
國家復合材料中心(NCC)與歐洲先進材料與結構中心(CEAMS)依托其在碳纖維循環領域屢獲殊榮的技術突破,與英國業界合作,首次實現了將 ** 再生連續碳纖維(rCCF)** 應用于預浸料產品的制造。此外,NCC 還與聚合物創新研究所(CPI)建立了新的正式合作關系,承諾兩家高端價值制造彈射中心共同研發材料領域的關鍵創新能力。
碳纖維正日益支撐航空航天、能源和國防等關鍵增長領域的許多下一代產品。隨著全球需求快速增長,為碳纖維部件尋找生命周期結束后的循環解決方案變得至關重要。然而,碳纖維仍是最難回收的材料之一 —— 在加工過程中,其最高價值的特性往往會退化或喪失。NCC 正通過 CEAMS 與英國業界合作改變這一現狀,包括成功回收連續碳纖維(即纖維在回收后仍保留機械性能),并證明該材料適用于先進制造工藝。預浸料碳纖維是航空航天等高性能應用的首選材料,具有高精度、高品質的特點,但制造成本更高,這也為再生材料設定了新的標準,要求其達到同等水平。
NCC與賽格特?泰克金普(Cygnet Texkimp)、SHD復合材料(SHD Composites)和特萊迪恩?CML 復合材料(Teledyne CML Composites)合作,利用 100% 再生碳纖維制造了一塊飛機檢修面板。具體流程如下:賽格特?泰克金普利用其 DEECOM? 回收工藝對碳纖維束進行回收和提取;NCC 將再生纖維束重繞為可直接用于生產的紗錠;SHD 復合材料將該材料加工成預浸料產品;NCC 則利用特萊迪恩?CML 復合材料提供的模具和制造設計,制造了航空航天檢修面板演示件。
此項成就實現了從復合材料部件中回收的再生連續碳纖維首次被重新用于預浸料產品的全球突破。SHD 的機械特性分析表明,在相同工藝參數下,其纖維體積分數(Vf)和剛度均與原生預浸料相當。這使該材料向應用于航空航天和能源等行業的高性能應用邁出了重要一步。
NCC 的 CEAMS 技術創新主管杰克?奧爾科克(Jack Alcock)表示:“我們在碳纖維循環利用方面取得了實質性進展,這正是 NCC 最擅長的領域:匯聚來自各行各業的合適人才、專業知識和先進技術。依托 CEAMS 等合作伙伴的支持 —— 并借助我們新的碳纖維開發設施等能力 —— 我們將繼續迎接這些重大挑戰。這對于加速英國供應鏈的增長與提升競爭力至關重要。”
SHD 復合材料產品技術經理本?安德魯斯(Ben Andrews)補充道:“在 SHD,我們很自豪能支持這項處于復合材料回收技術前沿的項目,證明了再生碳纖維能夠提供與原生材料相當的特定剛度解決方案。與合作伙伴的快速協作突顯了 SHD 應對技術挑戰的能力,并能交付更先進、更具可持續性的材料解決方案。”
NCC 與 CPI 的新合作關系旨在強化英國的材料研發能力。材料是提升英國先進制造業競爭力的基石,相關產業價值達 450 億英鎊(約 522 億歐元)。復合材料尤其是實現更高性能、更低成本和更可持續產品的關鍵。盡管英國在基礎材料科學領域處于世界領先地位,但在技術放大方面仍面臨挑戰 —— 即如何將具有前景的學術和試點創新轉化為商業化生產環境。此次新的合作關系旨在改變這一現狀。
NCC 與 CPI 基于長期的戰略關系,將共同加強對英國先進產品供應鏈和制造至關重要的創新能力。該合作正式整合了材料全生命周期的放大專業知識和能力,從 CPI 負責的聚合物與工藝化學,到 NCC 負責的材料制造與產品開發。這將為英國制造商提供一條從實驗室到生產線的更順暢路徑,加速關鍵新材料的研發與應用。
下一代航空航天、能源和國防產品均依賴碳纖維,但英國缺乏該材料的國內端到端生產能力,完全依賴進口。為解決這一問題,合作的初步重點將是在這一具有戰略重要性的材料領域開發自主創新能力,創造新的知識產權,強化英國供應鏈基礎,并減少對海外來源的依賴。
該項目已被納入政府的《工業戰略》和《先進制造業部門計劃》,將助力提升產品性能、降低成本并增強可持續性。NCC 將于今年晚些時候開放的新碳纖維開發設施,將為英國提供獨一無二的纖維研究與創新能力。該設施將配備兩條制造生產線,使業界能夠測試、降低風險并擴大新型碳纖維配方和加工技術的規模。
同時,CPI 將建立兩項互補的開發能力,專注于優化碳纖維的核心組成部分:其關鍵成分的工藝化學和相關配方。這些成果將直接反饋至 NCC 的新設施。
NCC 首席執行官理查德?奧德菲爾德(Richard Oldfield)評論該合作關系時表示:“先進材料是推動英國發展議程的關鍵驅動力,包括先進制造、清潔能源和國防領域。我們與 CPI 正立即行動,開發所需的戰略材料能力,以提升英國的全球競爭力并構建長期的工業韌性。”
CPI 首席執行官弗蘭克?米勒(Frank Millar)補充道:“為了從材料科學研究中為英國經濟創造更大價值,我們必須開發知識產權并通往全球市場的商業化路徑。我們與 NCC 的合作強化了英國供應鏈,減少了對進口的依賴,并確保關鍵材料創新在此地實現規模化,這將長期支持我們的航空航天、國防和清潔能源產業。”
封面圖:CEAMS 預浸料(來源:NCC)