Neuartige Recyclingverfahren für Hubschrauberteile
Thermoplastische Verbundmaterialien (Thermoplastic Composite Material, TPC) sind im Vergleich zu beliebteren Methoden, bei denen Duroplaste verwendet werden, möglicherweise größtenteils recyclebar. Außerdem versprechen sie unbegrenzte Haltbarkeit, Robustheit und chemische Widerstandsfähigkeit, was in niedrigeren Fertigungskosten, geringem Gewicht und positiven Umweltauswirkungen resultiert. Das EU-finanzierte Projekt DISACOP (Disassembly of eco-designed helicopter demonstrators) sollte das Potenzial des Recyclings von Drehflüglerteilen durch TCP-Schmelzverbinden (Fusion Bonding) erkunden. Die vorhandenen Verfahren gestatten kein Recycling, keine Reparatur und Wiederverwendung gefertigter Teile. Im Gegensatz dazu werden anhand der innovativen Recyclingstrategie von DISACOP mittels Schmelzverbindungsverfahren Komponenten montiert und integrale Bestandteile von Strukturen zerlegt. Einzelne Elemente können von der Hauptstruktur abgelöst und auf einer reparierten Komponente wiederverwendet werden. Es werden keine Bolzen und Nieten mehr benötigt, die heute die Bauteile in Luft- und Raumfahrt zusammenhalten, was sowohl Kosten als auch Gewicht einspart. Überschüssiger Abfall wird durch Trennung beschädigter Komponenten von intakten Komponenten einer TPC-Struktur vermieden. Außerdem verbraucht das lokale Aufheizen nur minimal Energie und beim Verbinden und Trennen von thermoplastischen Verbundmaterialien werden keine toxischen Substanzen abgegeben. Die Arbeiten begannen mit der Auflistung verschiedener Heizmethoden für das Schmelzverbinden von TPC. Es wurden Anfangsversuche durchgeführt, um die Ablöseprozedur vorzuführen, was zu dem am besten geeigneten Verfahren zur Demontage der Bauteile aus thermoplastischen Verbundmaterialien hinführte. Im Folgenden wurde der Erwärmungsmechanismus dieses Verfahrens in vollem Umfang untersucht. Tests an verfügbaren Abschnitten und Unterkomponenten wurden durchgeführt, um Verständnis für die Auswirkungen des Verfahrens auf echte Verbindungen zu entwickeln. Die Technologie wurde auf Abschnittsebene beginnend anhand der Anforderungen weiterentwickelt. Die Projektpartner wandten dann das erstellte Komponententrennungsszenario auf Demonstratoren an. Sie konnten eine Methode zum lokalen Aufbringen von Wärme und zum Ablösen der Baugruppen ermitteln. DISACOP demonstrierte die relativen Vorteile der thermoplastischen Verbundmaterialien gegenüber ihren etablierten Alternativen. Recyclingfähigkeit und Wiederverwendbarkeit gefertigter Teile durch Demontage sind nun Wirklichkeit geworden. Luft- und Raumfahrthersteller und Lieferanten sowie die Gesellschaft können nun von den ökonomischen und ökologischen Vorteilen profitieren.
Schlüsselbegriffe
Recycling, Hubschrauberteile, thermoplastische Kompositmaterialien, Demontage, Schmelzverbindung
