PDF Basket
Tworzywa sztuczne wzmocnione włóknem szklanym i węglowym stanowią klasę zaawansowanych materiałów, która znalazła szerokie zastosowania w wielu gałęziach przemysłu. Dzięki niskiej masie i odporności na korozję mogą w coraz większym stopniu zastępować elementy metalowe. Wyjątkowe właściwości sprawiły, że występują coraz częściej w wielu miejscach – od łopat turbin wiatrowych, przez skrzydła samolotów, elementy konstrukcyjne drapaczy chmur i sprzęt sportowy… Aż po wysypiska śmieci.
Problem wynika z trudności, jakich nastręcza recykling kompozytów po zakończeniu okresu ich eksploatacji. Włókna spojone specjalną żywicą są niezwykle trudne do oddzielenia, co zachęca użytkowników do wyrzucania produktów, a w przypadku ich ponownego wykorzystania zwykle trafiają do rozwiązań o niskim stopniu zaawansowania i jakości.
Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu FiberEUse zgromadził naukowców, przedstawicieli instytucji oraz producentów z całej Europy, by wspólnie opracować nowe techniki i przekrojowe podejścia do recyklingu materiałów kompozytowych.
„Wykorzsytanie materiału do tego samego celu może okazać się niemożliwe”, wyjaśnia Marcello Colledani, koordynator projektu FiberEUse i profesor nadzwyczajny na Wydziale Inżynierii Mechanicznej Politechniki w Mediolanie. „Nie oznacza to jednak, że nie można zachować niektórych właściwości materiału”.
Trzymając w ręku parę nart stworzonych przez producenta sprzętu sportowego Head, jednego z partnerów projektu FiberEUse, Colledani dodaje: „Gotowy produkt znaczy znacznie więcej niż tysiąc słów”. To pierwsze w historii narty oparte na rdzeniu wykonanym z kompozytu opartego na włóknie szklanym pochodzącym z recyklingu.
Kompleksowy wachlarz nowatorskich technik recyklingu
Od momentu rozpoczęcia prac zespół projektu FiberEUse proponował nowatorskie podejście do sektora recyklingu, kierując się innowacyjną koncepcją recyklingu opartego na popycie i zapotrzebowaniu.
„Obecnie produkty wycofane z eksploatacji są poddawane recyklingowi, po czym poszczególne podmioty próbują znaleźć zastosowanie dla materiałów uzyskanych w ramach tego procesu. To z założenia odgórne podejście, charakteryzujące się pewnym poziomem przymusu”, wyjaśnia Colledani. Podejście opracowane i zaproponowane przez zespół projektu FiberEUse jest w większym stopniu podejściem oddolnym.
„Staramy się odwrócić ten proces – specyfikacje i wymagania dotyczące recyklingu powinny opierać się na konkretnym produkcie, który jest opracowywany, a także na zastosowaniu dla materiałów wtórnych. Właśnie to było naszym głównym celem w ramach projektu FiberEUse. Chcieliśmy sformalizować to podejście i pokazać, że jest możliwe”, dodaje.
Zespół projektu FiberEUse opracował i przetestował trzy nowe ścieżki oparte na trzech różnych podejściach do przetwarzania wycofanych z eksploatacji kompozytów opartych na włóknie szklanym i węglowym.
Pierwszym z nich była nowa metoda mechanicznego rozdrabniania materiałów. W wyniku tego procesu powstają granulki, które mogą być mieszane z pierwotną żywicą i włóknami w celu wytwarzania nowych produktów. Przy pomocy tej techniki zespół opracował trzy prototypy – narty stworzone przez ekspertów firmy Head, brodzik prysznicowy opracowany przez przedstawicieli firmy Novellini oraz szeroką gamę produktów designerskich we współpracy ze studiem designaustria. Zespół projektu FiberEUse założył również nowy start-up – FiberEUse Tech – wykorzystujący to innowacyjne rozwiązanie.
Druga metoda opierała się na recyklingu termochemicznym, czyli procesie, w którym produkty wycofane z eksploatacji są przetwarzane w temperaturze od 400 do 600 °C w kontrolowanej atmosferze. Ta innowacyjna technologia pozwala na odzyskanie włókien bez niszczenia żywicy, dzięki czemu możliwy jest odzysk obu części kompozytu. Korzyści z tego podejścia przewyższają szkody środowiskowe oraz wysokie koszty finansowe tego rodzaju obróbki.
Trzecie rozwiązanie wykorzystywało koncepcję regeneracji, obejmującą demontaż, kontrolę, naprawę i ponowne wykorzystanie części i podzespołów. Dwie niemieckie firmy działające w sektorze motoryzacyjnym – EDAG i Invent – opracowały nowe modułowe części samochodowe. W ramach projektu FiberEUse ich przedstawiciele zaprojektowali innowacyjną platformę motoryzacyjną oraz fotele, a także objęty ochroną patentową odwracalny klej, dzięki któremu poszczególne części samochodu można łatwo naprawić i wymienić.
Cyfrowa spuścizna projektu
Jednym z najważniejszych wyzwań projektu było stworzenie rynku na nowe produkty kompozytowe pochodzące z recyklingu. Firma Holonix, jeden z partnerów projektu FiberEUse, stworzyła platformę internetową pozwalającą na kojarzenie dostawców odpadów kompozytowych z użytkownikami końcowymi materiałów pochodzących z recyklingu oraz cyfrowe narzędzie do projektowania wykorzystujące te materiały.
„Tak naprawdę te narzędzia były skierowane do branży projektowej, jednak liczyliśmy także na dotarcie do zwykłych ludzi”, wyjaśnia Colledani. „Dzięki niemu wynalazcy i osoby kreatywne mogą skorzystać z atrakcyjnych właściwości tych materiałów”.
Otwartoźródłowe narzędzia opracowane w ramach projektu FiberEUse, a także inne usługi cyfrowe są obecnie dopracowywane i rozwijane w ramach projektu DigiPrime finansowanego przez UE.