top of page
apra_research_header.jpg

Badania nad regeneracją

Regularnie uczestniczymy w projektach badawczych finansowanych ze środków publicznych z zakresu regeneracji.

apra_recreate_logo.png

Koordynator

Politecnico di Milano
POLIMI
prof. Gianmarco Griffini
Associate Professor, Materials Science and Technology
e-mail: gianmarco.griffini@polimi.it

eu_flagge_150x100.jpg

Projekt ten otrzymał finansowanie z programu badań i innowacji Unii Europejskiej „Horyzont Europa” na mocy umowy o dotację nr 101058756.

RECREATE_at_Rematec

Ambition

Naszą ambicją jest zapewnienie przewagi konkurencyjnej europejskiemu przemysłowi produkcyjnemu poprzez wdrażanie innowacyjnych technologii, które umożliwią obieg zamknięty złożonych materiałów kompozytowych, przekształcając to, co obecnie uważamy za odpady kompozytowe wycofane z eksploatacji, w opłacalny surowiec.

Cele

The main objective of the RECREATE project is to develop a set of innovative technologies aimed at exploiting the potential of end-of-life complex composite waste (mainly carbon fiber reinforced composites, and glass fiber reinforced composites) as a feedstock for profitable reuse of parts and materials in the manufacturing industry.
The EU composites market size is foreseen to grow steadily with an annual growth rate of 7.5% in the next few years. Legislation is progressively banning landfilling in many countries and the amount of composite waste to be recycled and reused is growing, expected to exceed 80,000 tons in 2025, what represents a huge potential for the manufacturing industry across the EU. On the other side, there is an increasing market demand of high-performance fiber materials (especially carbon) at affordable costs in many sectors like automotive and transportation and in general for the lightweight design field. It is therefore crucial that new technologies evolve and penetrate key industry value chains. These new technologies should, in the first place, substitute the more consolidated mechanical grinding and pyrolysis to allow the recovery and reuse of materials and components without compromise to downcycling, this creating significant circularity effects, providing both convincing environmental sustainability and economic profitability.
There is a massive potential for replication and multiplication of the RECREATE solution at world-wide scale. Through its demonstrators RECREATE directly affects 70% of the composite consumption sectors (EU Composite industry market size equalled €16 Bn in 2019, growing at 8.8% worldwide (CAGR 2021-2025), including transportation (14% in value, represented by EDAG), wind energy (14%, represented by RES-T), aerospace (15%, represented by Invent and Geven), consumer goods (24%), with Head as our main demonstrator. Moreover, in terms of geographical distribution of composite use in manufacturing, the RECREATE covers the 90% of the European market distribution.
In the light of these considerations, the ambition of RECREATE project is:

  • To develop and validate in relevant environment (TRL6) novel reuse strategies for current generation, large EoL composite parts (including complex multimaterial composites) based on smart recognition and inspection for sorting (Laser Induced Breakdown Spectroscopy – LIBS), high precision dismantling (laser-shock) and repair, T-assisted reshaping, design for disassembly based on reversible joints, AI-assisted decision support systems;

  • To develop and validate in relevant environment (TRL6) innovative physico-chemical upcycling technologies (catalyst-assisted green solvolysis, electrofragmentation) allowing simultaneous recovery of high quality, integer, clean fibers and of an organic resin fraction reusable as coating material, at the very end of the multiple reuse processes of parts;

  • To demonstrate at TRL6 the use of smart and green reversible thermoset resins as enabling materials for the realization of the next generation of fiber-reinforced composites (FRCs) with easier repairability and enhanced reusability, facilitating the transition towards recyclable-by-design composite materials and structures.

  • Moreover, RECREATE addresses another key objective, that is the development of a set of new digital tools for:

  • The quantitative evaluation of the environmental and economic performance of the proposed technologies (LCA/LCC) as well as their circularity assessment;

  • The co-design of innovative digital learning resources, including the realization of MOOCS, serious games and digital twins of some specialty technologies developed in the project, with easy adoption and high replicability.

  • The objectives and the ambition of RECREATE are fully compliant with the general requirements of the Horizon Europe – Digital, Industry and Space 2021 Work Programme, and with the specific requirements of the call Horizon-CL4-2021-Resilience-01-01.

O projekcie

Demonstracja na dużą skalę nowych łańcuchów wartości gospodarki o obiegu zamkniętym w oparciu o ponowne wykorzystanie wycofanych z eksploatacji kompozytów wzmocnionych włóknami.
Kompozyty polimerowe wzmocnione włóknem szklanym i węglowym (GFRP i CFRP) są coraz częściej stosowane jako materiały konstrukcyjne w wielu sektorach produkcyjnych, takich jak transport, budownictwo i energetyka, ze względu na ich lepszą lekkość i odporność na korozję w porównaniu z metalami. Recykling kompozytów to trudne zadanie. Chociaż mechaniczne szlifowanie i piroliza osiągnęły dość wysoki TRL, składowanie kompozytów EoL jest nadal powszechne, ponieważ nie wykazano znaczącej wartości dodanej w zakresie ponownego użycia i regeneracji kompozytów.
Celem projektu FiberEUse (GA nr H2020-730323-1) jest integracja różnych działań innowacyjnych poprzez holistyczne podejście w celu zwiększenia rentowności recyklingu i ponownego użycia kompozytów w produktach o wartości dodanej. Dzięki nowym rozwiązaniom ICT opartym na chmurze na potrzeby integracji łańcucha wartości, wykrywania nowych rynków, analizy barier prawnych, oceny cyklu życia różnych opcji logistyki zwrotnej, FiberEUse będzie wspierać przemysł w przejściu na model gospodarki o obiegu zamkniętym dla kompozytów. FiberEUse to projekt badawczy o wartości 9,8 mln euro finansowany przez Unię Europejską od czerwca 2017 r. i współpracujący z 20 partnerami z 7 krajów UE.

Objectives

(i) Integracja innowacyjnych technologii regeneracji mająca na celu opracowanie opłacalnych opcji ponownego wykorzystania kompozytów EoL GFRP i CFRP poddanych recyklingowi mechanicznemu lub termicznemu, umożliwiając łatwość obsługi, znaczną redukcję kosztów, zgodność z dyrektywami UE przy minimalizacji wpływu na środowisko. Zostaną utworzone nowe łańcuchy wartości prowadzące do realizacji kilku przypadków demonstracyjnych obejmujących różne sektory produkcyjne. Zostaną one poddane ocenie cyklu życia (LCA, ISO 14044/44) oraz unijnemu programowi weryfikacji technologii środowiskowych (ETV).
(ii) Opracowanie strategii innowacji w celu mobilizacji i tworzenia sieci kontaktów zainteresowanych stron ze wszystkich sektorów związanych z kompozytami, od producentów oryginalnego sprzętu (OEM) po dostawców pierwszego poziomu, operatorów logistycznych, dostawców technologii i eksploatatorów, projektantów i stowarzyszenia użytkowników końcowych , zapewniając platformę komunikacji i rozpowszechniania wyników. Pomoże to pokonać przekrojowe bariery dla innowacji poprzez i) opracowanie wspólnego planu działania na rzecz dostosowania regionalnego ustawodawstwa, regulacji i metod ustalania cen oraz ii) wykazanie korzyści ekonomicznych i rentowności proponowanych opcji regeneracji. Będzie to również promować zmianę paradygmatu w postrzeganiu od prostego „recyklingu” do „waloryzacji poprzez ponowne użycie i regenerację”.

Przypadków użycia

FiberEUse zademonstruje na dużą skalę zestaw opłacalnych środowiskowo i jednocześnie ekonomicznie rozwiązań w zakresie przetwarzania i waloryzacji odpadów kompozytowych EoL pochodzących z różnych sektorów produkcyjnych. Holistyczne podejście oparte na synergicznym wykorzystaniu różnych technologii wspomagających zostanie wdrożone przy realizacji trzech przypadków użycia na dużą skalę. Każdy z tych dużych przypadków użycia wygeneruje kilka innych przypadków demonstracyjnych, aby zamknąć pętlę cyklu życia kompozytu w różnych sektorach przemysłu z punktu widzenia gospodarki o obiegu zamkniętym. Przewiduje się również wzajemne powiązania między różnymi przypadkami użycia, aby jeszcze bardziej poszerzyć zakres cyrkulacji sektora złożonego.

Projekt opiera się na realizacji trzech makroprzypadków użycia, szczegółowo opisanych w ośmiu demonstratorach:
Przypadek użycia 1 (żółty na obrazku poniżej): Mechaniczny recykling krótkiego GFRP i ponowne wykorzystanie w niestandardowych zastosowaniach o wartości dodanej, w tym w meblach, produktach sportowych i kreatywnych. Wykorzystane zostaną nowe technologie produkcyjne, takie jak druk 3D wspomagany promieniami UV i metalizacja metodą fizycznego osadzania z fazy gazowej.
Przypadek użycia 2 (zielony na obrazku poniżej): Recykling termiczny długich włókien (szklanych i węglowych) i ponowne wykorzystanie w zaawansowanych technologicznie zastosowaniach o wysokiej odporności. Produktem wejściowym będą turbiny wiatrowe EoL i komponenty lotnicze. Ponowne wykorzystanie kompozytów w motoryzacji (elementy estetyczne i konstrukcyjne) oraz w budownictwie zostanie zademonstrowane poprzez zastosowanie kontrolowanej pirolizy i niestandardowej regeneracji.
Przypadek użycia 3 (niebieski na obrazku poniżej): Kontrola, naprawa i regeneracja produktów EoL CFRP w zastosowaniach zaawansowanych technologii. Wdrożone zostaną adaptacyjne kryteria projektowania i produkcji, aby umożliwić pełną demonstrację gospodarki o obiegu zamkniętym w sektorze motoryzacyjnym.
Dzięki nowym rozwiązaniom ICT opartym na chmurze na potrzeby integracji łańcucha wartości, wykrywania nowych rynków, analizy barier prawnych, oceny cyklu życia różnych opcji logistyki zwrotnej, FiberEUse będzie wspierać przemysł w przejściu na model gospodarki o obiegu zamkniętym dla kompozytów.

FibreEUse-Logo.png

Politechnika w Mediolanie
POLIMI
prof. Marcello Colledani
Wydział Inżynierii Mechanicznej

Laboratorium Technologii i Systemów Produkcyjnych
e-mail: marcello.colledani@polimi.it

eu_flagge_150x100.jpg

Projekt ten otrzymał dofinansowanie z programu badań i innowacji Unii Europejskiej Horyzont 2020 w ramach umowy o grant nr H2020-730323-1.

FiberEUse-Use-Cases.png
bottom of page