Setforge Meluncurkan Produksi Berseri Komposit Serat Karbon dengan Teknologi 9T Labs
Selama lebih dari satu abad, Setforge (anak perusahaan Farinia Group, L’Horme, Prancis) telah memajang dan memesin komponen logam presisi volume tinggi untuk industri yang menuntut seperti otomotif dan penerbangan. Namun, untuk mempertahankan kepemimpinan dan menyesuaikan diri dengan waktu yang berubah, perusahaan telah berinvestasi pada teknologi yang akan memungkinkannya merancang dan memproduksi bagian komposit terkuat serat karbon dengan cepat dan hemat biaya untuk mengganti baja, aluminium, dan titanium dengan massa yang jauh lebih rendah. Untuk memfasilitasi ekspansi ke komposit canggih, Setforge menjadi mitra awal dengan OEM solusi manufaktur hibrid 9T Labs AG (Zurich, Swiss) dan kini telah mulai memeriksa aplikasi bagian serial baru yang akan diproduksi pada platform Red Series Additive Fusion Solution di L’Horme, Prancis.
“Kami memilih platform Red Series Additive Fusion Solution mereka, yang merupakan solusi all-in-one yang menggabungkan perangkat lunak, perangkat keras, dan dukungan. Perangkat lunak Fibrify memungkinkan kami merancang bagian dengan serat yang dapat ditempatkan hanya di tempat yang diperlukan, dan langsung terhubung dengan perangkat lunak simulasi struktural yang tersedia secara komersial,” jelas Damien Felix, manajer proyek R&D di Setforge. “Kombinasi manufaktur aditif [AM] dan cetak cetak adalah unik. Kami dapat menawarkan bagian struktural yang dapat direproduksi dan juga bersaing secara biaya. Keahlian 9T Labs dalam komposit membantu kami mengidentifikasi aplikasi yang tepat dan merancang bagian yang disesuaikan beban dengan mudah. Kami bahkan dapat memasukkan penyisip logam, jika diperlukan, sebelum kami memadatkan serat dan mengurangi porositas. Kami akhirnya mendapatkan bagian akhir bentuk neto dengan rasio serat tinggi dan porositas rendah yang mendukung beban spesifik empat kali lebih tinggi dari baja.”
Manfaat pasar bagian yang dapat diproduksi bentuk neto hampir,
dengan rasio bobot-performa yang dioptimalkan dan performa mekanik
yang lebih tinggi dari proses serat karbon kecepatan tinggi lainnya? Didier Henry, direktur Setforge mengatakan jawabannya adalah “pasar apa pun yang didominasi oleh aluminium dan titanium, atau di mana bagian yang kuat dan ringan bernilai. Bagian ini bahkan akan menarik untuk mengganti bagian komposit lain yang harus ditingkatkan, difokuskan dan diperkuat.”
Dengan pengaturan kemampuan produksi serat karbon AM pertama berkat 9T Labs, Setforge berkata akan dapat memproduksi hingga 5.000 bagian komposit serat karbon per tahun dalam ukuran hingga 350 x 270 x 250 milimeter. Seiring peningkatan kapasitas pada 2023 dan seterusnya, Setforge berharap dapat memproduksi 100.000 bagian/tahun dan memperluas dimensi bagian.
“Dengan Red Series, kami ingin menawarkan penggantian bagian logam dengan komposit untuk pasar saat ini kami seperti otomotif atau penerbangan, tetapi kami juga ingin menawarkan solusi inovatif untuk pasar baru — misalnya, mewah, olahraga, medis, eksoskelet [misalnya, sistem bantu angkat ergonomis yang dapat dikenakan] dan drone,” tambah Felix. (Lihat “9T Labs menilai AM untuk aplikasi medis, penerbangan.”)
Teknologi manufaktur canggih hibrid 9T Labs memungkinkan bagian struktural berperforma tinggi — dalam bagian kecil-kecil menengah dan bagian tebal yang menantang — untuk diproduksi dalam komposit termoplastik terkuat serat karbon (CFRTP) dalam volume produksi dari 100 hingga 10.000 bagian/tahun. Dengan menggabungkan pencetakan 3D (yang menawarkan kebebasan desain, kompleksitas bagian
dan kontrol orientasi serat) dengan cetak kompresi dalam cetakan logam yang cocok (menyediakan waktu siklus cepat, laju produksi tinggi, permukaan yang bagus dengan porositas rendah, serta repetabilitas dan reproduktivitas tinggi), sistem produksi hibrid ini dilaporkan menawarkan yang terbaik dari manufaktur aditif dan subtractif.
Platform Red Series Additive Fusion Solution yang dipatenkan perusahaan terdiri dari Build Module — pencetak 3D yang menyediakan penataan serat dan produksi preform — dan Fusion Module — pres kompresi padat yang menyediakan konsolidasi preform dan pembentukan bagian akhir. Perangkat keras didukung oleh suite desain Fibrify 9T Labs. Perangkat lunak ini memungkinkan file CAD diimpor, desain bagian dan tata letak serat dioptimalkan, kemudian dipindahkan ke program analisis struktural komersial utama untuk memverifikasi performa struktural. Ini, menurut 9T Labs, menghilangkan siklus “buat dan hancurkan'” yang mahal dan memakan waktu dalam merancang bagian, memproduksi dan menguji prototipe serta memodifikasi desain lebih lanjut untuk lebih dekat dengan target performa dan biaya. Dalam gilirannya,
ini membantu produsen membawa bagian ke pasar lebih cepat dan dengan biaya lebih rendah.
Bersama-sama, sistem dapat dengan cepat, efisien, konsisten
dan hemat biaya memproduksi bagian struktural dengan kompleksitas tinggi dalam komposit CFRTP untuk prototip awal hingga manufaktur volume tinggi. Lebih jauh, penggunaan bahan standar industri yang terbukti — poliamida 12 (PA12) murni (tidak diperkuat) dan terkuat serat karbon berperforma tinggi, polifenilensulfida (PPS), polieterketonketon (PEKK) dan polieteretereketon (PEEK) — bagian komposit struktural ringan yang dapat mengganti logam dalam lingkungan yang menantang dapat diproduksi dengan terjangkau dengan limbah rendah, rasio beli-terbang yang ditingkatkan dan tingkat R&R yang tinggi. Karena matriks termoplastik dapat direproses mencair, bahan limbah dan bagian dapat didaur ulang, dan beberapa subrakitan dicetak 3D dapat dijalin bersama selama langkah Fusion.
