銷售碳纖維時，大多數風力葉片都是由玻璃纖維預浸料和織物組合而成。

“碳纖維織物可能會帶來操作上的挑戰(zhàn)并且有可能起皺，而且它們必須經過灌注過程。預浸料可能也有相同的問題，并且它們對制造環(huán)境敏感。粘性程度隨著設施的濕度或溫度而變化。由于大多數風力葉片制造設施都沒有受到氣候的嚴格控制，因此他們正在尋找更堅固的設備?！?span style="font-family:Calibri;">Purcell說。

拉擠CFRP這種加式方式提供了解決方案。大約六年前，拉擠CFRP梁帽和風葉進入市場。Zoltek的拉擠型材是預固化的厚層碳纖維層壓板，適用于結構加固應用。

“拉擠成型工藝在最終的復合材料中鎖定了更好的纖維排列，這減輕了許多與織物和預浸料相關的加工問題?！?span style="font-family:Calibri;">Purcell說。

Zoltek的拉擠型材有多種標準形式，包括平板和圓條狀。該型材采用ZOLTEK PX35連續(xù)絲束碳纖維，由基于紡織品的前體制成，并采用專有工藝制造。50K纖維的拉伸強度為4,137MPa（兆帕斯卡），拉伸模量為242GPa（千兆帕斯卡）。

拉擠型材的一個最大的好處是易于存儲和處理。“你可以將它存放在帳篷外，因為它是一種完全固化的復合材料。你還可以將它切割并研磨——無論你需要做什么，處理都非常簡單?！崩瓟D成型還可以縮短周期時間，特別是在梁帽制造方面。

“人們普遍認識到拉擠成型是連續(xù)生產復合材料的極低的成本方式，產生的廢料非常少，可以全天候運行。對于尋找特定價格點的終端用戶來說，這是非常有吸引力的?！?span style="font-family:Calibri;">Purcell說。除了風能之外，Zoltek還看到了汽車行業(yè)保險杠橫梁、車頂支撐結構、車門防盜梁等對拉擠成型產品的興趣。

這些應用比標準單向拉擠型材更復雜，但Zoltek自有解決的辦法，他表示：“當我們向前進一步整合我們更基本的拉擠型材時，我們也認識到我們不可能成為所有領域的專家。當最終用戶需要更復雜的形狀時，我們會與拉擠成型合作伙伴緊密合作。這就是他們增加價值的地方?！?/span>

市場細分之二  基礎設施

Creative Pultrusions 公司自1973年以來一直生產玻璃鋼拉擠（FRP）制品。其利基市場之一是濱水應用，包括基礎樁、艙壁和護舷系統(tǒng)。該公司提供管樁、板樁及一些復合材料配件。

“木材一直是建筑的主要材料，但木材也有問題，因為它會向環(huán)境中滲透化學物質，而且使用不會持續(xù)很長時間。”Creative pultr的營銷和產品開發(fā)總監(jiān)達斯汀?特魯曼（Dustin Troutman）表示?；炷梁弯摬膫鹘y(tǒng)上也被用于濱水應用，但它們在鹽水中會腐蝕。

有許多原因讓復合材料成為的理想選擇：它們堅固、耐腐蝕。而且它們在海濱應用方面還具有另一個優(yōu)勢。

“復合材料是護舷系統(tǒng)的理想選擇，因為他們有能力吸收很大的動能。因此，我們利用人們所認為的缺點——缺乏剛度——將其與復合材料的高強度結合起來，作為一種吸收能量的構件。”Troutman說。

從高端住宅到大型商業(yè)項目和軍事設施，Creative pultr的產品無所不包。2016年，該公司為位于圣地亞哥美國海軍基地洛馬的新國防燃料支援站（DFSP）提供了132根管樁。88英尺長的SUPERPILES采用聚氨酯樹脂制成，并采用電氣級E玻璃和E-CR玻璃加固。直徑為16英寸的管道厚度為1/2英寸，在打入圣地亞哥灣之前，在碼頭填充了6000 P.S.I.膨脹混凝土。

可膨脹混凝土在樁和混凝土之間創(chuàng)造了“復合作用”——使它們成為一個樁結構單元，Troutman說：“承包商使用了一種特別制定的混凝土配方，以滿足粘合規(guī)范和創(chuàng)造復合出材料。”在安裝之前，西維吉尼亞大學建造的設施中心通過測試填入特殊混凝土的樣本來驗證混凝土的粘結強度。

細分市場之三 公用事業(yè)

2013年，龍卷風肆虐俄克拉荷馬城時，鋼鐵傳輸塔在時速210英里的大風下扭曲，向地面傾斜，兩塔之間的鋁導體電纜被扯斷。但有一個部件完好無損——拉擠復合芯。

“有了復合材料，電塔和輸電線路將更加堅固?！睆秃喜牧现С峙c解決方案公司（CSSI）的所有者Clement Hiel博士說：“薄型鋼在龍卷風中會彎曲；適當設計的復合材料型鋼不會有這個問題?！?/span>

Hiel博士于2001年創(chuàng)立了CSSI公司，旨在擴展復合材料技術的知識基礎并開發(fā)創(chuàng)新產品。其中一種產品是用于傳輸線的鋁導體復合芯（ACCC）電纜。傳統(tǒng)上，公用事業(yè)依賴于鋁導體鋼筋（ACSR）電纜。ACCC采用CFRP棒，周圍環(huán)繞著薄薄的GFRP絕緣層，可防止電偶腐蝕。它們通過拉擠成型同時制造。

采用復合材料而不是高強度鋼作為鋁傳輸電纜的芯材有很多好處。一個主要的優(yōu)勢與線路損耗有關。電力通過一個由塔和輸電線路組成的巨大互聯(lián)網絡從發(fā)電廠輸送給消費者。據《科學美國人》雜志報道，美國電網包括20萬英里的高壓輸電線路和550萬英里的地方配電線路。Hiel說，長距離傳輸會造成6%到24%的電力損失。

“過去，電網運營商和監(jiān)管機構認為線路損失是一個棘手的問題，但這似乎就是生活的一部分。他們也并不太擔心這個問題，因為成本會轉嫁給消費者?，F(xiàn)在，時代已經改變了，因為我們一直在向一個對環(huán)境敏感、低碳的世界邁進，長期建立的商業(yè)模式和實踐不再起主導作用?！彼硎荆捎美瓟D復合芯的鋁導體可以將線路損耗降低25%到40%。

 ACCC也比ACSR強。玻璃纖維與碳纖維復合芯材的抗拉強度為2.2 GPa，高強度鋼芯材的抗拉強度為1.9 GPa。此外，ACCC比傳統(tǒng)絞合鋼芯輕70%，結構緊湊。Hiel表示，這使得復合材料核心周圍增加了緊湊的梯形鋁絞線，使鋁的摻入量增加了28%。他說：“當你在導體中加入更多的鋁，你就增加了它的能量傳輸能力——這就是工業(yè)界所說的載流量?！?/span>

ACCC的另一個優(yōu)點涉及到下垂問題。鋁導體受熱時會膨脹，導致塔之間松弛?！皩嶋H上，碳纖維的熱膨脹系數為零，這使得它遠優(yōu)于鋼強度構件?！?/span>Hiel說，“結果是，電纜實際上不會下垂?！边@反過來意味著，在新的建筑和重建中，塔可以被放置在更遠的地方。對于線路翻新（稱為再管道化），由于低熱下垂特性，公用事業(yè)公司可以利用現(xiàn)有的基礎設施和ACCC使其容量翻倍。

CTC Global生產的拉擠復合芯材的專利，Hiel獲得長達十年之久。他們已經在全球安裝了超過4萬英里的ACCC。

Hiel認為，像這樣的應用程序——以及基礎設施中的其他組合——的潛力是無限的。“美國是建立在鋼鐵、鋁和混凝土的基礎上的。它需要在復合材料的基礎上重建?！彼f。