Grundlagenuntersuchungen zum Einfluss verschiedener Zerkleinerungsparameter auf die spezifische Zerkleinerungsarbeit von kohlenstofffaserverstärkten KunststoffenBasic Investigations of the Influence of Comminution Parameters on the Specific Comminution Energy of Carbon Fiber Reinforced Polymers

Die Effekte unterschiedlicher Parameter auf dem Kraft- und Energiebedarf bei der Zerkleinerung von kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK), einem essenziellen Prozessschritt beim CFK-Recycling, werden untersucht. Über ein modifiziertes Pendelschlagwerk werden die Erkenntnisse auf Rotorscheren mit scherender Beanspruchung übertragen.

Abstract

Bei kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) handelt es sich um einen zunehmend eingesetzten Leichtbauwerkstoff mit begrenzter Recyclingfähigkeit. Da die Zerkleinerung von Abfällen einen unvermeidbaren Schritt jeder Recyclingprozesskette für CFK darstellt, werden in diesem Artikel konstruktive, betriebsbedingte und stoffliche Einflussgrößen des Zerkleinerungsprozesses untersucht. Dafür werden an einem Pendelschlagwerk die Beanspruchungsarbeit, die Reibungsverluste sowie die auftretenden Kräfte ermittelt. Die Materialeigenschaften und die Beanspruchungsart haben einen signifikanten Effekt auf das Zerkleinerungsverhalten von CFK. Aus den Ergebnissen können materialspezifisch konstruktive Maßnahmen zur Reduktion der zur Zerkleinerung benötigten Energie abgeleitet werden.

Abstract

Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) is an increasingly used lightweight material with a limited recyclability. This article investigates constructive, operating and material parameters of the comminution process, which is an unavoidable step of every recycling process chain for CFRP. A pendulum impact tester is used to determine the stressing energy, the energy loss because of friction and the resulting forces. The material properties and the stressing mode have significant effects on the comminution behavior of CFRP. The results lead to the material specific derivation of constructive measures to reduce the energy demand for the comminution process of CFRP.

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