Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Manufacturing Technology >> Proses manufaktur

Rumput Buatan

Latar Belakang

Rumput sintetis adalah bahan permukaan yang digunakan untuk meniru rumput. Hal ini umumnya digunakan di daerah di mana rumput tidak dapat tumbuh, atau di daerah di mana pemeliharaan rumput tidak mungkin atau tidak diinginkan. Rumput sintetis digunakan terutama di stadion dan arena olahraga, tetapi juga dapat ditemukan di taman bermain dan di ruang lain.

Rumput sintetis telah diproduksi sejak awal 1960-an, dan awalnya diproduksi oleh Chemstrand Company (kemudian berganti nama menjadi Monsanto Textiles Company). Ini diproduksi menggunakan proses manufaktur yang serupa dengan yang digunakan dalam industri karpet. Sejak tahun 1960-an, produk telah ditingkatkan melalui desain baru dan bahan yang lebih baik. Produk rumput sintetis terbaru telah diolah secara kimia agar tahan terhadap sinar ultraviolet, dan bahannya telah ditingkatkan menjadi lebih tahan aus, kurang abrasif, dan, untuk beberapa aplikasi, lebih mirip dengan rumput alami.

Sejarah

Pada awal 1950-an, proses rumbai ditemukan. Sejumlah besar jarum memasukkan filamen serat ke dalam alas kain. Kemudian perekat fleksibel seperti poliuretan atau polivinil klorida digunakan untuk mengikat serat ke bagian belakang. Ini adalah prosedur yang digunakan untuk sebagian besar karpet perumahan dan komersial. Sebuah mesin rumbai dapat menghasilkan karpet dengan panjang 15 kaki (4,6 m) lebar dan lebih dari 3 kaki (1 m) dalam satu menit.

Pada awal 1960-an, Ford Foundation, sebagai bagian dari misinya untuk memajukan pencapaian manusia, meminta sains dan industri untuk mengembangkan permukaan bermain sintetis untuk ruang perkotaan. Mereka berharap dapat memberikan area bermain anak-anak perkotaan sepanjang tahun dengan kualitas bermain yang lebih baik dan lebih banyak kegunaan daripada beton tradisional, aspal, dan tanah yang dipadatkan dari taman bermain perkotaan kecil. Pada tahun 1964, instalasi pertama dari permukaan bermain baru yang disebut Chemgrass dipasang di Sekolah Moses Brown di Providence, Rhode Island.

Pada tahun 1966, rumput sintetis pertama kali digunakan dalam olahraga liga utama profesional dan mendapatkan nama merek paling terkenal ketika Astrodome dibuka di Houston, Texas. Pada pertandingan pertama musim 1966, rumput sintetis dipasang, dan nama merek Chemgrass diubah menjadi AstroTurf. (Meskipun nama AstroTurf digunakan sebagai nama umum untuk semua jenis rumput sintetis, nama tersebut lebih tepat digunakan hanya untuk produk-produk Perusahaan Manufaktur AstroTurf.)

Rumput sintetis juga menemukan jalannya ke dalam aplikasi yang awalnya dibuat, dan rumput sintetis dipasang di banyak taman bermain dalam kota. Beberapa sekolah dan pusat rekreasi memanfaatkan properti rumput sintetis untuk mengubah atap bangunan menjadi area bermain "berumput".

Setelah keberhasilan instalasi Astrodome, pasar rumput sintetis berkembang dengan masuknya pabrikan lain ke lapangan, terutama Perusahaan 3M (Minnesota Mining and Manufacturing) dengan versinya yang dikenal sebagai Tartan Turf. Penerimaan luas rumput sintetis juga menyebabkan ledakan konstruksi stadion tertutup dan berkubah di seluruh dunia.

Pada awal 1970-an, rumput sintetis mendapat sorotan karena masalah keamanan dan kualitas. Beberapa instalasi, seringkali yang dilakukan oleh sejumlah perusahaan yang bermunculan untuk menguangkan tren, mulai memburuk. Rumput akan cepat aus, jahitannya akan terlepas, dan lapisan atas akan segera rusak karena terkena sinar matahari. Atlet dan tim dokter mulai mengeluh tentang permukaan buatan, dan menyalahkan rumput untuk luka bakar gesekan dan lecet. Rumput alami menghasilkan kekuatan pukulan, tetapi lengan atau kaki yang didorong di sepanjang permukaan rumput sintetis yang keras lebih mungkin untuk terluka. Karena rumput sintetis tidak memiliki efek pendinginan yang sama seperti rumput alami, suhu permukaan bisa 30° lebih hangat di atas permukaan buatan. Pemain bisbol mengklaim bahwa bola akan memantul lebih keras dan dengan cara yang kurang dapat diprediksi, dan beberapa pemain sepak bola mengklaim bahwa permukaan buatan membuat bola menggelinding lebih cepat, yang secara langsung memengaruhi permainan. Namun, National Football League dan Stanford Research Institute menyatakan pada tahun 1974 bahwa rumput sintetis tidak berbahaya bagi kesehatan pemain sepak bola profesional, dan penggunaannya terus menyebar.

Pada 1990-an, rumput biologis mulai bangkit kembali ketika pemasaran nostalgia dalam olahraga profesional menghasilkan kemunculan kembali stadion luar ruangan. Banyak universitas—yang menanggapi nostalgia, kemajuan dalam biologi rumput, dan ketakutan akan peningkatan risiko cedera pada rumput sintetis—mulai memasang kembali sistem rumput alami. Namun, sistem rumput alami terus membutuhkan sinar matahari dan pemeliharaan (memotong, menyiram, memupuk, mengangin-anginkan), dan permukaan dapat memburuk saat hujan deras. Rumput sintetis menawarkan permukaan yang hampir bebas perawatan, tidak memerlukan sinar matahari, dan memiliki sistem drainase. Perkembangan terakhir dalam industri rumput sintetis adalah sistem baru yang memiliki bilah rumput simulasi yang didukung oleh bahan pengisi sehingga "rumput" tidak kompak. Produk yang dihasilkan lebih mirip dengan tampilan dan nuansa rumput daripada sistem lama yang mirip permadani. Karena faktor-faktor ini, rumput sintetis mungkin akan terus menjadi pilihan permukaan rumput untuk komunitas, sekolah, dan tim olahraga profesional.

Astrodome Houston.

Dijuluki "Keajaiban Dunia Kedelapan," Astrodome Houston dibuka 9 April 1965 untuk pertandingan bisbol liga utama pertama yang dimainkan di dalam ruangan. Orang Amerika memuji struktur beton, baja, dan plastik senilai $48,9 juta sebagai prestasi rekayasa bersejarah. Sebuah kubah kaku melindungi 150.000 kaki 2 (13.935 m 2 ) lapangan bermain rumput alam dari Texas panas, angin, dan hujan. Astrodome adalah stadion tertutup permanen pertama di dunia.

Atapnya—berdiameter 642 kaki (196 m) dan dibangun berdasarkan prinsip kubah geodesik arsitek Amerika Buckminster Fuller—berisi 4.596 panel persegi panjang Lucite, bahan akrilik yang dirancang untuk memungkinkan matahari bersinar tanpa menimbulkan bayangan. Namun, tim bisbol Houston Astros segera mengeluh bahwa silau yang dihasilkan membuat sulit untuk menangkap bola terbang. Ofisial stadion mewarnai warna abu-abu Lucite, tetapi warna itu tidak bagus untuk rumput, yang berubah menjadi warna cokelat yang menyakitkan. Akibatnya, ketika tim turun ke lapangan untuk musim 1966, paku mereka digali ke bisbol revolusioner lain pertama:rumput sintetis. Saat ini, AstroTurf—begitu materinya disebut—menyelimuti lebih dari 500 arena olahraga di 32 negara.

Astrodome mengalami renovasi senilai $60 juta untuk meningkatkan kapasitas tempat duduknya pada tahun 1989. Seiring berjalannya waktu, teknologi baru berkembang membuat "Keajaiban Kedelapan" ini ketinggalan zaman. Astros memainkan pertandingan terakhir mereka di Astrodome pada 9 Oktober 1999 sebelum pindah ke Enron Field. Pada tahun yang sama, Houston Oilers pindah ke Tennessee dan berganti nama menjadi Tennessee Titans. Terlepas dari kerugian ini, Astrodome masih menyelenggarakan lebih dari 300 acara setahun.

Bahan Baku

Kualitas bahan baku sangat penting untuk kinerja sistem rumput. Hampir semua bahan yang digunakan sebagai alas karpet telah digunakan untuk bahan alasnya, mulai dari goni hingga plastik hingga poliester. Rumput sintetis berkualitas tinggi menggunakan tali ban poliester untuk alasnya.

Serat yang membentuk bilah "rumput" terbuat dari nilon atau polipropilen dan dapat diproduksi dengan berbagai cara. Bilah nilon dapat diproduksi dalam lembaran tipis yang dipotong menjadi strip atau diekstrusi melalui cetakan untuk menghasilkan serat dengan penampang bulat atau oval. Produk yang diekstrusi menghasilkan bilah yang terasa dan bertindak lebih seperti rumput biologis.

Sistem bantalan dibuat dari senyawa karet atau dari busa poliester. Ban karet terkadang digunakan dalam komposisi alas karet, dan beberapa bahan yang digunakan sebagai alas dapat berasal dari program daur ulang plastik atau karet. Benang yang digunakan untuk menjahit bantalan dan juga panel kain atas harus memenuhi kriteria kekuatan, retensi warna, dan daya tahan yang sama dengan sistem lainnya. Perawatan dan pengalaman juga harus diterapkan pada pemilihan perekat yang digunakan untuk merekatkan semua komponen menjadi satu.

Manufaktur
Proses

Bagian "rumput" dari sistem rumput dibuat dengan teknik rumbai yang sama yang digunakan dalam pembuatan karpet.

  1. Langkah pertama adalah mencampur bahan-bahan eksklusif bersama-sama dalam sebuah hopper. Pewarna dan bahan kimia ditambahkan untuk memberikan warna hijau tradisional pada rumput dan untuk melindunginya dari sinar ultraviolet dari matahari.
  2. Setelah adonan tercampur rata, adonan dimasukkan ke dalam mixer baja besar. Batch secara otomatis dicampur sampai memiliki konsistensi kental seperti gula-gula.
  3. Cairan yang mengental kemudian dimasukkan ke dalam ekstruder, dan keluar dalam untaian material yang panjang dan tipis.
  4. Untaian ditempatkan pada mesin carding dan dipintal menjadi tali yang longgar. Tali yang lepas ditarik, diluruskan, dan ditenun menjadi benang. Benang nilon kemudian dililitkan ke gulungan besar.
  5. Benang kemudian dipanaskan untuk mengatur bentuk yang dipilin.
  6. Selanjutnya, benang dibawa ke mesin rumbai. Benang diletakkan di atas batang dengan tusuk sate (gulungan) di belakang mesin rumbai. Kemudian diumpankan melalui tabung yang mengarah ke jarum rumbai. Jarum menembus dukungan utama rumput dan mendorong benang ke dalam lingkaran. Sebuah looper, atau kait datar, menangkap dan melepaskan loop nilon saat jarum menarik kembali; dukungan digeser ke depan dan jarum sekali lagi menembus Bagaimana ramuan rumput sintetis dicampur. mendukung lebih jauh. Proses ini dilakukan oleh beberapa ratus jarum, dan beberapa ratus baris jahitan dilakukan per menit. Benang nilon sekarang menjadi karpet rumput sintetis.
  7. Karpet rumput sintetis sekarang digulung di bawah dispenser yang menyebarkan lapisan lateks ke bagian bawah rumput. Pada saat yang sama, dukungan sekunder yang kuat juga dilapisi dengan lateks. Keduanya kemudian digulung ke roller pernikahan, yang membentuknya menjadi sandwich dan menyegelnya bersama.
  8. Rumput sintetis kemudian ditempatkan di bawah lampu panas untuk menyembuhkan lateks.
  9. Rumput diumpankan melalui mesin yang memotong setiap jumbai yang naik di atas permukaan seragamnya.
  10. Kemudian rumput digulung menjadi ukuran v/panjang yang besar dan dikemas. Gulungan kemudian dikirim ke grosir.

Instalasi

Pemasangan dan perawatan rumput sintetis sama pentingnya dengan konstruksinya.

  1. Dasar instalasi, baik beton atau tanah yang dipadatkan, harus diratakan dengan bulldozer dan kemudian dihaluskan dengan Profil rumput sintetis. sebuah rol uap. Permukaan yang tidak rata masih akan terlihat setelah rumput dipasok.
  2. Untuk aplikasi luar ruangan, sistem drainase yang rumit harus dipasang, karena permukaan di bawahnya dapat menyerap sedikit, jika ada, air hujan.
  3. Sistem rumput dapat diisi atau tidak diisi. Sistem yang diisi dirancang sedemikian rupa sehingga setelah dipasang, bahan seperti gabus yang hancur, pelet karet, atau pasir (atau campuran) disebarkan di atas rumput dan disapu di antara serat. Bahan tersebut membantu menopang bilah serat, dan juga memberikan permukaan dengan beberapa bahan, yang terasa lebih seperti tanah di bawah permukaan rumput alami. Sistem yang terisi memiliki beberapa keterbatasan. Bahan pengisi seperti gabus dapat rusak atau bahan pengisi dapat terkontaminasi kotoran dan menjadi padat. Dalam kedua kasus, bilah tidak lagi didukung. Pemeliharaan mungkin memerlukan pelepasan dan penggantian semua isian.

Kontrol Kualitas

Karena tingginya penggunaan rumput sintetis dan pengawasan terus-menerus oleh atlet profesional, produk baru harus menjalani sejumlah tes saat sedang dikembangkan. Pada tahun 1994, American Society for Testing and Materials (ASTM) menerbitkan daftar metode standar untuk pengujian sistem rumput sintetis. Ini berisi lebih dari dua lusin tes untuk sifat-sifat sistem rumput.

Sebagai bagian dari pengujian ASTM, kain pendukung diuji kekuatannya. Kekuatan yang diperlukan untuk memisahkan jumbai atau bilah individu juga diukur. Di rumput berumbai, tes ini biasanya mengukur kekuatan perekat yang terlibat. Untuk menguji seberapa tahan rumput terhadap abrasi, ASTM merekomendasikan pengujian kain dengan menjalankannya di bawah kepala abrasif yang terbuat dari baja pegas, sementara pengujian ASTM lainnya mengukur seberapa abrasif rumput bagi para pemain. ASTM juga memiliki tes yang mengukur daya serap kejut dari sistem rumput, dan ada juga tes untuk melihat seberapa baik rumput berdiri selama pertandingan atau bahkan permainan turnamen yang berkepanjangan.

Beberapa pemeriksaan kualitas juga dilakukan selama proses pembuatan. Misalnya, menurut AstroTurf Incorporated, pemeriksaan kualitas berikut dilakukan:19 pemeriksaan untuk bahan mentah, delapan pemeriksaan untuk ekstrusi, enam pemeriksaan untuk kain yang belum selesai, dan 14 pemeriksaan untuk kain yang sudah jadi.

Produk Sampingan/Limbah

Batch rumput sintetis yang rusak dibuang begitu juga dengan benang nilon yang rusak. Rumput yang sudah jadi umumnya didaur ulang, tetapi tidak digunakan kembali sebagai rumput sintetis. Tanah yang dibersihkan dari lokasi instalasi diangkut ke tempat pembuangan sampah dan dibuang. Rumput yang lebih tua yang telah aus biasanya didaur ulang.

Argumen tentang dampak lingkungan dari rumput sintetis versus rumput biologis terus berlanjut. Keduanya menciptakan limpasan air dalam jumlah besar, menambah masalah limbah. Proses kimia digunakan dalam pembuatan bahan baku rumput sintetis, tetapi sebagian besar rumput biologis dalam aplikasi stadion membutuhkan bahan kimia berupa pupuk dan pestisida untuk perawatannya.

Masa Depan

Rekayasa dan desain sistem rumput sintetis dan biologis terus meningkat. Saat stadion baru dibangun, pemilik dan arsitek berusaha untuk memberikan nuansa yang lebih kuno pada strukturnya, yang biasanya berarti tidak ada kubah atau kubah yang memungkinkan penggunaan rumput biologis.

Instalasi rumput sintetis baru-baru ini telah memasukkan kemajuan baru yang melayani kebutuhan ekonomi dan lingkungan. Tangki penampung besar dibangun di bawah instalasi luar ruangan. Air yang mengalir dari permukaan disimpan di tangki, dan digunakan kemudian untuk menyiram ladang latihan atau halaman rumput di dekatnya.

Perkembangan terbaru lainnya adalah hibrida dari rumput yang diisi dan rumput biologis. Setelah rumput sintetis dipasang, itu tidak diisi dengan karet atau pasir, tetapi dengan tanah. Bibit rumput kemudian ditanam di tanah, dipelihara dan tumbuh setinggi di atas rumput sintetis. Kombinasi yang dihasilkan menggabungkan nuansa, tampilan, dan kenyamanan rumput biologis dengan ketahanan dan ketahanan terhadap robekan dan lekukan rumput sintetis. Tentu saja, ini juga memerlukan semua pemeliharaan kedua sistem, dan tidak cocok untuk sebagian besar aplikasi dalam ruangan.

Tempat Belajar Lebih Lanjut

Buku

Schmidt. Lapangan Bermain Alami dan Buatan:Karakteristik dan Fitur Keamanan. Portland:Book News, Inc., 1990.

Lainnya

"Informasi Manufaktur." Halaman Web AstroTurf. Desember 2001. .

Wilson, Nicholas. Perbandingan Rumput Buatan Isi dengan Alternatif Konvensional. Portland:2000.

Steven Guerrero


Proses manufaktur

  1. Darah Buatan
  2. Bosch Menambahkan Kecerdasan Buatan ke Industri 4.0
  3. Apakah kecerdasan buatan fiksi atau iseng?
  4. Kecerdasan buatan menerima peningkatan Kubernetes yang sangat besar
  5. Evolusi Otomasi Tes dengan Kecerdasan Buatan
  6. Menggunakan Kecerdasan Buatan untuk Melacak Deforestasi
  7. Robot Kecerdasan Buatan
  8. Kecerdasan Buatan Bukan Aplikasi; Ini adalah Metodologi
  9. Keuntungan dan kerugian kecerdasan buatan
  10. Data Besar vs Kecerdasan Buatan