再生碳纖維的現狀：航空業能否實現閉環？

航空工業產生的碳纖維廢料最多，可再生碳纖維的商業供應商經常將航空業視為可再生材料的來源。收集多余的材料，通常是未固化的熱固性復合預浸料，并通過加熱（熱解）或化學溶劑（溶解）除去樹脂，以獲得纖維，然后將其破碎，切碎或制粒。隨著行業越來越多地使用熱塑性復合材料，它為回收提供了一系列新的機會。由于熱塑性聚合物可以重熔和成型，因此航空業有更多機會將其自身的廢物重新吸收到二次應用中-纖維和基體樹脂均可重復使用。荷蘭恩斯赫德的熱塑性復合材料應用中心（TPAC）和當地的熱塑性研究中心（TPRC）在應用研究方面進行了合作。

 TPAC研究人員Thomas de Bruijn指出，該行業的內部工作是在內部回收方面。這種材料。他說：“從可行性的角度來看，使用內部方法回收熱塑性復合材料更有意義?！备鶕homas de Bruijn的說法，主要是由于可追溯性，飛機原始設備制造商比向商業再生碳纖維供應商求助的可能性更大。否則，將難以使聚合物類型與預期應用相匹配。荷蘭GKN Fokker的工程應力專家Johan Meuzelaar認為，您應該在自己的生產環境中找到盡可能多的應用。 “從原始材料制成的熱塑性零件的類型來看，我們可以看到許多這些零件都可以回收利用材料。他說：“我們一定會使用我們產生的大量廢物。 TPRC的熱塑性復合材料工程師Guillaume Vincent補充說：“我們已經有了設施?！眱炔炕厥者m用于常規流程鏈，并且大多數設備都已安裝到位，使其成為最經濟的方式。 TPC循環恢復路線（TPRC和TPAC的照片）De Bruijn，Vincent和Meuzelaar參加了TPAC和TPRC運營的TPC循環項目。該項目旨在將熱塑性復合材料加工過程中產生的生產廢料再利用，用于航空航天和大批量應用，目的是以可承受的成本維持熱塑性復合材料的高機械性能，并減少對環境的總體影響。 TPC循環過程的循環時間短，據說可以生產復雜的形狀。使用TPC-Cycle工藝開發的Rotorcraft示教器維護面板（來自TPRC，TPAC和GKN Fokker的圖片）從材料，制造，設計到應用，包括價值鏈不同部分的多個行業合作伙伴，包括GKN Fokker，東來先進復合材料（美國加利福尼亞的摩根希爾和荷蘭的奈韋達爾），荷蘭的Cato Composite Innovations，荷蘭的熱塑性塑料組件和Nido RecyclingTechniek都參加了TPC-Cycle項目。

根據de Bruijn所說，TPC-Cycle項目正在研究成本分析和生命周期分析的完成情況，以證明這個過程是經濟的。此外，諸如“清潔天空2聯合承諾”（由歐盟的“地平線2020”計劃資助）之類的項目正在鼓勵研發人員專注于航空廢物的閉環利用。原始設備制造商正在尋找潛在的機會，“將回收的工廠廢料用于內部零件，檢修面板，小零件，甚至是車身夾子和系統支架?！?GKN Fokker開發的熱塑性多功能車身演示器下半部分的項目經理Bas Veldman博士通過呼吁在Clean Sky 2項目下提出有關機身夾和支架的提案來促進這一概念的發展。開發演示器的重要因素是通過將植物產生的廢物用于框架夾具和架子等產品來減少環境影響。演示者還將用焊接代替緊固件，以節省材料，能源和成本，同時還有助于減輕重量。根據Meuzelaar的說法，GKN Fokker正在研究如何將回收技術納入公司未來機身概念的一部分。他說，該概念可能會使用很多熱塑性復合材料，從而會產生大量廢物，這些廢物可回收用于托架，配件和非結構性零件。 “考慮熱塑性塑料體的原因是成本，我們認為這是一種經濟的生產方法，包括回收利用?！彼f。 Meuzelaar表示，高層目標是在航空領域制造更實惠，更可持續的產品。由于將熱塑性塑料用于大規模生產，也會產生廢物，但他堅信該廢物可用于商業用途，并說用回收碳纖維增強的低剪切混合可模塑熱塑性復合材料可提供具有連續纖維的傳統層壓板無法提供的設計緯度。

他解釋說：“您還可以選擇很多非常有趣的非結構組件，例如航空面板，小型整流罩或系統支架。在使用的材料，合金和生產系統方面，它們通常經過了過度設計?！彼钚艡C會主要在于中等規模和中等復雜性的非結構性組件，它們仍然是較大組件總成本的重要組成部分。 Meuzelaar說：“盡管在不久的將來，我們不會用回收的熱塑性塑料制造機翼，但在機翼內部，我們可以低成本制造某些零件?！彼羞@些表明，預測熱塑性復合材料對回收行業的影響有些遙遠。 “基于新的生產方法，例如帶材鋪設或定制坯料，可以減少浪費的百分比，與我們今天看到的典型的套料和沖壓工藝相比，可以減少浪費?！钡虏假嚩髡f：“但總的來說，我認為將來會有更多的熱塑性廢料?！北M管人們對內部回收越來越感興趣，但始終沒有一些廢物，而且制造商將不愿或無法在內部進行回收。在這種情況下，物料供應商可以回收物料。時間將告訴我們，熱塑性復合材料的增加使用對供應鏈意味著什么。