用于缠绕复合环的局部高功率激光诱导热解的实验装置，同时回收无基质的碳纤维粗纱。在此过程中，热解发生在红色激光点指示的位置。

  弗劳恩霍夫高速动力学研究所 （Ernst-Mach-Institut） （EMI） 的研究人员开发了一种技术，可以在不降低材料质量的情况下从复合材料中回收连续碳纤维。高功率激光器用于在高温下对多层纤维增强塑料的基体进行局部降解。这种方法不仅具有生态效益，而且具有相当大的经济潜力。

  碳纤维复合材料非常坚固和轻便，使其成为许多行业的首选材料。但是，这些高性能材料的处置和回收带来了重大挑战。Fraunhofer EMI 的研究团队现在开发了一种工艺，在该工艺中，来自废旧复合材料的纤维可以有效地制备以供再利用，而不会对其机械性能产生不利影响。目前纤维增强塑料的回收方法涉及切碎步骤，这会缩短纤维并导致降级回收。

  热固性复合材料回收

  Fraunhofer EMI 的研究人员使用高功率激光器对热固性复合材料的纤维增强材料进行受控回收。这种方法尤其适用于氢动力汽车中使用的加压氢气罐，其中连续的碳纤维粗纱缠绕在塑料衬里上，使罐能够承受高达 700 bar 的内部使用压力。

  这种创新回收方法的优势在于能够通过局部热解去除碳纤维周围的热固性基质，同时使纤维本身基本完好无损。“这个过程的特别之处在于，我们以合理的速度同时进行基体的热解和纤维粗纱的展开，而不会损坏碳纤维，”项目经理 Mathieu Imbert 解释说。

  挑战在于定义最佳工艺窗口，因为基体热降解发生在 300-600°C 的温度下，而当温度达到约 600°C 时，纤维可能会开始损坏。 “我们发现，在工艺效率和回收材料的质量之间，有一个非常好的折衷方案。我们的结果表明，以这种方式回收的连续纤维具有与新纤维相同的优异性能，这使得这种方法非常有吸引力，“Imbert 说。

  巨大的经济潜力

  据其开发人员称，这种创新方法不仅为生态效益提供了好处，还为回收公司提供了巨大的经济潜力。由于热量是局部施加的，并且纤维粗纱同时不断回收，因此无需延长热解时间，也无需通常与厚壁氢气罐相关的高工艺成本。

  此外，激光辅助回收工艺所需的能量仅为生产新光纤所需能量的五分之一左右。在当前能源成本上升和环境要求不断提高的背景下，这些都是关键优势。

  该项目计划运行到 2025 年底。它是德国联邦经济事务和气候行动部 （BMWK） 资助的 DigiTain 项目的一部分。研究人员目前正在努力使该工艺更加节能，并进一步提高回收纤维的质量。研究团队认为，回收材料的高质量与低工艺成本之间的极其积极的联系是他们将新方法转移到回收行业计划的关键论点。（专塑编译）