Banyak kemajuan berbasis sains dan teknik telah mengarah pada kesimpulan bahwa sifat-sifat material komposit seringkali lebih unggul daripada pilihan yang lebih tradisional. Berikut adalah beberapa keuntungan yang membuat mereka begitu menjanjikan.
Fokus global adalah pada hal-hal mendesak seperti perubahan iklim dan produksi limbah yang berlebihan. Orang-orang semakin peduli dengan pengembangan bahan yang berkelanjutan untuk menggantikan bahan-bahan yang kemungkinan akan lebih sering dibuang. Banyak material komposit yang ramah lingkungan dapat memenuhi kebutuhan tersebut.
Komposit serat karbon adalah alternatif populer untuk menggantikan logam konvensional yang digunakan untuk segala hal mulai dari suku cadang pesawat hingga tongkat golf. Namun, kebanyakan dari mereka hampir tidak mungkin untuk diperbaiki atau didaur ulang setelah rusak.
Sebuah kemajuan baru oleh para peneliti di University of Washington dapat mengatasi kelemahan itu. Tim menciptakan material baru yang ringan dan kuat seperti komposit serat karbon konvensional tetapi mudah diperbaiki jika retak. Orang dapat berulang kali memperbaiki kerusakan secara tradisional atau dengan pemanas berbasis frekuensi radio.
Bahan tersebut berada dalam kategori yang relatif baru yang disebut vitrimer yang diperkuat serat karbon (vCFRP). Jenis lain dari komposit serat karbon terbagi dalam dua kelompok utama. Jenis pertama mengandung epoksi, yang memberikan kekerasan permanen. Mereka yang berada di kategori kedua memiliki lem yang lebih lembut yang memungkinkan penguraian material untuk pengerjaan ulang, meskipun dengan mengorbankan kekuatan dan kekakuan yang berkurang. Namun, vCFRP memungkinkan penautan, pembatalan tautan, dan penautan ulang tanpa kompromi seperti itu.
Dalam kasus lain peningkatan keberlanjutan dari kemajuan komposit serat karbon, sebuah perusahaan Swiss mengganti sembilan komponen interior kendaraan yang biasanya digunakan dalam olahraga motor dengan bahan komposit yang lebih berkelanjutan yang terbuat dari serat alami. Hal ini menyebabkan pengurangan 94% dalam emisi material dan memangkas emisi cradle-to-gate sebesar 90%.
Keuntungan lain dari bahan komposit adalah mereka dapat melampaui sifat aslinya, seperti kayu reklamasi diperlakukan untuk tahan panas. Itu berarti orang mungkin terkejut ketika mereka belajar lebih banyak tentang bagaimana komposit dapat mengubah karakteristik bahan umum yang mereka pikir sudah mereka ketahui dengan baik.
Ini adalah beberapa dari banyak contoh bagaimana bahan komposit futuristik ini dapat berkontribusi pada upaya di seluruh dunia dalam meningkatkan keberlanjutan. Para pemimpin bisnis bahkan dapat menggunakannya sebagai nilai jual untuk menunjukkan bahwa kelestarian lingkungan berjalan di seluruh operasi perusahaan. Misalnya, produsen turbin angin yang menggunakannya memprioritaskan ketahanan yang berkepanjangan daripada mengirim item ke tempat pembuangan sampah sebelum waktunya.
Orang yang bekerja dengan material komposit sering kali menyelidiki bagaimana mereka dapat membantu pengguna meningkatkan proses mereka. Misalnya, sekrup komposit adalah pilihan umum untuk merakit penghiasan karena biasanya lebih padat daripada versi kayu tradisional. Mereka juga memiliki ulir yang lebih halus dan kepala yang relatif lebih kecil, membuatnya lebih mudah untuk dikendarai ke penghiasan.
Memperbaiki sekrup dapat menghemat biaya tenaga kerja dan meningkatkan peluang mendapatkan hasil yang bagus, dan ini hanyalah salah satu contoh. Cara untuk memperkuat proses yang ada dapat menjadi nyata di hampir semua tahap, mulai dari merancang produk hingga melakukan pemeriksaan kualitas.
Sebagian besar pekerjaan yang sedang berlangsung terkait dengan bahan komposit menyangkut pendekatan futuristik, seperti menerapkan robotika dan pembelajaran mesin untuk upaya pengembangan.
Misalnya, Rolls-Royce memiliki fasilitas khusus baru untuk mengembangkan material komposit baru. Salah satu pendekatan di sana menyangkut penggunaan robot untuk membantu membuat bilah kipas komposit yang digunakan dalam mesin jet.
Bahan komposit serat karbon dilapiskan ke cetakan casing kipas
Setiap komponen memiliki sekitar 500 lapisan bahan serat karbon, masing-masing diterapkan dalam proses otomatis yang diawasi oleh pekerja pabrik. Robot mengangkat dan memindahkan suku cadang di antara stasiun jalur perakitan, memastikan operasi yang lancar dan efisien.
Para peneliti juga berharap untuk menggunakan pembelajaran mesin untuk membuat kemajuan dengan metode yang biasanya diterapkan untuk menguji bahan komposit untuk mencari kekurangannya. Metode tradisional yang paling populer adalah X-ray dan tes berbasis ultrasound. Namun, keduanya memiliki kelemahan, sehingga mendorong para peneliti untuk mengatasi keterbatasan tersebut.
Russell Varley adalah profesor material komposit di Carbon Nexus, sebuah fasilitas penelitian manufaktur di Australia. Dia berkata, “Memahami dan mengembangkan metode analisis generasi berikutnya untuk pengujian tak rusak produk komposit memiliki potensi besar untuk mengubah industri.”
Sebuah organisasi memberikan hibah penelitian untuk proyek ini guna melihat apakah pembelajaran mesin dapat menargetkan beberapa masalah pengujian komposit yang terkenal. Misalnya, menggunakan metode berbasis sinar-X membutuhkan biaya yang mahal dalam investasi modal dan operasional.
Studi kasus ini tidak menyiratkan bahwa orang telah berhenti mencoba untuk meningkatkan proses yang terkait dengan bahan tradisional. Namun, minat tinggi yang berkelanjutan dalam komposit dari spesialis bahan di seluruh dunia menyebabkan banyak penelitian untuk fokus pada pilihan baru yang dibuat dari setidaknya dua bahan penyusun.
Dua contoh sebelumnya di bagian ini menyoroti bagaimana material komposit sering kali sejalan dengan upaya untuk merangkul Industri 4.0. Namun, ada juga pekerjaan menarik dalam membuat bahan itu sendiri mempercepat proses pabrik.
Para peneliti mengembangkan laminasi komposit yang berubah warna sebagai respons terhadap deformasi. Mereka percaya ini akan memungkinkan pendeteksian masalah pada tahap awal dan memperingatkan orang-orang tentang kemungkinan kegagalan material. Orang-orang sejauh ini hanya menggunakan bahan di laboratorium. Namun, jika bekerja sebaik yang diharapkan pengembang, inovasi dapat meningkatkan proses dalam berbagai cara.
Misalnya, ini dapat mencegah pekerja membuat potongan komposit dengan kelemahan internal dan meminimalkan penarikan di masa mendatang. Tim juga melaporkan bahwa bahan baru mereka, terdiri dari lapisan, tahan pecah dan ringan. Karena itu adalah salah satu sifat komposit yang paling diinginkan, penemuan ini dapat memiliki aplikasi dan daya tarik yang luas.
Salah satu keuntungan lain dari material komposit adalah mereka memungkinkan para insinyur dan ilmuwan untuk mengembangkan opsi baru yang memenuhi kebutuhan yang tidak ditangani oleh pilihan konvensional. Orang selalu mencari cara yang layak untuk meningkatkan produk. Komposit sering menunjukkan jalan ke depan.
Kain bukan tenunan adalah kain yang berasal dari serat ikatan yang tidak memerlukan rajutan atau tenun. Para peneliti baru-baru ini menciptakan material komposit baru yang termasuk dalam kategori ini. Mereka percaya inovasi mereka bisa ideal untuk produk medis, seperti perban dan masker.
Membuat bahan yang mungkin bersentuhan dengan kulit manusia selama berjam-jam atau lebih membutuhkan pemikiran yang cermat tentang sifat bahan komposit yang diinginkan. Dalam hal ini, tim menginginkan kemampuan bernapas dan daya serap air. Mereka juga ingin memasukkan kapas untuk kenyamanan.
Pengujian menunjukkan bahwa kain baru lebih menyerap daripada pilihan tradisional. Ini juga berkinerja baik dalam tes pemulihan peregangan, menunjukkan bahwa bahan tersebut akan bertahan dengan baik untuk penggunaan berulang. Tim mengakui bahwa meskipun opsi lain memiliki kemampuan bernapas dan peregangan yang baik, pilihan untuk menambahkan kapas seharusnya memberikan manfaat nyata lainnya.
Karena layar adalah bagian penting dari ponsel cerdas saat ini, banyak orang berusaha keras untuk melindunginya. Misalnya, bahkan ketika produsen memasang kaca ultra-tahan lama, banyak pemilik ponsel cerdas juga menambahkan pelindung layar atau memasukkan perangkat mereka ke dalam wadah khusus untuk ketenangan pikiran ekstra. Namun, inovasi terkait kaca komposit dapat mengurangi kebutuhan akan langkah-langkah tambahan tersebut.
Proyek tim peneliti internasional menghasilkan komposit kaca yang dapat meminimalkan kerusakan layar plus memberikan tampilan yang lebih cerah. Bahannya didasarkan pada perovskit halida timbal, yang bekerja seperti panel surya mini karena mereka menangkap dan menyimpan energi. Pendekatan dasarnya adalah membungkus nanocrystals ke dalam kaca berpori.
Metode itu harus meningkatkan teknologi nanocrystal saat ini yang digunakan untuk layar perangkat. Kelompok yang mengerjakan proyek ini memperingatkan bahwa, meskipun mereka yakin teknik mereka dapat diskalakan, masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan. Mereka perlu menemukan cara terbaik untuk membuat bahan dengan sifat yang diinginkan.
Ini hanyalah beberapa dari banyak keuntungan material komposit yang membuat orang bersemangat tentang apa yang akan terjadi di masa depan. Bahan tradisional masih memiliki tempat dalam banyak hal, tetapi contoh-contoh ini menunjukkan manfaat bekerja dengan komposit untuk menghasilkan hasil yang spesifik.
Teknologi Industri
Apa yang 100 kali lebih kuat dari baja, namun lebih ringan dari aluminium? Tabung nano karbon adalah salah satu bahan terkuat yang pernah ditemukan, namun para insinyur baru saja mulai membuka potensi penuhnya. Karbon nanotube adalah alotrop karbon , artinya mereka adalah salah satu dari beberapa k
Bahan teratas yang digunakan dalam drone: Komposit yang diperkuat serat karbon (CRFC) Termoplastik seperti poliester, nilon, polistirena, dll. Aluminium Baterai lithium ion Sepertinya kemarin drone adalah hal baru, prototipe yang dibuat oleh perusahaan dan penghobi yang giat. Sekarang sepertinya
Plastik yang diperkuat serat (atau FRP) digunakan dalam aplikasi di mana kekuatan spesifik tinggi dan bobot rendah sangat penting. Untuk FRP mesin dan tumpukan (FRP/komposit lapisan logam) tanpa kerusakan komponen, kualitas terdepan dan ketahanan aus sangat penting. Tantangan Dengan Pemesinan FRP
Produsen dan teknolog global terus mencari peningkatan produksi dan menyelidiki penggunaan berbagai jenis bahan untuk membuat produk mereka lebih menarik bagi pasar. Untuk mencapai tujuan ini di dunia yang berubah dengan cepat, semua pihak harus lebih fleksibel dan bersedia menerima perubahan.Penggu
