Prepreg CFRP Tahan Api Baru Toray Menetapkan Standar Baru untuk Performa Penerbangan Antariksa
Toray Industries Inc. (Tokyo, Jepang) telah mengembangkan prepreg plastik terkuat serat karbon (CFRP) untuk aplikasi penerbangan luar angkasa canggih. Perusahaan mengatakan telah memanfaatkan teknologi informatika bahan — teknik yang menggabungkan pembelajaran mesin, densitas teoretis, simulasi dan basis data — untuk mencapai dengan cepat optimal ketahanan api yang tinggi dan performa mekanis untuk bahan ini. Perusahaan akan mendorong pengujian demonstrasi untuk memperluas aplikasi dan permintaan CFRP untuk mencakup pesawat, mobil dan penggunaan industri umum.
Menurut Toray, meskipun mechanically superior kepada logam, CFRP memiliki beberapa kekurangan fungsional, termasuk tahan api dan konduktivitas listrik; sebagai akibatnya, perbaikan properti ini dianggap diinginkan. Namun, tantangan merangka dan mengoptimalkan berbagai ketahanan api dan properti mekanis melibatkan sejumlah besar data eksperimental. Sulit juga untuk mengurangi waktu pengembangan, tambah Toray.
Sebagai bagian dari inisiatif transformasi digitalnya, yang menarik pada data dan teknologi digital untuk menjadi lebih kompetitif, Toray menerapkan informatika bahan dalam rekayasa CFRP dan mendirikan teknologi untuk mengembangkan bahan dengan cepat dengan memanfaatkan analisis masalah balik untuk merancang ulang desain bahan berdasarkan properti yang diperlukan.
Perusahaan menggunakan peta mandiri yang diorganisir yang digunakan dalam penelitian bersama dengan Universitas Tohoku sebagai alat untuk analisis ini, memungkinkan untuk mengidentifikasi kombinasi bahan yang sesuai untuk mencapai properti yang diinginkan melalui eksperimen. Ini mengarah pada rekayasa yang sukses dari matriks resin untuk penguatan serat untuk mengembangkan prepreg CFRP.
Prepreg reportedly menyediakan kekuatan tekanan, resistensi panas dan properti mekanis lainnya yang setara dengan bahan penerbangan luar angkasa saat ini. Pada saat yang sama, ia memberikan tingkat pembebasan panas 35% lebih rendah, yaitu tingkat panas yang dihasilkan dari api, dibandingkan dengan bahan-bahan itu. Selain itu, Toray berencana untuk menerapkan analisis masalah balik pada konduktivitas termal, konduktivitas listrik dan elemen lain untuk membantu merangka prepreg yang sangat fungsional yang melayani kebutuhan yang bervariasi dalam komponen pesawat, mobil dan penggunaan industri umum.
Beberapa kemajuan Toray dalam upaya pengembangan ini adalah bagian dari “Materials Integration” untuk Sistem Desain Revolusioner Bahan Struktural di bawah Program Promosi Inovasi StrategisLintas Kementerian (SIP). SIP dipimpin oleh Dewan Ilmu Pengetahuan, Teknologi dan Inovasi (CSTI) Kantor Kabinet, Pemerintah Jepang, yang diawasi oleh Badan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Jepang.
