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        碳纖維增強塑料汽車部件-以重復使用代替回收

        放大字體  縮小字體 發布日期:2022-08-08  來源:IWU  瀏覽次數:406
        核心提示:碳纖維增強塑料具有優良的機械性能,不過其報廢仍然是個問題。然而,可重復使用的碳纖維增強塑料結構可以為該材料打開一扇通往循
             碳纖維增強塑料具有優良的機械性能,不過其報廢仍然是個問題。然而,可重復使用的碳纖維增強塑料結構可以為該材料打開一扇通往循環經濟的大門。
         
            即使近年來關于碳纖維增強塑料的炒作逐漸降溫,但是公認的是,如果只考慮機械性能,碳纖維增強塑料仍然是卓越的輕量化材料。在疲勞強度及其特定的機械性能方面,這種材料獨樹一幟。
         
            然而,現在對這種材料的熱情與批評的聲音交織在一起,因為碳纖維增強塑料不僅價格昂貴,而且制造起來也極其耗費能源。另一個癥結是碳纖維增強塑料部件的報廢問題,因為纖維復合材料的循環經濟運作的先決條件還遠未得到滿足。盡管第一批纖維復合材料的回收廠已經存在,但正如聯邦環境局的Petra Weißhaupt在采訪中解釋的那樣,吞吐率仍然很低,回收的纖維通常只能用于低質量的產品。
            德國弗勞恩霍夫IWU研究所與Edag和Invent公司在FiberEUse研究項目中開發了一種更可持續利用碳纖維增強塑料的方法?;镜南敕ㄊ?,首先不必回收車輛上破舊的碳纖維增強塑料結構,而是將其重新使用。
         
            在第一步中,項目組確定了汽車部件,這些部件一方面具有很高的再利用潛力,另一方面可以用碳纖維增強塑料制造。最后,選擇了一個電池支撐平臺的框架結構和一個座椅結構作為示范對象。該平臺的設計方式是,它適合作為新一代汽車的基本框架,但獨立于車輛設計,除了基本的車輛尺寸之外。設計中的決定性標準是CFRP框架既可重復使用又能防撞。
         
            開發的框架基本上由四個拉擠型材組成,通過散裝模塑化合物制成的元件相互連接。前面和后面的鋁制碰撞元件以及橫向連接的鋁型材在發生碰撞時吸收能量,從而使碳纖維增強塑料結構盡可能地保持保護。該座椅由一個碳纖維增強塑料支撐結構組成,帶有可更換的內飾和座椅套。它的設計方式是,如果需要,單個座椅也可以組合成長椅。
         
            為了連接各個部件,工程師們正在依靠可拆卸的粘合劑,并正在考慮兩種可能的方法。第一種方法是基于熱膨脹顆粒(TEP),它被添加到粘合劑中。當加入熱量時,充滿氣體的TEP會膨脹50至100倍,從而打破粘合劑。通過額外添加鐵粉,該粘合劑也可以被感應加熱。對于第二種方法,他們提出在粘合的接頭處集成一根電阻絲,當施加電壓時,它就會加熱。作者評估這些額外的元素對粘合強度的影響很低。
         
            根據作者的說法,碳纖維增強塑料車身的生命周期排放低于可比的金屬概念,即使在第一次重復使用后也是如此。作者將車隊經營者列為可能的用戶,他們也可以從該平臺獲得經濟利益。
         
            由弗勞恩霍夫IWU、Edag和Invent公司開發的帶座椅的車輛平臺的碳纖維增強塑料結構可以重新使用。
         
         
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