Recycling of carbon fibers : from weaving scraps to nonwoven/epoxy composites for automotive industry

The increasing utilization of carbon fibers composites in main sectors, such as automobile, aerospace and sport parts, has gained much attention because of their high mechanical performances and light weight. This has involved the serious issue of the handling of composites’ waste at their end-of-life. In a circular economy perspective, this study will focus on the “recycling” (or “re-use”) of carbon fibers from weaving scraps, their transformation into nonwoven and the production of an innovative composite material, based on it, via existing technologies. The investigated material is a carbon fiber nonwoven reinforced epoxy resin, produced by CIT Composite Material srl., in collaboration with Rymyc srl. Two different processes for the composite laminate manufacturing were examined. Prepreg Compression Moulding turned out to be the best method to obtain more compact laminates. Mechanical properties of the nonwoven/epoxy composite were tested. The results of the tests carried out showed the anisotropic behaviour of the material, with higher performances in the transverse direction. Finally, to have an idea of its possible competitiveness in composite market for automotive industry, a comparison of mechanical performances with commercial SMCs and BMCs was made.

Il crescente utilizzo di compositi in fibra di carbonio nei principali settori industriali, come automobilistico, aerospaziale e sportivo, ha ottenuto molta attenzione grazie alle loro impressionanti proprietà meccaniche e leggerezza. Ciò ha comportato il grave problema della gestione dei rifiuti dei compositi alla fine del loro ciclo di vita. In uno scenario di economia circolare, questo studio si focalizza sul "riciclo" (o il "riutilizzo") di fibre di carbonio provenienti da scarti di tessitura, la loro trasformazione in tessuto non tessuto e la produzione di un materiale composito innovativo a base di esso attraverso le tecnologie esistenti. Il materiale in questione, prodotto da CIT Composite Material srl. in collaborazione con Rymyc srl., è una resina epossidica rinforzata con tessuto-non-tessuto degli scarti di fibra di carbonio. Sono stati esaminati due diversi processi per la produzione del laminato composito. Il Prepreg Compression Moulding si è rivelato il metodo migliore per ottenere laminati più compatti. Le proprietà meccaniche del composito sono state analizzate. I risultati delle prove effettuate hanno dimostrato il comportamento anisotropo del materiale, con prestazioni più elevate in direzione trasversale. Infine, per avere un'idea della sua possibile competitività nel mercato dei compositi per l'industria automobilistica, è stato fatto un confronto delle prestazioni meccaniche con materiali commerciali SMC e BMC.