Struktur Isogrid Komposit Canggih Dibuat dengan Teknologi Depositasi Terkini
Pembuat mesin COMEC (Chieti, Italia), dengan dukungan organisasi R&D komposit CETMA (Brindisi, Italia), telah membangun struktur isogrid komposit menggunakan teknologi depositasi inovatif. Ini dikembangkan dalam proyek penelitian berjudul "Study of innovative product and process solutions based on the industrial use of advanced materials" yang didanai oleh wilayah Abruzzo Italia sebagai bagian dari program "POR FESR Abruzzo 2014-2020".
Struktur isogrid digunakan dalam berbagai aplikasi dan konfigurasi. Struktur ini biasanya terdiri dari kulit tipis luar yang terhubung integral dengan lattice penguat. Pengulangan elemen penguat memungkinkan distribusi beban yang efisien, membuatnya lebih sensitif terhadap kerusakan akibat tabrak, delaminasi dan propagasi cacat. Jika grid memiliki pola segitiga, ia memiliki perilaku mekanik yang mirip dengan material isotropik. Desain struktur isogrid membutuhkan cetakan hybrid yang terdiri dari bagian aluminium eksternal dan cetakan Teflon internal yang memiliki cetakan struktur isogrid di mana depositasi towpreg yang belum dikonsolidasikan dilakukan. Cetakan hybrid diperlukan untuk kompensasi optimal layup towpreg — dengan memanfaatkan koefisien ekspansi termal (CTE) yang berbeda dari Teflon, sementara pada saat yang sama menawarkan struktur kontainer aluminium eksternal yang rigid.
Teknologi depositasi, yang dikembangkan oleh COMEC, terutama terdiri dari dua elemen, robot sumbu enam dan kepala depositasi towpreg. Solusi melibatkan penggunaan robot antropomorfik dengan enam derajat kebebasan, tiga ditugaskan ke lengan untuk operasi positioning kepala depositasi yang terhubung ke pergelangan tangan dan tiga ditugaskan ke pergelangan tangan itu sendiri untuk orientasi kepala. Solusi teknologi yang diusulkan untuk kepala depositasi menggunakan tow kering, yang kemudian diimpregnasi dengan resin melalui sistem in-line. Impregnasi terjadi di dalam kepala depositasi, dengan mengintegrasikan unit yang memungkinkan serat basah dengan resin in-situ. Sistem impregnasi in-line mengurangi biaya — produk setengah jadi lebih mahal dari reinforced kering yang digunakan di sini, dan juga membutuhkan penyimpanan beku/dingin, yang tidak diperlukan oleh bahan serat kering.
Terminal dari kepala depositasi adalah area terakhir yang dilalui tow sebelum depositasi. Tow keluar dari mata depositasi diimpregnasi dan ditempatkan pada permukaan cetakan isogrid hybrid. Untuk memastikan kompensasi yang baik dari lapisan komposit, roller digunakan untuk menekan tekanan yang sesuai pada tow yang baru diimpregnasi dan ditempatkan.
Setelah depositasi lapisan towpreg dalam cetakan Teflon, CETMA melakukan proses konsolidasi, menggunakan cetakan aluminium eksternal di press panas. Siklus polimerisasi bergantung pada resin yang digunakan untuk towpreg. Dalam kasus ini, resin adalah epoxy dan polimerisasi lengkap membutuhkan suhu 120°C.
Struktur isogrid yang dibuat menggunakan komposit mewakili alternatif yang potensial menarik terhadap struktur sandwich yang digunakan di lingkungan yang antagonis. Konfigurasi fleksibel mereka memungkinkan aplikasi berkinerja tinggi dalam berbagai industri. Berkat serbaguna mesin impregnasi yang dikembangkan oleh COMEC, yang dapat digunakan dengan hampir kombinasi fiber/matriks apa pun, struktur isogrid dengan bahan komposit yang berbeda dapat dengan mudah diproduksi.
CETMA senang mendukung perkembangan ini, dan tim R&D COMEC menghargai kontribusi CETMA untuk proyek ini: "Kolaborasi dengan CETMA telah memungkinkan pertumbuhan know-how dan konsolidasi partnerase yang semakin kuat yang bertujuan pada inovasi."
