Prodrive團(tuán)隊(duì)與AMRC復(fù)合中心的Hannah Tew合作

 

       Prodrive Composites公司成立于1984年，在英國(guó)擁有500名雇員，為汽車(chē)、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(jì)和制造先進(jìn)的輕型復(fù)合材料，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、賽車(chē)、航空航天、海洋、國(guó)防和其他專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域。

 

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

 

預(yù)壓階段的空白閥蓋

 

       AMRC復(fù)合材料中心合伙人負(fù)責(zé)人漢娜•圖(Hannah Tew)表示，她的團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期以來(lái)一直在與Prodrive Composites合作，推動(dòng)可回收復(fù)合材料工藝的研究。他們首先關(guān)注的是利用自動(dòng)化生產(chǎn)工藝，攤薄復(fù)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(lái)自應(yīng)用行業(yè)的關(guān)注。漢娜表示說(shuō):“從目前的壓力測(cè)試結(jié)果看來(lái)，這種工藝具備一定的可行性。我們會(huì)繼續(xù)支持Prodrive Composites公司，推進(jìn)復(fù)合材料部件的自動(dòng)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(jìn)而降低了成本，無(wú)需大量投資即可擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。該工藝使用的是反應(yīng)熱塑性樹(shù)脂，而不是傳統(tǒng)的熱固性樹(shù)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(rèn)為他們是第一家利用再生纖維開(kāi)發(fā)這種技術(shù)的公司。這項(xiàng)技術(shù)之所以誕生，是源于Prodrive Composites與一家汽車(chē)行業(yè)客戶的合作。當(dāng)時(shí)，這個(gè)客戶提出的要求是希望開(kāi)發(fā)一款與傳統(tǒng)復(fù)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(dāng)今的復(fù)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(gè)問(wèn)題也困惑著汽車(chē)制造商和更多其他的行業(yè)，比如海運(yùn)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(chǎng)。回收利用的難處在于業(yè)內(nèi)普遍采用熱固性樹(shù)脂，而熱固性樹(shù)脂難以回收。“我們一直與AMRC保持合作，已經(jīng)通過(guò)自動(dòng)化的創(chuàng)新工藝生產(chǎn)了一系列大型試驗(yàn)面板。與現(xiàn)有的金屬或復(fù)合解決方案相比，P2T工藝的獨(dú)特之處在于降低了模具成本，縮短了交貨期。”

 

       傳統(tǒng)復(fù)合材料行業(yè)的做法是向客戶提供“預(yù)浸料”(預(yù)浸了樹(shù)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(guò)加熱和加壓固化的方式實(shí)現(xiàn)最終成型。在這個(gè)過(guò)程中，熱固性樹(shù)脂是供應(yīng)鏈中重要的一環(huán)。然而，考慮到業(yè)內(nèi)對(duì)環(huán)保越來(lái)越強(qiáng)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(fù)合材料的最大優(yōu)點(diǎn)是可以多次回收利用。當(dāng)初始纖維首次投入生產(chǎn)時(shí)，具備最好的機(jī)械性能，適合用于生產(chǎn)高載荷的結(jié)構(gòu)部件；當(dāng)這些結(jié)構(gòu)部件到達(dá)使用壽命之后，其所含纖維（也許還有部分樹(shù)脂）可以被回收，用于生產(chǎn)汽車(chē)面板等非結(jié)構(gòu)部件；當(dāng)這些非結(jié)構(gòu)部件（很可能是熱塑性的）再次達(dá)到使用壽命之后，可以對(duì)其進(jìn)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)。