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材料创新如何改善可持续性并实现高性能？这项数据驱动的行业研究基于我们对 1100 多家初创公司的分析，重点关注复合材料行业的十大趋势。这些趋势包括轻量化、纳米复合材料、生物材料等。
复合材料已成为工业领域不可或缺的一部分，兼具强度、轻质和多功能性。然而，在开发和利用满足特定行业要求（如增强性能、耐用性和成本效益）的复合材料方面存在挑战。解决这些问题的创新包括机器人纤维铺放和树脂传递模塑等先进制造技术、新型材料配方等。这项行业研究基于我们对 1100 多家公司的分析，重点关注复合材料的十大趋势。这些趋势促进了复合材料在各个行业的可持续性和快速采用。
为了深入研究顶级复合材料趋势和初创企业，我们分析了 1146 家全球初创企业和扩张企业样本。这项数据驱动的研究提供了创新情报，通过让您了解材料行业的新兴技术，帮助您改进战略决策。在复合材料创新地图中，您可以全面了解影响您公司的创新趋势和初创企业。
基于复合材料创新地图，下方的树形图展示了 2024 年复合材料行业十大趋势的影响。高性能树脂和粘合剂具有出色的粘合性能，可增强复合结构的强度和耐久性。同时，碳纤维基材料具有高强度重量比。先进的聚合物复合材料可改善机械性能和设计灵活性，同时实现轻量化，重点是减轻重量同时保持机械性能。此外，纳米复合材料通过智能金属复合材料在分子水平上增强了材料性能。增材制造能够生产具有精确几何形状的复杂复合部件，而循环材料则促进了复合材料的回收和再利用。这减少了浪费和对环境的影响。使用天然来源的生物材料进一步促进了可持续和生物相容性的复合材料。最后，智能设计和制造利用数据分析和自动化来优化产品开发和生产。
下面的全球初创企业热图重点介绍了我们为这项研究分析的 1146 家典型初创企业和扩张企业在全球的分布情况。热图通过 StartUs Insights Discovery 平台创建，显示西欧的初创企业活动活跃，其次是美国和印度。下面，您将了解这 1146 家有前途的初创企业和扩张企业中的 20 家以及它们开发的解决方案。这些复合材料初创企业是根据成立年份、地点、筹集的资金等标准精心挑选出来的。根据您的具体需求，您的首选可能会完全不同。
高性能应用材料的一个重大风险是复合层的分层和降解。当层间粘合变弱并损害结构完整性时，就会发生这种情况。高性能树脂和粘合剂的创新通过在复合层之间提供更强的界面粘合力来防止此问题。它还将增韧剂加入到材料和表面中，以提高整体韧性并降低突然失效的风险。复合材料的另一个问题是它们易受环境因素（例如水分、热量和化学物质）的影响，这会随着时间的推移降低其机械性能。使用高性能树脂和粘合剂可以使材料和表面抵抗这些因素，并提高复合材料的耐用性和使用寿命。
奥地利初创公司SpeedPox专门研究超快速固化系统，以生产高性能、快速且方便的环氧复合材料。这家初创公司的硬化剂系统可使复合材料在几秒钟内以 120 摄氏度快速固化，无需后固化。这些环氧复合材料的保质期和工作寿命超过六个月，适合长期储存。此外，这些复合材料无毒、耐用性高，生产速度更快。SpeedPox 的环氧树脂具有无限的使用寿命，无需按需混合和固化。这提高了电子、医疗技术等应用领域的生产力和效率。
美国初创公司Trimer Technologies提供热固性树脂，可大批量生产具有新颖性能的复合材料。这家初创公司的树脂系列包括用于快速固化的RAPID 、防火和自熄的PARX和用于快速灌注的N-FUZE 。其N-SL8支持高玻璃化转变温度和低热导率，ARC系列具有高电阻，PULL系列确保平稳连续的拉挤生产。固化率和凝胶时间也是可调的，以提供较长的工作寿命，然后快速固化且放热低，使循环时间在 60 秒以下。除此之外，这家初创公司的树脂还支持树脂传递模塑 (RTM) 制造复合材料，适用于需要极端 FST 性能的应用。
传统材料可能无法实现结构性能的最佳平衡，无法满足高性能应用的要求。因此，碳纤维基材料提供了一种具有出色强度重量比的替代材料，可实现更轻、更耐用的结构。它们还表现出出色的抗冲击性，并降低了隐藏损坏的风险，从而提高了复合材料的整体韧性。此外，复合材料的导热性通常较差，这限制了它们在高温环境中的应用。然而，碳纤维基材料具有优异的导热性能，散热效率高，非常适合要求严格的热应用。因此，碳纤维基材料在汽车、赛车运动和航空航天等行业中得到广泛应用。
荷兰初创公司Eddytec开发了一种用于检测碳纤维复合材料缺陷的传感技术。其传感技术利用涡流来识别碳纤维复合材料中的各种缺陷，这是影响其性能、耐用性和可持续性的关键因素。这种自动化方法减少了复合材料制造过程中的浪费，并减少了航空航天等行业的维护时间。Eddytec 的解决方案对高性能资产、设备和车辆的制造和维护产生了积极影响。这可以提高材料质量并延长产品寿命。
波兰初创公司Faradaynamics专门生产基于碳纤维和凯夫拉纤维的特殊用途抗电磁辐射复合材料。其复合材料由碳纤维、凯夫拉纤维或玻璃纤维与树脂和特殊金属纤维结合而成，可提供高强度。此外，其复合结构在物体周围形成类似法拉第笼的外壳。Faradaynamics 的材料可定制以满足严格的材料要求，并支持复杂的形状和设计。这家初创公司的复合材料可用于监控电子设备、军用电子设备、航空仪器、工业传感器和医疗设备防护罩。
机械性能高的材料重量过重，限制了它们在汽车和航空航天等行业的应用。为了克服这个问题，材料生产商正在开发碳纤维增强聚合物 (CFRP) 和泡沫芯复合材料等创新复合材料。制造商将这些材料整合到设计和制造过程中。这可以显著减轻部件的重量，而不会损害其结构完整性或性能。这带来了许多好处，包括运输中的更高燃油效率、航空航天应用中的有效载荷能力以及各个行业的能源效率。
印度初创公司Datum制造先进的纤维增强聚合物 (FRP) 复合材料系统、子系统和离散组件。它采用各种复合材料成型工艺，例如湿法/手工铺层、真空袋成型、树脂灌注和树脂传递成型等。Datum 的产品范围涵盖复合材料部件的加工、表面处理、复合材料检测和无损检测。这家初创公司还使用传统、自动化和增材制造工艺来涵盖复合材料产品生命周期的所有方面，从产品设计和工艺开发到测试、认证和批量生产。此外，Datum 还提供纳米复合材料加工，将石墨烯和碳纳米管等纳米添加剂加入传统 FRP 复合材料中，用于高性能应用。
匈牙利初创公司Kling Technologies专门从事复合材料轮辋的设计和生产。这家初创公司的多功能设计程序适用于多种材料，如纤维增强复合材料、塑料和金属复合材料。它还支持组件的快速原型设计，同时集成天然材料。此外，这家初创公司从构思到抛光轻质复合材料产品的完成，协调了端到端的生产过程。此外，其整个技术流程高度精确且灵活，可满足汽车运动等高性能行业的需求。
实现增强纤维和聚合物基质之间的有效粘合对于复合材料非常重要，因为粘合不当会损害整体强度和耐久性。聚合物复合材料的创新通过结合具有增强粘合特性的聚合物基质来解决这一问题。这确保了纤维和基质之间的牢固界面。增强的粘合性还意味着更好的抗拉强度和抗冲击性。此外，初创公司正在加入疏水性聚合物或修改聚合物基质以降低吸湿性并防止材料降解。这些进步有助于提高复合材料的整体耐久性和长期性能，使其更加可靠。
瑞典初创公司CelluXtreme开发了从纤维素纺出坚固、连续纤维的技术。生物基连续纤维可单独使用或与聚合物基质结合使用以形成复合材料。CelluXtreme 的微流体聚焦技术将连续凝胶线纺成纳米纤维素分散液，然后干燥成纤维。这种水基技术可以改变纤维表面和体积，以提供额外的功能，例如导电性或生物活性。因此，CelluXtreme 可提供高性能材料，对环境的影响最小，同时确保可生物降解性和可回收性。
德国初创公司Herone生产轻质高性能热塑性复合材料。该公司将热塑性复合材料的卓越材料和加工性能与整体设计相结合。这简化了零件设计，并集成了同一材料的功能。Herone 的技术利用自动化纺织预成型和高效的压模，可在几分钟内生产出热塑性复合材料零件。此外，Herone 的热塑性复合材料具有抗损伤、耐化学腐蚀、可回收和加工节能等特点。
新兴公司正在开发将高强度天然纤维或颗粒与轻质基质相结合的生物材料复合材料。这些生物材料复合材料具有出色的强度重量比。它们还具有很强的耐腐蚀、抗紫外线和耐磨性。此外，基于生物材料的阻燃添加剂和热稳定基质提高了复合材料在高温应用中的安全性和性能。与传统复合材料相比，基于生物材料的复合材料具有多种优势，包括可持续性、轻质强度以及增强的健康和安全效益。
法国初创公司PDA Ecolab开发用于复合增强织物和纺织品的高性能生物基粗纱和长丝。其产品BIO|Power和COR|Power具有很高的性价比，适用于天然和碳纤维复合材料应用。PDA Ecolab 的BIO|Power粗纱具有高水平的弯曲性能，而COR|Power长丝可增强织物的振动和冲击性能。PDA Ecolab 的材料通过提供可持续材料而不牺牲性能来应对气候变化并保护自然生态系统。
智利初创公司Strong by Form将木材的可持续性与先进复合材料的性能相结合，创造出高性能生物复合材料。其Woodflow技术利用数字设计、结构优化和数字制造来模仿树木结构的自然智能。该技术允许在轻型高性能应用中使用木质复合材料，生产应力定制的结构部件。这家初创公司的设计到制造计算平台进一步实现了从设计到制造的全自动化流程。它以最少的材料利用率实现了最大性能。该平台还利用增材制造将木质复合材料置于正确的密度、纤维方向和厚度中，以满足组件要求。Strong by Form 的技术减少了浪费，还可以创建复杂的几何形状并将多种功能融合到一个部件中，从而减少了装配时间和故障几率。
热稳定性和尺寸稳定性限制了复合材料在高温应用中的性能。纳米复合材料通过将纳米颗粒或纳米填料掺入材料基质中来克服这一问题，以提高整体耐久性和抗热降解性。此外，纳米复合材料还提高了电导率，使其适用于电子和储能应用。纳米复合材料的其他创新包括自修复能力，当发生损坏时，纳米颗粒或纳米胶囊会释放修复剂。这可以实现复合材料结构的自主修复。此外，纳米复合材料还提高了模量、弯曲强度、热变形温度和阻隔性能。
TS-Nano是一家澳大利亚初创公司，生产聚合物纳米复合密封剂。这家初创公司的密封剂是一种纳米基溶液，可以渗透、流动和密封非常薄的微裂纹，并且具有广泛的功能温度范围。此外，其高柔韧性和强度使其能够承受高压和高温循环，非常适合泄漏井眼和洞穴中的井下条件。这家初创公司的密封解决方案解决了特定地点的复杂现场问题，并且经过专门设计以减少甲烷和二氧化碳排放。
Li-S Energy是一家澳大利亚初创公司，生产的锂硫电池比锂离子电池更轻、更清洁、能量密度更高。其专利技术将氮化硼纳米管 (BNNT) 等纳米材料和纳米复合材料锂纳米网嵌入电池中，以提高电池的强度、使用寿命和性能。除了锂硫技术外，Li-S Energy 还使用相同的锂纳米网增强锂金属电池。它可适应电动汽车、踏板车和无人机等应用的更高功率消耗。Li-S Energy 的电池材料可实现汽车和航空等行业的脱碳，而重量和能量密度在这些行业中起着至关重要的作用。
智能金属复合材料是一种突破性的材料，它将形状记忆合金或形状记忆聚合物与金属基体结合在一起。这些复合材料会根据温度或压力等外部触发因素改变其形状或特性。通过进行可逆变形，它们可以根据需要进行调整。这一独特特性为专业行业开辟了一系列应用。在航空航天领域，智能金属复合材料可用于航天器部件，包括自修复天线。在智能结构领域，这些复合材料有助于实时改变形状和行为，优化空气动力学并减少振动。
意大利初创公司K3RX为车辆制造耐热耐磨的材料。该公司的产品包括由碳纤维增强超高温陶瓷基复合材料 (UHTCMC) 制成的瓷砖、火箭喷嘴和机械连接器。它结合了超高温陶瓷 (UHTC) 的耐腐蚀和烧蚀性以及陶瓷基复合材料 (CMC) 的韧性、抗热冲击性和损伤容限性。该公司为航天和运输行业提供应用组件，用高耐久性复合材料取代现有产品。
Armory Technologies是一家总部位于美国的初创公司，它将传统的 2D 材料转化为 3D 折纸复合材料，重塑了材料性能。这家初创公司的专有几何图案融合了金属、聚合物和复合材料等常见材料，创造了折纸复合材料。这些复合材料的特点源于其几何结构，使其轻便、坚固、绝缘、吸收冲击、耐用且灵活。Armory Technologies 的产品（例如用于半挂车和箱式货车的ArmorONE面板）具有出色的剪切强度和刚度重量比。此外，这家初创公司的复合材料可集成到现有产品和生产线中，并使用可回收材料来促进可持续发展。
使用传统方法制造复杂的复合结构非常困难且耗时。3D 打印通过精确的逐层沉积复合材料克服了这一问题，从而可以创建复杂的定制结构。该技术可以制造内部特征和分级材料成分，而这些特征和成分很难或不可能通过传统的减材制造实现。复合材料增材制造技术的进步包括使用新型原料，如连续纤维、纳米颗粒或功能填料。这增强了印刷复合材料的机械、热和电性能。此外，多材料和多工艺印刷能力的发展扩大了复合材料的设计可能性和性能。
Curable Composites是一家总部位于美国的初创公司，专门通过热固性 3D 打印制造工具和复杂部件。这家初创公司的 6 轴机器人使用即时固化工艺打印复杂、高性能的部件和工具。Curable 的技术可实现即时 3D 打印，无需等待传统制造中昂贵的高压釜和工具。这家初创公司的复合材料重量轻且具有高热稳定性，非常适合结构应用。此外，碳纤维复合材料的强度重量比和刚度高于钢。这使得能够打印速度更快、强度更高、重量更轻、气孔最少且纤维含量高的复合材料。
SphereCube是一家意大利初创公司，提供用于加工连续增强高性能纤维复合材料的 3D 打印技术。其无模 3D 打印技术可以轻松高效地制造复杂且高性能的部件。此外，其专利的热激光固化技术是一种全自动生产工艺，可制造出不受几何限制的高性能产品。这家初创公司的纤维基复合材料增材制造技术可应用于汽车和航空航天等行业。
复合材料的可回收性和报废管理有限，导致环境浪费和可持续性问题。此外，复合材料通常注重性能特征，因此比传统替代品更难回收。循环材料旨在通过将回收和可重复使用原则融入材料设计和生产中来解决这一问题。可拆卸结构的可回收复合材料可以在产品生命周期结束时有效分离和回收组成材料。此外，化学回收或热解可将复合材料分解成其组成成分，以便进一步重复使用或重新利用。循环复合材料解决了报废材料废弃物的挑战，向更可持续的经济转型。
Deakin Bio-hybrid Materials是一家总部位于英国的初创公司，生产传统瓷砖的可持续替代品。这家初创公司的BioSintering和BioGlazing技术消除了烧制和上釉的需要，减少了最终瓷砖的碳足迹。这家初创公司的产品Fabalith和Cyalith由捕获的碳酸盐矿物形式的二氧化碳和鹰嘴豆汤和藻类废弃物的粘合剂制成。此外，由此产生的生物复合材料的抗压强度超过高强度混凝土。这家初创公司通过绿色、可持续和可扩展的流程提供先进材料。
Continuum是一家丹麦初创公司，通过材料转化和二氧化碳减排消除工业复合废料。其循环技术可将报废风力叶片、复合材料和复合制造废料可持续地转化为有价值的最终产品。此外，这些产品可以不断回收利用。Continuum 的技术提供先进的工业级机械风力叶片和复合材料转化，以协助清洁能源行业进一步可持续发展。
目前缺乏用于优化复合材料结构的有效设计工具和流程。因此，各公司正在开发智能设计和制造解决方案，利用有限元分析 (FEA) 和机器学习算法等先进计算工具。这可以优化复合材料设计并定制材料特性。这些技术可以开发考虑负载分布、应力集中和材料相互作用等因素的智能设计算法。因此，此类工具可以提高复合材料的性能和耐用性。其他创新包括生成设计技术，该技术可以探索广阔的设计空间以发现最佳的复合材料配置和拓扑，以及虚拟原型设计和基于模拟的测试。
德国初创公司Simutence专门从事塑料、纤维增强复合材料和混合材料的制造工艺和部件的虚拟设计。它使用虚拟流程链将产品设计、制造验证和工程连接起来。这家初创公司还生成制造流程的数字孪生以及先进的工程和仿真方法。这减少了在演示制造和试点方面的实际工作量。此外，其产品SimuDrape具有复合材料成型模拟和全自动模型设置功能，用于织物、层压板和预浸料的冲压和膜成型工艺。
PaperShell是一家瑞典初创公司，生产环保组件，这些组件像塑料一样耐候，像纤维复合材料一样坚固。PaperShell 的组件通过压模或充气囊式成型制成，为室内和室外产品创建坚硬且承重的 3D 表面。此外，PaperShell 的材料是一种天然纤维复合材料，具有疏水性，并且防紫外线、耐候和耐热性。它在各种应用中取代了木材、塑料、纤维复合材料，在某些情况下还取代了金属板。此外，这家初创公司基于工业 4.0 的方法使其木质复合材料的生产高度自动化和灵活。
先进的制造技术（例如增材制造和自动纤维铺放）可以精确高效地生产复杂的复合结构。虽然纳米技术能够开发具有增强机械性能的复合材料，但计算机辅助设计和模拟工具可以优化复合材料的性能。这些创新扩大了航空航天、汽车、建筑和可再生能源等不同行业的应用。本报告中概述的复合材料行业趋势和初创企业只是我们在数据驱动的创新和初创企业搜索过程中发现的趋势的表面。确定新的机会和新兴技术以实施到您的业务中对于获得竞争优势大有裨益。
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