Несколько лет назад BMW Group сделала революционный шаг вперед, построив весь пассажирский салон из пластика, армированного углеродным волокном. Как обычно, новые методы производства также принесли много переработанного углеродного волокна. Как умело использовать переработанное углеродное волокно, чтобы превратить отходы в сокровища, читайте в этой статье.

Ткачество сухого углеродного волокна в автомобилестроении Переработанное углеродное волокно можно использовать в высокопроизводительных машиностроительных изделиях. В качестве протоволокон, которые можно перерабатывать в штапельные волокна с помощью инновационного процесса, композитный материал, наполненный этим новым волокном, можно использовать для изготовления легких, высокоэластичных автомобильных компонентов.

Легкость приносит переработанное углеродное волокно

Авиационная отрасль часто была лидером в использовании легких компонентов. Для таких дорогостоящих транспортных средств непосредственным преимуществом снижения веса является снижение расхода топлива. Автомобильная промышленность сталкивается с аналогичными проблемами. Ключевые рынки, такие как Европа, США и Китай, поставили перед собой амбициозные цели в области климата, чтобы соответствовать нормативным требованиям по сокращению выбросов углерода. Например, европейские правила требуют, чтобы к 2020 году выбросы CO2 от легковых автомобилей были снижены в среднем до 95 г/км. В результате автопроизводители и их аффилированные лица вкладывают деньги в поиск новых способов сокращения расхода топлива и адаптацию нереализованных идей к облегченным конструкциям. которые можно производить серийно.

Несколько лет назад BMW Group сделала революционный шаг вперед, построив весь пассажирский салон из пластика, армированного углеродным волокном. Как обычно, новые методы производства также приводят к большому количеству переработанного углеродного волокна. Эти переработанные углеродные волокна включают остатки сухих волокон и влажные отходы. Первоначально автопроизводители сосредоточились на сушке и переработке углеродного волокна в ткани подходящей длины для использования в небольших приложениях. Однако оставшаяся ткань может не соответствовать требованиям к форме новой детали. Ручная обработка оказалась дорогостоящей, трудоемкой и подверженной человеческим ошибкам. Поэтому необходимо найти новые решения.

Эффективное использование углеродного волокна для ткачества

Компания AKRO-PLASTIC GmbH из Нижнего Чизена, Германия, нашла способ увеличить добавленную стоимость переработанного углеродного волокна, добавляя его в расплавы полимеров. Волокно ткани измельчается в несколько этапов, как это делается при традиционном способе резки углеродного волокна, а затем загружается в экструдер под действием силы тяжести. Основная трудность заключается в порошковом связующем для ткацкого полотна. Первоначально он предназначался для удержания слоев ткани из углеродного волокна на месте, предотвращая их разделение во время последующих процессов. Ключевым моментом кормления является то, как точно контролировать температуру в процессе обработки. В этом случае используемый двухшнековый экструдер (производитель: FEDDEM GmbH & Co. KG) оснащен недавно разработанным боковым питателем, который аккуратно добавляет до 40% углеродного волокна в расплав полимера.

Композитный материал с преимуществом в весе

Новая линейка изделий AKRO-PLASTIC, армированных углеродным волокном, известная как ICF, отличается высокой прочностью и низкой плотностью по конкурентоспособной цене. Можно добавить до 40 процентов углеродного волокна. Новая продуктовая линейка направлена ​​на значительное снижение веса изделий, особенно веса несущих компонентов. Композит, армированный углеродным волокном, имеет электрическое экранирование и отличную теплопроводность, особенно подходит для фильтров с активированным углем, опор блока управления и компонентов центральной консоли. Сравнение в таблице 1 показывает, что модуль упругости ПА6, армированного 15% углеродного волокна (AKROMID B3 ICF 15 черный (5026)) такой же, как у ПА6, армированного 30% стекловолокна. Удельного веса более 12 % достаточно, чтобы заказчик согласился на снижение прочности на изгиб на 20 %. Жесткость полимера увеличивается до 42 % с увеличением волокнистого наполнителя, а прочность на изгиб за счет полимера снижается всего на 12 %. Но преимущество в весе было значительным, потеря веса составила 22 процента.

Пенное похудение

В сочетании с другими методами обработки вес компонентов может быть дополнительно снижен. Двумя наиболее распространенными технологиями на рынке являются литье под давлением с помощью воды и газа (WIT/GIT). Вспенивание полимерных расплавов пенообразователями может дополнительно снизить вес на 6-13 процентов, в зависимости от используемого метода. В испытании, показанном в Таблице 2, 3,5% химического пенообразователя AF-Complex PE 990310TM добавляли к смеси, армированной углеродным волокном (полиамид + полипропилен) на 20%, и наносили на матрицу стяжной тяги. Плотность уменьшается более чем на 13 процентов — меньше, чем плотность воды. Несмотря на значительную потерю веса, не произошло снижения прочности на изгиб при примерно такой же жесткости на изгиб, как у полиамида 6, армированного стекловолокном на 40%, но продукт, наполненный стекловолокном, весил примерно на 50% больше. Поэтому,