Foam Core and Recycled Carbon Fiber Sandwich Panels: Manufacturing Process Development and Characterization

This study is dedicated to the development of an innovative and sustainable sandwich composite material by exploiting the use of diverse foam cores variations and adjusting the face sheet thickness. The research’s primary focus relies in identifying both material’s limitations and the inherent performance potential as well as the manufacture parameters to achieve a good mechanical panel. Experimental tests are meticulously conducted in accordance with ASTM standards (American Standard Test Method), and the further results are bench marked against established sandwich materials that have proven effective across diverse sectors. This endeavor contributes to the ongoing advancement of composite materials to offer better possibilities for innovation. The material’s characterization encompasses a thorough investigation of the mechanical properties, deflection behaviors, compression responses, and the adhesion between facesheets and the core material. A crucial point is the incorporation of short recycled carbon fibers in a non-woven for the face-sheet and a thermoplastic core during the manufacturing process. This strategic choice enhances the material’s sustainability, allowing for repetitive re-utilization through a simple heating process and an easier recycle at the end of life. Then, this study will provide relevant information of crucial parameters to be considered for the development of sustainable sandwich panels. Additionally, it will outline a systematic process for characterizing the material’s mechanical properties. These insights are strategically aligned with the market’s discerning demands, offering valuable guidance for the creation and assessment of innovative composite solutions.

Questa ricerca è dedicata allo sviluppo di un materiale composito sandwich innovativo e sostenibile sfruttando l’uso di diverse variazioni di core in schiuma e regolando lo spessore delle pelli esterne. Il focus principale della ricerca si basa sull’identificazione delle limitazioni del materiale e del potenziale di prestazioni intrinseco, nonché sui parametri di produzione necessari per ottenere un pannello meccanico di buona qualità. Sono stati condotti test sperimentali in modo scrupoloso in conformità agli standard ASTM (American Standard Test Method), e i risultati ottenuti sono stati confrontati con materiali sandwich consolidati che si sono dimostrati efficaci in diversi settori. Questo sforzo contribuisce al continuo avanzamento dei materiali compositi per offrire migliori possibilità di innovazione. La caratterizzazione del materiale comprende un’approfondita indagine sulle proprietà meccaniche, sui comportamenti di deflessione, sulle risposte alla compressione e sull’adesione tra le pelli esterne e il materiale del anima. Un punto cruciale è l’incorporazione di brevi fibre di carbonio riciclate in un tessuto non tessuto per le pelli esterne e un’anima in materiale termoplastico durante il processo di produzione. Questa scelta strategica migliora la sostenibilità del materiale, consentendo la riutilizzazione ripetitiva mediante un semplice processo di riscaldamento e un più facile riciclo alla fine della vita utile. Successivamente, questo studio fornirà informazioni rilevanti sui parametri cruciali da considerare per lo sviluppo di pannelli sandwich sostenibili. Inoltre, delineerà un processo sistematico per la caratterizzazione delle proprietà meccaniche del materiale. Queste conoscenze sono strategicamente allineate alle esigenti richieste del mercato, offrendo preziose indicazioni per la creazione e la valutazione di soluzioni composite innovative.