回收碳纤维缠绕成型的氢气罐并用于汽车部件的生产

福伊特复合材料与其合作伙伴开发了储氢罐的回收解决方案，以及利用回收材料生产汽车零部件的制造方法。

福伊特复合材料公司(Voith Composites)在JEC World 2023上展示了一款汽车演示机，表示出该公司在制造新型结构汽车零部件方面所做的努力，这些汽车零部件是由其缠绕工艺成型的氢储罐的废料制成的预浸料所制成。最终，该公司计划将储罐本身回收利用，制成新的组件。

福伊特复合材料公司(德国加兴)生产汽车零部件，专注于自动化和复合材料工艺。最近，该公司利用其在新兴氢经济领域的专业知识，为重型货物行业提供了700巴的氢气罐。与传统的长丝缠绕碳纤维增强聚合物(CFRP)储罐相比，该储罐采用自动缠绕工艺制造，重量更轻，氢气容量更高。

与此同时，福伊特还关注可持续发展，尤其是在汽车制造商面临越来越大的压力，要求他们为零部件采用回收和可持续发展解决方案的情况下。因此，在过去的一年里，福伊特一直专注于技术和合作伙伴关系，以使其高压CFRP储罐在15年的使用寿命结束时能够回收利用，以及利用回收的碳纤维(rCF)制造新汽车零部件。

福伊特及其合作伙伴，包括东丽(日本东京，材料)、特诺沃(德国Hof，非织造布制造)和德尔塔-普瑞格(意大利圣埃吉dio alla Vibrata，树脂浸渍)，正在研究两种不同的回收工艺，一种用于回收制造废料，另一种用于回收报废(EOL)部件，如氢气罐。

在第一道工序中，福伊特氢气罐缠绕过程中产生的干碳纤维切割被收集起来，切割成60毫米左右的长度。这些纤维被定向制成干燥的无纺布，用树脂浸渍，并铺成预浸料堆，在封闭的模具过程中压制成最终用途的部件。

该工艺已被用于制造示范汽车部件。在法国巴黎举行的JEC World 2023上，福伊特展示了与一家欧洲汽车制造商合作生产的一种用于加强跑车底盘的结构部件。

在第二种回收方法中，使用酸基溶剂分解工艺从达到EOL的复合材料部件中提取碳纤维和树脂。在这个过程中，60-80毫米的碳纤维被提取出来，在一个单独的过程中，重新定向并重新制造成50毫米宽的单向胶带，然后用环氧树脂浸渍。然后，使用福伊特粗纱应用器(VRA)技术，可以将预浸胶带剪裁成用于新汽车部件的预成型件，该技术是一种自动过程，可以将胶带切割成预定长度并以指定角度放置。

目前，切碎的EOL部件被送入一个中试规模的系统，得到的纤维长度相对较短(最多80毫米)。未来的目标是将该工艺扩展到连续粗纱，例如福伊特的缠绕式高压氢气罐中使用的粗纱。另一个目标是将提取的树脂成分重新制造成新的树脂。

在过去的一年里，福伊特报告说，这一过程的工作一直在进行中，主要目标是确定是否可以用回收的碳纤维制造出功能齐全的部件。这项工作包括确定堆压的效果，树脂如何流动以及碳纤维的性能，所有这些对于确定如何微调变量以及如何使制造过程适应公司的回收概念都很重要。