Episode 29:John McQuilliam, Prodrive Composites
Contoh suku cadang tersier yang diproduksi menggunakan proses P2T ProDrive. CW foto | Scott Fransiskus
Dalam episode CWTalks ini, editor senior CW Scott Francis mewawancarai John McQuilliam, chief engineer di Prodrive Composites (Milton Keynes, Inggris), perancang dan produsen komposit ringan canggih untuk berbagai aplikasi termasuk otomotif, motorsport, aerospace, kelautan, pertahanan dan sektor spesialis lainnya.
John adalah seorang desainer mobil Formula One dari Inggris yang telah bekerja dengan banyak perusahaan olahraga motor. Dia bergabung dengan Prodrive pada tahun 2017 sebagai chief engineer divisi komposit mereka. John membahas proses utama hingga tersier (P2T) perusahaan, yang menurut perusahaan menyederhanakan daur ulang dan memberikan potensi material komposit untuk memenuhi tiga atau lebih masa pakai yang bermanfaat.
Anda dapat mendengarkan CW Talks selengkapnya wawancara di atas atau kunjungi:
- Pembicaraan CW:iTunes
- CW Talks:Google Play
Kutipan dari episode
CW: Hai, John, dan selamat datang di pembicaraan CW, podcast komposit. Kembali pada bulan Maret, saya yakin itu, saya mengunjungi Prodrive Composites dan melihat sedikit proses P2T Anda, yang merupakan singkatan dari primer hingga tersier.
JM: Itu benar. Tahap pertama adalah pembuatan komponen utama, dan itulah sebagian besar pekerjaan yang kami lakukan saat ini. Jadi ini adalah bagian yang membutuhkan serat murni resin khusus atau jenis resin termoset tertentu untuk alasan apa pun. Jadi, itulah yang saya sebut suku cadang komposit tradisional ... suku cadang itu tidak akan kami ubah secara khusus desain atau pembuatannya, tetapi kami pasti akan mengubahnya agar lebih mudah didaur ulang.
CW: Oke. Dan itu biasanya bagian yang berkinerja lebih tinggi?
JM: Ya. Jadi mereka akan dibuat termoset … Apa yang akan kami lakukan hanyalah mengubah desainnya agar bahan limbah dari membuat bagian-bagian dan akhirnya bagian akhir hidupnya dapat didaur ulang sehingga kami dapat menggunakan kembali serat karbon yang terkandung dalam bagian-bagian itu. Jadi termoplastik masuk di tahap kedua ... tahap awal bisa termoset atau termoplastik, tapi yang penting memungkinkan kita untuk merebut kembali seratnya. Jadi untuk mendapatkan kembali serat dari bagian utama, seperti yang telah disinggung, kami tentu mengubah bahan desain menjadi sesuatu yang lebih mudah untuk mendapatkan kembali seratnya, jadi yang sebenarnya kami bicarakan adalah peningkatan penggunaan kain non-crimp, lebih bahan searah, hal-hal di mana limbah produksi dan komponen ketika mereka melalui proses reklamasi serat akan memberikan hasil yang lebih baik dari serat berkualitas tinggi yang lebih lama.
CW: Bisakah Anda menjelaskan sedikit proses reklamasi yang terjadi pada komponen utama tersebut dan kemudian apa yang menjadi ciri bagian sekunder yang dihasilkan?
JM: Ya. Jadi proses daur ulang atau reclaiming untuk bagian-bagian utama adalah jenis proses pembakaran. Jadi prepreg limbah — prepreg offcuts — atau bagian akhir masa pakai masuk ke tungku dan semua resin dibakar meninggalkan serat karbon. Dan serat karbon tersebut melalui serangkaian proses diubah menjadi tikar non-anyaman dengan ketebalan yang konsisten dan orientasi acak — sehingga akhirnya mampu membuat plak kuasi-isotop.
CW: Apakah ini proses yang ELG [ELG Carbon Fibre] lakukan untuk Anda? Apakah mereka menangani pirolisis?
JM: Ya, ELG melakukan bagian itu. Jadi, kami mengirimkan potongan limbah dan beberapa bagian komponen kepada mereka, lalu mereka mengubahnya kembali menjadi salah satu prekursor, salah satu bagian yang kami gunakan untuk membuat bagian sekunder kami.
CW: Bisakah Anda memberi tahu saya sedikit tentang bagian-bagian sekunder itu dan apa ciri-cirinya?
JM: Jadi, bagian sekunder, tulangan terutama terbuat dari serat karbon reklamasi dengan penggunaan serat perawan diskrit jika diperlukan di area tertentu. Tetapi sebagian besar penguat adalah serat reklamasi. Dan kemudian kami memperkenalkan termoplastik reaktif. Jadi, ini adalah resin cair yang kami, akan kami katakan, menanamkan bala bantuan. Kemudian ada jenis proses pengawetan dan kami mendapatkan komponen jadi dan prosesnya dilakukan pada suhu yang relatif rendah, tekanan atmosfer, dan kami mendapatkan komponen yang bagus dengan cara itu.
CW: Bagian dari apa yang memungkinkan P2T adalah sistem resin ini yang telah Anda gambarkan sebagai "resin plastik termal reaktif." Bisakah Anda menjelaskan sedikit lebih banyak kepada pendengar kami apa yang Anda maksud dengan itu?
JM: Jadi termoplastik reaktif dalam beberapa hal sangat mirip dengan resin termoset. Jadi kami mencampurnya segera sebelum membuat komponen. Dan ada dua atau tiga komponen cair yang masuk ke dalam campuran. Masing-masing adalah cairan. Dan ketika mereka bergabung dengan waktu dan sedikit suhu, mereka benar-benar berpolimerisasi menjadi termoplastik sejati. Dan itu adalah sifat termoplastik yang memungkinkan daur ulang berikutnya. Dan keuntungannya menjadi termoplastik reaktif daripada termoplastik tradisional adalah fakta bahwa kami secara efektif membuat termoplastik pada saat yang sama kami mengelilingi serat penguat adalah viskositasnya sangat rendah sehingga dapat dibentuk dalam tradisional normal. , haruskah kita katakan, proses jenis termoset. Tidak perlu suhu tinggi dan tekanan tinggi yang akan Anda dapatkan dengan menyuntikkan termoplastik cair ke dalam preform serat atau mengambil prepreg termoplastik di mana termoplastik dan serat telah digabungkan dan kemudian dipasang kembali pada suhu dan tekanan tinggi. , biasanya dalam cetakan logam. Jadi, kami menghindari kerumitan dan biaya alat cetakan yang diperlukan untuk memproses termoplastik di atas titik leleh dan menghindari kesulitan karena viskositas tinggi termoplastik cair dengan distorsi dan pergerakan tulangan di dalam rongga cetakan.
CW: Dan saya rasa itu berarti penghematan biaya, penghematan waktu, dan pada dasarnya berarti cukup banyak untuk produksi...
JM: Anda mengerti, ya. Jadi metode produksinya mirip dengan apa yang kami lakukan di industri termoseting tradisional, tetapi biaya perkakas jauh lebih rendah daripada yang dibutuhkan untuk memproses termoplastik tradisional. Dan itu adalah keuntungan besar bagi sebagian besar pelanggan kami. Anda tidak ingin melakukan investasi di muka untuk alat cetakan termoplastik — atau alat cetakan hanya untuk termoplastik.
CW: Jadi, apakah Anda melihat ini sebagai pendorong untuk produksi volume tinggi?
JM: Tentu saja, kami percaya ini adalah pendorong untuk produksi yang lebih tinggi. Waktu siklus bisa lebih pendek daripada thermosetting tradisional mereka di dalamnya tidak memerlukan kenaikan suhu pemrosesan, diam dan kemudian pendinginan lagi sebelum Anda dapat membalikkan cetakan. Jadi kami melihat keuntungan tingkat dengan menggunakan proses ini dibandingkan dengan oven tradisional atau komponen yang diawetkan dengan autoklaf.
CW: Dan tentu saja, salah satu hal yang menarik adalah dari sana, Anda dapat mendaur ulang bagian sekunder ini lagi. Jadi apa yang menjadi ciri bagian tersier ini dalam siklus hidup bahan ini?
JM: Jadi saya akan mengatakan bagian sekunder, sebagai termoplastik sejati, dapat direformasi menjadi bentuk lain dan biasanya akan dipotong menjadi potongan-potongan kecil, dan kemudian dimasukkan ke dalam rongga antara cetakan pemanas dan ditekan menjadi bentuk baru. Jadi akan ada kemungkinan untuk mengambil semua bagian sekunder yang berlebihan, semua limbah produksi dari bagian sekunder, dan mengubahnya menjadi komponen plastik yang diperkuat serat atau komponen polimer yang diperkuat serat.
CW: Dan dari sana, bagian tersier ini belum tentu merupakan akhir dari jalan untuk material itu, bahkan pada saat itu...
JM: Itu benar... Jadi kami berpikir bahwa bagian tersier ini, karena termoplastik, dapat direformasi, hampir tak terhingga jumlahnya. Proses memotongnya menjadi palet cetakan, haruskah kita katakan potongan cetakan, memang memiliki tingkat gesekan pada serat ... jadi beberapa sifat mekanik akan turun, tetapi sifat mekanik lainnya seperti kekakuan, tingkat ekspansi termal dan distorsi suhu akan cukup baik dipertahankan. Jadi Anda tetap mendapatkan komponen yang diperkuat serat berkualitas tinggi — tidak dengan kekuatan asli komponen serat kontinu atau bahkan komponen serat yang relatif panjang — tetapi tentu saja masih ada keunggulan dalam hal kekakuan, ekspansi termal, dan suhu distorsi yang membuatnya sangat berharga. memproses ulang bagian tersier waktu lagi.
