Há alguns anos, o BMW Group deu um passo revolucionário ao construir todo o compartimento de passageiros em plástico reforçado com fibra de carbono. Como de costume, novos métodos de produção também trouxeram muita fibra de carbono reciclada. Como usar fibra de carbono reciclada com habilidade, para transformar lixo em tesouro, leia este artigo.

Tecelagem de fibra de carbono seca na produção automotiva A fibra de carbono reciclada pode ser usada em produtos de engenharia de alto desempenho. Como protofibras, que podem ser transformadas em fibras básicas usando um processo inovador, o material compósito preenchido com essa nova fibra pode ser usado para fabricar componentes automotivos leves e altamente elásticos.

Leve traz fibra de carbono reciclada

A indústria aérea sempre foi líder no uso de componentes leves. Para esses veículos de alto custo, o benefício imediato da redução de peso é a redução do consumo de combustível. A indústria automobilística enfrenta desafios semelhantes. Os principais mercados, como Europa, Estados Unidos e China, estabeleceram metas climáticas ambiciosas em um esforço para atender aos requisitos regulatórios para reduzir as emissões de carbono. Por exemplo, os regulamentos europeus exigem que as emissões de CO2 dos veículos de passageiros sejam reduzidas para uma média de 95g/km até 2020. Como resultado, as montadoras e suas afiliadas estão investindo dinheiro para encontrar novas maneiras de reduzir o consumo de combustível e adaptar ideias não realizadas a designs leves. que podem ser produzidos em massa.

Há alguns anos, o BMW Group deu um passo revolucionário ao construir todo o compartimento de passageiros em plástico reforçado com fibra de carbono. Como de costume, novos métodos de produção também levam a muita fibra de carbono reciclada. Essas fibras de carbono recicladas incluem resíduos de fibras secas e resíduos úmidos. Inicialmente, as montadoras focaram na secagem e reciclagem da fibra de carbono em tecidos de comprimento adequado para uso em pequenas aplicações. No entanto, o tecido restante pode não atender aos requisitos de forma da nova peça. O processamento manual provou ser caro, demorado e propenso a erros humanos. Novas soluções devem, portanto, ser encontradas.

Uso eficiente de fibra de carbono para tecelagem

A AKRO-PLASTIC GmbH de Lower Chisen, Alemanha, encontrou uma maneira de aumentar o valor agregado da fibra de carbono reciclada adicionando-a aos polímeros fundidos. A fibra do tecido é cortada em várias etapas, como é a maneira tradicional de cortar a fibra de carbono e, em seguida, misturada por gravidade em uma extrusora. A principal dificuldade está no aglutinante em pó para tecer tecidos. Originalmente, destinava-se a manter as camadas de tecido de fibra de carbono no lugar, evitando que se separassem durante os processos posteriores. O ponto chave da alimentação é como controlar com precisão a temperatura no processo de processamento. Neste caso, a extrusora de rosca dupla usada (fabricante: FEDDEM GmbH & Co. KG) é equipada com um alimentador lateral recém-desenvolvido que adiciona suavemente até 40% da fibra de carbono ao polímero fundido.

Material composto com vantagem de peso

A nova linha AKRO-PLASTIC de produtos reforçados com fibra de carbono, conhecida como ICF, apresenta alta resistência e baixa densidade a um preço competitivo. Até 40 por cento de fibra de carbono pode ser adicionado. A nova linha de produtos visa reduzir significativamente o peso dos produtos, especialmente o peso dos componentes de suporte de carga. O composto reforçado com fibra de carbono possui blindagem elétrica e excelente condutividade térmica, especialmente adequado para filtros de carvão ativado, suportes de unidades de controle e componentes do console central. A comparação na Tabela 1 mostra que o módulo de tração do PA6 reforçado com 15% de fibra de carbono (AKROMID B3 ICF 15 preto (5026)) é o mesmo do PA6 reforçado com 30% de fibra de vidro. Um peso específico de mais de 12% é suficiente para deixar o cliente disposto a aceitar uma redução de 20% na resistência à flexão. A rigidez do polímero aumenta em até 42% com o aumento do enchimento da fibra, enquanto a resistência à flexão em detrimento do polímero diminui em apenas 12%. Mas a vantagem de peso foi significativa, com uma perda de peso de 22%.

Perda de peso espumante

Combinado com outros métodos de processamento, o peso dos componentes pode ser ainda mais reduzido. As duas tecnologias mais comuns no mercado são a moldagem por injeção assistida por água e a moldagem por injeção assistida por gás (WIT/GIT). Polímeros espumantes fundidos com agentes espumantes podem reduzir ainda mais o peso em 6 a 13 por cento, dependendo do método usado. No teste mostrado na Tabela 2, um agente espumante químico AF-Complex PE 990310TM a 3,5% foi adicionado a uma mistura reforçada com fibra de carbono (poliamida + polipropileno) a 20% e aplicado na matriz de um tirante. A densidade diminui em mais de 13% - menos que a densidade da água. Apesar da significativa perda de peso, não houve redução na resistência à flexão, com aproximadamente a mesma rigidez à flexão que a poliamida 6 reforçada com 40% de fibra de vidro, mas o produto com enchimento de fibra de vidro pesava aproximadamente 50% a mais. Portanto,