Chiunque abbia lavorato con pale di turbine eoliche o ne abbia appena visto una da vicino può attestare le enormi dimensioni di questi cavalli da lavoro ad energia pulita. Hai mai pensato a cosa succede a quel materiale costoso e high-tech una volta che la lama raggiunge la fine della sua durata in circa 20 anni?
Sempre più spesso, almeno nel caso di lame più nuove in polimero rinforzato con fibra di carbonio (CFRP), il materiale di rinforzo viene recuperato e riciclato. Lo stesso vale per la fibra di carbonio (CF) negli aerei di linea che hanno raggiunto la fine della loro vita utile e per il materiale rimasto dell'industria aerospaziale, che ha un tasso di rottami comunemente stimato di circa il 30%.
Uno sbalorditivo 62.000 tonnellate metriche (68.000 tonnellate) di rifiuti di produzione di fine vita e CFRP inutilizzati si accumulerà ogni anno nonostante l'attuale domanda di nuovi compositi in fibra in cui i settori dell'aviazione e dell'energia eolica contribuiscono a una quota importante di questo.
In parte come risultato, le dimensioni globali del mercato della fibra di carbonio riciclata dovrebbero crescere da $ 109 milioni nel 2020 a $ 193 milioni entro il 2025, a un CAGR del 12 percento durante il periodo di previsione, secondo la società di ricerca MarketsandMarkets.
Una montagna crescente di materiale riciclabile, il desiderio di monetizzarlo e deviarlo dalle discariche, insieme all'alto costo della fibra di carbonio vergine e alla spinta verso veicoli leggeri dalle auto ai razzi contribuiscono tutti alla crescita del mercato della fibra di carbonio riciclata. La fibra di carbonio recuperata è circa la metà del prezzo del primo e può essere altrettanto buona del materiale vergine, ha dichiarato Andrew Maxey, CEO del riciclatore di fibre di carbonio Vartega, Golden, Colo.
Come in altri giovani settori, Maxey e i suoi colleghi riciclatori CF stanno lavorando sulla disponibilità dei materiali, sulla catena di approvvigionamento, sulla qualità e sui costi. La pandemia ha ostacolato alcuni dei loro progressi. Per Vartega, ciò significava mettere in attesa un piano per implementare la sua tecnologia alla fonte del materiale riciclabile. Per ora, tutto il riciclaggio viene fatto nel suo impianto.
Vartega utilizza un processo chimico sviluppato da Maxey. Il processo viene applicato al prepreg termoset non curato, un termine per fibre di carbonio pre-impregnate in cui è già presente un materiale matriciale. Dopo aver separato il CF, la fibra può essere macinata, tritata, pellettizzata o utilizzata in tessuti non tessuti e trasformata in filamento per la stampa 3D.
In un unico utilizzo, l'azienda può tagliare il CF e aggiungerlo in varie frazioni a diverse termoplastiche, tra cui polipropilene (PP) e poliammide (PA) per lo stampaggio a iniezione. Il PP e la PA rinforzati con carbonio risultanti sono "incredibilmente importanti" per la produzione automobilistica, ha detto Maxey.
"Si tratta davvero di entrare nella loro catena di approvvigionamento esistente", ha dichiarato Maxey. "Stanno già realizzando milioni e milioni di parti rinforzate con fibra di vetro e stampate a iniezione. Perché non offrire prestazioni più elevate con la fibra di carbonio?"
Pound for pound, fibra di vetro utilizzata per realizzare corpi, coperture per motori, collettori di aspirazione dell'aria e altre parti del veicolo è più economica anche della fibra di carbonio riciclata, ma i produttori possono utilizzare meno CF per ottenere le stesse proprietà meccaniche.
"L'altro vantaggio è la riduzione del peso", ha detto Maxey. "Poiché possiamo usare meno materiale in generale, ottieni una parte che ha lo stesso peso con prestazioni più elevate o un peso ancora più leggero. Quindi, ci sono diversi modi per avvicinarci o in alcuni casi ottenere la parità dei costi con un design migliore delle parti.
Maxey sta lavorando con l'Institute for Advanced Composites Manufacturing Innovation, Ford Motor Co. e altri per far entrare il materiale riciclato di Vartega nella catena di approvvigionamento dell'industria automobilistica. Maxey sa di avere un grosso ostacolo poiché l'industria è lenta ad adottare nuovi materiali.
Ma questo non ha fermato il riciclatore CF. Vartega che si è già diversificato, e il suo CF riciclato è già utilizzato in prodotti di consumo, articoli sportivi, strumenti musicali ed elettronica.
Di Ilene Wolff Contributor Editor,SME Media
