Fibre Karbon dalam Aplikasi Dirgantara

Dirgantara adalah industri yang penuh dengan perubahan dan inovasi. Insinyur kedirgantaraan telah bekerja untuk membuat penerbangan lebih aman dan berkelanjutan, yang mengarah pada penggunaan material komposit serat karbon di pesawat, helikopter, dan bahkan pesawat ulang-alik.

Serat karbon adalah bahan yang terbuat dari atom karbon yang tersusun menjadi kristal panjang dan tipis. Susunan kristal ini membuat serat karbon sangat kuat untuk ketebalannya, yang kurang dari rambut manusia. Serat karbon yang dikombinasikan dengan epoksi menciptakan material komposit yang kuat dan ringan yang digunakan secara luas di banyak industri.

Keuntungan Serat Karbon di Ruang Angkasa

Serat karbon adalah bahan unik yang dapat dicetak dengan epoksi menjadi hampir semua bentuk, termasuk bentuk yang tidak dapat dicapai dengan logam, atau tanpa mengelas beberapa bagian menjadi satu dan menciptakan titik lemah. Karena itu, serat karbon adalah bahan serbaguna untuk digunakan di ruang angkasa mulai dari kursi hingga rangka. Tapi mengapa menggunakan komposit serat karbon di ruang angkasa? Berikut adalah beberapa keunggulan serat karbon dalam hal aplikasi di ruang angkasa:

Ringan

Mungkin salah satu keuntungan terbesar serat karbon untuk aplikasi luar angkasa adalah bobotnya yang ringan. Berat di aerospace penting karena memainkan peran utama dalam konsumsi bahan bakar. Semakin ringan pesawat, helikopter, atau pesawat ulang-alik, semakin sedikit bahan bakar yang dibutuhkan untuk mengudara. Selain itu, pesawat yang lebih ringan dapat melakukan perjalanan lebih jauh dengan bahan bakar yang lebih sedikit, yang berarti lebih sedikit atau tidak ada pemberhentian pengisian bahan bakar. Konsumsi bahan bakar merupakan faktor yang sangat penting dalam biaya serta kesadaran lingkungan.

Tahan Lama

Rasio kekuatan-terhadap-berat dari serat karbon sangat mencengangkan. Ini memiliki kekuatan tarik tinggi, yang berarti sangat tahan terhadap kerusakan di bawah tekanan. Di ruang angkasa, komponen serat karbon dapat membantu meningkatkan kemampuan bertahan dari kecelakaan.

Senyawa Hibrida Logam

Salah satu kelemahan serat karbon di ruang angkasa adalah tidak konduktif; yaitu tidak menghantarkan listrik. Pesawat terbang sering terkena sambaran petir, sehingga kulit terluarnya harus mampu menghantarkan listrik untuk menghilangkan listrik dari sambaran petir dan melindungi siapa pun di dalam rencana. Saat ini, serat karbon dapat disematkan dengan kawat logam konduktif, foil, dan mesh untuk membantu konduktivitas. Namun, aplikasi baru yang melibatkan material komposit hibrida sedang dikembangkan untuk membuat serat karbon konduktif tanpa mengorbankan keuntungan lainnya.

Tahan Korosi

Ketika logam tertentu bersentuhan, mereka dapat menimbulkan korosi satu sama lain. Serat karbon tidak menyebabkan korosi pada kontak dengan logam atau dirinya sendiri. Artinya, menggunakan serat karbon di ruang angkasa dapat meningkatkan umur panjang komponen logam.

Tahan Kimia

Serat karbon juga cukup tahan terhadap paparan bahan kimia. Tidak akan melemah, menimbulkan korosi, atau hancur seperti bahan lainnya saat terkena bahan kimia yang kuat.

Tahan Suhu

Sebagian besar logam memuai dan menyusut berdasarkan suhu lingkungan tempat mereka berada. Di luar angkasa, bagian logam mengalami perubahan suhu yang sangat drastis dalam beberapa menit saat lepas landas dan mendarat. Komposit seperti serat karbon tidak mengembang dan menyusut secara dramatis saat mengalami perubahan suhu yang cepat, membuatnya lebih tahan lama daripada logam.

Bagian Serat Karbon di Ruang Angkasa

Saat ini, bahan komposit yang berbeda membuat sekitar 40% dari pesawat modern. Tapi di mana kita menggunakan komposit serat karbon di pesawat?

Serat karbon telah digunakan hampir di mana-mana di pesawat, terutama pesawat. Misalnya, pesawat penumpang Boeing 787 Dreamliner terdiri dari 50% material komposit menurut beratnya, dengan sebagian besar material komposit adalah laminasi serat karbon atau sandwich serat karbon. Bahan serat karbon membentuk badan pesawat, atau badan utama, pesawat, serta bagian sayap dan ekor. Boeing menunjukkan bahwa selain efisiensi bahan bakar, menggunakan karbon dan bahan komposit lainnya memungkinkan perawatan yang lebih sedikit karena tidak menimbulkan korosi atau kelelahan seperti logam. Lebih sedikit perawatan berarti lebih banyak waktu terbang, membuat pesawat serat karbon lebih menguntungkan.

Serat karbon juga digunakan untuk menggantikan bagian logam di helikopter, seperti baling-baling dan ekor. Ini juga diterapkan untuk penutup instrumen, pintu, dan komponen interior seperti kursi. Meskipun menggunakan serat karbon dengan cara yang lebih kecil mungkin tidak terasa seperti membuat banyak perbedaan, perbedaan berat dapat bertambah ketika bahan yang lebih berat dihilangkan. Selain itu, karena ketahanan serat karbon terhadap korosi dan kelelahan, menggunakannya untuk penutup instrumen memperpanjang penggunaan instrumen tersebut dan melindunginya dari kerusakan.

Solusi Pengecoran Serat Karbon dari PCMI

Salah satu penghalang serat karbon seringkali adalah biayanya. Namun, PCMI Manufacturing menawarkan proses pengecoran serat karbon yang unik menggunakan bahan berbiaya lebih rendah dan tingkat siklus yang lebih cepat. Rata-rata, proses kami menghasilkan penghematan biaya 20-30% dibandingkan metode produksi konvensional.

Ingin mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana PCMI menggunakan serat karbon untuk membuat bagian prototipe yang inovatif dan kompleks? Klik tautan di bawah untuk mempelajari lebih lanjut!