CSP Advanced Materials Center memperkenalkan casing baterai komposit dan inovasi material

Continental Structural Plastics (CSP, Auburn Hills, Mich., AS), bersama dengan perusahaan induknya Teijin Ltd., pada 9 Desember meluncurkan teknologi panel honeycomb Kelas A yang inovatif dan penutup baterai kendaraan listrik (EV) multi-material yang canggih yang dapat dicetak dalam sejumlah formulasi komposit milik CSP. Teknologi komponen ini dikembangkan di Advanced Technologies Center baru perusahaan di Auburn Hills, Michigan, fasilitas R&D kedua CSP di kota, dan menunjukkan transisi perusahaan ke kemampuan R&D yang lebih luas setelah akuisisi Teijin.

Advanced Technologies Center yang baru adalah fasilitas seluas 47.500 kaki persegi di mana 24.000 di antaranya didedikasikan untuk upaya R&D untuk mengembangkan bahan dan proses generasi berikutnya untuk memindahkan CSP dan Teijin melampaui senyawa cetakan lembaran (SMC) dan ke pasar dan teknologi baru. Peralatan meliputi mesin press 4000 ton dengan leveling dan vakum, press 750 ton dengan vakum, press 400 ton dengan tempat tidur 10 kaki, enam thermolator, dua FANUC Robotics, dan mesin pengukur koordinat (CMM).

“Kami sedang mengembangkan teknologi dan proses di sini yang memanfaatkan keahlian CSP dan Teijin dalam komposit termoplastik dan termoset, serat karbon, dan manufaktur untuk memberi pelanggan kami opsi baru untuk program kendaraan yang ada dan yang akan datang,” kata Hugh Foran, direktur eksekutif, Pengembangan Bisnis Baru, Pasar dan Teknologi Baru. “Kami dapat mengurangi bobot sekaligus meningkatkan daya tahan dan keselamatan penumpang — semua fitur utama yang diperlukan untuk kendaraan otonom, terhubung, dan listrik.”

Selain transisi teknologi, Advanced Technologies Center mengambil beberapa proyek untuk memenuhi upaya R&D baru ini. Yang pertama dari proyek ini adalah proses manufaktur sarang lebah baru CSP yang menghasilkan panel Kelas A yang sangat ringan. Dianggap sebagai komposit "sandwich", panel ini menggunakan inti sarang lebah yang ringan, dilapisi dengan serat alami, serat kaca atau kulit serat karbon yang dibasahi dengan resin poliuretan (PUR). CSP mengatakan proses ini memungkinkan pencetakan bentuk kompleks dan tepi tajam, dan menghasilkan panel yang menawarkan kekakuan yang sangat tinggi dengan bobot yang sangat rendah.

CSP juga saat ini sedang dalam pengembangan dan produksi lebih dari 34 penutup kotak baterai kendaraan listrik (EV) di AS dan China. Namun, untuk memperluas penawaran perusahaan dan menyediakan penutup baterai yang unggul kepada pelanggan, CSP dan Teijin telah mengembangkan penutup baterai multi-material berukuran penuh yang menampilkan penutup komposit satu bagian dan baki komposit satu bagian dengan penguat aluminium dan baja.

Menurut kedua perusahaan, pembuat mobil sering menghadapi sejumlah tantangan dengan penutup baterai EV baja dan aluminium multi-bagian saat ini, termasuk berat keseluruhan kasing (biasanya lebih dari 1.000 pon), dan kebutuhan akan beberapa las, pengencang dan baut yang akhirnya dapat menyebabkan kebocoran. Dengan mencetak penutup dan baki masing-masing sebagai satu kesatuan, CSP mengatakan telah menciptakan sistem yang lebih mudah untuk disegel dan dapat disertifikasi sebelum pengiriman. Perusahaan ini memiliki dua paten yang tertunda untuk perakitan kotak dan sistem pengikatnya yang inovatif.

Perusahaan juga mengembangkan rangka pemasangan yang memanfaatkan busa struktural untuk penyerapan energi. Hal ini memungkinkan pengurangan ketebalan dan berat bingkai, sekaligus meningkatkan kinerja benturan. Manfaat tambahan dari penutup baterai multi-material meliputi:

• Non-konduktif
• Dapat dicetak dalam bentuk yang rumit
• Lebih sedikit kerumitan dalam perkakas
• Kekuatan tinggi
• Stabilitas dimensi
• Fitur penyegelan yang dibentuk
• Kemampuan untuk membentuk pelindung, termasuk perlindungan EMI dan RFI
• Ketahanan korosi
• Mengurangi biaya perkakas

Semua mengatakan, kandang baterai multi-material CSP dikatakan 15% lebih ringan dari kotak baterai baja. Meskipun beratnya sama dengan selungkup aluminium, selungkup CSP menawarkan ketahanan suhu yang lebih baik daripada aluminium, terutama jika sistem resin fenolik digunakan. Selain itu, desain one-piece untuk baki tidak memiliki lubang tembus, jadi tidak diperlukan penyegelan atau sealant. Ini tidak hanya menghilangkan kemungkinan kebocoran, tetapi juga mengurangi biaya dan kerumitan produksi secara keseluruhan.

Banyak dari manfaat ini tidak dapat dicapai tanpa bahan kimia komposit superior yang dikembangkan oleh tim R&D material CSP, klaim perusahaan. Bermacam-macam komposit canggih ini memungkinkan pelanggan memilih formulasi untuk penutup dan/atau alas yang paling sesuai dengan spesifikasi mereka. Opsi bahan penutup baterai CSP meliputi:

• Sistem ATH poliester/vinil ester isi tinggi tradisional yang menggunakan kimia SMC konvensional, mudah disesuaikan dengan alat yang ada dan akan memberikan kinerja dasar yang sangat baik dalam desain yang tepat.
• Sistem intumescent menggunakan bahan kimia yang mirip dengan SMC tradisional, tetapi dengan kemampuan mudah terbakar dan kinerja termal yang lebih baik.
• Sistem fenolik yang ideal untuk aplikasi suhu tinggi di mana suku cadang harus memenuhi persyaratan keselamatan kebakaran, emisi asap, pembakaran, dan toksisitas. Sistem fenolik akan memiliki ketahanan api yang sangat baik, ketahanan panas dan kimia, serta karakteristik non-konduktivitas listrik.

Masing-masing bahan kimia ini dapat diadaptasi menggunakan jenis atau format serat yang berbeda (misalnya kaca/karbon/campuran/lainnya, cincang dan/atau kontinu), dan semuanya dapat diformulasikan untuk mencapai persyaratan VOC yang paling ketat.

“ Pekerjaan yang dilakukan di Advanced Technology Center, dikombinasikan dengan kemajuan material yang dicapai di fasilitas R&D kami di kantor pusat, memungkinkan CSP untuk mempertahankan posisi kepemimpinan kami dalam komposit canggih, dan menjadikan kami sebagai pemain global di bidang multi-material, ” kata Steve Rooney, CEO CSP. “Bersama-sama, dengan serat karbon dan keahlian material yang dihadirkan Teijin, kami mengembangkan solusi ringan yang memungkinkan pelanggan kami untuk berpikir di luar kebiasaan dalam hal desain kendaraan.”

Tim di Advanced Technologies Center saat ini terdiri dari lima insinyur dan desainer. Departemen Teknologi Canggih CSP, dalam kombinasi dengan R&D dan Pengembangan Produk, terdiri dari lebih dari 80 insinyur, perancang, dan ilmuwan. Sebelum CSP diakuisisi oleh Teijin, fasilitas ini merupakan pusat R&D Teijin, dan tempat proses manufaktur Sereebo dikembangkan. Ini adalah proses yang sekarang digunakan untuk membuat kotak pikap GMC Sierra Denali pemenang Penghargaan PACE CarbonPro, yang dikatakan sebagai kotak pengambilan serat karbon pertama di industri.