Kan koolstofvezel worden gerecycled?

Een van de grote voordelen van het gebruik van onderdelen van koolstofvezel in vliegtuigen en auto's is dat het lichte gewicht van koolstofvezel deze voertuigen zuiniger maakt. Het algehele lagere gewicht vereist minder energie om ze te verplaatsen, dus er is minder brandstof nodig om ze op hun bestemming te krijgen.

Hoewel onderdelen van koolstofvezel duurzaam zijn en een hoge treksterkte hebben, slijten ze uiteindelijk en moeten ze worden vervangen. Bovendien levert het produceren van koolstofvezelonderdelen koolstofvezelafval op. Aangezien koolstofvezel kostbaar kan zijn om te produceren, kunnen afgedankte onderdelen en productieafval worden gerecycled?

Blijf lezen om te leren hoe we koolstofvezelafval kunnen hergebruiken en recyclen.

Uitdagingen bij het recyclen van koolstofvezel

Koolstofvezel is extreem duurzaam, maar recyclen is niet zo eenvoudig als het lijkt. Processen die tijdens de productie van onderdelen koolstofvezelafval produceren, kunnen de vezels beschadigen. Naar schatting 30% van de geproduceerde koolstofvezel eindigt echter als afval tijdens de productie, dus het is belangrijk om manieren te vinden om dit afval te recyclen en hergebruiken om koolstofvezel duurzamer en betaalbaarder te maken.

Bovendien, voor onderdelen aan het einde van hun levensduur, vereist koolstofvezel opgesloten in hars een proces om de hars te verwijderen en de vezel te extraheren. Vaak gebruiken deze processen agressieve chemicaliën om de hars op te lossen of hoge temperaturen om het weg te smelten, wat veel energie kost. En terwijl de vezel wordt gerecycled, is de verwijderde hars afval.

Processen voor het recyclen van koolstofvezel

Ontwikkelingen in het recyclen van koolstofvezel draaien om het verminderen van de tijd en energie die aan het proces wordt besteed. Meestal wordt koolstofvezel teruggewonnen uit afgedankte onderdelen met behulp van een van de volgende twee processen:

• Pyrolyse, of hoge hitte waarbij uitgeharde hars verbrandt
• Solvolyse, of er wordt een oplosmiddel gebruikt om uitgeharde hars op te lossen

Solvolyse is ook een methode die wordt gebruikt op niet-uitgehard prepreg-afval, of koolstofvezel die is geweven met een matrix van een thermohardend polymeer waarvoor geen extra hars nodig is om uit te harden. Solvolyse lost het niet-uitgeharde polymeer op en de vezel kan opnieuw worden gebruikt.

De problemen met pyrolyse zijn dat de hars wordt verspild en dat het veel energie kost om te presteren. Bovendien zijn zowel pyrolyse als solvolyse gestart als batchprocessen, waarbij het proces na productie in kleine hoeveelheden wordt uitgevoerd. Recycling in batchprocessen is beter dan helemaal niet recyclen; batchprocessen zijn echter doorgaans duurder dan inline-processen. Dit is recycling die kan worden gedaan binnen het reguliere productieproces, en het is tijdbesparend en kosteneffectief.

Solvolyse is een uitstekende kandidaat voor inline recycling van koolstofvezels, en het ontwikkelen van harsen met recyclingmogelijkheden in het achterhoofd biedt kansen voor het recyclen van de hars. Sommige bedrijven ontwikkelen hars die bedoeld is om opnieuw te worden gebruikt, zodat de monomeeroplossing van de hars de uitgeharde hars kan oplossen in een vloeibare, herstelbare staat.

Waarvoor kan gerecyclede koolstofvezel (rCF) worden gebruikt?

Hoewel de integriteit van teruggewonnen koolstofvezel niet wordt aangetast, zijn gerecyclede vezels meestal pluizig en minder dicht dan nieuwe vezels, dus het is moeilijk om ze te "herweven" in de koolstofvezelplaten die we gewend zijn.

Injection Molding &3D Printing rCF

Gerecycleerde vezels kunnen worden omgezet in dichte pellets, die gebruikelijk zijn bij het spuitgieten van koolstofvezel. Spuitgieten met koolstofvezelpellets gebeurt al met nieuwe vezels, maar het gebruik van gerecyclede vezels levert hetzelfde eindproduct op een milieuvriendelijke manier op tegen lagere kosten.

3D-printfilamenten kunnen ook gebruikmaken van rCF. Hoewel het geen volledig koolstofvezelfilament is, kunnen de gerecyclede vezels worden gemengd met traditionele ABS-filamenten om het eindproduct te versterken.

Niet-geweven rCF-stof

Geweven koolstofvezelstof is strak en opvallend, maar gerecyclede vezels kunnen niet opnieuw worden geweven. Dat betekent niet dat ze niet kunnen worden gebruikt om koolstofvezelstoffen te maken. rCF-stoffen zijn niet zo strak als geweven vezels, maar ze zijn nog steeds nuttig voor processen die momenteel nieuwe geweven vezels gebruiken. De vezels kunnen nog steeds worden uitgelijnd voor sterkte en in verschillende richtingen worden gerangschikt om aan de behoeften van het project te voldoen.

Repareren van consumentenproducten van koolstofvezel

Koolstofvezel lijkt misschien moeilijk te repareren als het breekt. In tegenstelling tot metaal kan het niet zomaar weer aan elkaar worden gelast. Koolstofvezel is echter te repareren. De lucht- en ruimtevaartindustrie repareert vrij regelmatig koolstofvezelonderdelen en auto's en vrachtwagens met koolstofvezelonderdelen kunnen na een ongeval worden gerepareerd, zolang de schade het voertuig niet als total loss beschouwt.

Reparatie van koolstofvezel vereist expertise, dus het is niet aan te raden om een ​​doe-het-zelfreparatie uit te voeren aan voertuigonderdelen van koolstofvezel, fietsframes of andere consumentenproducten die bloot moeten wegen. Het repareren van een onderdeel van koolstofvezel, indien mogelijk, verlengt echter de levensduur van het product en is minder duur dan het vervangen ervan.

Het ontwikkelen van processen voor het recyclen en repareren van koolstofvezel is belangrijk voor de duurzaamheid en vermindering van koolstofvezelafval. Het correct recyclen en hergebruiken van koolstofvezel heeft geen invloed op de sterkte ervan, waardoor het in sommige gevallen bruikbaar is in plaats van nieuwe vezels.

Koolstofvezelgietwerk van PCMI

PCMI Manufacturing is een innovator op het gebied van koolstofvezelgietwerk. Ons unieke gietproces maakt gebruik van een goedkoper materiaal en snellere cyclustijden, wat resulteert in een kostenbesparing van 20-30% voor onze klanten. Klik op de onderstaande link voor meer informatie over hoe we u kunnen helpen bij uw volgende koolstofvezelproject.