德国公司布局复合材料自动化前沿技术，用储氢瓶回收碳纤维制造汽车结构件

Towpreg缠绕高压氢气罐在2023年JEC世界展上展出。照片致谢:  顺时针方向的行波(Continuous Wave)

福伊特及其合作伙伴，包括  东丽  (日本东京，用于材料)、Tenowo(德国Hof，用于无纺布制造)和Delta-Preg(意大利Sant'Egidio alla Vibrata，用于树脂浸渍)正在研究两种不同的回收工艺，一种用于回收制造废料，另一种用于回收氢罐等报废部件。

在第一个过程中，收集来自福伊特氢气罐缠绕过程的干碳纤维碎片，并切割成约60毫米长。将这些纤维定向并制造成干燥的非织造织物，用树脂浸渍并铺成预浸料堆，以在闭模工艺中压制成最终的最终使用部件。

这种工艺已经被用于制造演示汽车部件。在2023年JEC世界博览会上，福伊特展示了一种与欧洲汽车制造商合作制造的用于加强跑车车身底部的结构部件。

   在第二种回收方法中，基于酸的溶剂分解过程用于从已经达到其EOL的复合部件中提取碳纤维和树脂。在这个过程中，60-80毫米的碳纤维被提取出来，并在一个单独的过程中，重新定向并重新制造成50毫米宽的单向带，然后用环氧树脂浸渍。然后，可以使用将预浸带裁剪成新汽车部件的预成型件  福伊特粗纱敷料器(VRA)技术  这是一个自动过程，它将胶带切割成预定的长度，并以指定的角度放置。

   福伊特的自动化VRA技术将预浸带切割并放入定制的预浸料堆中。该公司表示，其VRA也能够用于其正在开发的rCF磁带。图片来源:福伊特合成材料公司

   目前，  切碎  EOL零件被送入中试规模的系统，从而提取出长度相对较短(最长80毫米)的纤维。未来的目标是将该工艺扩展到连续粗纱，如福伊特的towpreg缠绕高压氢气罐中使用的粗纱。另一个目标是将提取的树脂成分再制造成新的树脂。

据福伊特报道，在过去的一年中，这一过程的工作一直在进行，主要目标是确定一个功能齐全的部件是否可以由回收的碳纤维制成。这项工作包括确定电池堆可以压制得多好，树脂将如何流动，碳纤维将如何表现，所有这些对于确定变量如何微调以及制造过程如何适应公司的回收概念都很重要。

今天，福伊特继续测试原型零件和优惠券，但据报道，迄今为止的结果是积极的。例如，与原始碳纤维相比，再生碳纤维(rCF)带的拉伸强度在80-90%的范围内。

随着这两个过程继续向前发展，福伊特复合材料公司国际销售经理Mario Krupka解释说，转向生物基或回收  树脂  其区域合作框架将是下一步。“第一步是用我们的标准环氧树脂系统浸渍rCF，与典型的原始CF胶带中使用的树脂相匹配，”他说。“第二步是将rCF与另一家供应商的vitrimer环氧树脂结合。这种类型的树脂由于其热塑性可以熔化，因此更容易回收。最后一步将是使用100%生物基环氧树脂系统，或从溶剂分解回收过程中提取的环氧树脂。”

对于这两个过程，回收本身是由福伊特的合作伙伴完成的，然后福伊特将使用回收的材料在其生产设施生产CFRP组件。“这就是我们打算如何让我们的坦克在15年后获得第二次生命，成为功能齐全的CFRP汽车结构部件，”Krupka说。福伊特表示，它将继续与汽车制造商合作，最终目标是将rCF组件整合到生产运动和豪华汽车中。