Можно ли переработать углеродное волокно?

Одним из основных преимуществ использования деталей из углеродного волокна в самолетах и ​​автомобилях является то, что легкий вес углеродного волокна делает эти автомобили более экономичными. Общий меньший вес требует меньше энергии для их перемещения, поэтому требуется меньше топлива, чтобы доставить их к месту назначения.

Хотя детали из углеродного волокна долговечны и обладают высокой прочностью на разрыв, они со временем изнашиваются и требуют замены. Кроме того, при производстве деталей из углеродного волокна возникают отходы из углеродного волокна. Поскольку производство углеродного волокна может быть дорогостоящим, можно ли переработать отработанные детали и производственные отходы?

Продолжайте читать, чтобы узнать, как мы можем повторно использовать и перерабатывать отходы углеродного волокна.

Проблемы переработки углеродного волокна

Углеродное волокно чрезвычайно прочно, но переработать его не так просто, как может показаться. Процессы, при которых образуются отходы углеродного волокна во время производства деталей, могут привести к повреждению волокон. Однако, по оценкам, 30% произведенного углеродного волокна превращается в отходы во время производства, поэтому важно найти способы переработки и повторного использования этих отходов, чтобы сделать углеродное волокно более экологичным и доступным.

Кроме того, для деталей с истекшим сроком службы углеродное волокно, заблокированное внутри смолы, требует процесса удаления смолы и извлечения волокна. Часто в этих процессах используются агрессивные химические вещества для растворения смолы или высокие температуры для ее расплавления, что требует много энергии. И хотя волокно перерабатывается, удаленная смола остается отходами.

Процессы переработки углеродного волокна

Разработки в области вторичной переработки углеродного волокна направлены на сокращение времени и энергии, затрачиваемых на этот процесс. Чаще всего углеродное волокно восстанавливается из отработанных деталей одним из двух способов:

• Пиролиз или высокая температура, при которой отвержденная смола догорает.
• Сольволиз, или растворитель используется для растворения отвержденной смолы.

Сольволиз - это также метод, используемый для неотвержденных отходов препрега или углеродного волокна, сотканного с матрицей из термореактивного полимера, не требующей дополнительной смолы для отверждения. Сольволиз растворяет неотвержденный полимер, и волокно можно использовать повторно.

Проблемы с пиролизом заключаются в том, что смола тратится впустую, и для его работы требуется много энергии. Кроме того, и пиролиз, и сольволиз начинались как периодические процессы, когда процесс выполняется после производства в небольших количествах. Утилизация в периодических процессах лучше, чем совсем не утилизировать; однако пакетные процессы обычно более затратны, чем встроенные процессы. Это переработка, которую можно выполнять в рамках обычного производственного процесса, она позволяет сэкономить время и снизить затраты.

Сольволиз является основным кандидатом для вторичной переработки углеродного волокна, и разработка смол с учетом возможностей вторичной переработки оставляет возможность вторичной переработки смолы. Некоторые компании разрабатывают смолу, предназначенную для повторного использования, поэтому раствор мономера смолы может фактически растворять отвержденную смолу обратно в жидкое восстанавливаемое состояние.

Для чего можно использовать переработанное углеродное волокно (RCF)?

Хотя целостность вторичного углеродного волокна не нарушается, вторичные волокна имеют тенденцию быть пушистыми и менее плотными, чем первичные волокна, поэтому их сложно «переплетать» в листы углеродного волокна, к которым мы привыкли.

Литье под давлением и 3D-печать rCF

Вторичные волокна можно превратить в плотные гранулы, которые обычно используются при литье под давлением углеродного волокна. Литье под давлением гранул углеродного волокна уже выполняется с первичными волокнами, но при использовании переработанного волокна получается тот же конечный продукт, экологически безопасный и менее затратный.

Нити для 3D-печати также могут использовать rCF. Хотя переработанные волокна не являются полностью углеродными волокнами, их можно смешивать с традиционными волокнами из АБС-пластика для усиления конечного продукта.

Нетканый материал RCF

Ткань из углеродного волокна выглядит гладкой и привлекает внимание, но переработанные волокна невозможно переплести. Это не значит, что их нельзя использовать для создания тканей из углеродного волокна. Ткани rCF не такие гладкие, как тканые, но они по-прежнему полезны для процессов, в которых в настоящее время используются первичные тканые волокна. Волокна все еще можно выровнять для повышения прочности и расположить в разных направлениях в соответствии с потребностями проекта.

Ремонт потребительских товаров из углеродного волокна

Может показаться, что углеродное волокно трудно ремонтировать, когда оно ломается. В отличие от металла, его нельзя просто сварить. Однако углеродное волокно ремонтируемо. В аэрокосмической отрасли детали из углеродного волокна ремонтируются довольно регулярно, а легковые и грузовые автомобили с деталями из углеродного волокна могут быть отремонтированы после аварии, если повреждение не означает, что автомобиль полностью утрачен.

Ремонт из углеродного волокна требует опыта, поэтому не рекомендуется выполнять самостоятельный ремонт деталей автомобилей из углеродного волокна, рамы велосипедов или других потребительских товаров, которые должны иметь небольшой вес. Однако ремонт детали из углеродного волокна, когда это возможно, продлевает срок службы продукта и обходится дешевле, чем его замена.

Разработка процессов переработки и ремонта углеродного волокна важна для обеспечения устойчивости и сокращения отходов углеродного волокна. Переработка и повторное использование углеродного волокна не влияет на его прочность, поэтому в некоторых случаях его можно использовать вместо натуральных волокон.

Отливка из углеродного волокна от PCMI

PCMI Manufacturing - новатор в области литья из углеродного волокна. В нашем уникальном процессе литья используется более дешевый материал и более короткое время цикла, что приводит к экономии 20-30% затрат для наших клиентов. Щелкните ссылку ниже, чтобы узнать больше о том, как мы можем помочь вам с вашим следующим проектом из углеродного волокна.