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回收碳纖維纏繞成型的氫氣罐并用于汽車部件的生產

福伊特復合材料其合作伙伴開發了儲氫罐的回收解決方案,以及利用回收材料生產汽車零部件的制造方法。

回收碳纖維纏繞成型的氫氣罐并用于汽車部件的生產

福伊特復合材料公司(Voith Composites)在JEC World 2023上展示了款汽車演示機,表示出該公司在制造新型結構汽車零部件方面所做的努力,這些汽車零部件是由其纏繞工藝成型的氫儲罐的廢料制成的預浸料制成。最終,該公司計劃將儲罐本身回收利用,制成新的組件。

福伊特復合材料公司(德國加興)生產汽車零部件,專注于自動化和復合材料工藝。最近,該公司利用其在新興氫經濟領域的專業知識,為重型貨物行業提供了700巴的氫氣罐。與傳統的長絲纏繞碳纖維增強聚合物(CFRP)儲罐相比,該儲罐采用自動纏繞工藝制造,重量更輕,氫氣容量更高。

與此同時,福伊特還關注可持續發展,尤其是在汽車制造商面臨越來越大的壓力,要求他們為零部件采用回收和可持續發展解決方案的情況下。因此,在過去的一年里,福伊特一直專注于技術和合作伙伴關系,以使其高壓CFRP儲罐在15年的使用壽命結束時能夠回收利用,以及利用回收的碳纖維(rCF)制造新汽車零部件。

福伊特及其合作伙伴,包括東麗(日本東京,材料)、特諾沃(德國Hof,非織造布制造)和德爾塔-普瑞格(意大利圣埃吉dio alla Vibrata,樹脂浸漬),正在研究兩種不同的回收工藝,一種用于回收制造廢料,另一種用于回收報廢(EOL)部件,如氫氣罐。

在第一道工序中,福伊特氫氣罐纏繞過程中產生的干碳纖維切割被收集起來,切割成60毫米左右的長度。這些纖維被定向制成干燥的無紡布,用樹脂浸漬,并鋪成預浸料堆,在封閉的模具過程中壓制成最終用途部件。

該工藝已被用于制造示范汽車部件。在法國巴黎舉行的JEC World 2023上,福伊特展示了與一家歐洲汽車制造商合作生產的一種用于加強跑車底盤的結構部件。

在第二種回收方法中,使用酸基溶劑分解工藝從達到EOL的復合材料部件中提取碳纖維和樹脂。在這個過程中,60-80毫米的碳纖維被提取出來,在一個單獨的過程中,重新定向并重新制造成50毫米寬的單向膠帶,然后用環氧樹脂浸漬。然后,使用福伊特粗紗應用器(VRA)技術,可以將預浸膠帶剪裁成用于新汽車部件的預成型件,該技術是一種自動過程,可以將膠帶切割成預定長度并以指定角度放置。

目前,切碎的EOL部件被送入一個中試規模的系統,得到的纖維長度相對較短(最多80毫米)。未來的目標是將該工藝擴展到連續粗紗,例如福伊特的纏繞式高壓氫氣罐中使用的粗紗。另一個目標是將提取的樹脂成分重新制造成新的樹脂。

在過去的一年里,福伊特報告說,這一過程的工作一直在進行中,主要目標是確定是否可以用回收的碳纖維制造出功能齊全的部件。這項工作包括確定堆壓的效果,樹脂如何流動以及碳纖維的性能,所有這些對于確定如何微調變量以及如何使制造過程適應公司的回收概念都很重要。

此文由中國復合材料工業協會搜集整理編譯,文章不用于商業目的,僅供行業人士交流,引用請注明出處。


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