由於碳纖維強度高且質量輕, 所以它在航空航天, 汽車和能源等眾多工業領域都有著十分廣泛的應用. 然而, 較高的成本限制了許多製造商對它的使用.
Vartega是一家總部設在科羅拉多的新技術公司, 該公司正在努力改變這種狀況. 它的團隊已經開發出一種新型碳纖維回收工藝, 這將推動可持續發展和普及碳纖維.
在一個研發雜誌的採訪中, Vartega的CEO和創始人Andrew Maxey說: '碳纖維是一種很有價值的材料, 人們之前把它們當做垃圾而填埋處理是十分浪費的, 但是以前人們就是這麼做的. 我們的研究可以保留碳纖維價值並讓它重新得到應用. 回收碳纖維比製造原始碳纖維要簡單得多, 因此, 回收碳纖維更具成本效益. 我們採用這種材料可進一步降低下遊應用的成本. '
它是如何工作的?
Vartega生產過程的原料大多來自高等級預浸碳纖維廢料, 如用於航空業的材料報廢率通常為30%. 昂貴的廢料被回收和再利用可以減少價值損失, 並且可以最大限度地提高碳纖維的環境效益. 航空航天結構中的廢碳纖維可以應用于飛機內飾, 汽車應用, 消費電子產品和體育用品中.
這個回收工藝每年可以從垃圾填埋場轉移數千噸的垃圾, 並為下遊的消費者提供更便宜的碳纖維產品, 否則他們就可能負擔不起.
Maxey說: '我們可以採用未固化的後工業碳纖維廢料, 並儘可能的除去樹脂, 一旦我們做到這一點, 我們就得到了一個乾燥的再生碳纖維, 它具有與原始碳纖維相同的機械性能. '
碳纖維如何迴圈利用取決於它的原始狀態. 連續碳纖維不論是織成織物還是朝同一方向排列, 都可以被回收並保持其纖維長度. 當從模型中切割碳纖維時, 生產廢料基本上被切碎, 並加入到熱塑性塑料中.
Maxey解釋說: '在這種情況下, 碳纖維的力學性能仍然是相同的, 但由於纖維的長度不同, 複合材料的性能可能會有所不同. 不連續纖維增強熱塑性塑料具有不同於連續纖維複合材料的性能. '
應用
Maxey說: 'Vartega已經開始將它自己分成了幾個部分. 公司發明了自己的3D印表機燈絲, 裡面含有回收的碳纖維, 該產品已經進入市場. 這個產品背後的理念是為那些對3D列印感興趣的普通人提供負擔得起的碳纖維選擇. '
Maxey說: '它的列印質量非常好, 操作比較簡易而且具有很好的機械性能, 我們認為這是一個非常令人興奮的領域, 業餘愛好者和製造商可以購買回收的材料, 但它們擁有著與新材料同樣好的性能. '
Vartega已經與一些行業的公司進行合作, 其中包括位於Colorado的鍊金術單車有限公司, 該公司利用Vartega的技術使得單車的壽命更長. Maxey說: '他們的碳纖維單車車架是手工製作的, 我們回收他們的廢材, 然後為他們製造並提供3D列印部件, 這可應用於單車原型和新零件的設計. '
Vartega也致力於汽車行業的再生碳纖維應用 , 其中包括在注射成型, 引擎罩下以及內外部車身面板等方面的應用. 在汽車工業中, 碳纖維具有十分顯著的效益.
Maxey說: '你可以用少量的碳纖維製造出與鋁或鋼具有同樣性能的部件, 這樣有助於減輕汽車重量, 提高燃油經濟性, 還可以增強新一代電動汽車的蓄電能力. 汽車的電池組重量可達幾百磅, 還有一些像大屏幕, 雷射雷達感測器和其他儲能元件的新技術設備, 這些設備都比較笨重, 所以製造商肯定有興趣在保持其原有性能的基礎上, 進一步降低車輛的重量. '
Vartega還致力於發展一些長期的項目, 並希望在其他幾個領域實現商業化. 他們的目標是未來五年內, 在主要供應商和廢品發生源這兩個國內市場間經營碳纖維回收設施.
Maxey說: '我們的技術是模組化的, 這使我們能夠定位到廢料源, 同時也接近客戶, 未來的12到24個月, 我們將在這裡部署商業系統, 以支援下遊客戶和相關需求. '