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每年上万吨!废弃飞机中的复合材料回收有了新解决方法
发布时间:2021-12-13   浏览次数:2937

由AITIIP技术中心领导的欧洲项目HELACS,旨在开发一种双管齐下的综合分解方法,目的是在飞机使用寿命结束时,能够对由热固性和热塑性复合材料制成的飞机零部件进行分类、回收和再利用。

航空领域每年都会有超过4万吨的报废复合材料废弃物进入垃圾填埋场。凭借对材料的回收,由HELACS提供的技术将有利于向高能效方向转变。

推出从报废飞机部件中回收高价值复合材料的综合分解方法

该项目的研究重点是,开发一种回收再利用方式,它将整合一种水切割系统(用于将热固性塑料部件有选择性地切碎成适合回收的大小)和一种热解工艺(用于对热固性基体进行碳化,以实现对碳纤维的回收利用)。

为实现水切割操作,一种基于机器学习的机器人技术正被开发出来。利用一种模型工具(dummy tool),可由一个人标记出机器人的运行切割轨迹,然后机器人将克隆该轨迹,执行采用高压水的切割操作。

另一方面,HELACS 还建议采用第二种电阻焊接技术来实现对热塑性复合材料的回收再加工。这项技术将被用于拆解飞机面板以实现二次利用,因为热塑性的部件在固结后能够再次熔化。

HELACS 项目的主要目标是,将回收飞机零部件的水平提升40%,以将飞机的碳足迹降低50%。HELACS革命性的拆解方法将为此提供必要的工具,以使未来的航空工业更具可持续性,能够融入到循环经济之中。总之,HELACS希望能在2030年前筹集到3000万欧元,并为欧洲航空工业的整个价值链创造出750个直接就业机会。

这项研究在欧盟联合资助的清洁天空2项目框架之内,现已拥有近200万欧元的预算,并有来自西班牙、比利时和英国的4家合作伙伴参与其中。

总之,HELACS将推动新的回收方法的创新,以最大程度地保留不同飞机部件的价值,这意味着可以提升竞争力,使欧洲处于全球拆解工艺技术的领先地位。此外,该项目还将研究如何将这种方法推广应用到其他会产生复合材料废料且也需要重新制定环保措施的行业领域,如轨道交通、汽车和建筑等。

需要进一步说明的是,虽然金属仍是飞机零部件的主要组成部分,但在过去的许多年里,航空工业已开始使用新的材料,如热固性配混料。为减少此类复合材料的浪费,该领域需要一种回收系统,以便能够从废弃部件中提取出可重复利用的部分,如碳纤维。HELACS 为回收热固性材料和热塑性塑料提供了技术解决方案, 这类材料目前正在蓬勃发展,被认为是未来飞机的材料。

为此,HELACS 提出了一种基于高压水(压力超过4000 bars)选择性切割系统的拆解工艺,利用这项工艺,可将热固性(碳纤维+环氧树脂)的飞机部件切割成碎片。然后,这些碎片经过高温分解过程(无氧加热)而使基体树脂碳化,从而将抗化学分解反应的碳纤维提取出来,使之重新得到利用。

除热固性复合材料外,对热塑性复合材料的试验也在进行之中,这种材料将成为下一代飞机用航空部件的关键组成部分。基于对这些新材料的重视,HELACS 还整合了第二个电阻焊接后处理技术。该系统利用了组装过程中安装在面板之间连接接口处的极细(35μm)的电阻丝网。这种电阻丝网有助于电流通过部件,这为在拆解阶段分离面板提供了便利。作为电阻,它会加热熔化基体,使分离过程顺利完成。

归功于HELACS 项目提供的这些革命性的方法,航空工业将能够找到一种用于飞机拆解和维修的创新的技术体系,以赋予材料新的生命。

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来源:PT现代塑料
 关键词:航空航天 | 环保
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