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減重83%,環繞著音樂的碳纖維增強塑料板在美建成
來源:雅式橡塑網    作者:黃皓宜    日期:2021.06.11

在美國西雅圖交響樂團新的Octave 9 Raisbeck音樂中心,觀眾被碳纖維增強塑料(CFRP)板支撐的圓形外殼所包圍,使他們沈浸在現場音樂、環繞視頻投影以及響應音頻和聲學的多重感官體驗中。這座占地2500平方英尺的音樂中心於2019年2月開放,專為交響樂團提供近距離表演、教育項目和社區參與而設計。這些碳纖維增強塑料板是亞克力板的輕質替代品,它們由廢棄的碳纖維環氧預浸料製成,並用黑胡桃木單板作為飾面

 

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回收碳纖維復合材料廢料

 

這些面板是由華盛頓州的復合材料回收技術中心(CRTC)製造的。這是一家致力於開發先進復合廢棄材料產品的非營利組織。這種材料在華盛頓非常豐富,據華盛頓生態部門(Washington Department of Ecology)稱,每年大約有900噸製造碳纖維復合材料的廢料被送往垃圾填埋場。回收中心估計,其中包括約500噸未固化的碳纖維預浸料。

 

回收技術中心從包括東麗(Toray )CMA和波音公司在內的一些公司採購CFRP預浸料。當製造商從其冷凍機清除過期的預浸料坯或由於外觀缺陷(例如,卷筒中缺少纖維或薄片)而丟棄材料時,就會產生廢料。材料供應商還會丟棄生產運行結束時剩余的部分CFRP預浸料卷。回收中心的材料工藝工程師Erik Poulin說:“這很普遍,特別是在全幅輥上。在一系列生產運行結束後,他們會把剩余的材料堆積到一卷上,然後將其報廢。”

 

Poulin說,再生的預浸料(例如Octave 9項目中使用的預浸料)保留了其大部分特性,可以很好地固化,並且通常看起來就像原始的材料。他說:“只要您不需要航空航天那樣的高要求,它仍然是一種非常漂亮的材料。”

 

製作工藝

 

Octave 9面板採用準各向同性鋪層,標準真空裝袋工藝和250華氏度的烤箱固化120分鐘,由回收的單向Toray碳纖維環氧預浸料製成。然後使用水射流將10×10英尺的面板裁剪到最後7.5×8英尺的尺寸。“水射流給它一個很好的表面處理,我們也能夠非常精確地插入(用於緊固件的)孔模式,這對他們來說使裝配變得輕而易舉。”Poulin說道。將黑色胡桃木貼面染色,以使其與音樂廳中的現有木材相匹配,接下來用貼面鋸將其切成一定形狀,然後用接觸水泥將其粘合到CFRP面板上。

 

優勢

 

與亞克力板相比,CFRP板具有許多優勢,例如,減輕了重量。 通過計算得出,重30磅的CFRP實木貼面板可減少83%的重量,從而使其更易於安裝和移動。CFRP板還增加了抗剪強度,加強了整個結構,並減少了將這些部分帶輪穿過大廳時的彈跳和振動。1.4毫米厚的面板也可以彎曲成一定形狀,從而無需昂貴的彎曲模具。此外,使用廢預浸料也降低了成本。


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