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再生碳纤维开启回收应用新大门

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  由于碳纤维具有强度高和质量轻的特性,碳纤维可以应用在航空航天、汽车和能源等众多行业中。然而,它的高昂成本阻碍了许多制造商。

 

  总部设在科罗拉多州的新型科技公司—Vartega,正在努力改变这种状况。该公司的研究小组开发了一种新型的碳纤维回收工艺,其目标是推动可持续碳纤维的广泛普及。

 

  在接受研发杂志采访时,Vartega的首席执行官兼创始人Andrew Maxey说:“碳纤维是一种很有价值的材料,把它送到垃圾填埋场是没有任何意义的,但从历史上看,我们就是这样做的;我们只是把它埋在地下。所以现在我们可以提供一个保持它的价值并且重新利用它的机会。回收碳纤维比生产碳纤维耗费的能量要少得多,因此,回收碳纤维更划算,我们可以利用回收的碳纤维材料降低下游的应用成本。”

 

它是如何工作的

   Vartega的大部分原料都来自于高质量的预浸碳纤维废料,比如金属废料应用在航天工业中的比例通常是30%。碳纤维这种昂贵的废料可以回收再利用,以最大限度地减少损失,提高环保效益。从航空航天工业回收的碳纤维废料完全可以用于飞机内部、汽车应用、消费品和体育用品的制造。

 

  这个方法可以每年从垃圾填埋场转移成千上万吨,并向下游客户提供更便宜的碳纤维产品,否则他们将无法负担这些费用。

 

  Maxey说“我们能够提取出未固化的碳纤维废料,并将树脂洗掉。如果我们这样做了,我们就能得到一种干燥的再生碳纤维,它的机械性能和原来的碳纤维一样。”

 

  到底碳纤维是如何循环利用的,这取决于它的原始形态。碳纤维要么被编织成织物,要么全部朝向同一方向,这样可以循环利用,并保持其纤维的长度。加工废料本质上是把切割下来的碳纤维切碎并添加到热塑性塑料中。

 

  Maxey解释说:“在这种情况下,机械性能仍然是一样的,但是由于整体的纤维长度不同,复合材料的性能可能会有所不同。具有不连续纤维的热塑性塑料与连续纤维复合材料具有不同的特性。”

 

  Vartega已经开始在多个领域站稳脚跟。该公司生产了用自己回收的碳纤维制成的3D打印机,可用于消费者购买。Maxey说:“这种产品的理念是为那些对3D打印感兴趣的人提供一种负担得起的碳纤维。”

 

  “它的打印质量很好,很容易使用,而且它的机械性能很好,我们认为这是一个让人兴奋的领域,它的爱好者和制造商购买了一种回收的材料,但这种材料和新材料一样好。”

 

  Vartega在与几个行业伙伴合作,其中包括位于科罗拉多州的Alchemy自行车公司,该公司正在利用Vartega的技术,使其自行车更具可持续性。

 

  Maxey说:“他们手工制作碳纤维自行车车架,我们回收他们的废料,然后再给他们提供3D打印零件,这些3D打印零件可以用来设计制造新的自行车零件。”

 

  Vartega还在为汽车行业研究再生碳纤维的应用,包括注射成型、发动机罩和内外车身面板的应用。

 

在汽车工业中,碳纤维有显著的好处

 

  Maxey说:“你可以用更少的碳纤维来制造与铝或钢铁相当的部件,这样有助于减少汽车的重量,改善燃油经济性,并且在新一代的电动汽车行业中,也能节省电力的使用。制造商为重达几百磅的车辆提供的电池组、大屏幕、激光雷达传感器和其他的新技术,所有这些都增加了重量,制造商当然也有兴趣减少车辆的重量,并在这方面保持竞争力。”

 

  Vartega也在致力于开发几个长期项目,并希望在其他几个领域将技术商业化。他们的目标是在未来5年内,在主要的碳纤维供应商和废弃发电机这两个国内市场中,运营碳纤维回收设施。

 

  Maxey说:“我们的技术是模块化的,这使得我们能够定位到接近于原始资源的地方,同时也能接近客户。我们将在未来一到两年内部署商用系统,以满足下游客户的相关需求。”


2018年3月30日 14:28
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