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福伊特復(fù)合材料公司在2023年JEC世界博覽會上展示了這款汽車演示器，展示了該公司在利用氫罐towpreg-winding工藝廢料制成的預(yù)浸料制造新型汽車結(jié)構(gòu)部件方面的努力和合作伙伴關(guān)系。最終，該公司計(jì)劃將坦克本身回收成新的部件。
福伊特復(fù)合材料(德國Garching)制造汽車零部件，專注于自動化和支持復(fù)合材料4.0的流程。最近，該公司利用其在新興氫經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的專業(yè)知識，為重型貨物行業(yè)提供了700巴的氫氣罐。據(jù)稱，與傳統(tǒng)的纖維纏繞碳纖維增強(qiáng)聚合物(CFRP)罐相比，這種罐重量更輕，氫容量更高。

與此同時(shí)，福伊特也關(guān)注可持續(xù)發(fā)展，尤其是在汽車制造商面臨越來越大的壓力，要求他們對零部件采用回收和可持續(xù)發(fā)展解決方案的情況下。因此，在過去的一年里，福伊特致力于技術(shù)和合作伙伴關(guān)系，以使其高壓CFRP儲罐在15年的使用壽命結(jié)束時(shí)能夠回收，以及使用回收的碳纖維(rCF)制造新汽車部件的解決方案。

Towpreg纏繞高壓氫氣罐在2023年JEC世界展上展出

福伊特及其合作伙伴，包括東麗(日本東京，用于材料)、Tenowo(德國Hof，用于無紡布制造)和Delta-Preg(意大利Sant'Egidio alla Vibrata，用于樹脂浸漬)正在研究兩種不同的回收工藝，一種用于回收制造廢料，另一種用于回收氫罐等報(bào)廢部件。

在第一個(gè)過程中，收集來自福伊特氫氣罐纏繞過程的干碳纖維碎片，并切割成約60毫米長。將這些纖維定向并制造成干燥的非織造織物，用樹脂浸漬并鋪成預(yù)浸料堆，以在閉模工藝中壓制成最終的最終使用部件。

這種工藝已經(jīng)被用于制造演示汽車部件。在2023年JEC世界博覽會上，福伊特展示了一種與歐洲汽車制造商合作制造的用于加強(qiáng)跑車車身底部的結(jié)構(gòu)部件。

在第二種回收方法中，基于酸的溶劑分解過程用于從已經(jīng)達(dá)到其EOL的復(fù)合部件中提取碳纖維和樹脂。在這個(gè)過程中，60-80毫米的碳纖維被提取出來，并在一個(gè)單獨(dú)的過程中，重新定向并重新制造成50毫米寬的單向帶，然后用環(huán)氧樹脂浸漬。然后，可以使用將預(yù)浸帶裁剪成新汽車部件的預(yù)成型件福伊特粗紗敷料器(VRA)技術(shù)這是一個(gè)自動過程，它將膠帶切割成預(yù)定的長度，并以指定的角度放置。

福伊特的自動化VRA技術(shù)將預(yù)浸帶切割并放入定制的預(yù)浸料堆中。該公司表示，其VRA也能夠用于其正在開發(fā)的rCF磁帶

目前，切碎EOL零件被送入中試規(guī)模的系統(tǒng)，從而提取出長度相對較短(最長80毫米)的纖維。未來的目標(biāo)是將該工藝擴(kuò)展到連續(xù)粗紗，如福伊特的towpreg纏繞高壓氫氣罐中使用的粗紗。另一個(gè)目標(biāo)是將提取的樹脂成分再制造成新的樹脂。

據(jù)福伊特報(bào)道，在過去的一年中，這一過程的工作一直在進(jìn)行，主要目標(biāo)是確定一個(gè)功能齊全的部件是否可以由回收的碳纖維制成。這項(xiàng)工作包括確定電池堆可以壓制得多好，樹脂將如何流動，碳纖維將如何表現(xiàn)，所有這些對于確定變量如何微調(diào)以及制造過程如何適應(yīng)公司的回收概念都很重要。

今天，福伊特繼續(xù)測試原型零件和優(yōu)惠券，但據(jù)報(bào)道，迄今為止的結(jié)果是積極的。例如，與原始碳纖維相比，再生碳纖維(rCF)帶的拉伸強(qiáng)度在80-90%的范圍內(nèi)。

隨著這兩個(gè)過程繼續(xù)向前發(fā)展，福伊特復(fù)合材料公司國際銷售經(jīng)理解釋說，轉(zhuǎn)向生物基或回收樹脂其區(qū)域合作框架將是下一步。“第一步是用我們的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)氧樹脂系統(tǒng)浸漬rCF，與典型的原始CF膠帶中使用的樹脂相匹配，”他說。“第二步是將rCF與另一家供應(yīng)商的vitrimer環(huán)氧樹脂結(jié)合。這種類型的樹脂由于其熱塑性可以熔化，因此更容易回收。最后一步將是使用100%生物基環(huán)氧樹脂系統(tǒng)，或從溶劑分解回收過程中提取的環(huán)氧樹脂。”

對于這兩個(gè)過程，回收本身是由福伊特的合作伙伴完成的，然后福伊特將使用回收的材料在其生產(chǎn)設(shè)施生產(chǎn)CFRP組件。“這就是我們打算如何讓我們的坦克在15年后獲得第二次生命，成為功能齊全的CFRP汽車結(jié)構(gòu)部件，”福伊特復(fù)合材料公司國際銷售經(jīng)理說。福伊特表示，它將繼續(xù)與汽車制造商合作，最終目標(biāo)是將rCF組件整合到生產(chǎn)運(yùn)動和豪華汽車中。 

原標(biāo)題：福伊特布局復(fù)合材料自動化前沿技術(shù)，用儲氫瓶回收碳纖維制造汽車結(jié)構(gòu)件