قبل بضع سنوات ، اتخذت مجموعة BMW خطوة ثورية إلى الأمام من خلال بناء مقصورة الركاب بالكامل من البلاستيك المقوى بألياف الكربون. كالعادة ، جلبت طرق الإنتاج الجديدة أيضًا الكثير من ألياف الكربون المعاد تدويرها. كيفية استخدام ألياف الكربون المعاد تدويرها بمهارة لتحويل النفايات إلى كنز اقرأ هذا المقال.

نسج ألياف الكربون الجافة في إنتاج السيارات يمكن استخدام ألياف الكربون المعاد تدويرها في المنتجات الهندسية عالية الأداء. كألياف أولية ، يمكن معالجتها إلى ألياف أساسية باستخدام عملية مبتكرة ، يمكن استخدام المواد المركبة المملوءة بهذه الألياف الجديدة لصنع مكونات سيارات خفيفة الوزن ومرنة للغاية.

الوزن الخفيف يجلب ألياف الكربون المعاد تدويرها

لطالما كانت صناعة الطيران رائدة في استخدام المكونات خفيفة الوزن. بالنسبة لمثل هذه المركبات كثيفة التكلفة ، تتمثل الفائدة المباشرة لتقليل الوزن في تقليل استهلاك الوقود. تواجه صناعة السيارات تحديات مماثلة. وضعت الأسواق الأساسية مثل أوروبا والولايات المتحدة والصين أهدافًا مناخية طموحة في محاولة لتلبية المتطلبات التنظيمية للحد من انبعاثات الكربون. على سبيل المثال ، تتطلب اللوائح الأوروبية تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من سيارات الركاب إلى متوسط ​​95 جم / كم بحلول عام 2020. ونتيجة لذلك ، يضخ صانعو السيارات والشركات التابعة لهم الأموال في إيجاد طرق جديدة لخفض استهلاك الوقود وتكييف الأفكار غير المحققة مع التصميمات خفيفة الوزن التي يمكن إنتاجها بكميات كبيرة.

قبل بضع سنوات ، اتخذت مجموعة BMW خطوة ثورية إلى الأمام من خلال بناء مقصورة الركاب بالكامل من البلاستيك المقوى بألياف الكربون. كالعادة ، تؤدي طرق الإنتاج الجديدة أيضًا إلى الكثير من ألياف الكربون المعاد تدويرها. تشمل ألياف الكربون المعاد تدويرها بقايا الألياف الجافة والنفايات الرطبة. في البداية ، ركزت شركات صناعة السيارات على تجفيف وإعادة تدوير ألياف الكربون إلى أقمشة بطول مناسب للاستخدام في التطبيقات الصغيرة. ومع ذلك ، قد لا يلبي النسيج المتبقي متطلبات الشكل للجزء الجديد. أثبتت المعالجة اليدوية أنها مكلفة وتستغرق وقتًا طويلاً وعرضة للخطأ البشري. لذلك يجب إيجاد حلول جديدة.

الاستخدام الفعال لألياف الكربون للنسيج

وجدت شركة AKRO-PLASTIC GmbH في منطقة Lower Chisen بألمانيا طريقة لزيادة القيمة المضافة لألياف الكربون المعاد تدويرها عن طريق إضافتها إلى ذوبان البوليمر. يتم تقطيع ألياف النسيج في خطوات متعددة ، كما هو الحال في الطريقة التقليدية لقطع ألياف الكربون ، ثم يتم تجميع الجاذبية على جهاز بثق. تكمن الصعوبة الرئيسية في غلاف المسحوق لنسج القماش. في الأصل ، كان الغرض منه هو تثبيت طبقات نسيج ألياف الكربون في مكانها ، ومنعها من الانفصال أثناء العمليات النهائية. النقطة الأساسية للتغذية هي كيفية التحكم بدقة في درجة الحرارة في عملية المعالجة. في هذه الحالة ، تم تجهيز آلة البثق المزدوجة اللولب (المُصنع: FEDDEM GmbH & Co. KG) بوحدة تغذية جانبية مطورة حديثًا تضيف بلطف ما يصل إلى 40٪ من ألياف الكربون إلى مصهور البوليمر.

مادة مركبة مع ميزة الوزن

يتميز خط AKRO-PLASTIC الجديد من المنتجات المقواة بألياف الكربون ، والمعروف باسم ICF ، بقوة عالية وكثافة منخفضة بسعر تنافسي. يمكن إضافة ما يصل إلى 40 في المائة من ألياف الكربون. يهدف خط الإنتاج الجديد إلى تقليل وزن المنتجات بشكل كبير ، وخاصة وزن المكونات الحاملة. يحتوي المركب المقوى بألياف الكربون على درع كهربائي وموصلية حرارية ممتازة ، ومناسب بشكل خاص لمرشحات الكربون المنشط ، ودعائم وحدة التحكم ومكونات وحدة التحكم المركزية. توضح المقارنة الواردة في الجدول 1 أن معامل الشد لـ PA6 المقوى بنسبة 15٪ من ألياف الكربون (AKROMID B3 ICF 15 black (5026)) هو نفس معامل الشد PA6 المقوى بألياف زجاجية بنسبة 30٪. الوزن المحدد الذي يزيد عن 12٪ كافٍ لجعل العميل على استعداد لقبول تخفيض بنسبة 20٪ في قوة الانحناء. تزداد صلابة البوليمر بنسبة تصل إلى 42٪ مع زيادة حشوة الألياف ، بينما تقل مقاومة الانحناء على حساب البوليمر بنسبة 12٪ فقط. لكن ميزة الوزن كانت كبيرة ، مع فقدان الوزن بنسبة 22 في المائة.

فقدان الوزن الرغوي

إلى جانب طرق المعالجة الأخرى ، يمكن تقليل وزن المكونات بشكل أكبر. أكثر التقنيات شيوعًا في السوق هي القولبة بالحقن بمساعدة الماء والغاز (WIT / GIT). يمكن أن يؤدي ذوبان البوليمر الرغوي مع عوامل الرغوة إلى تقليل الوزن بنسبة 6 إلى 13 بالمائة ، اعتمادًا على الطريقة المستخدمة. في الاختبار الموضح في الجدول 2 ، تمت إضافة عامل رغوة كيميائي 3.5٪ AF-Complex PE 990310TM إلى مزيج 20٪ من ألياف الكربون المقوى (بولي أميد + بولي بروبيلين) وتم تطبيقه على قالب ربط. تنخفض الكثافة بأكثر من 13 بالمائة - أقل من كثافة الماء. على الرغم من الخسارة الكبيرة في الوزن ، لم يكن هناك انخفاض في مقاومة الانحناء ، مع نفس صلابة الانحناء تقريبًا مثل البولي أميد المقوى بالألياف الزجاجية بنسبة 40٪ ، ولكن وزن المنتج المملوء بالألياف الزجاجية يزيد بنسبة 50٪ تقريبًا. لذلك،