W przemyśle motoryzacyjnym włókno węglowe to wielka nowość. Pomimo narzekań na jego koszt, większość producentów samochodów prowadzi co najmniej prywatne prace badawczo-rozwojowe w celu aktywnego poszukiwania polimerów wzmacnianych włóknem węglowym (CFRP) – kluczowego środka do produkcji lekkich pojazdów osobowych i lekkich ciężarówek – ponieważ starają się spełnić wymagania przepisów dotyczących emisji CO2 i zużycia paliwa. Europejscy producenci samochodów są liderami w tej dziedzinie. Niektórzy z nich już wprowadzili na rynek pojazdy użytkowe ze znaczną zawartością CFRP, wywołując spore poruszenie, zarówno w prasie branżowej, jak i w mediach publicznych.
Niewygodna prawda
Dużo nieobecna w tych dyskusjach do niedawna była kwestia kosztów i sposobów osiągnięcia zgodności z dyrektywą Unii Europejskiej (UE) dotyczącą pojazdów wycofanych z eksploatacji (ELV). Dyrektywa ta wymaga, aby 85 procent wagowych materiałów użytych w każdym samochodzie osobowym i lekkim samochodzie ciężarowym wyprodukowanym w roku modelowym 2015 i później nadawało się do ponownego wykorzystania lub recyklingu. Metale i czyste tworzywa sztuczne – materiały amorficzne – mają udokumentowaną historię recyklingu. Ale CFRP nie. Tak, ELV zezwala na utylizację – do 10% masy pojazdu może zostać spalone, a pozostałe 5% może znaleźć się na wysypisku śmieci. Ale matematyka nie działa: Jeśli włókno węglowe ma stać się ważnym narzędziem w przyborniku producenta samochodów, recykling CFRP z pojazdów wycofanych z eksploatacji jest koniecznością. Dobrą wiadomością jest to, że problem ten, kiedyś uważany za niemal nie do rozwiązania, zmierza szybko ku rozwiązaniu dzięki zdecydowanym i rosnącym wysiłkom zmierzającym do opracowania technologii recyklingu CFRP
.
Dwutorowy atak
Strategie recyklingu skupiają się na dwóch frontach. Pierwszym z nich jest odzyskiwanie i ponowne wykorzystanie strumieni odpadów CFRP (materiał poza specyfikacją, złom z operacji cięcia/przycinania, itp.) w postaci suchych włókien i prepregów.
Tim Rademacker, dyrektor zarządzający w CFK Valley Recycling (Stade, Niemcy), przytacza szacunkowe zapotrzebowanie na włókno pierwotne w 2014 roku (patrz Rys. 3, po lewej) wynoszące 50 000 ton metrycznych (110 milionów funtów), zauważając, że jeśli 30% tej ilości kończy się jako odpady produkcyjne – co jest powszechnie podawaną wartością – to w rezultacie otrzymujemy ~10 000 ton metrycznych/~22 miliony funtów komercyjnego włókna węglowego z recyklingu (RCF), zanim weźmiemy pod uwagę struktury wycofane z eksploatacji (EOL). Firmy zajmujące się recyklingiem przewidują, że producenci samochodów będą dużymi beneficjentami włókien odzyskanych ze strumieni odpadów włókien węglowych generowanych przez producentów w innych gałęziach przemysłu. „W danym miesiącu możemy otrzymać do 50 ton metrycznych odpadów CF z wiatru” – twierdzi Alex Edge, kierownik ds. sprzedaży i rozwoju biznesu w firmie recyklingowej ELG Carbon Fibre Ltd. (Coseley, Wielka Brytania). (Coseley, U.K.), zauważając, że duża część z nich jest generowana, gdy materiały są dopasowywane do układania łopatek turbin.
„Większość naszych odpadów pochodzi z przemysłu lotniczego i samochodowego”, mówi Rademacker, który, w przeciwieństwie do Edge’a, twierdzi, że „nie widzimy jeszcze zbyt wiele z wiatru, który nadal używa głównie włókna szklanego”.
RFK ze źródeł lotniczych jest szczególnie obiecujący. „Lotnictwo generuje tony odpadów,” mówi Edge,” ale muszą one być wykorzystane na innych rynkach.” Jednym z głównych powodów jest to, że włókna odzyskiwane za pomocą obecnych środków są pocięte. Obecnie bezużyteczne w turbinach wiatrowych i konstrukcjach lotniczych (jedynym wyjątkiem są wnętrza samolotów), włókno nieciągłe od dawna jest podstawą kompozytów samochodowych, szczególnie we wnętrzach samochodów i pod maską. „W ciągu ostatnich kilku lat wykonaliśmy wiele prac z dużymi producentami OEM, zarówno w zakresie dostaw odpadów z przemysłu lotniczego, jak i końcowego wykorzystania produktów z recyklingu w przemyśle motoryzacyjnym” – mówi Edge.
Biorąc to pod uwagę, materiałem wsadowym dla firm zajmujących się recyklingiem są dziś przede wszystkim odpady. Recyklerzy nie traktują jednak przetwarzania odpadów jako celu samego w sobie. W dłuższej perspektywie, chcą oni pomóc użytkownikom CFRP „zamknąć pętlę”: Jeśli producenci samochodów muszą zapewnić, że materiały samochodowe nadają się do recyklingu, to ich wielką zaletą jest możliwość ponownego wykorzystania włókien odzyskanych z pojazdów wycofanych z eksploatacji w produkcji nowych pojazdów. Przetwarzanie odpadów jest zatem postrzegane jako ważny pierwszy krok, ponieważ firmy zajmujące się recyklingiem przygotowują się do przetwarzania rosnącej liczby części CFRP, które każdego roku będą wycofywane z eksploatacji.
Pomimo, że opracowano kilka metod recyklingu włókien węglowych, w tym kilka, które zachowują długie włókna, a nawet zachowują sploty tkanin, wszystkie obecne komercyjne RCF są poddawane pirolizie (patrz Rys. 1 i, aby uzyskać więcej informacji, patrz nota redakcyjna na końcu tego artykułu). Przychodzące odpady są sortowane według rodzaju (suche włókno, prepreg, części EOL), a w niektórych przypadkach według rodzaju włókna. Części EOL są kruszone lub siekane, a wszystkie materiały są rozdrabniane do jednorodnych rozmiarów, co zwiększa objętość do pirolizy. Piroliza powoduje odparowanie materiału osnowy pozostałego na pokruszonych częściach EOL i odpadach prepregów (który jest następnie odsysany przez wentylację), ale, co ważne, pozostawia włókna w stanie nienaruszonym. Usuwa ona również z włókien środki antyadhezyjne i wiążące. Po pirolizie, jak zauważono poniżej, niestandardowe kondycjonowanie może obejmować dostosowane do potrzeb klienta sortowanie włókien i/lub środki wiążące stosowane na powierzchni odzyskanych włókien do ponownego użycia.
Możliwości komercyjne
W ciągu kilku krótkich lat, działania recyklingowe przeszły drogę od projektów pilotażowych do komercyjnych zakładów produkcyjnych. Chociaż zmieniły się ich nazwy, a inni dołączyli do gry, główni gracze pozostają ci sami.
W 2011 roku, niemiecki recykler metali ELG Haniel (Duisburg, Niemcy) nabył Recycled Carbon Fibre Ltd. (Coseley, Wielka Brytania). (Coseley, U.K.; wcześniej Milled Carbon Group) i jego komercyjnej skali zakład recyklingu (uruchomiony w 2009 roku), zmieniając nazwę na ELG Carbon Fibre.
Dlaczego firma zajmująca się recyklingiem metali miałaby wejść na rynek RCF? „Widzieli coraz więcej metali zanieczyszczonych włóknem węglowym i możliwość uchwycenia wysokiej wartości z odpadów lotniczych,” wyjaśnia ELG Carbon Fibre’s Edge. „Przetwarzamy 2,000 ton metrycznych odpadów i generujemy 1,000 ton metrycznych odzyskanego CF rocznie przy użyciu opatentowanego procesu pirolizy i pieca taśmowego o długości 21m/69 stóp.”
ELG CF sortuje odpady i rozdrabnia je. „Następnie używamy zautomatyzowanego systemu do wywoływania wybranej objętości odpadów z jednego z czterech bunkrów magazynowych” – wyszczególnia Edge – „które są następnie transportowane do pieca.” Włókna są następnie przetwarzane w celu wytworzenia produktów z włókien ciętych, mielonych lub granulowanych, a mata igłowana jest w trakcie opracowywania.
Edge mówi, że wzrosło zainteresowanie zarówno włóknami mielonymi, jak i granulkami z włókien długich wykorzystywanymi w termoplastach długowłóknistych (LFT). ELG CF współpracuje z 10 do 20 dostawcami z branży LFT i oferuje standardowy granulat o średnicy 6 mm/0,24 cala wykorzystujący włókna o długości od 6 mm do 10 mm (około 0,2 cala do 0,4 cala) (patrz rys. 2). Firma twierdzi, że może dostosować receptury, takie jak spoiwo kompatybilne z PEEK zamiast standardowego systemu dla termoplastów nylonowych (poliamid lub PA) i polipropylenowych (PP). „Istnieje duży popyt na części wtryskiwane z długich włókien” – zauważa Edge – „a CF przynosi realne korzyści w porównaniu z talkiem i wypełniaczami krzemionkowymi. Jesteśmy dobrze dopasowane do tego wylotu i dopiero niedawno zaczął patrzeć na możliwości w związkach termoutwardzalnych.”
Założona w 2005 roku, Materials Innovation Technologies LLC (MIT LLC, Fletcher, N.C.) rozpoczęła odzyskiwanie włókien węglowych w 2009 roku i otworzyła Lake City, S.C., komercyjnego zakładu recyklingu, MIT-RCF, na mocy inwestycji kapitałowych z South Carolina Research Authority (SCRA, Columbia, S.C.) i Toyota Tsusho America (Maryville, Tenn.). Przemianowana w 2015 r. na Carbon Conversions Inc. firma przetwarza strumienie z wielu źródeł: suchy złom od producentów włókien, plecionkarzy i tkaczy; nieutwardzone prepregi od prepregerów, producentów Tier 1 i OEM; oraz w pełni utwardzone części. Priorytetem jest sortowanie. „Klienci chcą zdefiniowanego wejścia dla preform lub towarów rolki będą używać”, wyjaśnia prezes Carbon Conversions i COO Mark Mauhar. „Jest jeden rodzaj części i jeden rodzaj włókna na partię. Śledzimy rodowód materiału bardzo blisko.”
Po pirolizie, Carbon Conversions sprzedaje wynikające RCF siekane bezpośrednio lub przekształca go w LFT granulki lub w rolkach maty z włókien ciętych. Waga maty waha się od 50 do 1,000 g/m2 (1.5 do 29.5 oz/yd2), w szerokości do 49 cali/1.2m. Produkty o wartości dodanej obejmują mieszanki ciętych włókien węglowych i termoplastycznych – np. 60% polisiarczku fenylenu (PPS)/40% CF – wytwarzane w opatentowanym przez firmę procesie Co-DEP (patrz rys. 4). Carbon Conversions wytwarza również preformy w kształcie siatki o wymiarach 1,8 m na 1,8 m/5,9 stóp na 5,9 stóp, wykorzystując swój opatentowany proces formowania zawiesiny 3-DEP, który oferuje wysoką jednorodność (odchylenie standardowe masy powierzchniowej 1-3%) oraz czas cyklu od jednej do dwóch minut, niezależnie od rozmiaru. Mauhar podsumowuje: „Mamy bardzo elastyczne procesy, które mogą dostosować materiały i produkować jednolitą grubość i wagę z niską zmiennością właściwości.”
Indeed, firma ma wiele części samochodowych na drodze do przyjęcia i pracuje nad zatwierdzeniem nowych procesów o wysokiej prędkości, aby przekształcić swoje produkty RCF w opłacalne części samochodowe. Carbon Conversions „plan rozwoju jest rozszerzenie obiektów, gdy rynek dogania. Według Mauhar, „Musimy trafić 3 do 5 mln lb / rok z odzyskanego włókna sprzedawane przed rozszerzeniem zdolności produkcyjnych.”
Środowisko i usuwanie grupa usług Karl Meyer AG rozpoczął pracę na recyklingu z CFK Valley e.V. (Stade, Niemcy) w 2005 roku, tworząc w 2007 roku instalację RCF na skalę przemysłową o nazwie CFK Valley Recycling. W 2010 roku firma przeniosła się do Wischhafen w Niemczech. Obecnie jej zakład może produkować do 1000 ton metrycznych (ponad 2,2 miliona funtów) RCF rocznie i posiada długoterminowe umowy na utylizację z producentem samolotów Airbus (Tuluza, Francja), producentami samochodów Bugatti (Molsheim, Francja) i BMW (Monachium, Niemcy) oraz innymi liderami rynku CFRP, aby zagwarantować sobie dostawy surowca. Założyła również firmę carboNXT GmbH jako dystrybutora swoich produktów z siekanego i mielonego RCF.
CFK Valley Recycling postrzega przygotowanie włókien do ponownego wykorzystania przez klienta jako ważną wartość dodaną do misji recyklera (patrz Rys. 5). W centrum uwagi znajduje się przyleganie włókien do matrycy. „W odpowiedzi na zapotrzebowanie rynku zmodyfikowaliśmy nasz proces tak, aby nie było problemów z klejeniem” – wyjaśnia Rademacker z CFK. „W przypadku termoutwardzalnych tworzyw sztucznych możemy ponownie zastosować wymiarowanie, a w przypadku termoplastycznych tworzyw sztucznych możemy dodać określone spoiwo, aby zmaksymalizować przyleganie matrycy”. Długość włókien również może być dostosowana, na przykład w celu spełnienia potrzeb w zakresie compoundingu.
„Zainwestowaliśmy w maszyny włókiennicze i możemy produkować włókniny”, dodaje Rademacker. Ich szerokość wynosi od 1.100 do 1.300 mm (43 do 51 cali) przy gramaturze od 10 g/m2 (0,3 oz/yd2) w procesie układania na mokro do 600 g/m2 (18 oz/yd2) w metodzie układania na powietrzu.
Od ciągnięcia do pchania
Podniesienie skali w celu dostarczania komercyjnych ilości przyjaznych dla klienta włókien z recyklingu sprawia, że główni gracze stoją na bardziej stabilnych nogach, ale droga przed nimi nie jest jeszcze prosta i gładka. Cztery lata temu głównym zmartwieniem firm zajmujących się recyklingiem było bezpieczeństwo dostaw surowców (patrz „Dowiedz się więcej”). Ale Carbon Conversions’ Mauhar mówi, że to już nie jest problem: „Producenci samolotów generują tak dużo odpadów, ponieważ zwiększają tempo produkcji, że ilość złomu wyprzedza rynek produktów z odzysku”. I nie ma wątpliwości, że będzie wystarczająca podaż surowców EOL: Każdego roku do infrastruktury recyklingowej trafia 35 milionów pojazdów – 13 milionów w Ameryce Północnej i 11 milionów w Europie Zachodniej. Co więcej, najwcześniejsze samoloty, które zostały zbudowane z komponentów CFRP, prawdopodobnie osiągną status EOL w ciągu najbliższych 10 lat, a ponad 12 000 samolotów zostanie wycofanych z eksploatacji na całym świecie w ciągu najbliższych dwóch dekad, tuż przed tym jak pierwsze samoloty Boeing 787 i Airbus A350 XWB wyposażone w CFRP będą gotowe do wycofania się z eksploatacji.
Dla specjalistów zajmujących się regeneracją włókien, obecnym problemem jest odsprzedaż tego, co już są w stanie przetworzyć. Obecne szacunki łącznych zdolności RCF uruchomić od 3,500 do 5,000 ton metrycznych (>7.5 mln do 11 mln funtów) rocznie.
Największy potencjał sprzedaży leży w wysokonakładowych zastosowaniach motoryzacyjnych. Mauhar uważa, że ponowne wykorzystanie RCF można by przyspieszyć, gdyby wytwórcy odpadów, firmy zajmujące się recyklingiem i użytkownicy samochodów współpracowali ze sobą w celu zakończenia wymaganego rozwoju. Chociaż niektórzy producenci włókien i tekstyliów (patrz „Aktualizacja recyklingu włókien węglowych: strona podażowa” na końcu tego artykułu lub kliknij na jego tytuł w sekcji „Editor’s Picks”) oraz niektórzy producenci OEM poddają recyklingowi swoje własne odpady – przede wszystkim BMW – niewielu uczestników łańcucha dostaw CFRP zobowiązało się do stosowania RCF produkowanych przez komercyjne firmy zajmujące się recyklingiem.
Recyklerzy przyznają, że rynek zastosowań RCF jest opóźniony, ale twierdzą, że problemem nie jest wydajność mechaniczna: Badania nad RCF wykazały, że wytrzymałość na rozciąganie i moduł są zgodne z celami producentów włókien dla produktów pierwotnych w zastosowaniach przemysłowych (patrz Rys. 6 & 7). Ponadto, regeneracja dłuższych włókien jest możliwa. Według raportu Hitachi Chemical (Tokio, Japonia) z 2014 r., zakład recyklingu Japan Carbon Fiber Manufacturers Assn. (JCMA) zakład recyklingu zarządzany obecnie wspólnie przez Toray Industries i Teijin Group (obie z siedzibą w Tokio, Japonia) oraz Mitsubishi Rayon Co. Ltd. (Osaka, Japonia), został rozbudowany o proces pirolizy, który, w przeciwieństwie do starszej linii JCMA o wydajności 1000 ton metrycznych/rok, nie wymaga wstępnego rozdrabniania. Opracowana przez Takayasu Co. Ltd. (Kakamigahara City, Japonia), ten nowy proces ma podobno wydajność 60 ton metrycznych/rok (132 000 funtów/rok). Jeszcze nowsze metody recyklingu, przeznaczone do odzyskiwania włókien ciągłych (patrz „Recycled carbon fiber: Porównanie kosztów i właściwości” na końcu tego artykułu lub kliknij na jego tytuł w sekcji „Editor’s Picks”) oraz metody wyrównywania nieciągłych włókien RCF (np. zorientowane vs. przypadkowe) wskazują, że już wkrótce firmy zajmujące się recyklingiem będą w stanie zaoferować produkty z włókien RCF o parametrach zbliżonych do celów lotniczych.
Komercyjne firmy zajmujące się recyklingiem podkreślają również, że RCF oferuje 20-40% oszczędności kosztów w porównaniu z włóknem pierwotnym. To nie jest puste stwierdzenie. Projekt CAMISMA (Carbon fiber/Amid (skrót od polyamide) /Metal Interior Structure using Multi-material System Approach) niedawno zademonstrował potencjał RCF w procesach termoplastycznych. Dostawca siedzeń samochodowych Tier 1, Johnson Controls (JCI, Burscheid, Niemcy) wraz z partnerami z powodzeniem uformował oparcie siedzenia z CFRP przy użyciu materiałów RCF, które zmniejszyło wagę o ponad 40% w porównaniu z konwencjonalnymi konstrukcjami metalowymi, bez przekraczania limitu 5 USD kosztów na każdy zaoszczędzony kilogram. (Proces ten opisany jest w artykule „Inside Manufacturing” w tym numerze, zatytułowanym „Oparcie siedzenia samochodowego CAMISMA: Hybrydowy kompozyt do produkcji wielkoseryjnej.” Kliknij na jego tytuł w dziale „Editor’s Picks”). Dla producentów samochodów zaniepokojonych kosztami włókien, takie dane mogą nie skończyć z narzekaniem, ale mogą zmniejszyć jego poziom decybeli.
Przeszkody na drodze do przyjęcia są takie same, jak te, z którymi borykają się zwolennicy kompozytów, gdy starają się zastąpić starsze materiały: Słaba edukacja, zakłócenie ustalonych łańcuchów dostaw i potrzeba wiarygodnych demonstracji opłacalności procesu przetwarzania odpadów na ponowne wykorzystanie oraz wydajności produktów końcowych RCF.
Dowiedzenie możliwości produkcji RCFRP
Jednakże ci, którzy szukają tego rodzaju demonstracji edukacyjnej, nie muszą szukać dalej niż w głośnych pojazdach BMW i3 i i8 (patrz „BMW Leipzig: The epicenter of i3 production” w dziale „Editor’s Picks”). Nieco przyćmione przez rozgłos, jaki towarzyszy rozwojowi pionowo zintegrowanego łańcucha dostaw dla ciężkiego holowania, jest ponowne wykorzystanie przez BMW złomu produkcyjnego do produkcji dachów dla i3 i i8 oraz konstrukcji tylnych siedzeń i3. SGL Automotive Carbon Fibers (SGL ACF, Wackersdorf, Niemcy) zbiera odpady tkackie i preformy z produkcji modułów CFRP Life pojazdów i i tnie je na wióry, które są następnie przetwarzane w celu otwarcia włókien składowych, po czym następuje mechaniczne zgrzeblenie w celu rozplątania i wyrównania włókien (patrz „Włókna węglowe z recyklingu: Porównanie kosztów i właściwości” w dziale „Editor’s Picks”). Włókna są następnie układane warstwowo pod różnymi kątami – w zależności od tego, gdzie będzie używana część końcowa – i zszywane w celu utworzenia włókniny (maty lub włókniny). Włókniny do konstrukcji dachu są formowane przy użyciu wysokociśnieniowego RTM (HP-RTM) i żywicy epoksydowej Araldite firmy Huntsman Advanced Materials (The Woodlands, Texas i Bazylea, Szwajcaria), podczas gdy samonośna skorupa tylnego siedzenia wykorzystuje poliuretan (PUR) Elastolit firmy BASF (Ludwigshafen, Niemcy), podobno jest to pierwsza część CF/PUR w produkcji seryjnej. W części uformowanej przez specjalistę w dziedzinie siedzeń samochodowych, F.S. Fehrer (Kitzingen, Niemcy), zintegrowano również mocowanie uchwytu na kubek i tackę do przechowywania. Zmniejsza to etapy montażu i masę części, a przy grubości ścianki wynoszącej zaledwie 1,4 mm/0,6 cala część spełnia wymagania dotyczące zderzenia.
Carbon Conversions również dostrzega konieczność wykazania, że produkty RCF mogą spełnić potrzeby producentów samochodów (rys. 8 porównuje materiały RCF ze starszymi materiałami). Mauhar mówi: „Współpracujemy z firmą Roctool Inc. w celu zademonstrowania naszych materiałów w jej procesach formowania o krótkim czasie cyklu”. W tym celu firma RocTool stara się zwiększyć szybkość termoformowania RCF za pomocą oprzyrządowania LIT (Light Induction Tooling). LIT wykorzystuje indukcyjnie podgrzewane (bez cieczy) i chłodzone stalowe narzędzie wnękowe oraz silikonowy rdzeń ze wspomaganiem próżniowym do formowania części bez wstępnego podgrzewania formy i przy ciśnieniu powietrza wynoszącym tylko 8 barów. RocTool twierdzi, że narzędzia kosztują jedną piątą kosztów narzędzi używanych w tradycyjnych metodach z czasami cyklu tak krótkimi, jak 105 sekund.
Testowane materiały obejmują PP, PET i PA12 z włóknami RCF i innymi, a według prezesa RocTool North America Mathieu Boulanger, LIT oferuje zarówno teksturowane, jak i błyszczące powierzchnie. Możliwości obejmują dekorowanie w formie, a wyniki po formowaniu obejmują podobno brak odkształceń, nawet w przypadku cienkich (1-mm/0,04 cala) laminatów. „Możliwość formowania tysięcy części dziennie przy użyciu materiałów RCF może naprawdę zmienić obecny krajobraz,” mówi. Mauhar dodaje, że produkcja seryjna jest koniecznością, jeśli znaczący procent odpadów CFRP z recyklingu ma być ponownie wykorzystany z powodzeniem i zakończyć koło zrównoważonego rozwoju kompozytów węglowych.
Prawdziwy postęp = prawdziwe części
Rademacker z CFK uważa, że wykorzystanie CF będzie rosło, zwłaszcza w autokompozytach, gdzie BMW wyraźnie pokazało wartość zarówno włókien pierwotnych, jak i odpadów produkcyjnych z recyklingu, z których każde zostało odpowiednio zoptymalizowane. „Będą to przenosić do swoich produktów seryjnych do zastosowania w konstrukcjach częściowych”, przewiduje Rademacker. Rzeczywiście, SGL ACF twierdzi, że 10% CFRP stosowanego w pojazdach BMW i pochodzi z recyklingu, a BMW już zadeklarowało, że będzie stosować swoją technologię CFRP poza modelami i oraz M. „W tym miejscu pojawia się szansa dla włókien węglowych pochodzących z recyklingu”. Widzi on również, że inni w przemyśle samochodowym coraz częściej spoglądają w kierunku zastosowań termoplastycznych. Cytowany szeroko przez prasę motoryzacyjną, Franz Storkenmaier, kierownik ds. lekkich konstrukcji w BMW, wymienił ramy foteli, ramy deski rozdzielczej i koła zapasowe jako cele RCF, a ostatnio powiedział magazynowi Auto Express: „Włókno węglowe jest drogim materiałem do pracy, ale jeśli używasz odpadów produkcyjnych, to jest to inna struktura kosztów niż praca nad surowym włóknem węglowym”.
Indeed, Carbon Conversions opracowała kaptur wewnętrzny dla średniej wielkości pojazdu, który kończy demonstracji OEM. Firma widzi potencjał dla większej liczby zastosowań w modelach luksusowych. Złożył również ofertę do dostawcy Tier 1 dla SUV produkowany na 500.000 pojazdów / rok. „To jest część wnętrza, przy użyciu naszego procesu Co-DEP i włókien termoplastycznych, które mogą być mieszane z RCF i innych włókien”, wyjaśnia Mauhar, twierdząc, że Carbon Conversions oferuje 30% lżejszy, koszt-neutralny zamiennik dla włókna naturalnego / termoplastyczne stosowane do drzwi w i wewnętrzne konstrukcje nośne w Europie, a 40% lżejszy, koszt-neutralny zamiennik dla wtrysku formowanego akrylonitrylu butadienu styrenu (ABS) używane w U.S.
Rademacker twierdzi jednak, że kilka kwestii nadal utrudnia powszechne przyjęcie RCF. Twierdzi on, że współpraca tylko z dużymi producentami odpadów CF nie jest korzystna, ponieważ mają oni już ustalone bazy dostawców, których nie są zainteresowani zakłócaniem, ponieważ materiały i dostawcy są już wykwalifikowani. Sugeruje on, że możliwości kryją się natomiast w dużych źródłach odpadów, które również potrzebują nowych form surowców CF – form, które wciąż wymagają dopracowania i kwalifikacji. Jest to jeden z głównych powodów, dla których firmy zajmujące się recyklingiem skupiają się na przemyśle samochodowym. Ponadto, klienci wykorzystujący włókna pierwotne są przyzwyczajeni do określania wytrzymałości i modułu sprężystości. „Mogę sortować napływające odpady i wpływać na właściwości RCF”, wyjaśnia Rademacker, „ale przemysł potrzebuje zastosowań, które pasują do produktów, które możemy dostarczyć, w oparciu o już ustalone strumienie odpadów. Projektanci muszą myśleć o tym, gdzie te produkty mogą być stosowane”, dodaje, „Nadal musimy rozwinąć lepsze zrozumienie tego, co produkty RCF będą produkować w końcowych częściach.”
Uwaga redaktora: Przeczytaj więcej o solwolizie i innych alternatywach odzyskiwania włókien węglowych w „Recycling carbon fibre reinforced polymers for structural applications: Przegląd technologii i perspektywy rynkowe”, autorstwa Soraia Pimenta i Silvestre Pinho | Kopie można zamówić tutaj.
ZWIĄZKI ZWIĄZANE
-
Wytwarzanie włókien węglowych
Przyglądamy się procesowi, w którym prekursor staje się włóknem węglowym dzięki starannej (i w większości zastrzeżonej) manipulacji temperaturą i napięciem.
-
Materiały & Procesy: Włókna do kompozytów
Właściwości strukturalne materiałów kompozytowych pochodzą przede wszystkim ze wzmocnienia włóknami. Opisano rodzaje włókien, ich produkcję, zastosowania oraz aplikacje na rynku końcowym, w których znajdują one największe zastosowanie.
-
Pierwszy komercyjny kompozytowy zbiornik ciśnieniowy typu V
Pierwszy komercyjny zbiornik firmyComposites Technology Development w kategorii typu V zapowiada rozwój nawijania włókien w magazynowaniu sprężonych gazów.