A gépjárműiparban a szénszálak nagy hírnek számítanak. A költségekkel kapcsolatos morgolódások ellenére a legtöbb autógyártó OEM legalábbis magánjellegű K+F&fejlesztési erőfeszítéseket tesz a szénszál-erősítésű polimerek (CFRP) – a könnyűszerkezetes személygépkocsik és könnyű teherautók gyártásának kulcsfontosságú eszköze – aktív keresése érdekében, mivel igyekeznek megfelelni a közelgő CO2-kibocsátási és üzemanyag-gazdaságossági előírásoknak. Az európai autógyártók járnak az élen. Néhányan már piacra dobtak jelentős CFRP-tartalommal rendelkező haszongépjárműveket, ami nagy feltűnést keltett mind a szaksajtóban, mind a közmédiában.
Egy kényelmetlen igazság
Az Európai Unió (EU) elhasználódott járművekről szóló irányelvének (ELV) való megfelelés költségei és eszközei a közelmúltig nagyrészt kimaradtak ezekből a vitákból. Az irányelv előírja, hogy a 2015-ös modellévtől kezdődően gyártott személygépkocsik és könnyű tehergépkocsik anyagainak 85 százalékának újrafelhasználhatónak vagy újrahasznosíthatónak kell lennie. A fémek és a tiszta műanyagok – amorf anyagok – már bizonyítottan újrahasznosíthatóak. A CFRP azonban nem. Igen, az ELV engedélyez némi ártalmatlanítást – a jármű tömegének legfeljebb 10%-a elégethető, a fennmaradó 5% pedig a hulladéklerakóba kerülhet. De a matematika nem működik: Ha a szénszálak jelentős eszközzé kívánnak válni az autógyártók könnyűszerkezetes eszköztárában, akkor az elhasználódott járművekből származó CFRP újrahasznosítása elengedhetetlen. A jó hír az, hogy ez az egykor szinte megoldhatatlannak tartott probléma a CFRP újrahasznosítási
technológiák kifejlesztésére irányuló elszánt és növekvő erőfeszítéseknek köszönhetően gyors ütemben halad a megoldás felé.
Kétirányú támadás
Az újrahasznosítási stratégiák két fronton összpontosulnak. Az első a CFRP hulladékáramok (a specifikáción kívüli anyagok, a vágási/vágási műveletekből származó törmelék stb.) visszanyerése és újrahasznosítása száraz szálak és prepreg formájában.
Tim Rademacker, a CFK Valley Recycling (Stade, Németország) ügyvezető igazgatója a 2014-es becsült szűzrostigényt (lásd a 3. ábrát balra) 50 000 metrikus tonnára (110 millió font) becsüli, megjegyezve, hogy ha ennek 30%-a gyártási hulladékként végzi – ez az általánosan idézett szám -, az eredmény ~10 000 metrikus tonna/~22 millió font kereskedelmi újrahasznosított szénszál (RCF), mielőtt az életciklus végi (EOL) szerkezeteket figyelembe vennénk. Az újrahasznosítók azt jósolják, hogy az autógyártók nagy haszonélvezői lesznek a más iparágak gyártói által termelt szénszál-hulladékból visszanyert szálaknak. “Egy adott hónapban akár 50 tonna CF-hulladékot is kaphatunk a széltől” – állítja Alex Edge, az újrahasznosító ELG Carbon Fibre Ltd. értékesítési és üzletfejlesztési vezetője. (Coseley, Egyesült Királyság), megjegyezve, hogy ennek nagy része akkor keletkezik, amikor az anyagokat turbinalapátok felrakásához készítik.
“A beérkező hulladék nagy része a repülőgépgyártásból és az autóiparból származik” – mondja Rademacker, aki Edge-dzsel ellentétben azt mondja: “Még nem sokat látunk a szélerőművekből, amelyek még mindig főként üvegszálat használnak”.
A repülőgépekből származó RCF különösen ígéretes. “A repülés rengeteg hulladékot termel”, mondja Edge, “de ezt más piacokon kell felhasználni”. Ennek egyik nagy oka, hogy a jelenlegi módszerekkel visszanyert szálakat felaprítják. A szélturbina- és repülőgépszerkezetekben jelenleg használhatatlan (a repülőgépek belseje az egyetlen kivétel), a szaggatott szál azonban régóta az autóipari kompozitok alapanyaga, különösen az autók belsejében és a motorháztető alatt. “Az elmúlt néhány évben sok munkát végeztünk a nagy OEM-gyártókkal, mind a repülőgépipari hulladékellátás, mind az újrahasznosított termékek autóipari végfelhasználása terén” – mondja Edge.
Az újrahasznosító alapanyaga ma elsősorban hulladékból származik. Az újrahasznosítók azonban a hulladékfeldolgozást nem tekintik öncélúnak. Hosszabb távon segíteni akarnak a CFRP felhasználóinak “bezárni a körforgást”: Ha az autógyártóknak biztosítaniuk kell, hogy az autóipari anyagok újrahasznosíthatóak legyenek, akkor nagy előnyükre válik, ha az elhasználódott járművekből visszanyert szálakat új járművek gyártása során újra felhasználják. A hulladékfeldolgozást tehát fontos első lépésnek tekintik, ahogy az újrahasznosítók felkészülnek az évente növekvő számú CFRP-alkatrész feldolgozására.
Bár a szénszálak újrahasznosítására több módszert is kitaláltak, köztük olyanokat is, amelyek megőrzik a hosszú szálakat és még a szövetszövést is, a jelenlegi kereskedelmi forgalomban kapható összes RCF-et pirolízisnek vetik alá (lásd az 1. ábrát, és további információkért lásd a cikk végén található szerkesztői megjegyzést). A beérkező hulladékot típus szerint (száraz szálak, prepreg, EOL-alkatrészek) és egyes esetekben rosttípus szerint válogatják. Az EOL-alkatrészeket összetörik vagy felaprítják, és minden anyagot homogén méretűre aprítanak, ami növeli a pirolízishez szükséges térfogatot. A pirolízis elpárologtatja a maradék mátrixanyagot a zúzott EOL-alkatrészeken és a prepreg-hulladékon (amelyet aztán szellőztetéssel elszívnak), de ami fontos, a szálakat érintetlenül hagyja. A szálakból eltávolítja a méreteket és a kötőanyagokat is. A pirolízis után, amint az alább említésre kerül, az egyedi kondicionálás magában foglalhatja a visszanyert szálak felületére az ügyfél egyedi újrafelhasználása érdekében alkalmazott, személyre szabott szálméretezést és/vagy kötőanyagokat.
Kereskedelmi kapacitás
Közel néhány év alatt, az újrahasznosítási műveletek a kísérleti projektekből kereskedelmi termelési létesítményekké fejlődtek. Bár nevük megváltozott, és mások is csatlakoztak, a főbb szereplők ugyanazok maradtak.
2011-ben a német ELG Haniel (Duisburg, Németország) fémújrahasznosító vállalat felvásárolta a Recycled Carbon Fibre Ltd. (Coseley, Egyesült Királyság; korábban Milled Carbon Group) és annak (2009-ben üzembe helyezett) kereskedelmi méretű újrahasznosító üzemét, és átnevezte azt ELG Carbon Fibre-re.
Miért lépne be egy fém újrahasznosító az RCF piacra? “Egyre több szénszállal szennyezett fémet láttak, és lehetőséget láttak arra, hogy a repülőgépipari hulladékból nagy értéket nyerjenek” – magyarázza az ELG Carbon Fibre’s Edge. “2000 tonna hulladékot dolgozunk fel, és évente 1000 tonna visszanyert CF-et állítunk elő egy szabadalmaztatott pirolíziseljárással és egy 21 m/69 láb hosszú szalagkemencével.”
Az ELG CF szétválogatja a hulladékot és felaprítja. “Ezután egy automatizált rendszert használunk a kiválasztott hulladékmennyiség előhívására a négy tároló bunker egyikéből” – részletezi Edge – “amelyet aztán a kemencébe szállítunk”. A szálakat ezután aprított, őrölt vagy pelletált száltermékek előállítására dolgozzák fel, és fejlesztés alatt áll egy tűvel lyuggatott szőnyeg is.
Edge szerint megnőtt az érdeklődés mind az őrölt szálak, mind a hosszú szálas hőre lágyuló műanyagokban (LFT) használt hosszú szálas pelletek iránt. Az ELG CF 10-20 LFT-ipari beszállítóval dolgozik együtt, és egy szabványos 6 mm/0,24 hüvelyk átmérőjű pelletet kínál 6 mm és 10 mm (nagyjából 0,2 hüvelyk és 0,4 hüvelyk) hosszú szálak felhasználásával (lásd a 2. ábrát). A vállalat azt állítja, hogy testre szabhatja a készítményeket, például a PEEK-kompatibilis kötőanyagot a nylon (poliamid vagy PA) és a polipropilén (PP) hőre lágyuló műanyagok standard rendszerével szemben. “Nagy lendületet kapnak a hosszú szálú injektált alkatrészek” – jegyzi meg Edge – “és a CF valódi előnyt jelent a talkummal és a szilícium-dioxid töltőanyagokkal szemben. Jól illeszkedünk ehhez a piachoz, és csak nemrég kezdtünk el foglalkozni a hőre keményedő vegyületek lehetőségével.”
A 2005-ben alapított Materials Innovation Technologies LLC (MIT LLC, Fletcher, N.C.) 2009-ben kezdte meg a szénszálak visszanyerését, és a Dél-Karolinai Kutatási Hatóság (SCRA, Columbia, S.C.) és a Toyota Tsusho America (Maryville, Tenn.) tőkebefektetéseinek köszönhetően megnyitotta Lake City, S.C., kereskedelmi újrahasznosító létesítményét, az MIT-RCF-et. A 2015-ben Carbon Conversions Inc. névre átnevezett vállalat több forrásból származó áramlatokat dolgoz fel: a szálgyártóktól, fonóktól és szövőktől származó száraz hulladékot; az előgyártóktól, Tier 1-es gyártóktól és OEM-gyártóktól származó, nem kikeményített prepregeket; valamint a teljesen kikeményített alkatrészeket. A válogatás kiemelt fontosságú. “Az ügyfelek meghatározott bemeneti adatokat akarnak az általuk használt előformákhoz vagy tekercsárukhoz” – magyarázza Mark Mauhar, a Carbon Conversions elnöke és COO-ja. “Tételenként egyféle alkatrész és egyféle szál van. Nagyon szorosan nyomon követjük az anyag törzskönyvét.”
A pirolízis után a Carbon Conversions közvetlenül értékesíti a keletkező aprított RCF-et, vagy LFT-pelletekké vagy aprított szálszőnyeg tekercsekké alakítja át. A szőnyegek súlya 50 és 1000 g/m2 (1,5 és 29,5 oz/yd2) között mozog, szélessége pedig akár 49 hüvelyk/1,2 m is lehet. A hozzáadott értéket képviselő termékek közé tartoznak az aprított szén- és hőre lágyuló szálak keverékei – pl. 60% polifenilén-szulfid (PPS)/40% CF -, amelyeket a cég szabadalmaztatott Co-DEP eljárásával állítanak elő (lásd a 4. ábrát). A Carbon Conversions a szabadalmaztatott 3-DEP iszapos formázási eljárásával akár 1,8 m × 1,8 m/5,9 láb × 5,9 láb méretű háló alakú előformákat is gyárt, amely nagyfokú egyenletességet (1-3%-os területi súly standard eltérés) és egy-két perces ciklusidőt biztosít, mérettől függetlenül. Mauhar összefoglalja: “Nagyon rugalmas eljárásokkal rendelkezünk, amelyekkel testre szabhatjuk az anyagokat, és egységes vastagságot és tömeget állíthatunk elő a tulajdonságok alacsony eltérése mellett.”
A vállalatnak valóban több autóipari alkatrésze van az elfogadás felé vezető úton, és új nagysebességű eljárások validálásán dolgozik, hogy RCF-termékeit költséghatékony autóipari alkatrészekké alakítsa át. A Carbon Conversions növekedési terve a létesítmények bővítése, amint a piac felzárkózik. Mauhar szerint: “El kell érnünk a 3-5 millió font/év eladott regenerált szál mennyiséget, mielőtt bővítenénk a kapacitást.”
A Karl Meyer AG környezetvédelmi és ártalmatlanítási szolgáltató csoport a CFK Valley e-vel kezdte meg az újrahasznosítással kapcsolatos munkát.V. (Stade, Németország) 2005-ben, és 2007-ben CFK Valley Recycling néven ipari méretű RCF létesítményt hozott létre. A vállalat 2010-ben a németországi Wischhafenbe költözött. Ma az üzem évente akár 1000 tonna (több mint 2,2 millió font) RCF-et is képes előállítani, és hosszú távú ártalmatlanítási szerződéseket kötött a repülőgépgyártó Airbusszal (Toulouse, Franciaország), a Bugatti (Molsheim, Franciaország) és a BMW (München, Németország) autógyártókkal és más CFRP-piacvezetőkkel, hogy biztosítsa a nyersanyagellátást. Emellett megalapította a carboNXT GmbH-t, mint a felaprított és őrölt RCF-termékek forgalmazóját.
A CFK Valley Recycling a szálaknak a vevői újrafelhasználásra való előkészítését az újrahasznosító küldetésének fontos értékteremtő funkciójának tekinti (lásd az 5. ábrát). A hangsúly a szál-mátrix tapadáson van. “A piaci igényekre reagálva úgy módosítottuk a folyamatunkat, hogy ne legyenek ragasztási problémák” – magyarázza Rademacker, a CFK munkatársa. “A hőre lágyuló keményszálasok esetében újra tudjuk alkalmazni a méretezést, a hőre lágyuló műanyagok esetében pedig speciális kötőanyagot tudunk hozzáadni a mátrixtapadás maximalizálása érdekében”. A szálak hossza is testre szabható, például a keverési igényeknek megfelelően.”
“Befektettünk textilipari gépekbe, és nemszöveteket is tudunk gyártani” – teszi hozzá Rademacker. Ezek szélessége 1.100 és 1.300 mm (43 és 51 hüvelyk) között mozog, 10 g/m2 (0,3 oz/yd2) súllyal, wet-lay eljárással, és 600 g/m2 (18 oz/yd2) súllyal, air-lay eljárással.
From pull to push
A vásárlóbarát RCF kereskedelmi mennyiségek szállítása érdekében a főbb szereplők lábai szilárdabbak, de az út még nem egyenes és sima. Négy évvel ezelőtt az újrahasznosítók nagy gondja a nyersanyagellátás biztonsága volt (lásd “További információk”). A Carbon Conversions munkatársa, Mauhar szerint azonban ez már nem így van: “A repülőgépgyártók olyan sok hulladékot termelnek, ahogy növelik a gyártási sebességet, hogy a hulladék mennyisége megelőzi a visszanyert termékek piacát.” És nem kétséges, hogy elegendő mennyiségű EOL-alapanyag áll majd rendelkezésre: Évente 35 millió jármű kerül az újrahasznosítási infrastruktúrába – 13 millió Észak-Amerikában és 11 millió Nyugat-Európában. Továbbá a legkorábbi repülőgépek, amelyeket CFRP-alkatrészekkel építettek, valószínűleg a következő 10 éven belül elérik az EOL-korlátozást, és a következő két évtizedben több mint 12 000 repülőgépet vonnak ki világszerte, éppen mielőtt az első CFRP-vel felszerelt Boeing 787-es és Airbus A350 XWB repülőgépek nyugdíjba vonulnának.
A szálak visszanyerésével foglalkozó szakemberek számára tehát jelenleg az a gond, hogy továbbértékesítsék azt, amit már képesek feldolgozni. A kombinált RCF-kapacitás jelenlegi becslései évi 3500-5000 tonna (>7,5-11 millió font) között mozognak.
A legnagyobb értékesítési potenciál a nagy volumenű autóipari alkalmazásokban rejlik. Mauhar úgy véli, hogy az RCF újrafelhasználását fel lehetne gyorsítani, ha a hulladéktermelők, az újrahasznosítók és az autóipari felhasználók együttműködnének a szükséges fejlesztések befejezése érdekében. Bár néhány szál- és textilgyártó (lásd a “Carbon fiber recycling update: The supply side” című részt a cikk végén vagy a címre kattintva a “Editor’s Picks” alatt) és néhány OEM-gyártó újrahasznosítja saját hulladékát – leginkább a BMW -, a CFRP-ellátási lánc kevés szereplője kötelezte el magát a kereskedelmi újrahasznosítók által előállított RCF felhasználása mellett.
Az újrahasznosítók elismerik, hogy az RCF alkalmazások piaca elmarad, de azt állítják, hogy a probléma nem a mechanikai teljesítmény: Az RCF-vizsgálatok szerint a szakítószilárdság és a modulus jóval a szálgyártók által az ipari alkalmazásokban a szűztermékekre kitűzött célok között van (lásd a 6. & 7. ábrát). Továbbá a hosszabb szálak visszanyerése is lehetséges. A Hitachi Chemical (Tokió, Japán) 2014-es jelentése szerint a Japan Carbon Fiber Manufacturers Assn. (JCMA) újrahasznosító üzemében, amelyet jelenleg a Toray Industries és a Teijin Group (mindkettő székhelye Tokióban, Japánban), valamint a Mitsubishi Rayon Co. Ltd. (Oszaka, Japán) által működtetett üzemet kibővítették egy pirolízis eljárással, amely a JCMA régebbi, 1000 tonna/év (2,2 millió font/év) kapacitású vonalával ellentétben nem igényel előaprítást. A Takayasu Co. Ltd. (Kakamigahara City, Japán) által kifejlesztett új eljárás kapacitása állítólag 60 tonna/év (132 000 font/év). És még újabb újrahasznosítási módszerek, amelyeket a folyamatos szálak visszanyerésére terveztek (lásd “Újrahasznosított szénszál: Költségek és tulajdonságok összehasonlítása” a cikk végén, vagy kattintson a címre a “Szerkesztői válogatás” alatt), valamint a nem folytonos RCF (pl. orientált vs. véletlenszerű) összehangolására szolgáló módszerek azt jelzik, hogy valamikor hamarosan az újrahasznosítók talán képesek lesznek olyan RCF-termékeket kínálni, amelyek képesek a repülési célokat megközelítő teljesítményre.
A kereskedelmi újrahasznosítók arra is rámutatnak, hogy az RCF 20-40%-os költségmegtakarítást kínál a szűzrosthoz képest. Ez nem üres állítás. A Carbon fiber/Amid (a poliamid rövidítése)/Metal Interior Structure using Multi-material System Approach (CAMISMA) projekt a közelmúltban demonstrálta az RCF-ben rejlő lehetőségeket a hőre lágyuló folyamatokban. A Johnson Controls (JCI, Burscheid, Németország) és partnerei sikeresen formáztak egy CFRP üléstámlát RCF anyagok felhasználásával, amely több mint 40%-kal csökkentette a súlyt a hagyományos fémszerkezetekhez képest, anélkül, hogy túllépte volna a projektben a megtakarított kilogrammonkénti 5 dolláros költséghatárt. (Az eljárásról e szám “Inside Manufacturing” című, “CAMISMA’s car seat back” című cikkében olvashatnak: Hibrid kompozit a nagy volumenű gyártáshoz”. Kattintson a címére a “Editor’s Picks” alatt). A szálak költségei miatt aggódó autógyártók számára az ilyen adatok talán nem vetnek véget a morgásnak, de csökkenthetik annak decibelszintjét.
Az elfogadás akadályai ugyanazok, mint amelyekkel a kompozitok támogatói szembesülnek, amikor a hagyományos anyagok kiváltására törekszenek: Az oktatás hiányosságai, a kialakult ellátási láncok megszakítása, valamint a hulladékból újrafelhasználásig tartó folyamat életképességének és az RCF végtermék teljesítményének hiteles bizonyítása.
Az RCFRP gyárthatóságának bizonyítása
Aki azonban ilyen jellegű oktatási demonstrációt keres, annak nem kell tovább keresnie, mint a BMW i3 és i8 járművek (lásd “BMW Leipzig: Az i3 gyártásának epicentruma” a “Editor’s Picks” alatt). A BMW vertikálisan integrált beszállítói láncának fejlesztése körüli hírverés némileg elfedte, hogy az autógyártó az i3 és az i8 tetőszerkezetében és az i3 hátsó ülésszerkezetében újrafelhasználja a gyártási hulladékot. Az SGL Automotive Carbon Fibers (SGL ACF, Wackersdorf, Németország) összegyűjti az i járművek CFRP Life moduljainak gyártásából származó szövési és előformakészítési hulladékokat, és forgácsokra vágja őket, amelyeket aztán feldolgoznak, hogy az alkotó szálakat felnyissák, majd mechanikus kártolással szétbontják és összehangolják a szálakat (lásd “Újrahasznosított szénszálak: Költségek és tulajdonságok összehasonlítása” a “Szerkesztői választások” alatt). A szálakat ezután különböző szögekben rétegezik – aszerint, hogy hol fogják felhasználni a végső alkatrészt -, és nem szőtt textíliák (szőnyegek vagy gyapjú) kialakítására varrják össze. A tetőszerkezetek nemszőtt anyagai a Huntsman Advanced Materials (The Woodlands, Texas és Basel, Svájc) nagynyomású RTM (HP-RTM) és Araldite epoxigyanta felhasználásával készülnek, míg az önhordó hátsó üléshéjhoz a BASF (Ludwigshafen, Németország) Elastolit poliuretán (PUR) anyagát használják, amely állítólag az első sorozatgyártású CF/PUR alkatrész. Az autóipari ülések specialistája, az F.S. Fehrer (Kitzingen, Németország) által öntött alkatrész egy pohártartó rögzítést és egy tárolótálcát is tartalmaz. Ez csökkenti az összeszerelési lépéseket és az alkatrész súlyát, és az alkatrész mindössze 1,4 mm/0,6 hüvelykes falvastagságával megfelel az ütközési követelményeknek.
A Carbon Conversions is szükségesnek látja annak bizonyítását, hogy az RCF termékek megfelelnek az autógyártók igényeinek (a 8. ábra összehasonlítja az RCF anyagokat a hagyományos anyagokkal). Mauhar elmondja: “Együttműködünk a Roctool Inc. vállalattal, hogy demonstráljuk anyagainkat annak gyors ciklusidejű öntési folyamataiban”. Ennek érdekében a RocTool a Light Induction Tooling (LIT) segítségével igyekszik javítani az RCF hőformázás sebességét. A LIT egy indukciósan fűtött (folyadékok nélküli) és hűtött acél üregű szerszámot és vákuumtámogatással ellátott szilikonmagot használ az alkatrészek előformázásához előmelegítés nélkül, mindössze 8 bar légnyomással. A RocTool szerint a szerszámok ára ötöde a hagyományos módszerekhez képest, a ciklusidő pedig mindössze 105 másodperc.
A kipróbált anyagok közé tartozik a PP, PET és PA12 RCF és más szálakkal, és a RocTool North America elnöke, Mathieu Boulanger szerint a LIT texturált és fényes felületeket egyaránt kínál. A képességek között szerepelhet a formába helyezett díszítés, és a formázás utáni eredmények között állítólag még a vékony (1 mm/0,04 hüvelyk) laminátumok esetében is nulla vetemedés szerepel. “Az a lehetőség, hogy naponta több ezer alkatrész formázható RCF anyagokkal, valóban megváltoztathatja a jelenlegi helyzetet” – mondja. Mauhar hozzáteszi, hogy a sorozatgyártás elengedhetetlen, ha az újrahasznosított CFRP-hulladék jelentős százalékát sikeresen újra fel akarják használni, és be akarják zárni a kört a szénkompozitok fenntarthatósága érdekében.
Valódi fejlődés = valódi alkatrészek
CFK-s Rademacker szerint a CF felhasználás növekedni fog, különösen az autokompozitoknál, ahol a BMW egyértelműen bebizonyította, hogy mind a szűz szálak, mind az újrahasznosított gyártási hulladékok – mindkettőt megfelelően optimalizálva – értékesek. “Ezt át fogják vinni a szériatermékeikbe a részleges szerkezetekben való felhasználásra” – jósolja Rademacker. Az SGL ACF szerint a BMW i járművekben felhasznált CFRP 10%-a valóban újrahasznosított, és a BMW már kijelentette, hogy a CFRP technológiát az i és M modelleken túl is alkalmazni fogja. “Itt van lehetőség az újrahasznosított szénszálak számára is”. Úgy látja, hogy az autóiparban mások is egyre inkább a hőre lágyuló alkalmazásokat keresik. Az autóipari sajtó által széles körben idézett Franz Storkenmaier, a BMW könnyűszerkezetes építésért felelős vezetője az üléskereteket, a műszerfal kereteit és a pótkerekeket sorolta fel az RCF célpontjai közé, és nemrégiben az Auto Express magazinnak nyilatkozott: “A szénszál drága anyag, de ha gyártási hulladékot használunk fel, akkor más a költségszerkezet, mintha nyers szénszálat dolgoznánk fel”.
A Carbon Conversions valóban kifejlesztett egy motorháztető-belsőt egy középszériás járműhöz, amely az OEM-bemutatót fejezi be. A vállalat további alkalmazási lehetőségeket lát a luxusmodellekben. Emellett ajánlatot nyújtott be egy Tier 1 beszállítónak egy 500 000 jármű/év mennyiségben gyártott SUV-ra. “Ez egy belső alkatrész, amely a Co-DEP eljárásunkat és hőre lágyuló szálakat használ, amelyek RCF és más szálakkal keverhetők” – magyarázza Mauhar, aki szerint a Carbon Conversions 30%-kal könnyebb, költségsemleges helyettesítő anyagot kínál az Európában ajtóbelsőkhöz és belső háttámlaszerkezetekhez használt természetes szál/termoplasztik helyett, és 40%-kal könnyebb, költségsemleges helyettesítő anyagot az Egyesült Államokban használt fröccsöntött akrilnitril-butadién-sztirol (ABS) helyett.USA-ban
A Rademacker szerint azonban az RCF széles körű elterjedését még számos probléma akadályozza. Azt állítja, hogy csak a nagy CF hulladéktermelőkkel való együttműködés nem előnyös, mivel ezek már rendelkeznek kialakult beszállítói bázissal, amelyet nem érdekeltek megzavarni, mivel az anyagok és a beszállítók már minősítettek. Azt javasolja, hogy a lehetőségek ehelyett a nagy hulladékforrásokban rejlenek, amelyeknek szintén szükségük van a CF nyersanyagok új formáira – olyan formákra, amelyeket még finomítani és minősíteni kell. Ez az egyik fő oka annak, hogy az újrahasznosítók az autóipart veszik célba. Továbbá, a szűzszálas vevők megszokták, hogy a szilárdságot és a modulust adják meg. “Kiválogathatom a beérkező hulladékot, és befolyásolhatom az RCF tulajdonságait” – magyarázza Rademacker – “de az iparnak olyan alkalmazásokra van szüksége, amelyek illeszkednek az általunk szállítható termékekhez, a már kialakított hulladékáramok alapján. A tervezőknek el kell gondolkodniuk azon, hogy hol lehet ezeket a termékeket felhasználni.” Hozzáteszi: “Még ki kell alakítanunk egy jobb megértést arról, hogy az RCF termékek mit fognak eredményezni a végső alkatrészekben.”.
Szerkesztői megjegyzés: A szolvolízisről és a szénszálak visszanyerésének egyéb alternatíváiról bővebben a “Szénszál-erősítésű polimerek újrahasznosítása szerkezeti alkalmazásokhoz” című cikkben olvashat: Technológiai áttekintés és piaci kilátások”, szerzői: Soraia Pimenta és Silvestre Pinho | Másolat itt kérhető.
RELATED CONTENT
-
The making of carbon fiber
Egy pillantás arra a folyamatra, amelynek során az előanyagból a hőmérséklet és a feszültség gondos (és többnyire szabadalmaztatott) manipulációja révén szénszál lesz.
-
Anyagok & Folyamatok: Szálak a kompozitokhoz
A kompozit anyagok szerkezeti tulajdonságai elsősorban a szálerősítésből származnak. Ismertetjük a szálak típusait, gyártásukat, felhasználásukat és azokat a végpiaci alkalmazásokat, amelyekben a legtöbbet használják őket.
-
Az első kereskedelmi forgalomban kapható V. típusú kompozit nyomástartó tartály
A kompozitok technológiai fejlesztésének első kereskedelmi tartálya az V. típusú kategóriában előrevetíti a szálak tekercselésének növekedését a sűrített gázok tárolásában.