【技术干货】一文了解Toray Advanced Comosites公司热塑性复合材料回收技术
任何参加过热塑性复合材料演示的人都会告诉你：热塑性复合材料相对于热固性复合材料的优点之一是其可回收性。尽管热塑性复合材料回收过程本质上并不困难：把材料磨碎、加热和加压来制造零件，但是现实世界中的应用并不多。
目前日本东丽公司正在致力于研究如何最大限度地提高回收材料的经济和技术价值，从而使其在实际中实现应用。关于回收热塑性复合材料工艺只是简单的研磨和重塑，虽然非常正确，但在经济上往往没有多大意义。通常，它本质上是会导致纤维降级：显著缩短纤维长度和大大降低了机械性能。
东丽正在参与并开展相关领域的研究，以解决这些问题，并使材料能够回收利用供客户使用。在这种情况下，东丽专注于利用价值链产生的多余材料进行闭环回收。以下内容将简要介绍日本东丽公司旗下Toray Advanced Comosites公司的热塑性复合材料回收技术。
Toray Advanced Composites公司开发了一种新形式的增强热塑性层压板，它结合了可回收材料具有可加工性和设计优势。这项研究由Toray的内部研究和产品开发部门进行与多个研究部门合作，他们利用这个平台进行正在进行的研究项目。
这项项目旨在开发一种新的连续碳纤维增强热塑性层压板的材料形式，无论是原始的还是回收的热塑性复合材料通过不连续纤维的流动层进行增强。这种结构使复合材料构件的设计者能够添加更复杂的特征，并从连续纤维增强层合板的优化材料性能中获益，从而保持稳健且经济高效的冲压成形过程。
通过回收多余的材料（例如，嵌套剩余材料和装饰材料），并将该材料用作最终产品中的流动层，可以在回收物的供求之间达到平衡。智能零件设计减少实现所需性能所需的基材层压板的厚度。通过这种方式，可以对坯料进行定制裁剪，以显著减少所需的材料量。流动层由高纤维体积分数、长纤维增强的大体积模塑料组成，可以将其提供在层压板上，也可以在冲压成型工艺之前局部添加。
冲压成形工艺本身是一种传统的工艺：层压件可以在短至5分钟的热成形周期内冲压成形，在降低零件重量的同时，可以显著提高此类定制零件的机械性能。流动层允许在角落和法兰中设计加劲肋，通过在钻孔周围增加凸台来承受强度，以及在基础层压板中的厚度变化。由于层压板和加强件之间固有良好的界面，因此机械性能得到优化。
除了使用较少的材料生产零件和减轻重量这一明显优势外，这种创新的生产方式还可以在制造零件的源头直接使用回收材料。这在可回收材料的供需之间创造了平衡，并通过消除废料运输限制了可回收材料的碳足迹。此外，它还为严格监管的行业（如飞机行业）提供了一种手段，以保持对材料的可追溯性。
循环流动层增强层合板的优点
提供更好的性能和成本比；
提高性能和重量比；
允许复杂的复合材料几何结构；
平衡回收材料的使用率。
这项技术结合了连续纤维产品（织物或UD带）无与伦比的性能，以及长纤维增强模塑料的出色机械性能和设计自由度。量身定制局部的加强，加固和功能部件可以降低层压板的平均厚度，从而减少部件的重量。
由于流动层的存在，回收材料零件先前加工中的多余材料可能会增加所购材料的利用率，快速、稳健、成本效益高的传统冲压成形工艺可用于零件制造，因此，无需昂贵的工具或设备投资，并且可以保持较短的周期时间。