让飞机上的复合材料废料重获新生

复合材料由于其非常独特的特性，包括重量低、机械强度非常高和易于生产，越来越多地用于飞机设计。不可避免的是，复合材料废料的数量也在增加，因此，研究人员正在研究重新利用寿命结束的复合材料零件的方法。

热塑性材料是高度可回收的，因为它们可以很容易地重新加热和改造为新的用途。欧盟资助的SPARTA项目的协调员强调，目前的回收方法旨在延长复合材料部件的寿命，可以回收约80%的热塑性纤维，并保留回收的碳纤维的机械性能。

SPARTA项目介绍了一种新颖的、生态高效的废料回收方法，旨在改善目前对碳纤维增强的热塑性结构在产品寿命结束时的管理。该过程有助于大大减少与航空系统有关的所有操作对环境的影响：从原始材料生产、复合材料制造，到最终的回收。

通常，从航空或其他运输设备中产生的回收零件大而厚（超过4毫米）。压缩成型等传统技术在处理和再利用复杂的废料材料方面受到了限制。

新的复合切割概念用线性运动取代了刀具和工件之间的旋转运动，以获得均匀厚度的切屑。SPARTA技术的主要优势是它能够在任何方向上加工层压板，以获得包含长纤维的薄带。

据悉，热塑性复合切削工具可以产生50x6x0.15 cm³的芯片，并生产高达32公斤/小时的剪切带，每公斤电力消耗不到4.6千瓦时。

回收原材料盈利

精确的校准模式和方法对于获得单向剪切磁带位置的精确测量至关重要。这些也应该有助于避免高劳动力成本，高设备投资和铺设缺陷。

SPARTA解决方案通过利用协作机器人来自动化铺层过程和材料整合来应对这些挑战。带夹具的定制头部沉积，将每个条带根据CAD模式放置在压缩成型设备中，以获得一个统一的面板。最终，由连续的长纤维单向带制成的完全对齐的回收板。

自动化优势能够降低劳动力成本和手工缺陷。估计每公斤废料的成本为0.37欧元，这是一种真正具有成本竞争力的原始碳纤维替代品，制品每公斤价值则超过30欧元。

为了确保回收材料的机械性能与使用未回收碳纤维制备的商业复合材料相当，研究人员简化了某些设计概念，如纤维体积、尺寸、重量和分布。

使用废料能够减少新航空产品的上市时间，因为它消除了对原材料供应和储存以及价格波动的依赖。压缩成型也有一个非常快的加工时间。解决对环境影响的担忧不仅在飞机运营期间，而且在复合材料生产期间，斯巴达的环境影响也与欧盟的倡议和循环经济保持一致。