Prodrive團隊與AMRC復合中心的Hannah Tew合作

 

       Prodrive Composites公司成立于1984年，在英國擁有500名雇員，為汽車、航空和海洋工程提供創(chuàng)新的工程解決方案。它還參與設(shè)計和制造先進的輕型復合材料，廣泛應用于汽車、賽車、航空航天、海洋、國防和其他專業(yè)領(lǐng)域。

 

       該公司一直與謝菲爾德大學先進制造研究中心(AMRC)的研究工程師合作，研究其P2T(從初級到高級)的理念。P2T是一種用于制造可回收的復合材料部件的工藝，能夠在充分保證原始部件的各項性能不受影響的前提下，滿足業(yè)內(nèi)對其使用壽命的要求。換而言之，這種工藝所帶來的影響不僅僅是一次回收，它可以延長復合材料部件三倍或更多倍的使用壽命。

 

預壓階段的空白閥蓋

 

       AMRC復合材料中心合伙人負責人漢娜•圖(Hannah Tew)表示，她的團隊長期以來一直在與Prodrive Composites合作，推動可回收復合材料工藝的研究。他們首先關(guān)注的是利用自動化生產(chǎn)工藝，攤薄復合材料部件的成本。他們還著重研究了材料本身的可回收性，盡可能吸引來自應用行業(yè)的關(guān)注。漢娜表示說:“從目前的壓力測試結(jié)果看來，這種工藝具備一定的可行性。我們會繼續(xù)支持Prodrive Composites公司，推進復合材料部件的自動化回收利用。”

 

       由于P2T工藝本身不需要加熱或加壓，因而不需要高壓釜，進而降低了成本，無需大量投資即可擴大生產(chǎn)規(guī)模。該工藝使用的是反應熱塑性樹脂，而不是傳統(tǒng)的熱固性樹脂，在催化劑的幫助下與纖維結(jié)合形成固化的板材。

 

壓頂?shù)囊嫔w

 

       Prodrive Composites認為他們是第一家利用再生纖維開發(fā)這種技術(shù)的公司。這項技術(shù)之所以誕生，是源于Prodrive Composites與一家汽車行業(yè)客戶的合作。當時，這個客戶提出的要求是希望開發(fā)一款與傳統(tǒng)復合材料相比更加環(huán)保的高性能結(jié)構(gòu)材料。

 

       Prodrive Composites首席工程師約翰•麥奎利亞姆(John McQuilliam)表示：“在當今的復合材料領(lǐng)域，材料使用壽命結(jié)束后的回收利用是最大的挑戰(zhàn)之一。”這個問題也困惑著汽車制造商和更多其他的行業(yè)，比如海運行業(yè)。在那里，舊的玻璃纖維船經(jīng)常被拆解，然后被送到垃圾填埋場。回收利用的難處在于業(yè)內(nèi)普遍采用熱固性樹脂，而熱固性樹脂難以回收。“我們一直與AMRC保持合作，已經(jīng)通過自動化的創(chuàng)新工藝生產(chǎn)了一系列大型試驗面板。與現(xiàn)有的金屬或復合解決方案相比，P2T工藝的獨特之處在于降低了模具成本，縮短了交貨期。”

 

       傳統(tǒng)復合材料行業(yè)的做法是向客戶提供“預浸料”(預浸了樹脂的編織纖維板)，然后客戶將其置于模具中生產(chǎn)3D部件，通過加熱和加壓固化的方式實現(xiàn)最終成型。在這個過程中，熱固性樹脂是供應鏈中重要的一環(huán)。然而，考慮到業(yè)內(nèi)對環(huán)保越來越強烈的需求，尋找新的替代材料迫在眉睫。

 

       利用P2T工藝生產(chǎn)復合材料的最大優(yōu)點是可以多次回收利用。當初始纖維首次投入生產(chǎn)時，具備最好的機械性能，適合用于生產(chǎn)高載荷的結(jié)構(gòu)部件；當這些結(jié)構(gòu)部件到達使用壽命之后，其所含纖維（也許還有部分樹脂）可以被回收，用于生產(chǎn)汽車面板等非結(jié)構(gòu)部件；當這些非結(jié)構(gòu)部件（很可能是熱塑性的）再次達到使用壽命之后，可以對其進行小段切割，并重塑成為適合于3D打印的原材料。在這之后，3D打印部件還可以被多次回收，投入再生產(chǎn)。