AMRC与Prodrive合作,加速应对复合材料的回收挑战

作者:本刊编译 文章来源:PT塑料网 发布时间:2019-02-05
Prodrive与AMRC在P2T工艺上展开合作,该工艺的独特之处在于降低了模具成本并缩短了交付周期,而且可以使材料多次回收利用。

赛车运动中最受尊敬且最成功的公司之一——Prodrive Composites,正在与AMRC的轻量化和材料研究人员合作,推进制造可回收复合材料部件的进程,以延长使用寿命并降低模具成本。


Prodrive团队与AMRC复合材料中心的Hannah Tew

成立于1984、在英国拥有近500名员工的Prodrive Composites公司,为汽车、航空和造船工业开发创新的工程解决方案,该公司还为汽车、赛车、航空航天、造船、国防和其他专业领域设计并制造先进的轻量化复合材料。该公司一直与谢菲尔德大学先进制造研究中心(简称“AMRC”)的研究人员在其P2T(Primary To Tertiary)理念上展开合作,该理念被用于制造可回收复合材料部件,从而在不影响原始部件性能的情况下,满足使用寿命结束后的要求。

P2T不仅简化了回收,还赋予复合材料获得3次或更多次有用生命周期的潜力。


预压阶段的引擎盖料坯

AMRC复合材料中心的合作伙伴关系负责人Hannah Tew表示,她领导的团队一直与Prodrive Composites公司展开合作,以推进其可回收复合材料工艺不断接近全面的生产,重点是通过提升自动化水平,确保以相对更低的成本实现中、高产量的生产。同时,研究所用材料的可回收性,并提高此技术对其他行业的吸引力。

Hannah表示:“我们最初的压制试验结果看起来是很有希望的,我们非常期待能够为Prodrive Composites向前推进这项工艺的自动化水平提供支持。”

​由于P2T复合材料在制造过程中不需要加热或加压,因此无需使用热压罐,从而降低了成本,且无需重大投资即可扩大生产规模。

该工艺采用反应性热塑性树脂而不是热固性树脂,在有纤维的情况下,一种塑料单体与催化剂反应,从而生产出一种固化的层压板。


压制的引擎盖

Prodrive Composites确信,其是第一家采用回收纤维开发这项技术的公司,这源自其与一家汽车OEM客户的合作开发项目,该客户需要一种对环境影响要比传统复合材料低的高性能结构材料。

“使用寿命结束后对材料的回收利用,是当前复合材料领域争论最激烈的话题之一。” Prodrive Composites的总工程师John McQuilliam表示,“这个问题还影响到汽车制造商和更广泛的行业,比如在造船领域,破旧的玻璃纤维船经常被拆解后送到垃圾填埋场。回收利用的主要障碍,通常是所使用树脂的类型。虽然热固性树脂在应用中占有主导地位,却不易被回收。为此,我们一直与AMRC展开合作,并采用一种易于实现自动化的创新工艺生产了一系列的大型试验板。这些试验表明,可回收的复合材料板能够以适合许多行业的速度和成本被生产出来。P2T 工艺的独特之处在于,与现有的金属或复合材料解决方案相比,它降低了模具成本并缩短了交付周期。”


固化且经过修整的引擎盖

传统上,复合材料行业一直采用成卷供应的预浸料(用树脂预浸渍的编织纤维片材),然后客户用其在模具中铺层以获得三维部件,该三维部件通过加热、加压固化而固定形成最终形状。虽然热固性树脂被认为是可支持该供应链的便捷材料,但随着更加严格的使用寿命终结法规的出台,需要采用更好的替代材料。

​采用P2T工艺生产的复合材料,其优势是可以多次回收利用。在原生纤维第一次被使用的过程中,它提供了最高的力学性能,从而能够制造出高承载的结构产品。

在该产品使用寿命结束后,纤维和树脂可以得到回收利用,为二次部件提供大量的原材料,如车身板。当二次部件使用寿命结束后,作为热塑性塑料,它还可以被切碎,重新成型为具备适合3D实体部件属性的新部件。这种第三级的部件,其本身还可以得到多次回收利用,变成更加低级的部件。

AMRC与Prodrive Composites之间正在开展的研究,将在未来的一年中取得更大的进展。目前,各行业的众多公司也在密切关注他们的进展,这些公司希望利用高性能的轻质部件改善对环境的影响。

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