NCC bricht auf mit hitzeaktivierter Composite-Entfügetechnologie

Das National Composites Centre (NCC, Bristol, UK) und die Oxford Brookes University geben bekannt, dass sie eine neue Technologie entwickelt haben, die es ermöglicht, Composite-Strukturen schnell und kostengünstig mit einer einfachen Wärmequelle zu trennen (oder zu entkleben). Ziel ist es, die Arbeit mit, Reparatur und Demontage von Composite-Teilen zu erleichtern – mit signifikanter Auswirkung auf Design, Nutzung und End-of-Life-Recycling einer breiten Produktpalette, einschließlich Autos, Flugzeugen und Windturbinen.

Funktionsweise

Forscher der Oxford Brookes University demonstrierten, dass durch Zugabe kostengünstiger Additive zu handelsüblichen Strukturklebstoffen Composite-Teile in nur sechs Sekunden getrennt werden können, indem die Temperatur der Klebefuge auf ca. 160 °C erhöht wird. Das NCC berichtet, dass der neue Ansatz im industriellen Maßstab im Rahmen seines Technology Pull-Through Programme funktioniert, das neue Ideen vom Labor in den Markt überführt.

Kleine Mengen expandierbares Graphit (weit verbreitet für Brandschutz) oder thermisch expandierbare Mikrosphären werden zu Klebstoffen hinzugefügt, die routinemäßig zum Verkleben von Composite-Teilen verwendet werden. Laut NCC haben diese Additive minimalen Einfluss auf die Komponentenleistung im Normalbetrieb, üben aber bei Erhitzung auf die erforderliche Temperatur eine Kraft aus, die Komponenten „auseinanderpoppen“ lässt. Das bedeutet: In naher Zukunft können Composite-Komponenten während der Fertigung einfach repositioniert und wiederverwendet werden – Abfallreduzierung, im Betrieb reparierbar und am Ende der Lebensdauer effizienter recycelbar.

„Das ist eine wirklich spannende Entwicklung, besonders da Nachhaltigkeit eine immer größere Herausforderung für die Industrie ist“, sagt Lucy Eggleston, Research Engineer am NCC. „Historisch wurde ein beschädigtes oder am Lebensende angelangtes Teil als Abfall klassifiziert und entsorgt. Mit dieser Technologie können wir diese Strukturen auseinandernehmen, um sie zu reparieren, neu zu konfigurieren oder anders zu nutzen. Das könnte verfügbare End-of-Life-Strategien für Komponenten erhöhen und letztlich ihre Umweltauswirkung reduzieren.“

Anwendungsbeispiele

Der Automobilsektor, so NCC, will Composite- und Klebeteileinsatz erhöhen, um Fahrzeuggewicht zu reduzieren. Fahrzeuge müssen zu 85 % recycelbar sein per End-of-Life-Richtlinien. Die neue Technologie würde Mechanikern ermöglichen, beschädigte Teile mit einer einfachen Heißluftpistole zu tauschen. Recycler könnten ganze Autos durch Niedrigtemperaturöfen schicken und zusehen, wie sie sich in Sekunden selbst demontieren.

Die Forscher hoffen, die Technologie auch auf Recycling der großen Mengen Carbonfaser- und Glasfaser-Composites bei ausgeschiedenen Flugzeugen und Windrotorblättern auszudehnen.

„Wir befassen uns seit etwa 10 Jahren mit Möglichkeiten zum Entkleben von Strukturklebstoffen, und die Zusammenarbeit mit dem NCC durch das Technology Pull-Through Programm ermöglichte uns, die Technologiereife unserer Forschung zu beweisen“, sagt Professor James Broughton, Leiter des Joining Technology Research Centre an der Oxford Brookes University. „Wir können jetzt mit der Industrie arbeiten, um die Technologie für spezifische Anwendungen voll zu optimieren und sie entsprechend anzupassen.“