Модульная производственная линия превращает термопластические полимеры и композиты в высокопроизводительные панели органолистов

Cetim (Нант, Франция) уже хорошо известна своим QSP (Quilted Stratum Process) для индустриализированного производства (время цикла < 1 минута) термопластических композитных деталей, а также своим ПО QSD (Quilted Stratum Design), которое оптимизирует такие детали, включая то, как повторно использовать производственные отходы обратно в деталь. Ее третья поддерживающая технология — это модульная производственная линия для превращения термопластических отходов с и без волокнистого армирования в панели органолистов, предлагающие желательные свойства и стоимость.

Пилотная линия в Cetim Grand Est

Этот процесс переработки термопластических композитов был разработан Cetim Grand Est (Мюльхаус, Франция). Образованная в 1977 году как Cetim Cermat, она fusionировала с CRITT Matériaux Alsace в 2018 году для обеспечения технологической поддержки компаниям в регионах Альзас-Лоррейн и Шампань-Арденны Франции. «Cetim Grand Est отвечает за технологии переработки полимеров и термопластических композитов», — объясняет Клемен Каленс, менеджер бизнес-юнита в Cetim Grand Est для мюльхаусской команды Индустрии Будущего, включая проекты термопластических процессов и онлайн-мониторинга. «У нас пятнадцать человек в этом подразделении и мы работаем с университетами и компаниями из широкого спектра отраслей, создавая междисциплинарные команды для решения сложных проблем».

«Пилотная производственная линия, которую мы установили в Мюльхаусе, была разработана, чтобы показать миру, что этот инновационный термомеханический процесс переработки производственных отходов возможен», — продолжает Каленс. «Эта линия похожа на QSP по философии: автоматизированная система, гибкая и модульная, позволяющая компаниям использовать технологию эффективным и рентабельным способом. Мы фактически получаем отходы с линии QSP в Нанте или от других клиентов, а затем апгрейдим их в различные материалы и панели органолистов, с целью сохранения целостности композитов для более высокой производительности по сравнению с традиционными материалами и традиционными переработанными композитами».

Thermosaïc и ThermoPRIME

Линия объединяет два отдельных подхода: Thermosaïc и ThermoPRIME.

Thermosaïc берет производственные отходы термопластических композитов от раскроя и обрезки (или от деталей в конце срока службы), грубо измельчает их, а затем использует термомеханический процесс для превращения опилок в органолист. «Мы называем это композитной структурной панелью», — говорит Каленс, — «но это по сути как органолист». Термин органолист эволюционировал в Европе для описания тканево-усиленных термопластических препрегов, семипрегов или предварительно консолидированных заготовок, которые могли быть термоформированы и перелиты в композитные детали. Продукты Thermosaïc квази-изотропны, а длина волокна сохраняется максимально длинной для максимизации механических свойств. «Они находятся посередине между листом с короткими волокнами и классическим органолистом», — отмечает Каленс. «Цель технологии — найти хороший компромисс между размером опилки и свойствами панели, потому что всегда нужно связывать производительность со стоимостью. Процесс должен быть гибким и рентабельным, то есть дешевле девичьего материала».

«Мы используем ту же производственную линию для изготовления структурных панелей ThermoPRIME», — объясняет он. «Это та же базовая концепция, но в этом подходе мы начинаем с неармированных термопластических отходов или деталей в конце срока службы, которые были переработаны в пленку. Пленки из разных материалов уже доступны на рынке. Затем мы добавляем девичье, натуральное, переработанное или любое другое сухое непрерывное волокно для производства органолиста, имеющего те же свойства, что и девичьего материала, но по более низкой стоимости. Пропитывание волокна использует непрерывный процесс, который дешевле по сравнению с партийной обработкой классического органолиста».

Демонстрации, экономия затрат и цепочка поставок

Демонстрации на сегодняшний день показали большую экономию затрат с более высокопроизводительными термопластами, такими как PEEK (полиэтерэтеркетон) или PPS (полифениленсульфид), по сравнению с материалами вроде PP (полипропилен), которые уже дешевы как девичьи материалы. Помимо этих полимеров, команда Каленса обработала PA6 (полиамид 6) и разработала различные виды переработанных продуктов с полимером, усиленным стекловолокном, работая с компаниями, например Porcher (Эклоз-Бадиньеры, Франция), для производства панелей Thermosaïc и ThermoPRIME. Команда также работает над панелями из переработанного углеродно-волокнисто-усиленного полимера.

Как вы видите развитие цепочки поставок переработки? «Мы сейчас работаем над передачей этой технологии в промышленность, сотрудничая с поставщиками 1-го уровня и производителями материалов», — говорит Каленс. «Cetim Grand Est работает с промышленностью для завершения доказательства концепции и دراسات выполнимости. Она также работает, в сотрудничестве с партнером-производителем станков, над адаптацией линии для удовлетворения конкретных потребностей клиентов и работы с клиентами для помощи в определении оптимальных производственных модулей и параметров».

Thermosaïc и ThermoPRIME были признаны на JEC World 2018 Инновационной премией за устойчивое развитие. Клемен Каленс запланирован представить дополнительные детали этой технологии 12 мая на JEC World 2020 (Париж, Франция).