몇 년 전 BMW 그룹은 실내 전체를 탄소섬유 강화 플라스틱으로 제작하여 혁명적인 발전을 이루었습니다. 평소와 마찬가지로 새로운 생산 방식으로 인해 재활용 탄소 섬유도 많이 생산되었습니다. 재활용 탄소 섬유를 능숙하게 사용하여 폐기물을 보물로 바꾸는 방법에 대해 이 기사를 읽어보세요.

자동차 생산에서의 건식 탄소 섬유 제직 재활용 탄소 섬유는 고성능 엔지니어링 제품에 사용될 수 있습니다. 혁신적인 공정을 사용하여 스테이플 섬유로 가공할 수 있는 프로토파이버로서, 이 새로운 섬유로 채워진 복합 재료는 가볍고 고탄성 자동차 부품을 만드는 데 사용될 수 있습니다.

가벼움은 재활용 탄소 섬유를 가져옵니다

항공 산업은 종종 경량 부품 사용에 있어 선두주자였습니다. 이러한 비용 집약적인 차량의 경우 무게 감소로 인한 즉각적인 이점은 연료 소비 감소입니다. 자동차 산업도 비슷한 도전에 직면해 있다. 유럽, 미국, 중국과 같은 핵심 시장은 탄소 배출을 줄이기 위한 규제 요구 사항을 충족하기 위한 노력의 일환으로 야심찬 기후 목표를 설정했습니다. 예를 들어, 유럽 규정에서는 승용차의 CO2 배출량을 2020년까지 평균 95g/km로 줄여야 한다고 규정하고 있습니다. 이에 따라 자동차 제조업체와 계열사는 연료 소비를 줄이기 위한 새로운 방법을 찾고 실현되지 않은 아이디어를 경량 설계에 적용하는 데 돈을 쏟아 붓고 있습니다. 대량생산이 가능한 제품입니다.

몇 년 전, BMW 그룹은 실내 전체를 탄소 섬유 강화 플라스틱으로 제작함으로써 혁명적인 발전을 이루었습니다. 평소와 마찬가지로 새로운 생산 방식으로 인해 많은 재활용 탄소섬유가 탄생하게 됩니다. 이러한 재활용 탄소 섬유에는 건조 섬유 잔류물과 젖은 폐기물이 포함됩니다. 처음에 자동차 제조업체는 탄소 섬유를 건조하고 소규모 응용 분야에 사용하기에 적합한 길이의 직물로 재활용하는 데 중점을 두었습니다. 그러나 남은 직물은 새 부품의 모양 요구 사항을 충족하지 못할 수 있습니다. 수동 처리는 비용과 시간이 많이 걸리고 인적 오류가 발생하기 쉬운 것으로 입증되었습니다. 따라서 새로운 해결책을 찾아야 합니다.

직조용 탄소섬유의 효율적인 활용

독일 Lower Chisen의 AKRO-PLASTIC GmbH는 재활용 탄소섬유를 폴리머 용융물에 첨가하여 부가가치를 높이는 방법을 찾았습니다. 직물 섬유는 탄소 섬유를 절단하는 전통적인 방법과 마찬가지로 여러 단계로 절단된 다음 압출기에서 중력 배치됩니다. 가장 큰 어려움은 천을 짜는 데 사용되는 분말 바인더에 있습니다. 원래는 탄소 섬유 직물 층을 제자리에 고정하여 후속 공정에서 분리되는 것을 방지하기 위한 것이었습니다. 사료공급의 핵심은 가공과정에서 온도를 얼마나 정확하게 조절하느냐이다. 이 경우 사용된 이축 압출기(제조업체: FEDDEM GmbH & Co. KG)에는 탄소 섬유의 최대 40%를 폴리머 용융물에 부드럽게 추가하는 새로 개발된 측면 공급 장치가 장착되어 있습니다. 다음 단계는 공정 전반에 걸쳐 기계가 적절하게 포장되었는지 확인하는 데 중요합니다. 그렇지 않으면 탄소 섬유의 높은 전기 전도성으로 인해 전기 부품이 손상될 수 있습니다.

중량이 유리한 복합재료

ICF로 알려진 새로운 AKRO-PLASTIC 탄소 섬유 강화 제품 라인은 경쟁력 있는 가격으로 높은 강도와 ​​낮은 밀도를 제공합니다. 최대 40%의 탄소섬유를 추가할 수 있습니다. 새로운 제품 라인은 제품 무게, 특히 하중을 지탱하는 부품의 무게를 크게 줄이는 것을 목표로 합니다. 탄소 섬유 강화 복합재는 전기 차폐 기능과 우수한 열 전도성을 갖추고 있어 특히 활성탄 필터, 제어 장치 지지대 및 중앙 콘솔 구성 요소에 적합합니다. 표 1의 비교를 보면 15% 탄소 섬유로 강화된 PA6(AKROMID B3 ICF 15 black(5026))의 인장 탄성률이 30% 유리 섬유로 강화된 PA6의 인장 탄성률과 동일하다는 것을 알 수 있습니다. 12%가 넘는 비중량은 고객이 굽힘 강도가 20% 감소하는 것을 기꺼이 수용하기에 충분합니다. 섬유 충전량이 증가하면 폴리머의 강성은 최대 42%까지 증가하는 반면, 폴리머를 희생시키면서 굽힘 강도는 12%만 감소합니다. 그러나 체중이 22% 감소하는 등 체중 이점이 상당했습니다.

발포 감량

다른 가공 방법과 결합하면 부품의 무게를 더욱 줄일 수 있습니다. 시장에 나와 있는 가장 일반적인 두 가지 기술은 물 사출 성형과 가스 사출 성형(WIT/GIT)입니다. 발포제를 함유한 발포 폴리머 용융물은 사용된 방법에 따라 무게를 6~13% 더 줄일 수 있습니다. 표 2에 표시된 테스트에서는 3.5% 화학 발포제 AF-Complex PE 990310TM을 20% 탄소 섬유 강화(폴리아미드 + 폴리프로필렌) 블렌드에 첨가하고 타이로드의 다이에 적용했습니다. 밀도는 물의 밀도보다 13% 이상 감소합니다. 상당한 중량 감소에도 불구하고 굽힘 강도는 감소하지 않았으며 굽힘 강성은 40% 유리 섬유 강화 폴리아미드 6과 거의 동일했지만 유리 섬유 충전 제품의 무게는 약 50% 더 컸습니다. 따라서 굽힘 응력이 필요한 부품에는 발포가 가장 적합합니다.