復(fù)合材料由于其非常獨(dú)特的特性，包括重量低、機(jī)械強(qiáng)度非常高和易于生產(chǎn)，越來越多地用于飛機(jī)設(shè)計(jì)。不可避免的是，復(fù)合材料廢料的數(shù)量也在增加，因此，研究人員正在研究重新利用壽命結(jié)束的復(fù)合材料零件的方法。

熱塑性材料是高度可回收的，因?yàn)樗鼈兛梢院苋菀椎刂匦录訜岷透脑鞛樾碌挠猛?。歐盟資助的SPARTA項(xiàng)目的協(xié)調(diào)員強(qiáng)調(diào)，目前的回收方法旨在延長復(fù)合材料部件的壽命，可以回收約80%的熱塑性纖維，并保留回收的碳纖維的機(jī)械性能。

SPARTA項(xiàng)目介紹了一種新穎的、生態(tài)高效的廢料回收方法，旨在改善目前對(duì)碳纖維增強(qiáng)的熱塑性結(jié)構(gòu)在產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)的管理。該過程有助于大大減少與航空系統(tǒng)有關(guān)的所有操作對(duì)環(huán)境的影響：從原始材料生產(chǎn)、復(fù)合材料制造，到最終的回收。

通常，從航空或其他運(yùn)輸設(shè)備中產(chǎn)生的回收零件大而厚（超過4毫米）。壓縮成型等傳統(tǒng)技術(shù)在處理和再利用復(fù)雜的廢料材料方面受到了限制。

新的復(fù)合切割概念用線性運(yùn)動(dòng)取代了刀具和工件之間的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以獲得均勻厚度的切屑。SPARTA技術(shù)的主要優(yōu)勢是它能夠在任何方向上加工層壓板，以獲得包含長纖維的薄帶。

據(jù)悉，熱塑性復(fù)合切削工具可以產(chǎn)生50x6x0.15 cm3的芯片，并生產(chǎn)高達(dá)32公斤/小時(shí)的剪切帶，每公斤電力消耗不到4.6千瓦時(shí)。

回收原材料盈利

精確的校準(zhǔn)模式和方法對(duì)于獲得單向剪切磁帶位置的精確測量至關(guān)重要。這些也應(yīng)該有助于避免高勞動(dòng)力成本，高設(shè)備投資和鋪設(shè)缺陷。

SPARTA解決方案通過利用協(xié)作機(jī)器人來自動(dòng)化鋪層過程和材料整合來應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。帶夾具的定制頭部沉積，將每個(gè)條帶根據(jù)CAD模式放置在壓縮成型設(shè)備中，以獲得一個(gè)統(tǒng)一的面板。最終，由連續(xù)的長纖維單向帶制成的完全對(duì)齊的回收板。

自動(dòng)化優(yōu)勢能夠降低勞動(dòng)力成本和手工缺陷。估計(jì)每公斤廢料的成本為0.37歐元，這是一種真正具有成本競爭力的原始碳纖維替代品，制品每公斤價(jià)值則超過30歐元。

為了確保回收材料的機(jī)械性能與使用未回收碳纖維制備的商業(yè)復(fù)合材料相當(dāng)，研究人員簡化了某些設(shè)計(jì)概念，如纖維體積、尺寸、重量和分布。

使用廢料能夠減少新航空產(chǎn)品的上市時(shí)間，因?yàn)樗藢?duì)原材料供應(yīng)和儲(chǔ)存以及價(jià)格波動(dòng)的依賴。壓縮成型也有一個(gè)非?？斓募庸r(shí)間。解決對(duì)環(huán)境影響的擔(dān)憂不僅在飛機(jī)運(yùn)營期間，而且在復(fù)合材料生產(chǎn)期間，斯巴達(dá)的環(huán)境影響也與歐盟的倡議和循環(huán)經(jīng)濟(jì)保持一致。