Déroulement de haute qualité : Détachement et recyclage continus des rubans en fibre de carbone thermoplastique grâce à un nouveau processus de recyclage.
Le marché des ventes de produits en plastique est en pleine croissance. Dans le même temps, cependant, l'impact environnemental des Plastiques non dégradables augmente et nécessite de nouvelles stratégies de recyclage. À l'Institut Fraunhofer des technologies de production IPT d'Aix-la-Chapelle, des chercheurs ont mis au point un nouveau processus de recyclage pour récupérer le matériau composite en fibres des réservoirs sous pression usagés dans un processus de pelage et le réutiliser pour de nouveaux produits légers. L'objectif est de recycler les plastiques renforcés de fibres (PRF) sans perte significative de qualité du produit. L'équipe de recherche y est parvenue dans le cadre du projet "Tankcycling" : Plus de 90 % des propriétés de résistance mécanique sont conservées dans le matériau recyclé.
Réservoirs sous pression renforcés de fibres - légers et stables
L'hydrogène étant considéré comme le moyen de stockage de l'énergie du futur et ce gaz inodore devant être stocké sous haute pression, son utilisation dans les camions ou les automobiles pose inévitablement la question de son stockage en toute sécurité. Pour ce faire, l'hydrogène est stocké dans des réservoirs sous pression de haute qualité en plastique renforcé de fibres de carbone. Ces réservoirs sous pression doivent être très résistants, tout en étant légers et résistants à la corrosion, afin d'être adaptés à l'électromobilité. Dans le sillage de la transition énergétique, la demande de réservoirs d'hydrogène de haute qualité a augmenté. En principe, cependant, d'autres liquides ou gaz peuvent également être stockés dans des réservoirs sous pression renforcés de fibres.
Recyclage de rubans renforcés de fibres de carbone par déroulage
Ces réservoirs sous pression sont fabriqués selon un processus d'enroulement de bandes assisté par laser : Dans ce processus, un ruban thermoplastique renforcé de fibres de verre ou de carbone est enroulé sur un corps de base en plastique, le "liner". Le ruban unidirectionnel (UD) qui recouvre le réservoir sous pression ne peut pas être réutilisé dans le cycle de vie conventionnel du réservoir sous pression et finit dans des décharges de déchets dangereux.
Le processus de recyclage breveté par le Fraunhofer IPT (DE 10 2016 117 559 A1), qu'il a continué à développer dans le cadre du projet "Tankcycling", permet de retirer le ruban UD du revêtement par un processus de pelage. Ce ruban peut ainsi être réutilisé pour d'autres produits également fabriqués selon le procédé d'enroulement du ruban. Les chercheurs du Fraunhofer ont mis au point un prototype d'installation comportant plusieurs modules : le ruban passe par l'un d'eux au cours du processus de recyclage avant d'être stocké sur une bobine à la fin dans un autre.
Recyclage en format mini : Le module de recyclage du réservoir peut être relié à une tête de robot.
Lors de tests en aval, les scientifiques ont vérifié la capacité de charge mécanique du matériau recyclé et du matériau d'origine. Il a été démontré que le processus de recyclage ne réduisait pas la qualité du matériau de manière significative. Des essais destructifs standard ont montré que le matériau recyclé n'avait perdu que cinq à dix pour cent de ses qualités mécaniques par rapport au matériau vierge. Sur la base de ces résultats, les chercheurs ont pu définir les exigences du processus de recyclage et développer un module de recyclage des réservoirs. Ce module représente une évolution du processus de recyclage, qui a été développé sur un banc d'essai stationnaire. Dans son format miniaturisé, le module de recyclage des réservoirs peut être fixé à un bras robotisé. Cette innovation permet de recycler entièrement les réservoirs sous pression à la géométrie tridimensionnelle complexe. En outre, le processus de recyclage et l'enroulement ultérieur de la bande peuvent être automatisés dans cette configuration.
Réduction de la consommation de matériaux et de l'impact sur l'environnement
Le processus de recyclage mis en œuvre dans le module de recyclage des réservoirs explore efficacement les limites de ce qui est techniquement faisable tout en économisant de l'énergie, des matériaux et des coûts. En recyclant les rubans en plastique renforcé de fibres, le processus contribue à faire progresser la production durable des futurs produits composites à base de fibres thermoplastiques qui peuvent être fabriqués à l'aide du processus d'enroulement des rubans.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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