福伊特布局復合材料自動化前沿技術(shù)，用儲氫瓶回收碳纖維制造汽車結(jié)構(gòu)件

福伊特復合材料公司在2023年JEC世界博覽會上展示了這款汽車演示器，展示了該公司在利用氫罐towpreg-winding工藝廢料制成的預浸料制造新型汽車結(jié)構(gòu)部件方面的努力和合作伙伴關(guān)系。最終，該公司計劃將坦克本身回收成新的部件。

福伊特復合材料(德國Garching)制造汽車零部件，專注于自動化和支持復合材料4.0的流程。最近，該公司利用其在新興氫經(jīng)濟領(lǐng)域的專業(yè)知識，為重型貨物行業(yè)提供了700巴的氫氣罐。據(jù)稱，與傳統(tǒng)的纖維纏繞碳纖維增強聚合物(CFRP)罐相比，這種罐重量更輕，氫容量更高。

與此同時，福伊特也關(guān)注可持續(xù)發(fā)展，尤其是在汽車制造商面臨越來越大的壓力，要求他們對零部件采用回收和可持續(xù)發(fā)展解決方案的情況下。因此，在過去的一年里，福伊特致力于技術(shù)和合作伙伴關(guān)系，以使其高壓CFRP儲罐在15年的使用壽命結(jié)束時能夠回收，以及使用回收的碳纖維(rCF)制造新汽車部件的解決方案。

Towpreg纏繞高壓氫氣罐在2023年JEC世界展上展出

福伊特及其合作伙伴，包括東麗(日本東京，用于材料)、Tenowo(德國Hof，用于無紡布制造)和Delta-Preg(意大利Sant'Egidio alla Vibrata，用于樹脂浸漬)正在研究兩種不同的回收工藝，一種用于回收制造廢料，另一種用于回收氫罐等報廢部件。

在第一個過程中，收集來自福伊特氫氣罐纏繞過程的干碳纖維碎片，并切割成約60毫米長。將這些纖維定向并制造成干燥的非織造織物，用樹脂浸漬并鋪成預浸料堆，以在閉模工藝中壓制成最終的最終使用部件。

這種工藝已經(jīng)被用于制造演示汽車部件。在2023年JEC世界博覽會上，福伊特展示了一種與歐洲汽車制造商合作制造的用于加強跑車車身底部的結(jié)構(gòu)部件。

在第二種回收方法中，基于酸的溶劑分解過程用于從已經(jīng)達到其EOL的復合部件中提取碳纖維和樹脂。在這個過程中，60-80毫米的碳纖維被提取出來，并在一個單獨的過程中，重新定向并重新制造成50毫米寬的單向帶，然后用環(huán)氧樹脂浸漬。然后，可以使用將預浸帶裁剪成新汽車部件的預成型件福伊特粗紗敷料器(VRA)技術(shù)這是一個自動過程，它將膠帶切割成預定的長度，并以指定的角度放置。

福伊特的自動化VRA技術(shù)將預浸帶切割并放入定制的預浸料堆中。該公司表示，其VRA也能夠用于其正在開發(fā)的rCF磁帶

目前，切碎EOL零件被送入中試規(guī)模的系統(tǒng)，從而提取出長度相對較短(最長80毫米)的纖維。未來的目標是將該工藝擴展到連續(xù)粗紗，如福伊特的towpreg纏繞高壓氫氣罐中使用的粗紗。另一個目標是將提取的樹脂成分再制造成新的樹脂。

據(jù)福伊特報道，在過去的一年中，這一過程的工作一直在進行，主要目標是確定一個功能齊全的部件是否可以由回收的碳纖維制成。這項工作包括確定電池堆可以壓制得多好，樹脂將如何流動，碳纖維將如何表現(xiàn)，所有這些對于確定變量如何微調(diào)以及制造過程如何適應公司的回收概念都很重要。

今天，福伊特繼續(xù)測試原型零件和優(yōu)惠券，但據(jù)報道，迄今為止的結(jié)果是積極的。例如，與原始碳纖維相比，再生碳纖維(rCF)帶的拉伸強度在80-90%的范圍內(nèi)。

隨著這兩個過程繼續(xù)向前發(fā)展，福伊特復合材料公司國際銷售經(jīng)理解釋說，轉(zhuǎn)向生物基或回收樹脂其區(qū)域合作框架將是下一步。“第一步是用我們的標準環(huán)氧樹脂系統(tǒng)浸漬rCF，與典型的原始CF膠帶中使用的樹脂相匹配，”他說。“第二步是將rCF與另一家供應商的vitrimer環(huán)氧樹脂結(jié)合。這種類型的樹脂由于其熱塑性可以熔化，因此更容易回收。最后一步將是使用100%生物基環(huán)氧樹脂系統(tǒng)，或從溶劑分解回收過程中提取的環(huán)氧樹脂。”

對于這兩個過程，回收本身是由福伊特的合作伙伴完成的，然后福伊特將使用回收的材料在其生產(chǎn)設(shè)施生產(chǎn)CFRP組件。“這就是我們打算如何讓我們的坦克在15年后獲得第二次生命，成為功能齊全的CFRP汽車結(jié)構(gòu)部件，”福伊特復合材料公司國際銷售經(jīng)理說。福伊特表示，它將繼續(xù)與汽車制造商合作，最終目標是將rCF組件整合到生產(chǎn)運動和豪華汽車中。