Enhver, der har arbejdet med vindmøllevinger eller bare set en tæt på, kan bevidne den massive størrelse af disse arbejdsheste med ren energi. Har du nogensinde tænkt over, hvad der sker med det dyre, højteknologiske materiale, når klingen når slutningen af sin levetid om 20 år eller deromkring?
I stigende grad, i det mindste i tilfælde af nyere vinger lavet af kulfiberforstærket polymer (CFRP), hentes og genanvendes forstærkningsmaterialet. Det samme gælder for kulfiber (CF) i passagerfly, der har nået slutningen af deres levetid og for sidesten materiale fra luft- og rumfartsindustrien, som har en almindeligt anslået skrot sats på omkring 30 procent.
En svimlende 62.000 tons (68.000 tons) ubrugt end-of-life og CFRP produktionsaffald vil blive akkumuleret hvert år på trods af den eksisterende efterspørgsel efter nye fiber kompositter, hvor luftfarten og vindenergi sektorer bidrager til en stor del af dette.
Delvis som følge heraf forventes den globale genanvendte kulfibermarkedsstørrelse at vokse fra 109 millioner dollars i 2020 til 193 millioner dollars i 2025 med en CAGR på 12 procent i prognoseperioden, ifølge analysefirmaet MarketsandMarkets.
Et voksende bjerg af genanvendeligt materiale, ønsket om at tjene penge på det og aflede det fra lossepladser, sammen med de høje omkostninger ved jomfru kulfiber og drevet til lette køretøjer fra biler til raketter alle bidrage til væksten i genanvendt kulfiber markedet. Regenereret kulfiber er omkring halvdelen af prisen på prime og kan være lige så god som jomfru materiale, sagde Andrew Maxey, administrerende direktør for kulfiber genvindingsvirksomhed Vartega, Golden, Colo.
Som i andre unge industrier arbejder Maxey og hans kolleger CF genvindingsvirksomheder på materialetilgængelighed, forsyningskæden, kvalitet og omkostninger. Pandemien har forpurret nogle af deres fremskridt. For Vartega betød det, at man skulle sætte en plan for at implementere sin teknologi ved genanvendeligt materiales kilde på hold. For nu er al genanvendelse sker på sit anlæg.
Vartega bruger en kemisk proces udviklet af Maxey. Processen anvendes på uhærdet termosæt prepreg, en betegnelse for præimprægnerede kulfibre, hvor et matrixmateriale allerede er til stede. Efter adskillelse af CF kan fiberen fræses, hakkes, pelletiseres eller bruges i ikke-vævede stoffer og laves til glødetråd til 3D-udskrivning.
I en brug, kan virksomheden hugge op CF og tilføje det i forskellige fraktioner til forskellige termoplastik, herunder polypropylen (PP) og polyamid (PA) til sprøjtestøbning. Den resulterende kulstof-forstærket PP og PA er "utrolig vigtigt" for auto fremstilling, Maxey sagde.
"Det handler virkelig om at falde ind i deres eksisterende forsyningskæde," sagde Maxey. "De tjener allerede millioner og atter millioner af glasfiberforstærkede, sprøjtestøbte dele. Hvorfor ikke tilbyde højere ydeevne med kulfiber?"
Pund for pund, glasfiber bruges til at gøre organer, motordæksler, luftindtag mangfoldigheder, og andre køretøjsdele er billigere end selv genanvendt kulfiber, men producenterne kan bruge mindre CF for at opnå de samme mekaniske egenskaber.
"Den anden fordel er vægttab," Maxey sagde. "Fordi vi generelt kan bruge mindre materiale, får du enten en del, der er den samme vægt med højere ydeevne eller endnu lettere vægt. Så der er forskellige måder at komme tæt på eller i nogle tilfælde få omkostningsparitet med et bedre design."
Maxey samarbejder med Institute for Advanced Composites Manufacturing Innovation, Ford Motor Co. og andre om at få Vartegas genanvendte materiale ind i bilindustriens forsyningskæde. Maxey ved, at han har en høj hurdle, da industrien er langsom til at vedtage nye materialer.
Men det har ikke stoppet CF genvindingsvirksomhed. Vartega, der allerede har diversificeret, og det er genanvendt CF bliver allerede brugt i forbrugerprodukter, sportsudstyr, musikinstrumenter og elektronik.
Af Ilene Wolff Medvirkende Editor, SMV Media
