Igaüks, kes on töötanud tuuleturbiini teradega või näinud seda lähedalt, võib kinnitada nende puhta energia tööhobuste tohutut suurust. Oled sa kunagi mõelnud, mis juhtub selle kuluka kõrgtehnoloogilise materjaliga, kui tera jõuab oma eluea lõpuni umbes 20 aasta pärast?
Vähemalt süsinikkiust tugevdatud polümeerist (CFRP) valmistatud uuemate terade puhul võetakse tugevdav materjal üha enam tagasi ja võetakse ringlusse. Sama kehtib süsinikkiu kohta lennukites, mis on jõudnud oma kasutusaja lõpuni, ja lennundustööstusest pärit allesjäänud materjali kohta, mille hinnanguline praagimäär on tavaliselt umbes 30 protsenti.
Vapustav 62 000 tonni (68 000 tonni) kasutamata kasutuselt kõrvaldamata ja CFRP tootmisjäätmeid koguneb igal aastal, hoolimata olemasolevast nõudlusest uute kiudoptiliste komposiitide järele, kus lennundus- ja tuuleenergia sektor annavad sellest suure panuse.
Osaliselt selle tulemusena peaks ülemaailmne ringlussevõetud süsinikkiu turu suurus kasvama 109 miljonilt dollarilt 2020. aastal 193 miljoni dollarini 2025. aastaks, mis on prognoosiperioodil 12 protsenti, vastavalt uuringufirma MarketsandMarkets.
Taaskasutatava materjali kasvav mägi, soov seda rahaks teha ja prügilatest kõrvale juhtida koos neitsisüsiniku kiudude kõrge hinna ja kergete sõidukite sõiduga autodest rakettideni aitavad kõik kaasa ringlussevõetud süsinikkiu turu kasvule. Taastatud süsinikkiud on umbes pool alghinnast ja võib olla sama hea kui neitsimaterjal, ütles Andrew Maxey, süsinikkiust ringlussevõtja Vartega, Golden, Colo tegevjuht.
Nagu ka teistes noortes tööstusharudes, tegelevad Maxey ja tema cf ringlussevõtjad materjali kättesaadavuse, tarneahela, kvaliteedi ja kuludega. Pandeemia on takistanud osa nende edusammudest. Vartega jaoks tähendas see plaani juurutada oma tehnoloogia taaskasutatava materjali allikasse. Praegu toimub kogu ringlussevõtt oma tehases.
Vartega kasutab Maxey poolt välja töötatud keemilist protsessi. Protsessi rakendatakse ravimata termosettide eelpregeerimisele, mis on termin eelimmutatud süsinikkiudude kohta, kus maatriksmaterjal on juba olemas. Pärast CF eraldamist võib kiud olla jahvatatud, tükeldatud, granuleeritud või kasutada mittekootud kangastes ja teha hõõgniidiks 3D-printimiseks.
Ühe kasutusviisina võib ettevõte tükeldada cf-i ja lisada selle erinevatesse fraktsioonidesse erinevatesse termoplastidesse, sealhulgas polüpropüleeni (PP) ja polüamiidi (PA) süstimiseks. Sellest tulenev süsinikuga tugevdatud PP ja PA on autotootmise jaoks "uskumatult olulised", ütles Maxey.
"Asi on tõesti nende olemasolevasse tarneahelasse kukkumises," ütles Maxey. "Nad teenivad juba miljoneid miljoneid klaaskiust tugevdatud, süstitud vormitud osi. Miks mitte pakkuda suuremat jõudlust süsinikkiuga?"
Nael naela eest, klaaskiud, mida kasutatakse kerede, mootorikatete, õhu sisselaskekollektorite ja muude sõidukiosade valmistamiseks, on odavam kui isegi ringlussevõetud süsinikkiud, kuid tootjad saavad samade mehaaniliste omaduste saavutamiseks kasutada vähem CF-i.
"Teine kasu on kaalu vähendamine," ütles Maxey. "Kuna me saame kasutada vähem materjali üldiselt, saad kas osa, mis on sama kaal suurema jõudlusega või isegi kergem kaal. Niisiis on erinevaid viise, kuidas lähedale pääseda või mõnel juhul saada parema osa disainiga kulude pariteeti."
Maxey teeb koostööd Advanced Composites Manufacturing Innovationi, Ford Motor Co. ja teistega, et viia Vartega taaskasutatud materjal autotööstuse tarneahelasse. Maxey teab, et tal on suur takistus, kuna tööstus on aeglane uute materjalide kasutuselevõtuks.
Aga see ei ole peatanud CF ringlussevõtjat. Vartega, kes on juba mitmekesistanud ja see on ringlussevõetud CF, kasutatakse juba tarbekaupades, spordikaupades, muusikariistades ja elektroonikas.
Ilene Wolff,VKEde meedia toimetaja
