12/06/2024
This is why CTE Carbon Composites is the most advanced Carbon Friction production facility in the world
*** INSIDE CTE: Part 1 - Forged Carbon Blanks (English) ***
Good Morning!
This will the first in a several part series that explores deeper into the technological superiority that CTE Carbon Composites possess over our competitors.
With the recent US$10m expansion into a new composite production facility to substantially increase our production capacity and throughput, I thought it would be an interesting idea to share some of our proprietary production techniques to those of you interested in the "engineering" aspects of carbon composite production.
In this post, I share with you our latest development: Our custom built Electrothermal Rapid Hot Furnace/Press (we now have 20 of these in our production line, albeit only 3 of them are "online" at the moment, solely used for rapid prototyping/testing of advanced friction materials).
Whilst originally developed to produce our patented CCS "Game Changer" Brake Discs, we have now matured the technology sufficiently enough to also produce our CCM Brake Discs (although, at present, CCM production will still utilise our existing production equipment whilst we are still within our capacity limits).
Traditionally, the production of a Carbon Ceramic Brake Disc is a multi-step process, with the primary steps consisting of Chemical Vapour Infiltration (CVI), Graphitization and Reactive Melt Infiltration (RMI, or Siliconization), which generally takes a minimum of several weeks just to produce a disc blank ready for final machining/processing.
Overall, you are looking at approx. 1-2 months just to produce a single brake disc. Factor in production quantity and capacity limits (the higher the quantity, the more furnaces are required, which is a very substantial financial investment), it's no wonder that most Carbon Ceramic Brake Disc manufacturers are struggling.
Infact, of the 5 main composite foundries in China (which supply around 90% of the global friction market, be it Aerospace or Automotive), all of them are struggling financially, with 2 of them about to go into administration (i.e high investment + lack of cashflow = unable to pay supplier debts). Not even the "Western" listed foundries are impervious to this, with lead times often reaching over 12 months. A quick look at their balance sheets (which are open to public scrutiny) will confirm their struggles.
As CTE Carbon Composites is a privately-held company with near-complete vertical integration (2025 will be the year we reach 100% vertical integration as we will have completed our own in-house Carbon Fibre production, instead of relying on imports from Toray Japan. Not only will this reduce costs significantly, it will also allow us to precisely control the composition, quality and, most importantly, supply of our Carbon Fibre without external factors), our balance sheets are the complete opposite.
So what's so revolutionary about our new technology?
With our new proprietary technology:
- We have reduced the 3 primary steps (CVI, Graphitization and RMI) into 1 step i.e a 3 week process is reduced to only a few days
- Graphitization requires temperatures in excess of 3000°C. With our Eletrothermal technology, we can precisely control this process, with temperature throughput currently able to achieve 1000°C/min!
- By utilising forged Carbon blanks for our discs, structural density is increased significantly
- Air pockets, porosity and internal micro-fractures are completely eliminated. With current production techniques, this is a very delicate process to achieve, with considerable "wastage"; wastage = higher end-consumer costs
To give a quick example of how state-of-the-art our technology is (Note: We will not be releasing this to market; it was simply testing a theory I had), we were able to produce a 100% Sintered-Carbon Ceramic Brake disc with a tensile strength higher than the equivalent Brembo/SGL Chopped-Carbon OE Brake Disc in only 1 day and for 10% of the cost; and that was just a one-off prototype!
As our technology matures (and updated), we envisage the costs of Carbon Composite friction materials to reduce significantly in the not-too-distant future, and CTE Carbon Composites will be the company leading the charge!
And for those wondering, no, we will not be making synthetic diamonds! Jokes aside though, there is a reason why we named our company CTE Carbon Composites instead of CTE Carbon Brakes; this offers us the opportunity to further expand into the ever-expanding Carbon Friction materials market.
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CTE内部揭秘：第一部分 - 鍛造碳毛坯 (中文/Chinese)
早上好！
這將是探討CTE碳複合材料技術優勢的多部分系列文章的第一篇。
隨著最近投資1000萬美元擴建新的複合材料生產設施以大幅提高生產能力和產量，我認為向對碳複合材料生產“工程”方面感興趣的您分享我們的一些專有生產技術會是一個有趣的想法。
在這篇文章中，我將與您分享我們的最新發展：我們自製的電熱快速熱爐（我們的生產線上現在有20台這樣的設備，雖然目前只有3台是“在線”的，僅用於先進摩擦材料的快速原型製作/測試）。
雖然最初是為了生產我們專利的CCS“Game Changer”剎車盤而開發的，但現在我們的技術已經足夠成熟，也能夠生產我們的CCM剎車盤（儘管目前CCM生產仍將使用我們現有的生產設備，因為我們還在產能限制之內）。
傳統上，生產碳陶瓷剎車盤是一個多步驟的過程，主要步驟包括化學氣相浸滲（CVI）、石墨化和反應熔融浸滲（RMI，或稱為硅化），這些步驟通常需要幾週的時間才能生產出準備進行最終機加工/處理的毛坯碟。
總的來說，生產一個剎車盤大約需要1-2個月的時間。考慮到生產數量和產能限制（數量越多，需要的爐子越多，這是一筆非常可觀的財務投資），難怪大多數碳陶瓷剎車盤製造商都在苦苦掙扎。
事實上，中國的5個主要複合材料鑄造廠（它們供應了全球摩擦市場的約90％，無論是航空航天還是汽車市場），都在財務上苦苦掙扎，其中有2個即將破產（即高投資+現金流不足=無法支付供應商債務）。即使是“西方”上市的鑄造廠也無法避免這種情況，交貨期經常超過12個月。快速查看它們的資產負債表（公開可供審查）將證實它們的困境。
由於CTE碳複合材料是一家私營公司，幾乎完全垂直整合（2025年我們將實現100％垂直整合，因為我們將完成自己的碳纖維生產，而不是依賴從日本Toray進口。這不僅將大幅降低成本，還將使我們能夠精確控制碳纖維的成分、質量，最重要的是，供應），我們的資產負債表完全相反。
那麼，我們的新技術有什麼革命性呢？
通過我們的新專有技術：
我們將3個主要步驟（CVI、石墨化和RMI）縮減為1步，即3周的過程縮短為僅幾天
石墨化需要超過3000°C的溫度。通過我們的電熱技術，我們可以精確控制這個過程，目前可以實現每分鐘1000°C的溫度通過！
通過使用鍛造碳毛坯製作碟片，結構密度顯著增加
空氣袋、孔隙和內部微裂縫完全消除。使用當前的生產技術，這是一個非常精細的過程，產生了相當大的“浪費”；浪費=更高的最終消費者成本
舉個我們技術先進程度的例子（注意：我們不會將其推向市場；這只是測試我的一個理論），我們能夠在僅1天內以10％的成本生產出抗拉強度超過相當於Brembo/SGL切碎碳OE剎車盤的100％燒結碳陶瓷剎車盤。
隨著我們的技術成熟（和升級），我們預計碳複合材料摩擦材料的成本在不久的將來將顯著降低，CTE碳複合材料將引領這一潮流！
對於那些好奇的人，不，我們不會製造合成鑽石！玩笑之餘，我們將公司命名為CTE碳複合材料而不是CTE碳剎車是有原因的；這使我們有機會進一步擴展到不斷增長的碳摩擦材料市場。
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INNENANSICHT CTE: Teil 1 - Geschmiedete Kohlenstoffrohlinge (Deutsch/German)
Guten Morgen!
Dies wird der erste Teil einer mehrteiligen Serie sein, die tiefer in die technologische Überlegenheit von CTE-Kohlenstoffverbundwerkstoffen eintaucht, die wir gegenüber unseren Wettbewerbern besitzen.
Mit der jüngsten Erweiterung um 10 Millionen US-Dollar in eine neue Verbundwerkstoff-Produktionsanlage, um unsere Produktionskapazität und Durchsatz erheblich zu steigern, dachte ich, es wäre eine interessante Idee, einige unserer proprietären Produktionstechniken mit denen zu teilen, die an den "Ingenieur"-Aspekten der Kohlenstoffverbundwerkstoffproduktion interessiert sind.
In diesem Beitrag teile ich mit Ihnen unsere neueste Entwicklung: Unser maßgeschneiderter elektrothermischer Schnellofen (wir haben jetzt 20 davon in unserer Produktionslinie, obwohl im Moment nur 3 davon "online" sind und ausschließlich für die schnelle Prototypenherstellung/Testen von fortschrittlichen Reibmaterialien verwendet werden).
Obwohl ursprünglich entwickelt, um unsere patentierten CCS "Game Changer" Bremsscheiben herzustellen, haben wir die Technologie nun ausreichend weiterentwickelt, um auch unsere CCM-Bremsscheiben zu produzieren (obwohl die CCM-Produktion derzeit noch unsere bestehenden Produktionseinrichtungen nutzt, solange wir noch innerhalb unserer Kapazitätsgrenzen sind).
Traditionell ist die Produktion einer Kohlenstoffkeramik-Bremsscheibe ein mehrstufiger Prozess, wobei die Hauptschritte chemische Dampfabscheidung (CVI), Graphitisierung und reaktive Schmelzinfusion (RMI oder Silizierung) umfassen, was in der Regel mehrere Wochen dauert, nur um einen fertigen Rohling für die Endbearbeitung/Verarbeitung zu produzieren.
Insgesamt betrachtet dauert es etwa 1-2 Monate, um eine einzelne Bremsscheibe herzustellen. Berücksichtigt man die Produktionsmenge und Kapazitätsgrenzen (je höher die Menge, desto mehr Öfen werden benötigt, was eine sehr erhebliche finanzielle Investition darstellt), ist es kein Wunder, dass die meisten Hersteller von Kohlenstoffkeramik-Bremsscheiben Schwierigkeiten haben.
Tatsächlich kämpfen die 5 Hauptkomposit-Gießereien in China (die etwa 90 % des globalen Reibungsmarktes, sei es Luft- oder Automobilmarkt, beliefern) alle finanziell, wobei 2 von ihnen kurz vor der Insolvenz stehen (d.h. hohe Investitionen + mangelnder Cashflow = Unfähigkeit, Lieferantenschulden zu bezahlen). Selbst die "westlichen" börsennotierten Gießereien sind davon nicht ausgenommen, mit Lieferzeiten, die oft über 12 Monate hinausgehen. Ein kurzer Blick auf ihre Bilanzen (die öffentlich einsehbar sind) bestätigt ihre Schwierigkeiten.
Da CTE-Kohlenstoffverbundwerkstoffe ein privat geführtes Unternehmen mit nahezu vollständiger vertikaler Integration ist (2025 werden wir 100 % vertikale Integration erreichen, da wir unsere eigene Kohlenstofffaserproduktion abschließen werden, anstatt auf Importe von Toray Japan angewiesen zu sein. Dies wird nicht nur die Kosten erheblich senken, sondern uns auch ermöglichen, die Zusammensetzung, Qualität und, was am wichtigsten ist, die Versorgung unserer Kohlenstofffaser ohne externe Faktoren präzise zu kontrollieren), sind unsere Bilanzen das komplette Gegenteil.
Was ist also revolutionär an unserer neuen Technologie?
Mit unserer neuen proprietären Technologie:
Wir haben die 3 Hauptschritte (CVI, Graphitisierung und RMI) auf einen Schritt reduziert, d.h. ein 3-wöchiger Prozess wird auf nur wenige Tage verkürzt
Die Graphitisierung erfordert Temperaturen von über 3000°C. Mit unserer Elektrothermotechnologie können wir diesen Prozess präzise steuern, wobei die Temperaturdurchdringung derzeit 1000°C/min erreicht!
Durch die Verwendung von geschmiedeten Kohlenstoffrohlingen für unsere Scheiben wird die strukturelle Dichte erheblich erhöht
Lufttaschen, Porosität und interne Mikrorisse werden vollständig eliminiert. Mit den aktuellen Produktionstechniken ist dies ein sehr heikler Prozess, bei dem erheblicher "Abfall" entsteht; Abfall = höhere Endverbraucherkosten
Um ein schnelles Beispiel zu geben, wie hochmodern unsere Technologie ist (Hinweis: Wir werden dies nicht auf den Markt bringen; es war einfach nur eine Theorie, die ich getestet habe), konnten wir eine 100 % gesinterte Kohlenstoffkeramik-Bremsscheibe mit einer höheren Zugfestigkeit als die entsprechende Brembo/SGL-geschnittene Kohlenstoff-OE-Bremsscheibe in nur einem Tag und für 10 % der Kosten produzieren.
Da unsere Technologie reift (und aktualisiert wird), erwarten wir, dass die Kosten für Kohlenstoffverbund-Reibmaterialien in naher Zukunft erheblich sinken werden, und CTE-Kohlenstoffverbundwerkstoffe wird das Unternehmen sein, das diese Entwicklung anführt!
Und für diejenigen, die sich fragen, nein, wir werden keine synthetischen Diamanten herstellen! Scherz beiseite, es gibt einen Grund, warum wir unser Unternehmen CTE Carbon Composites statt CTE Carbon Brakes genannt haben; dies bietet uns die Möglichkeit, weiter in den ständig wachsenden Markt für Kohlenstoff-Reibmaterialien zu expandieren.
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CTE内部の秘密: パート1 - 鍛造カーボン毛坯 (日本語/Japanese)
おはようございます！
これは、私たちの競合他社に対するCTEカーボン複合材料の技術的優位性を深く探る一連のシリーズの最初の記事となります。
最近、1,000万米ドルを投じて新しい複合材料生産施設を拡張し、生産能力と生産量を大幅に向上させたことで、炭素複合材料の生産における「エンジニアリング」面に興味のある方々に、いくつかの独自の生産技術を共有することが興味深いと思いました。
この記事では、私たちの最新の開発をご紹介します: 私たちがカスタム構築したエレクトロサーマルラピッドホットファーネスです（現在、私たちの生産ラインにはこの装置が20台ありますが、現時点で「オンライン」になっているのはそのうちの3台だけで、高度な摩擦材料の迅速な試作/テストのみに使用されています）。
もともとは特許取得済みのCCS「ゲームチェンジャー」ブレーキディスクを製造するために開発された技術ですが、現在ではこの技術が成熟し、CCMブレーキディスクも製造できるようになりました（ただし、現時点ではCCMの生産はまだ既存の生産設備を使用しています）。
従来、カーボンセラミックブレーキディスクの製造は多段階のプロセスであり、主なステップは化学蒸気浸透（CVI）、グラファイト化、および反応融解浸透（RMI、またはシリコン化）で、ディスク毛坯を最終加工/処理用に生産するまでに数週間を要します。
全体として、単一のブレーキディスクを生産するのに約1〜2か月かかります。生産量と生産能力の制限を考慮すると（量が多いほど多くの炉が必要であり、これは非常に多額の投資となります）、多くのカーボンセラミックブレーキディスク製造業者が苦戦しているのも不思議ではありません。
事実、中国の主要な複合材料鋳造所5社（航空宇宙や自動車市場を含む世界の摩擦市場の約90％を供給）がすべて財政的に苦戦しており、そのうち2社は倒産寸前です（つまり、高投資＋現金流不足＝供給業者への債務支払い不能）。「西側」の上場鋳造所ですら、この問題を回避することはできず、リードタイムが12か月を超えることもよくあります。彼らの公開されているバランスシートを簡単に見れば、苦境が確認できます。
CTEカーボン複合材料は完全垂直統合の私企業であるため（2025年には垂直統合が100％に達し、日本の東レからの輸入に頼ることなく、自社でカーボンファイバーを生産する予定です。これにより、コストが大幅に削減されるだけでなく、カーボンファイバーの成分、品質、供給を外部要因なしに正確に管理できるようになります）、私たちのバランスシートは全く逆の状況です。
では、私たちの新技術の何が革命的なのでしょうか？
新しい独自技術により：
3つの主要なステップ（CVI、グラファイト化、およびRMI）を1ステップに縮小しました。つまり、3週間のプロセスがわずか数日に短縮されます
グラファイト化には3000°C以上の温度が必要です。私たちのエレクトロサーマル技術を使用することで、このプロセスを正確に制御でき、現在は1000°C/分の温度を実現しています！
ディスクに鍛造カーボン毛坯を使用することで、構造密度が大幅に向上します
空気ポケット、孔隙、および内部の微細な亀裂が完全に排除されます。現在の生産技術では、これは非常にデリケートなプロセスであり、かなりの「廃棄物」が発生します。廃棄物＝最終消費者コストの増加
私たちの技術がどれほど最先端であるかの一例として（注：市場にリリースする予定はありませんでしたが、これは私が持っていた理論をテストしただけです）、Brembo/SGLの切り刻みカーボンOEブレーキディスクの同等品よりも高い引張強度を持つ100％焼結カーボンセラミックブレーキディスクを、わずか1日で10％のコストで生産できました。
私たちの技術が成熟し（および更新されると）、近い将来、カーボン複合摩擦材料のコストが大幅に削減されると予想しており、CTEカーボン複合材料がそのリーダーとなるでしょう！
そして、興味を持っている方には、いいえ、合成ダイヤモンドは作りません！ 冗談はさておき、私たちが会社名をCTEカーボンブレーキではなくCTEカーボン複合材料とした理由はそこにあります。これにより、絶えず拡大するカーボン摩擦材料市場にさらに進出する機会を提供します。
