Komposit membantu mengimbangi bobot baterai untuk truk limbah listrik
Institut Fraunhofer untuk Teknologi Material dan Balok IWS Dresden, bersama dengan lima lembaga penelitian dan perusahaan Jerman Tengah lainnya baru-baru ini bergabung untuk proyek UTILITAS ("Struktur ultra ringan untuk kendaraan komersial dalam operasi layanan kota"), yang bertujuan untuk keberlanjutan dan biaya- solusi efektif yang mendukung kotamadya untuk memenuhi tujuan perlindungan iklim mereka dengan sumber daya yang tersedia secara lokal. Bersama-sama, perusahaan berencana untuk membangun wadah pengumpulan yang lebih baik yang terbuat dari logam ringan dan plastik komposit yang diperkuat serat. Solusi ini akan menggantikan superstruktur baja berat truk sampah klasik dengan alternatif yang sepertiga lebih ringan.
“Kendaraan listrik generasi baru ini kemudian akan mampu mengangkut sampah sebanyak truk sampah kecil klasik,” tegas Annett Klotzbach, yang mengepalai grup Teknologi Ikatan dan Serat Komposit di Fraunhofer IWS Dresden.
Namun, tujuan menyeluruh proyek berarti lebih dari sekadar membangun lebih baik menolak kendaraan. “Inilah mengapa aliansi tidak hanya mengembangkan wadah, tetapi juga teknologi produksi praktis terkait,” jelas Klotzbach. “Poin penting di sini adalah untuk memastikan bahwa kontainer baru juga dapat dibangun secara menguntungkan dalam seri kecil dan diperbaiki dengan cepat di bengkel lokal.” Mitra proyek dikatakan mengandalkan konstruksi wadah yang terbuat dari bingkai aluminium dan panel termoplastik yang diperkuat serat kaca, dan juga menguji berbagai metode penyambungan.
Salah satu teknologi penggabungan baru yang dikembangkan di Fraunhofer IWS, "HeatPressCool-integrative" (HPCi) juga digunakan. Laser pertama-tama membuat komponen aluminium menjadi kasar, menciptakan alur pada logam yang lebih tipis dari pin dan kedalamannya hanya sekitar 200 mikrometer. Selanjutnya, pahat menekan komponen plastik ke penyangga aluminium dan memanaskan logam sebentar. Selama proses ini, termoplastik meleleh pada permukaan aluminium, mengalir ke dalam alur yang dicetak dengan laser dan ditambatkan di sana selama pendinginan. Setelah beberapa detik, aluminium dan plastik komposit dikatakan terikat secara permanen dan kuat.
Dalam kerjasama pengembangan, para insinyur IWS juga bertujuan untuk menentukan daya tahan jangka panjang dari wadah ringan yang digabungkan dibandingkan dengan solusi sekrup atau perekat. Menurut Fraunhofer IWS, kontainer harus menahan beban tinggi dalam penggunaan sehari-hari, misalnya ketika mekanik kendaraan memampatkan sampah yang terkumpul. Dalam percobaan sebelumnya, wadah yang disambung dengan HPCi terbukti sangat tahan lama dan lebih mudah diperbaiki daripada konstruksi yang direkatkan. Pengukuran telah menunjukkan bahwa sambungan HPCi dapat menahan gaya tarik yang setara dengan tekanan lengan hidrolik hingga 25 megapascal.
Para ahli IWS yakin bahwa proses penyambungan baru tidak hanya cocok untuk konstruksi wadah limbah, tetapi juga untuk konstruksi ringan di pesawat terbang, kereta api, fasilitas industri, atau kapal. Pelanggan industri juga berniat menggunakan HPCi dalam produksi mesin pencuci piring dan peralatan rumah tangga lainnya. Sementara itu, untuk mendukung penerapan praktis yang luas dari teknologi penyambungan baru proyek ini, para peneliti Dresden mengatakan bahwa mereka telah mengembangkan senjata penyambung HPCi kompak yang tidak lebih besar dari bor tangan standar. Mereka dapat dipasang secara modular pada robot, misalnya, untuk memulai proses produksi kecil yang ringan dengan cepat. Karena alat baru ini sangat menjanjikan, para ilmuwan Fraunhofer juga berniat untuk segera mendirikan perusahaan yang akan memproduksi seri senjata gabungan HPCi.
Dengan keadaan perkembangan saat ini, perusahaan menambahkan, truk sampah listrik pertama dengan kontainer ringan baru akan segera membentuk pemandangan perkotaan di banyak kota besar. “Prototipe kontainer harus siap pada awal 2021,” kata Klotzbach. “Kami berharap kendaraan pengumpul sampah pertama berada di jalan dalam waktu dua tahun.” Para pengembang membayangkan perusahaan kota sebagai pelanggan utama.
Enam mitra terlibat dalam proyek UTILITAS:Fraunhofer IWS Dresden, Ketua Desain Ringan Struktural dan Pemrosesan Plastik di Universitas Teknologi Chemnitz (Chemnitz), Marko Pfaff &Co. Spezialfahrzeugbau GmbH (Bad Lausick), Sistem mobil Scheil GmbH &Co. KG, PROFIL Verbindungstechnik GmbH &Co. KG (Friedrichsdorf) dan EBF Dresden GmbH (Dresden).
