รีไซเคิลเส้นใยแก้ว 98% จากใบพัดกังหันลม สู่ชิ้นส่วนยานยนต์

โครงการ Rewind นำโดยสถาบัน DITF ประสบความสำเร็จในการรีไซเคิลวัสดุคอมโพสิตจากใบพัดกังหันลมที่หมดอายุ ให้กลายเป็นเส้นด้ายและสิ่งทอเสริมแรง เทคโนโลยีนี้เปิดโอกาสให้ผู้ผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ไฟฟ้า (EV) และโรงงานขึ้นรูปวัสดุในไทย สามารถนำเส้นใยแก้วรีไซเคิลไปใช้ผลิตโครงสร้างรับแรงน้ำหนักเบา ลดการพึ่งพาวัสดุใหม่และลดขยะฝังกลบ

ใบพัดกังหันลมที่หมดอายุการใช้งานกำลังกลายเป็นความท้าทายของอุตสาหกรรมพลังงานลมในยุโรปที่เพิ่งประกาศเป้าหมายยุติการทิ้งซากวัสดุเหล่านี้ลงหลุมฝังกลบ โครงการวิจัย ‘Rewind’ ที่ได้รับการสนับสนุนจากสหภาพยุโรป จึงได้พัฒนาแบบจำลองคอมโพสิตที่สามารถทำนายพฤติกรรมเชิงกลของวัสดุรีไซเคิลได้แม่นยำกว่า 90% เพื่อนำเส้นใยจากกังหันลมกลับมาใช้ใหม่ในอุตสาหกรรมที่ต้องการความแข็งแรงสูง เช่น ยานยนต์ไฟฟ้า หรือวัสดุฉนวน

สถาบันวิจัยสิ่งทอและเส้นใยแห่งเยอรมนี (DITF) ซึ่งเป็นหนึ่งใน 13 พันธมิตรจาก 7 ประเทศในโครงการ ‘Rewind’ (ย่อมาจาก Efficient Decommissioning, Repurposing and Recycling to increase the Circularity of end of life Wind Energy Systems) ได้รับหน้าที่พัฒนาเส้นด้ายและผ้าทอจากเส้นใยแก้วและคาร์บอนไฟเบอร์รีไซเคิล เป้าหมายสูงสุดคือการรักษาวัสดุไฟเบอร์คอมโพสิต (FVK) ให้อยู่ในระบบเศรษฐกิจหมุนเวียน แทนการนำไปฝังกลบหรือเผาทิ้ง ในขั้นตอนแรกทีมวิจัยได้ทำการตรวจสอบเส้นใยรีไซเคิลแล้ว เพื่อประเมินความเหมาะสมว่าสามารถนำไปใช้กับกระบวนการผลิตใดได้บ้าง

แนวทางของ DITF ในการจัดการใบพัดกังหันลมเก่า

ทีมวิจัยจาก Denkendorf แบ่งการทำงานออกเป็น 2 กระบวนการหลัก ได้แก่ กระบวนการแรกมุ่งเน้นการนำเส้นใยแก้วรีไซเคิลมาแปรรูปเป็นโครงสร้างสิ่งทอเสริมแรงระดับพรีเมียม เส้นใยจะถูกนำมาคลายออก สาง ปั่นเป็นเส้นด้าย และทอเป็นผ้าที่เสริมแรงในทิศทางเดียวหรือสองทิศทาง ความสำเร็จสำคัญในขั้นต้นคือการพัฒนาเส้นด้ายเส้นใยแก้วรีไซเคิล (r-GF / Polyamid-6) ที่มีสัดส่วนปริมาตรเส้นใยราว 40% ซึ่งเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับงานเทอร์โมพลาสติกคอมโพสิต โดยเฉพาะชิ้นส่วนโครงสร้างในอุตสาหกรรมยานยนต์

นอกจากนี้ทีมวิจัยยังประสบความสำเร็จในการผลิตเส้นด้ายที่ใช้เส้นใยแก้วรีไซเคิลสูงถึง 98% และนำมาทอเป็นผ้าที่มีการจัดเรียงเส้นใยแบบขนานหรือ ‘UD-Gewebe’ ผลลัพธ์นี้พิสูจน์ให้เห็นเป็นครั้งแรกว่า โครงสร้างสิ่งทอเสริมแรงจากวัสดุรีไซเคิลสามารถถูกออกแบบทิศทางให้รองรับภาระทางกลได้อย่างเหมาะสมที่สุด

กระบวนการที่สองเกี่ยวข้องกับการประมวลผล ‘Long Fiber Delamination Tapes’ (LFD-Tapes) ซึ่งได้มาจากการฝานลอกเนื้อวัสดุ [not sure] โดยตรงจากใบพัดกังหันลมที่ใช้งานไม่ได้แล้ว เทปเหล่านี้ถือเป็นวัสดุกึ่งสำเร็จรูปประเภทใหม่ที่ทำจากพลาสติกเสริมใยแก้วรีไซเคิลที่ผ่านการแข็งตัวมาแล้วอย่างสมบูรณ์ ปัจจุบันทีมงานกำลังทดสอบว่าผลิตภัณฑ์ขั้นกลางเหล่านี้มีประสิทธิภาพเพียงพอสำหรับการนำมาทำเป็นโครงสร้างเสริมแรงในวัสดุไฟเบอร์คอมโพสิตมากน้อยเพียงใด

MM