Η ιστορία της εφεύρεσης της χάρτινης κηρήθρας μπορεί να ανιχνευθεί στην αρχαία Κίνα, όπου εικάζεται ότι οι Κινέζοι κατασκεύασαν χάρτινες δομές κηρήθρας για διακόσμηση πριν από περίπου 2.000 χρόνια, αλλά σχετικά αρχεία δεν έχουν επιβεβαιωθεί ακόμα.
Η έμπνευση για κυψελοειδή δομές προέρχεται από τη φύση. Ήδη από τον τέταρτο αιώνα, ο Έλληνας μαθηματικός Πέπος επεσήμανε ότι οι εξαγωνικές κηρήθρες είναι η πιο αποτελεσματική μορφή δόμησης στη φύση, η οποία μπορεί να επιτύχει τη μέγιστη αντοχή με ελάχιστα υλικά, παρέχοντας μια θεωρητική βάση για τον επόμενο σχεδιασμό υλικών.
Η εφεύρεση της χάρτινης κηρήθρας μπορεί να εντοπιστεί στα τέλη του 19ου αιώνα και στις αρχές του 20ου αιώνα, με βάση τη μίμηση φυσικών δομών κυψέλης μελισσών.
Το 1878, μια κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας διαδικασία σχηματισμού κηρήθρας χρησιμοποιώντας ένα μείγμα κόλλας χαρτοπολτού χρησιμοποιήθηκε για μελισσοκομικούς σκοπούς. Το 1901, ο Γερμανός εφευρέτης Hans Heilbrun εφηύρε τη χάρτινη δομή κηρήθρας στο Halle/Saale της Γερμανίας, που αρχικά εφαρμόστηκε στον διακοσμητικό τομέα και ανέπτυξε τις τρεις βασικές τεχνολογίες (διαστολή, αυλάκωση και χύτευση) που εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σήμερα.
Η βιομηχανική εφαρμογή του σύγχρονου κυψελοειδούς πάνελ ως δομικού υλικού σάντουιτς ξεκίνησε το 20ουαιώνας.
1. Στάδιο τεχνολογικής προέλευσης (αρχές 20ου αιώνα)
Τα κυψελωτά πάνελ προήλθαν από τις ελαφριές απαιτήσεις της αεροδιαστημικής βιομηχανίας. Αρχικά κατασκευάζονταν από φύλλο αλουμινίου, η διαδικασία ήταν ανώριμη και δαπανηρή, καθιστώντας δύσκολη-την εφαρμογή σε μεγάλη κλίμακα.
2. Φάση Τεχνολογικής Ωριμότητας (δεκαετία 1950)
Με την αύξηση της ζήτησης στον τομέα των αερομεταφορών, η παραγωγική διαδικασία βελτιώθηκε σταδιακά και το κόστος άρχισε να μειώνεται. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, τα κυψελωτά πάνελ χρησιμοποιήθηκαν κυρίως στην κατασκευή αεροσκαφών, πυραύλων και άλλων αεροδιαστημικών οχημάτων, λύνοντας το πρόβλημα του βάρους του οχήματος μεταφοράς.
3. Φάση επέκτασης εφαρμογής (δεκαετία 1980 έως σήμερα)
Η βιομηχανία κυψελοειδών πάνελ στις αναπτυσσόμενες χώρες ξεκίνησε τη δεκαετία του 1980 και σταδιακά επεκτάθηκε από τον τομέα των αερομεταφορών σε πολλούς τομείς όπως οι κατασκευές και οι μεταφορές καθώς η εκβιομηχάνιση επιταχύνθηκε. Μετά την είσοδο στον 21ο αιώνα, η παραγωγική ικανότητα και η παραγωγή αυξήθηκαν σημαντικά ανάλογα με τις απαιτήσεις. Χρησιμοποιείται ευρέως σε συσκευασίες, κατασκευές, στρατιωτικά, αεροπορικά αεροσκάφη (πόρτα, διάφραγμα, ουρά, δάπεδο, κάλυμμα ραντάρ, σχάρα αποσκευών, οροφή, κ.λπ.), σιδηροδρομική μεταφορά (πλευρικά πάνελ αυτοκινήτου, πάνελ οροφής, καθίσματα, χωρίσματα, σχάρες αποσκευών, πάνελ ηλιοροφής, κ.
Ως κορυφαία εταιρεία Ε&Α και παραγωγής κηρηθρών, η CMAG παρατηρεί ότι η βιομηχανία κηρηθρών θα αναπτύξει σύμφωνα με τις ακολουθούμενες τάσεις:
- Βελτιωμένη χρήση σύνθετων υλικών: Η τεχνολογία συνεχούς ενίσχυσης ινών αυξάνει την ειδική αντοχή των δομών κατά 3-5 φορές σε σύγκριση με τα παραδοσιακά κράματα και η εφαρμογή υλικών υψηλής απόδοσης όπως ίνες αραμιδίου, ίνες άνθρακα και ίνες γυαλιού θα επεκταθεί περαιτέρω.
2. Συνεχίζει τη βελτίωση της παραγωγικής διαδικασίας
- Η διαδικασία συνεχούς θερμής συμπίεσης μειώνει τον κύκλο παραγωγής κατά 30% και το ποσοστό διείσδυσης του έξυπνου εξοπλισμού κατασκευής αυξήθηκε από 37% το 2022 σε 62% το 2025.
- Η ψηφιακή παραγωγή επιτρέπει τον έξυπνο έλεγχο ολόκληρης της διαδικασίας και ο αυτοματοποιημένος εξοπλισμός βελτιώνει τη συνέπεια των προϊόντων και τη σταθερότητα της ποιότητας.
3. Συνεχής Επέκταση Πεδίων Εφαρμογών
- Η ζήτηση στον τομέα των νέων ενεργειακών οχημάτων αυξάνεται με ταχείς ρυθμούς, με τη χρήση κυψελοειδών πλαισίων σε πακέτα μπαταριών ισχύος και προστασίας καλωδίων να αυξάνεται κατά 45%-σε-έτος το 2025.
- 5Η κατασκευή σταθμών βάσης G, η αεροδιαστημική, η ναυτική μηχανική και άλλα πεδία υψηλών-τερμάτων θα γίνουν σημαντικά σημεία ανάπτυξης.
- Αναδυόμενα πεδία με μεγάλη ζήτηση για μείωση βάρους, όπως εμπορικοί δορυφόροι επικοινωνίας, διαστημική βάση επικοινωνιών-σταθμός, διαστημική παραγωγή ηλιακής ενέργειας, έξυπνα ρομπότ κ.λπ.
4. Προσανατολισμός της αειφορίας-
- Το ποσοστό των ανακυκλώσιμων υλικών έχει αυξηθεί σημαντικά, με το μερίδιο του ανακυκλώσιμου υλικού στην κατασκευή κυψελοειδών πάνελ να αυξάνεται από 15% το 2022 σε 28% το 2025.
- Η εφαρμογή φιλικών προς το περιβάλλον πλαισίων κηρήθρας πολυπροπυλενίου στη βιομηχανία συσκευασίας επεκτείνεται και το ποσοστό των αποικοδομήσιμων υλικών αυξάνεται συνεχώς.
Οι δημόσιες πληροφορίες δείχνουν ότι το μέγεθος της παγκόσμιας αγοράς των πλαισίων κηρήθρας αναμένεται να ξεπεράσει τα 28 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2030, με το μερίδιο αγοράς της Κίνας να αντιστοιχεί στο 31,2% της παγκόσμιας αγοράς. Η τεχνολογική καινοτομία και ο πράσινος μετασχηματισμός θα γίνουν οι βασικές κινητήριες δυνάμεις για την ανάπτυξη της βιομηχανίας.