由于碳纖維強(qiáng)度高且質(zhì)量輕，所以它在航空航天、汽車和能源等眾多工業(yè)領(lǐng)域都有著十分廣泛的應(yīng)用。然而，較高的成本限制了許多制造商對它的使用。
Vartega是一家總部設(shè)在科羅拉多的新技術(shù)公司，該公司正在努力改變這種狀況。它的團(tuán)隊已經(jīng)開發(fā)出一種新型碳纖維回收工藝，這將推動可持續(xù)發(fā)展和普及碳纖維。
在一個研發(fā)雜志的采訪中，Vartega的CEO和創(chuàng)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(dāng)做垃圾而填埋處理是十分浪費的，但是以前人們就是這么做的。我們的研究可以保留碳纖維價值并讓它重新得到應(yīng)用?；厥仗祭w維比制造原始碳纖維要簡單得多，因此，回收碳纖維更具成本效益。我們采用這種材料可進(jìn)一步降低下游應(yīng)用的成本?！?
它是如何工作的？
Vartega生產(chǎn)過程的原料大多來自高等級預(yù)浸碳纖維廢料，如用于航空業(yè)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，并且可以大限度地提高碳纖維的環(huán)境效益。航空航天結(jié)構(gòu)中的廢碳纖維可以應(yīng)用于飛機(jī)內(nèi)飾、汽車應(yīng)用、消費電子產(chǎn)品和體育用品中。
這個回收工藝每年可以從垃圾填埋場轉(zhuǎn)移數(shù)千噸的垃圾，并為下游的消費者提供更便宜的碳纖維產(chǎn)品，否則他們就可能負(fù)擔(dān)不起。
Maxey說：“我們可以采用未固化的后工業(yè)碳纖維廢料，并盡可能的除去樹脂，一旦我們做到這一點，我們就得到了一個干燥的再生碳纖維，它具有與原始碳纖維相同的機(jī)械性能?！?
碳纖維如何循環(huán)利用取決于它的原始狀態(tài)。連續(xù)碳纖維不論是織成織物還是朝同一方向排列，都可以被回收并保持其纖維長度。當(dāng)從模型中切割碳纖維時，生產(chǎn)廢料基本上被切碎，并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(xué)性能仍然是相同的，但由于纖維的長度不同，復(fù)合材料的性能可能會有所不同。不連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料具有不同于連續(xù)纖維復(fù)合材料的性能?！?
應(yīng)用
Maxey說：“Vartega已經(jīng)開始將它自己分成了幾個部分。公司發(fā)明了自己的3D打印機(jī)燈絲，里面含有回收的碳纖維，該產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入市場。這個產(chǎn)品背后的理念是為那些對3D打印感興趣的普通人提供負(fù)擔(dān)得起的碳纖維選擇。”
Maxey說：“它的打印質(zhì)量非常好，操作比較簡易而且具有很好的機(jī)械性能，我們認(rèn)為這是一個非常令人興奮的領(lǐng)域，業(yè)余愛好者和制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(jīng)與一些行業(yè)的公司進(jìn)行合作，其中包括位于Colorado的煉金術(shù)自行車有限公司，該公司利用Vartega的技術(shù)使得自行車的壽命更長。Maxey說：“他們的碳纖維自行車車架是手工制作的，我們回收他們的廢材，然后為他們制造并提供3D打印部件，這可應(yīng)用于自行車原型和新零件的設(shè)計。”
Vartega也致力于汽車行業(yè)的再生碳纖維應(yīng)用，其中包括在注射成型、引擎罩下以及內(nèi)外部車身面板等方面的應(yīng)用。在汽車工業(yè)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制造出與鋁或鋼具有同樣性能的部件，這樣有助于減輕汽車重量，提高燃油經(jīng)濟(jì)性，還可以增強(qiáng)新一代電動汽車的蓄電能力。汽車的電池組重量可達(dá)幾百磅，還有一些像大屏幕、激光雷達(dá)傳感器和其他儲能元件的新技術(shù)設(shè)備，這些設(shè)備都比較笨重，所以制造商肯定有興趣在保持其原有性能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低車輛的重量?！?
Vartega還致力于發(fā)展一些長期的項目，并希望在其他幾個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化。他們的目標(biāo)是未來五年內(nèi)，在主要供應(yīng)商和廢品發(fā)生源這兩個國內(nèi)市場間經(jīng)營碳纖維回收設(shè)施。
Maxey說：“我們的技術(shù)是模塊化的，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，我們將在這里部署商業(yè)系統(tǒng)，以支持下游客戶和相關(guān)需求。”
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