鼓式制動器、摩托車剎車圈、Drum brake、輪轂剎車圈專業(yè)生產(chǎn)廠家無錫九環(huán)2022年1月17日訊 為減少日常行動帶來的碳足跡,Cogit Composites公司開展了一項研究,重點是利用復(fù)合材料的生產(chǎn)廢料開發(fā)采用特殊設(shè)計的新的電動自行車輪轂。
一體化的電動自行車輪轂通過對回收復(fù)合材料的再利用而實現(xiàn)了增值
熱塑性聚合物正作為基體材料而被越來越多地用于長纖維增強復(fù)合材料之中,這意味著短期內(nèi)需要處理更多的生產(chǎn)廢料、長期內(nèi)需要處理更多的用后報廢部件。
目前,尚沒有簡單的方法能夠在未使用的復(fù)合材料中將碳纖維從基體材料中分離出來,這樣,復(fù)合材料廢料就會被掩埋或燃燒,從而產(chǎn)生有毒氣體、溫室氣體或者污染水和土壤。為遵守最新的歐盟法規(guī),比如廢物處理框架指令和報廢車輛指令,必須將回收和再利用整合到開發(fā)計劃中。
Cogit Composites 公司的業(yè)主兼CEO Christophe ROUA介紹說:“12年前,我去法國巴黎的JEC展會,就開始意識到了熱塑性復(fù)合材料在先進應(yīng)用以及在大中型市場中的潛力。我首先想到了短循環(huán)周期生產(chǎn)工藝(如塑料的注射成型)的能力以及功能化的機會(包覆成型和焊接)。雖然當(dāng)時還不夠發(fā)達,但回收利用也是一個優(yōu)勢。2012年,Plasticompo 平臺、奧爾良大學(xué)與COGIT Composites在法國開展了一項合作,以便更好地理解如何回收以及(或者)重新利用熱塑性復(fù)合材料。自此,COGIT Composites已經(jīng)完全集成了熱塑性復(fù)合材料的工程、原型和制造,包括生態(tài)設(shè)計和生命周期?!?/span>
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回收方法
塑料行業(yè)常用的回收方法包括先切碎再碾碎的步驟, 以獲得更細的材料,從而可以在熱塑性塑料的注射成型中將其用作增強材料。但不幸的是,與最初的部分相比,這導(dǎo)致了增強水平的降低。一種替代方法是,將復(fù)合材料部件或生產(chǎn)廢料切成不太小的混合物,通常長25~50 mm、寬2~6 mm,并將它們用作模壓成型過程中的主要材料。
一種替代方法是,將復(fù)合材料部件或生產(chǎn)廢料(左)切成不太小的混合物(右),通常長25~50mm、寬2~6mm
15年來,熱塑性復(fù)合材料及成型工藝一直是Cogit Composite的戰(zhàn)略核心。特別是針對航空應(yīng)用,采用模壓成型、沖壓以及包覆注射成型的方式,該公司很快就認識到,可以利用其先進的技術(shù),生產(chǎn)要求相同質(zhì)量水平但應(yīng)用領(lǐng)域完全不同的部件,如醫(yī)療、奢侈品或體育用品,目標(biāo)不僅僅是簡單地生產(chǎn)產(chǎn)品,而是要做到環(huán)保。因此,該公司決定利用生產(chǎn)廢料來減少碳足跡,這就是研發(fā)新的電動自行車輪轂的過程。
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技術(shù)可行性
一種特殊的設(shè)計被創(chuàng)建出來,以便能采用更輕的輪轂取代現(xiàn)有的鋁制部件,同時確保最終用戶所要求的復(fù)雜形狀成型、結(jié)構(gòu)和運動功能以及高端體驗。
現(xiàn)有的鋁部件
由回收復(fù)合材料制成的輪轂主體
該團隊首先應(yīng)用了模壓成型的設(shè)計原則,以評估技術(shù)可行性,妥善整合原有功能。與此工程同時進行的,是在法國與奧爾良大學(xué)和Plasticompo平臺開展的一個聯(lián)合的R&T項目,名為RTL3(2012-2015),其目標(biāo)是,確定對比機械強度和加工性能的最佳混合粒度。研究的參數(shù)包括顆粒大小以及它們在模壓開始和結(jié)束時在模具中的分布情況。實驗設(shè)計、機械表征和斷層掃描檢查都遵循科學(xué)的方法,以更好地了解復(fù)雜部件中的隨機材料特性。
聚集晶粒間的典型斷裂
相對于準(zhǔn)各向同性基準(zhǔn)的拉伸特性
根據(jù)這一經(jīng)驗,Cogit Composites繼續(xù)研究其他原材料,如碳纖/PA和碳纖/PEEK。這項研究提供了基于基體材料的更詳細的加工參數(shù)和力學(xué)性能的概述。
通過尋找其他可回收的材料來源,如用于飛機機翼和機身鋪放的AFP UD生產(chǎn)廢料,還確定了一種有前景的方法。將這種廢料切成10~25mm長的帶材,這種廢料即表現(xiàn)出了可通過模壓成型而得到再利用的良好能力,特別是可以成型出復(fù)雜的形狀。為定義機械工程的允許值,開展了一項研究,結(jié)果與商業(yè)切割的UD帶相吻合。
由回收復(fù)合材料制成的成品輪轂
該輪轂的主要優(yōu)勢是對生產(chǎn)廢料的重新利用、對高性能材料有價值的認識以及符合綠色行動要求的短循環(huán)回收。對客戶而言,科學(xué)與實踐支持下的生態(tài)設(shè)計成為真正的優(yōu)勢。