Dapatkah Serat Karbon Didaur Ulang?

Salah satu manfaat utama menggunakan suku cadang serat karbon di pesawat dan mobil adalah bobot serat karbon yang ringan membuat kendaraan ini lebih hemat bahan bakar. Bobot yang lebih rendah secara keseluruhan membutuhkan lebih sedikit energi untuk memindahkannya, sehingga lebih sedikit bahan bakar yang dibutuhkan untuk membawanya ke tujuan.

Meskipun suku cadang serat karbon tahan lama dan memiliki kekuatan tarik tinggi, suku cadang tersebut akhirnya aus dan perlu diganti. Selain itu, memproduksi suku cadang serat karbon memang menghasilkan limbah serat karbon. Karena serat karbon bisa mahal untuk diproduksi, dapatkah suku cadang dan limbah produksi yang habis masa pakainya didaur ulang?

Teruslah membaca untuk mempelajari bagaimana kita dapat menggunakan kembali dan mendaur ulang limbah serat karbon.

Tantangan Mendaur Ulang Serat Karbon

Serat karbon sangat tahan lama, tetapi mendaur ulangnya tidak semudah kelihatannya. Proses yang menghasilkan limbah serat karbon selama produksi bagian dapat menyebabkan serat rusak. Namun, diperkirakan 30% dari serat karbon yang dihasilkan berakhir sebagai limbah selama produksi, jadi menemukan cara untuk mendaur ulang dan menggunakan kembali limbah ini penting untuk membuat serat karbon lebih berkelanjutan dan terjangkau.

Selain itu, untuk suku cadang yang habis masa pakainya, serat karbon yang terkunci di dalam resin memerlukan proses untuk menghilangkan resin dan mengekstrak seratnya. Seringkali, proses ini menggunakan bahan kimia keras untuk melarutkan resin atau suhu tinggi untuk melelehkannya, yang membutuhkan banyak energi. Dan saat serat didaur ulang, resin yang dibuang adalah limbah.

Proses untuk Mendaur Ulang Serat Karbon

Perkembangan dalam daur ulang serat karbon berkisar pada pengurangan waktu dan energi yang dihabiskan untuk proses tersebut. Paling umum, serat karbon direklamasi dari bagian akhir masa pakainya menggunakan salah satu dari dua proses:

• Pirolisis, atau panas tinggi yang membakar resin yang diawetkan
• Solvolisis, atau pelarut yang digunakan untuk melarutkan resin yang diawetkan

Solvolisis juga merupakan metode yang digunakan pada limbah prepreg yang tidak diawetkan, atau serat karbon yang dianyam dengan matriks polimer termoset yang tidak memerlukan resin tambahan untuk pengawetan. Solvolisis melarutkan polimer yang tidak diawetkan, dan seratnya dapat digunakan kembali.

Masalah dengan pirolisis adalah resin terbuang dan membutuhkan banyak energi untuk melakukannya. Selain itu, pirolisis dan solvolisis dimulai sebagai proses batch, di mana proses dilakukan setelah produksi dalam jumlah kecil. Mendaur ulang dalam proses batch lebih baik daripada tidak mendaur ulang sama sekali; namun, proses batch biasanya lebih mahal daripada proses inline. Ini adalah daur ulang yang dapat dilakukan dalam proses produksi reguler, serta menghemat waktu dan biaya.

Solvolisis adalah kandidat utama untuk daur ulang serat karbon inline, dan mengembangkan resin dengan kemampuan daur ulang dalam pikiran meninggalkan peluang untuk mendaur ulang resin juga. Beberapa perusahaan sedang mengembangkan resin yang dimaksudkan untuk digunakan kembali, sehingga larutan monomer resin benar-benar dapat melarutkan resin yang diawetkan kembali menjadi cairan yang dapat didaur ulang.

Untuk Apa Serat Karbon Daur Ulang (rCF)?

Meskipun integritas serat karbon reklamasi tidak terganggu, serat daur ulang cenderung halus dan kurang padat dibandingkan serat murni, sehingga sulit untuk "menenun ulang" mereka ke dalam lembaran serat karbon yang biasa kita gunakan.

Pencetakan Injeksi &Pencetakan 3D rCF

Serat daur ulang dapat diubah menjadi pelet padat, yang umum dalam pencetakan injeksi serat karbon. Pencetakan injeksi dengan pelet serat karbon sudah dilakukan dengan serat murni, tetapi menggunakan serat daur ulang menghasilkan produk akhir yang sama dengan cara yang ramah lingkungan dengan biaya lebih rendah.

Filamen pencetakan 3D juga dapat memanfaatkan rCF. Meskipun bukan filamen serat karbon lengkap, serat daur ulang dapat dicampur dengan filamen ABS tradisional untuk memperkuat produk akhir.

Kain rCF bukan tenunan

Kain serat karbon tenunan ramping dan menarik, tetapi serat daur ulang tidak dapat ditenun ulang. Itu tidak berarti mereka tidak dapat digunakan untuk membuat kain serat karbon. Kain rCF tidak semulus serat tenunan, tetapi masih berguna untuk proses yang saat ini menggunakan serat anyaman murni. Serat masih dapat disejajarkan untuk kekuatan dan diatur dalam arah yang berbeda sesuai dengan kebutuhan proyek.

Memperbaiki Produk Konsumen Serat Karbon

Serat karbon mungkin tampak sulit diperbaiki saat rusak. Tidak seperti logam, itu tidak bisa hanya dilas kembali. Namun, serat karbon dapat diperbaiki. Industri kedirgantaraan memperbaiki suku cadang serat karbon secara teratur, dan mobil serta truk dengan suku cadang serat karbon dapat diperbaiki setelah terjadi kecelakaan, selama kerusakan tersebut tidak menjadikan kendaraan sebagai kerugian total.

Perbaikan serat karbon memang membutuhkan keahlian, jadi tidak disarankan untuk melakukan perbaikan DIY pada suku cadang kendaraan serat karbon, rangka sepeda, atau produk konsumen lainnya yang perlu dibebani bobot. Namun, memperbaiki suku cadang serat karbon bila memungkinkan akan memperpanjang masa pakai produk dan lebih murah daripada menggantinya.

Mengembangkan proses untuk mendaur ulang dan memperbaiki serat karbon penting untuk keberlanjutan dan pengurangan limbah serat karbon. Mendaur ulang dan menggunakan kembali serat karbon dengan benar tidak memengaruhi kekuatannya, membuatnya dapat digunakan sebagai pengganti serat murni dalam beberapa kasus.

Pengecoran Serat Karbon dari PCMI

PCMI Manufacturing adalah inovator dalam pengecoran serat karbon. Proses pengecoran unik kami menggunakan bahan berbiaya lebih rendah dan waktu siklus lebih cepat yang menghasilkan penghematan biaya 20-30% bagi pelanggan kami. Klik tautan di bawah untuk mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana kami dapat membantu Anda dengan proyek serat karbon berikutnya.