Visszanyert szénszál alapú értéknövelt előgyártmányok és fenntartható kompozit anyagok kifejlesztése

Pályázat összefoglalója

A szálakból és műanyagból álló kompozitok néhány évtizeddel ezelőtt jelentek meg, és azóta hatalmas fejlődésen mentek keresztül. Napjainkban a legtöbb repülőgép-szerkezet, Forma-1-es autó, szélturbina lapát és számos sporteszköz kompozitokból készül, mivel a bennük található szupererős szénszálaknak köszönhetően kivételes merevséget és szilárdságot kínálnak alacsony tömeg mellett. A 20-30 évvel ezelőtt gyártott és a tervezési élettartamuk végére ért kompozit szerkezetekből származó hulladékáram azonban drámaian megnőtt. A környezet védelme és a világgazdaság hosszú távú fenntartható növekedésének biztosítása érdekében lépéseket kell tennünk a körkörös gazdaság felé, amely a szerkezeti anyagok teljes körű újrahasznosítását követeli meg. Mivel a hőre nem lágyuló mátrixú kompozitokat nem lehet újraolvasztani és új alkatrésszé alakítani, mint a fémeket, a mérnökök jelenleg olyan technológiák kifejlesztésére összpontosítanak, amelyekkel az értékes szálakat vissza lehet nyerni a hulladékáramból. Kutatásunk célja, hogy a visszanyert szálakat felhasználva növeljük értéküket azáltal, hogy közel párhuzamosan egymás mellé rendezzük őket. Az irányított szálakat tartalmazó szerkezet eléréséhez számos megközelítést javasolunk, többek között speciális szűkülő csatornákban történő rezgetést, textiltechnológiákat és 3D nyomtató szálak gyártását. A rendezett szálas előformák alapanyagként szolgálhatnak olyan új kompozitok előállításához, amelyek értéke hasonló az eredeti anyagéhoz. Az új szálrendezési technológiák hozzájárulhatnak egy tisztább, biztonságosabb és fenntarthatóbb iparághoz, mivel lehetővé teszik nagy teljesítményű, részben újrahasznosított kompozit termékek előállítását.

Pályázat eredményei

Pályázat támogatásával megjelent közlemények

1. 
   Szederkényi B., Kovács N.K., Czigány T.: Improving energy absorption in cellular 3D-Printed fiber–reinforced structures with radially reinforced composite shells. Composites Part B: Engineering, 301, 112513/1-112513/11 (2025) 10.1016/j.compositesb.2025.112513 IF=12.7 D1