Reciclagem de fibra de carbono:benefícios essenciais e processo abrangente

A fibra de carbono é um tecido feito de filamentos cristalinos de carbono curados com um polímero, que pode ser colocado em camadas e moldado em torno de um molde. É um material ideal devido à sua impressionante relação resistência/peso, o que significa que é muito forte, mas não pesado. A fibra de carbono é cinco vezes mais leve que o aço com módulo de elasticidade igual, tornando-a uma escolha melhor para muitas aplicações. Além disso, possui propriedades resistentes à corrosão, não inflamáveis ​​e não tóxicas, que o tornam um material ideal para uso nas indústrias aeroespacial, médica, de construção e militar.

Usinagem de fibra de carbono

Usinar fibra de carbono pode ser um desafio. A estrutura em camadas do material de fibra de carbono pode levar à delaminação, fibras não cortadas, rompimento das fibras, desgaste irregular da ferramenta e acabamentos superficiais ruins. Felizmente, muitas empresas de ferramentas de corte, como a CoreHog, projetam ferramentas especialmente com diferentes geometrias que podem ajudar a eliminar estes problemas de fabricação:

• Fresas de topo de canal reto :Aplique todas as forças de corte radialmente, o que ajuda a evitar a delaminação.
• Cortadores de compressão :Cria forças de corte opostas, estabilizando a remoção de material e evitando delaminação, arrancamento de fibras e rebarbas ao longo da superfície.
• Cortadores quebra-cavacos :Corte as fibras e encurte os cavacos, evitando o acúmulo de fibras ao redor do cortador.
• Fresas de topo com corte diamantado :Utilize canais esquerdo e direito para quebrar e cortar as fibras, ideal para desbaste e perfilamento de fibra de carbono.

Explore a ampla oferta de cortadores de laminado composto da CoreHog, cada um especialmente projetado para cortar materiais laminados difíceis de usinar, como fibra de carbono.

Aplicações comuns de fibra de carbono

Na indústria aeroespacial, a fibra de carbono é utilizada em estruturas de aviões para substituir ligas, criando aviões mais leves e, assim, reduzindo o consumo de combustível. Os esportes recreativos também utilizam fibra de carbono para diminuir o peso. É frequentemente visto como um material líder em esquis, bicicletas e raquetes de tênis, pois o peso mais leve pode ajudar a melhorar o desempenho. Em ligas esportivas profissionais como Fórmula 1 e NASCAR, a prevalência da fibra de carbono cresceu nos últimos anos. Outra qualidade vantajosa da fibra de carbono é a sua adequação em máquinas de raios X, permitindo que as imagens passem sem interrupção, tornando-a útil em muitos dispositivos médicos e implantes.

Reciclagem de fibra de carbono

Por que é difícil reciclar fibra de carbono?

As folhas de fibra de carbono requerem uma quantidade significativa de energia para serem produzidas. Essas folhas grandes são então cortadas no tamanho necessário e o excesso de material é frequentemente descartado, aumentando a produção de resíduos. Este material não é biodegradável e normalmente é enviado para um aterro onde permanecerá permanentemente. Para complicar ainda mais a reciclagem, a fibra de carbono é construída para manter a sua forma e resistência e não pode ser derretida e remodelada como muitos plásticos. Quando reciclado, suas propriedades são fortemente degradadas, tornando-o inútil para aplicações que enfrentam forças ou cargas pesadas.

Como a fibra de carbono é reciclada?

Solvólise

A solvólise usa um solvente químico para quebrar o polímero que envolve o tecido de fibra de carbono. A fibra de carbono residual é triturada em pedaços menores, aumentando a área de superfície. O solvente, escolhido com base nos polímeros utilizados na fibra de carbono, quebra as cadeias poliméricas, separando a fibra de carbono do polímero. Técnicas como centrifugação são usadas para separar as substâncias. A fibra de carbono pode ser ainda mais purificada para restaurar suas propriedades e depois combinada com fibras virgens para criar um novo tecido ou usada sozinha. Este processo permite a recuperação da fibra de carbono sem sacrificar as propriedades do material.

Pirólise

A pirolítica utiliza calor para quebrar o polímero que envolve o tecido de fibra de carbono. A fibra de carbono residual é triturada em pedaços menores e depois aquecida em um ambiente controlado com pouco ou nenhum oxigênio. Em altas temperaturas, o polímero sofre decomposição térmica, produzindo gases, vapores e carvão. Os gases e vapores podem ser usados ​​como fonte de energia ou posteriormente processados, enquanto o carvão, que é fibra de carbono e quaisquer aditivos originais, é purificado para garantir a manutenção das propriedades mecânicas. A fibra de carbono resultante pode ser usada sozinha ou combinada com fibras virgens. A pirólise é eficaz para recuperação de fibra de alta qualidade e recuperação de energia de subprodutos de gás.

Considerações sobre fibra de carbono

À medida que inovamos com novas tecnologias, é importante considerar o seu impacto no nosso planeta. A fibra de carbono é um material incrível que pode melhorar muitos aspectos em todos os setores; no entanto, os resíduos gerados não vão para lugar nenhum, a não ser para aterros sanitários. Muitas empresas estão investindo na produção de fibra de carbono reciclada de alta qualidade. Com uma mudança de foco no projeto de sistemas de circuito fechado para materiais compósitos, o futuro parece brilhante.



Sarah Wasson trabalha como associada técnica de vendas na Harvey Performance Company, com foco na marca CoreHog de ferramentas compostas personalizadas para a indústria aeroespacial. Ela se formou em maio de 2023 na Universidade de Vermont com bacharelado em Engenharia Mecânica.