鼓式制動(dòng)器、摩托車剎車圈、Drum brake、輪轂剎車圈專業(yè)生產(chǎn)廠家無錫九環(huán)2022年1月17日訊  為減少日常行動(dòng)帶來的碳足跡，Cogit Composites公司開展了一項(xiàng)研究，重點(diǎn)是利用復(fù)合材料的生產(chǎn)廢料開發(fā)采用特殊設(shè)計(jì)的新的電動(dòng)自行車輪轂。

一體化的電動(dòng)自行車輪轂通過對(duì)回收復(fù)合材料的再利用而實(shí)現(xiàn)了增值

熱塑性聚合物正作為基體材料而被越來越多地用于長(zhǎng)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料之中，這意味著短期內(nèi)需要處理更多的生產(chǎn)廢料、長(zhǎng)期內(nèi)需要處理更多的用后報(bào)廢部件。

目前，尚沒有簡(jiǎn)單的方法能夠在未使用的復(fù)合材料中將碳纖維從基體材料中分離出來，這樣，復(fù)合材料廢料就會(huì)被掩埋或燃燒，從而產(chǎn)生有毒氣體、溫室氣體或者污染水和土壤。為遵守最新的歐盟法規(guī)，比如廢物處理框架指令和報(bào)廢車輛指令，必須將回收和再利用整合到開發(fā)計(jì)劃中。

Cogit Composites 公司的業(yè)主兼CEO Christophe ROUA介紹說：“12年前，我去法國(guó)巴黎的JEC展會(huì)，就開始意識(shí)到了熱塑性復(fù)合材料在先進(jìn)應(yīng)用以及在大中型市場(chǎng)中的潛力。我首先想到了短循環(huán)周期生產(chǎn)工藝（如塑料的注射成型）的能力以及功能化的機(jī)會(huì)（包覆成型和焊接）。雖然當(dāng)時(shí)還不夠發(fā)達(dá)，但回收利用也是一個(gè)優(yōu)勢(shì)。2012年，Plasticompo 平臺(tái)、奧爾良大學(xué)與COGIT Composites在法國(guó)開展了一項(xiàng)合作，以便更好地理解如何回收以及（或者）重新利用熱塑性復(fù)合材料。自此，COGIT Composites已經(jīng)完全集成了熱塑性復(fù)合材料的工程、原型和制造，包括生態(tài)設(shè)計(jì)和生命周期。” 

塑料行業(yè)常用的回收方法包括先切碎再碾碎的步驟, 以獲得更細(xì)的材料，從而可以在熱塑性塑料的注射成型中將其用作增強(qiáng)材料。但不幸的是，與最初的部分相比，這導(dǎo)致了增強(qiáng)水平的降低。一種替代方法是，將復(fù)合材料部件或生產(chǎn)廢料切成不太小的混合物，通常長(zhǎng)25～50 mm、寬2～6 mm，并將它們用作模壓成型過程中的主要材料。

一種替代方法是，將復(fù)合材料部件或生產(chǎn)廢料（左）切成不太小的混合物（右），通常長(zhǎng)25～50mm、寬2～6mm

15年來，熱塑性復(fù)合材料及成型工藝一直是Cogit Composite的戰(zhàn)略核心。特別是針對(duì)航空應(yīng)用，采用模壓成型、沖壓以及包覆注射成型的方式，該公司很快就認(rèn)識(shí)到，可以利用其先進(jìn)的技術(shù)，生產(chǎn)要求相同質(zhì)量水平但應(yīng)用領(lǐng)域完全不同的部件，如醫(yī)療、奢侈品或體育用品，目標(biāo)不僅僅是簡(jiǎn)單地生產(chǎn)產(chǎn)品，而是要做到環(huán)保。因此，該公司決定利用生產(chǎn)廢料來減少碳足跡，這就是研發(fā)新的電動(dòng)自行車輪轂的過程。

一種特殊的設(shè)計(jì)被創(chuàng)建出來，以便能采用更輕的輪轂取代現(xiàn)有的鋁制部件，同時(shí)確保最終用戶所要求的復(fù)雜形狀成型、結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)功能以及高端體驗(yàn)。

現(xiàn)有的鋁部件

由回收復(fù)合材料制成的輪轂主體

該團(tuán)隊(duì)首先應(yīng)用了模壓成型的設(shè)計(jì)原則，以評(píng)估技術(shù)可行性，妥善整合原有功能。與此工程同時(shí)進(jìn)行的，是在法國(guó)與奧爾良大學(xué)和Plasticompo平臺(tái)開展的一個(gè)聯(lián)合的R&T項(xiàng)目，名為RTL3（2012-2015），其目標(biāo)是，確定對(duì)比機(jī)械強(qiáng)度和加工性能的最佳混合粒度。研究的參數(shù)包括顆粒大小以及它們?cè)谀洪_始和結(jié)束時(shí)在模具中的分布情況。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、機(jī)械表征和斷層掃描檢查都遵循科學(xué)的方法，以更好地了解復(fù)雜部件中的隨機(jī)材料特性。

聚集晶粒間的典型斷裂

相對(duì)于準(zhǔn)各向同性基準(zhǔn)的拉伸特性

根據(jù)這一經(jīng)驗(yàn)，Cogit Composites繼續(xù)研究其他原材料，如碳纖/PA和碳纖/PEEK。這項(xiàng)研究提供了基于基體材料的更詳細(xì)的加工參數(shù)和力學(xué)性能的概述。

通過尋找其他可回收的材料來源，如用于飛機(jī)機(jī)翼和機(jī)身鋪放的AFP UD生產(chǎn)廢料，還確定了一種有前景的方法。將這種廢料切成10～25mm長(zhǎng)的帶材，這種廢料即表現(xiàn)出了可通過模壓成型而得到再利用的良好能力，特別是可以成型出復(fù)雜的形狀。為定義機(jī)械工程的允許值，開展了一項(xiàng)研究，結(jié)果與商業(yè)切割的UD帶相吻合。

由回收復(fù)合材料制成的成品輪轂

該輪轂的主要優(yōu)勢(shì)是對(duì)生產(chǎn)廢料的重新利用、對(duì)高性能材料有價(jià)值的認(rèn)識(shí)以及符合綠色行動(dòng)要求的短循環(huán)回收。對(duì)客戶而言，科學(xué)與實(shí)踐支持下的生態(tài)設(shè)計(jì)成為真正的優(yōu)勢(shì)。