Há alguns anos, o Grupo BMW deu um passo revolucionário ao construir todo o habitáculo em plástico reforçado com fibra de carbono. Como sempre, novos métodos de produção também trouxeram muita fibra de carbono reciclada. Como usar habilmente a fibra de carbono reciclada para transformar resíduos em tesouros, 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 processadas em fibras descontínuas 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 tem sido frequentemente líder no uso de componentes leves. Para esses veículos de custo intensivo, o benefício imediato da redução de peso é a redução do consumo de combustível. A indústria automóvel enfrenta desafios semelhantes. Os principais mercados, como a Europa, os Estados Unidos e a China, estabeleceram metas climáticas ambiciosas num esforço para cumprir os requisitos regulamentares 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, os fabricantes de automóveis e as suas afiliadas estão a investir dinheiro na descoberta de novas formas de reduzir o consumo de combustível e na adaptação de ideias não concretizadas a designs leves. que pode ser produzido em massa.

Há alguns anos, o Grupo BMW deu um passo revolucionário ao construir todo o habitáculo em plástico reforçado com fibra de carbono. Como sempre, novos métodos de produção também resultam em muita fibra de carbono reciclada. Essas fibras de carbono recicladas incluem resíduos de fibras secas e resíduos úmidos. Inicialmente, os fabricantes de automóveis concentraram-se na secagem e reciclagem da fibra de carbono em tecidos de comprimento apropriado para utilização em pequenas aplicações. No entanto, o tecido restante pode não atender aos requisitos de formato da nova peça. O processamento manual provou ser caro, demorado e sujeito 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 o método tradicional de corte da fibra de carbono, e depois dosada por gravidade em uma extrusora. A principal dificuldade está no aglutinante em pó para tecer tecidos. Originalmente, o objetivo era 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 dupla rosca utilizada (fabricante: FEDDEM GmbH & Co. KG) está equipada com um alimentador lateral recentemente desenvolvido que adiciona suavemente até 40% da fibra de carbono ao polímero fundido. O próximo passo é crucial para garantir que a máquina seja devidamente embalada durante todo o processo, caso contrário a alta condutividade elétrica da fibra de carbono danificará os componentes elétricos.

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. Podem ser adicionados até 40% de fibra de carbono. A nova linha de produtos visa reduzir significativamente o peso dos produtos, especialmente o peso dos componentes de suporte de carga. O compósito 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 superior a 12% é suficiente para que o cliente esteja 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 devido ao polímero diminui apenas 12%. Mas a vantagem de peso foi significativa, com uma perda de peso de 22%.

Perda de peso com espuma

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). A fusão de polímeros espumantes com agentes espumantes pode reduzir ainda mais o peso em 6 a 13 por cento, dependendo do método utilizado. No teste mostrado na Tabela 2, um agente espumante químico com 3,5% AF-Complex PE 990310TM foi adicionado a uma mistura reforçada com 20% de fibra de carbono (poliamida + polipropileno) e aplicado na matriz de um tirante. A densidade diminui em mais de 13% - menos que a densidade da água. Apesar da perda significativa 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 preenchido com fibra de vidro pesava aproximadamente 50% mais. Portanto, a formação de espuma é a melhor escolha para peças que requerem tensão de flexão.