Nova iniciativa para comercializar recuperação contínua de fibra de carbono

O National Composites Center (NCC) anunciou o início de uma nova iniciativa de três anos para industrializar a recuperação contínua de fibra de carbono no Reino Unido.

A NCC pretende comercializar processos de reciclagem pesquisados ​​anteriormente em maio, com testes supervisionados em parceria com a B&M Longworth e a Cygnet Texkimp. O projeto agora pretende refinar e escalar essas operações, trazendo fibra de carbono contínua recuperada para o mercado.

Com a primeira etapa do projeto prevista para novembro de 2022, o centro planeja qualificar o desempenho do material antes de passar para a próxima etapa de industrialização.

Alcançando a reciclagem contínua de fibra de carbono

Ao utilizar o processo DEECOM, uma tecnologia da B&M Longworth originalmente projetada para remover resíduos de polímeros de filtros e equipamentos de produção, materiais antigos de fibra de carbono são decompostos para reutilização.

O processo usa vapor superaquecido sob compressão para penetrar em fissuras microscópicas no polímero do compósito, onde então se condensa. Quando descomprimido, o material ferve e se expande, rachando-o e levando embora as partículas quebradas.

Este ciclo de pressão é repetido para liberar todo o material suspenso na fibra, para permitir que os elementos separados sejam recuperados. Capaz de deixar o material do componente primário intacto, qualquer comprimento de material pode ser retido.

Com aplicação na fabricação de muitas tecnologias, incluindo aeronaves, veículos elétricos e tanques de armazenamento de hidrogênio, a demanda por fibra virgem deve exceder a oferta até 2025. O NCC, portanto, visa aliviar as pressões da cadeia de suprimentos, posicionando o Reino Unido no comando dos compósitos reciclagem e ajudar as indústrias a atingir suas metas líquidas zero.

Por exemplo, a fibra de carbono contínua recuperada pode substituir materiais virgens usados ​​para fabricar artigos esportivos, como tênis, que, em média, criam cerca de 13,6 kg de emissões de dióxido de carbono para fabricar. Com seu novo processo, no entanto, o NCC prevê que o uso de fibras de carbono recuperadas pode reduzir as emissões de fabricação de materiais de 29,5 kg de CO2e por kg para 5 kg de CO2e.

Além disso, o projeto espera que a adoção de materiais de segunda vida nas cadeias de suprimentos ajude as empresas a permanecerem lucrativas, pois o custo das fibras de carbono virgem aumentará à medida que a oferta diminuir, com organizações aeroespaciais e de defesa tendo prioridade.

Os novos processos visam acelerar a criação de três tipos diferentes de fibra de carbono; Grau A, incluindo fibras contínuas de comprimento e rigidez especificados, com uso em energia, produção automotiva e artigos esportivos; Grau B, para fibras curtas de comprimento e rigidez especificados aplicáveis ​​aos mercados automotivo, marítimo e médico; e Grau C, marcando fibras danificadas utilizáveis ​​em processamento químico.

Espera-se que eles ofereçam suporte a uma variedade de aplicações comerciais e reduzam a quantidade de material de polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP) contínuo enviado para aterros sanitários no Reino Unido em 50% nos próximos quatro anos.

Atualmente, os métodos para reciclar fibra de carbono podem lidar apenas com segmentos picados e têm aplicações industriais limitadas. As novas tiras contínuas de fibra de carbono que o NCC pretende industrializar, no entanto, mantêm um desempenho de material mais alto do que os materiais tradicionalmente reciclados

Um processo de seis fases

Após um projeto de sprint inicial, o programa entrará em seis fases consecutivas. A primeira fase consultará a qualidade da matéria-prima do material que entra no processo de recuperação, incluindo a inspeção de fibra automática e a compreensão de como o processo pode ser dimensionado.

A fase dois, então, se aprofundará em tornar o processo 'sintonizável' para recuperar fibra longa na taxa e para certas características, para então definir um modelo de energia para a recuperação de fibra longa. Em seguida, a fase três determinará como a fibra pode ser desenrolada em uma taxa e como os danos nas fibras recuperadas podem ser identificados em uma boa velocidade. A fase quatro procura caracterizar as fibras recuperadas, comparando-as com materiais virgens e encontrando seu preço de mercado.