INVENT Bekerja Sama dengan SUSTAINair untuk Mendorong Sirkularitas Pesawat
Proyek Horizon 2020 SUSTAINair, kolaborasi 11 organisasi penelitian Eropa dan mitra industri, baru-baru ini diluncurkan pada Januari 2021 untuk meneliti dan mengembangkan solusi untuk mencapai ekonomi penerbangan sirkular. Ini termasuk meningkatkan efisiensi sumber daya dan kinerja pesawat sambil mengurangi limbah dan biaya bahan selama siklus hidup pesawat. Mitra konsorsium mencatat bahwa meskipun sektor penerbangan telah terjun ke dalam ketidakpastian, meningkatkan transisi hijau industri penerbangan pasca-pandemi tetap merupakan tujuan strategis pemerintah yang memberikan jalan menuju pemulihan.
Secara lebih spesifik, penelitian yang didanai EU bertujuan untuk membuat seluruh ekosistem rantai pasok penerbangan lebih hijau sesuai dengan Rencana Aksi Ekonomi Sirkular, menetapkan standar baru untuk manufaktur penerbangan dan memungkinkan peningkatan sinergi lintas sektor. Proyek SUSTAINair diharapkan memberikan sektor penerbangan landasan untuk ekonomi rendah karbon yang lebih hemat biaya sambil mengatasi peningkatan konsumsi sumber daya, limbah dan emisi. Ini telah disetujui oleh inisiatif penelitian Future Sky dari Asosiasi Balai Penelitian Eropa dalam Penerbangan (EREA).
Dikoordinir oleh Jürgen Roither, engineer penelitian di Center for Low-Emission Transport di Austrian Institute of Technology AIT-LKR (Seibersdorf), organisasi penelitian dan teknologi terbesar Austria, proyek ini dijanjikan berlangsung selama 3,5 tahun dengan anggaran 5 juta euro.
Roither menekankan fungsi komplementer setiap mitra proyek dalam setiap tahap ekonomi sirkular siklus hidup pesawat. "SUSTAINair menangani semua fase rantai nilai komponen pesawat dari desain sirkular hingga manufaktur, pemeliharaan dan perbaikan, hingga penginstalan dan daur ulang, dan akan unggul melalui kompetensi dan keahlian gabungan mitra proyeknya," katanya.
Roither menambahkan bahwa inovasi bahan di sektor penerbangan yang sangat diatur perlu bersertifikat untuk dapat terbang. Karena itu, SUSTAINair mencari nasihat dari Badan Keselamatan Penerbangan Uni Eropa (EASA, Cologne, Jerman), yang akan dipimpin oleh Koordinator Penelitian Senior EASA, Willy Sigl.
"Kontribusi EASA akan mengurangi waktu ke pasar produk dan model bisnis inovatif baru dan memungkinkan tingkat keselamatan, keamanan dan perlindungan lingkungan yang tinggi. Oleh karena itu, EASA mendukung proyek penelitian yang dipilih, seperti SUSTAINair, dalam peran nasihat terkait aspek sertifikasi, regulasi dan penilaian keselamatan," Sigl kata.
Spesialis serat komposit bergabung dengan proyek
Spesialis serat komposit INVENT GmbH (Braunschweig, Jerman) juga telah bergabung dengan proyek SUSTAINair. Sejak 1996, INVENT GmbH telah mengembangkan dan memproduksi komponen struktural presisi tinggi sebagai perusahaan bersertifikat EN 9100 dan Nadcap, dari ide awal hingga produksi massal. Know-how teknologi dan fasilitas manufaktur ini akan digunakan dan lebih dikembangkan dalam proyek untuk mencapai pendekatan ekonomi sirkular hemat biaya untuk serat komposit.
Selanjutnya, koneksi kuat INVENT dengan sektor aeronautik high-tech memungkinkan perusahaan untuk berkontribusi pada berbagai aktivitas berdampak tinggi dalam proyek. Pengembangan sayap berbentuk variabel (morphing), teknologi integrasi sensor dan teknik daur ulang limbah produksi baru, hanyalah beberapa. INVENT memerankan peran kunci dalam koordinasi dan manufaktur komponen untuk demonstrasi teknologi yang dikembangkan dalam SUSTAINair. Teknologi gabungan dasar, desain antarmuka dan teknologi manufaktur logam akan ditransfer ke demonstrator gabungan yang lebih kompleks, yang akan mencakup integrasi sensor untuk pemantauan kesehatan struktural (SHM) dan akan diproduksi, diuji dan dievaluasi untuk memvalidasi pencapaian tujuan proyek.
"Proyek SUSTAINair memilih pendekatan yang sangat holistik terhadap konsep ekonomi sirkular yang disesuaikan dengan konteks aeronautik. Ini membuat ini sebuah proyek yang menarik untuk menjadi bagian dan memberinya potensi untuk dampak nyata dan berkelanjutan, tidak hanya untuk lingkungan dan industri tetapi juga dalam hal kebijakan standarisasi," merangkum Marc Joulian, manajer proyek SUSTAINair di INVENT.
Mendaratkan rasio beli-ke-terbang
Ekonomi sirkular adalah pendekatan untuk memaksimalkan sumber daya dengan menjaga mereka tetap digunakan selama waktu yang lama, sehingga meningkatkan nilai total mereka selama siklus hidup. Permintaan penerbangan untuk bahan berkualitas tinggi biasanya diiringi oleh limbah yang besar selama proses manufaktur. Ini berlaku untuk logam alloy dan komposit.
Metode daur ulang dan naik kelas baru yang dikembangkan dalam SUSTAINair untuk bahan penerbangan logam dan komposit, reportedly akan berkontribusi pada penurunan besar dalam limbah yang terjadi selama proses manufaktur dan akhir hidup (EOL). Solusi naik kelas akan dikembangkan untuk material termoadhesif serat karbon dan serat kaca, serta komposit termoplastik berkinerja tinggi.
Koordinator SUSTAINair Roither menambahkan bahwa proyek ini bertujuan untuk mengembangkan komponen near net-shape (diproduksi sebesar dan bentuk yang mungkin dekat dengan produk akhir) untuk industri penerbangan untuk mendekatkan rasio beli-ke-terbang ke satu, yang sangat penting jika lebih banyak bahan digunakan sepanjang rantai daripada yang dibuang. Ini dicapai dengan menggunakan alloy aluminiun nano-eutectic yang baru ditemukan di AIT-LKR dalam kombinasi dengan teknologi cetak tekanan tinggi lanjutan. "Pengolahan seperti itu dikenal di industri otomotif sebagai 'cepat dan efisien.' Teknik dan bahan yang disesuaikan SUSTAINair akan membuat manufaktur komponen penerbangan 'cepat, efisien dan bersih,' Roither kata.
Struktur penerbangan baru untuk mengurangi bobot dan emisi CO2
Alloy logam baru dan bahan komposit, seperti polimer yang diperkuat serat karbon (CFRP), digunakan untuk mengurangi massa dan meningkatkan efisiensi aerodinamis, meningkatkan konsumsi bahan bakar selama operasi penerbangan, dan oleh karena itu mengurangi emisi. Perubahan kecil pada bahan atau struktur pesawat dapat menghasilkan hasil besar ketika berkaitan dengan konsumsi bahan bakar.
Dengan itu di pikiran, mitra konsorsium SUSTAINair diharapkan untuk mengembangkan tidak hanya bahan baru untuk sayap fleksibel, tetapi juga teknik untuk integrasi sensor dalam bahan yang digunakan dalam komponen pesawat tersebut. Misalnya, pemantauan data real-time memungkinkan operator untuk menyesuaikan jalur penerbangan pesawat resulting in lower fuel consumption, while increasing the safety and reliability of aero-structures, as well as reducing maintenance costs.
Kombinasi logam dan komposit seperti itu tidak datang tanpa tantangan teknologis dalam operasi gabungan dan perbaikan, serta untuk pendekatan sirkular dalam proses EOL. "Yang unik tentang SUSTAINair adalah bahwa proses desain akan dibentuk untuk mengizinkan teknik inovatif sepanjang rantai nilai yang akan memberikan bahan umur yang lebih panjang dengan lebih banyak nilai, memperhitungkan pemasangan akhir dan naik kelas," Chiara Bisagni, profesor struktur penerbangan dan AIAA Fellow, di TU Delft, Belanda, kata.
Robot pemasangan untuk meningkatkan daur ulang
Pesawat terdiri dari banyak bagian dari berbagai bahan yang perlu digabung. Saat ini penggabungan dilakukan dengan menggunakan niit, yang sulit untuk dilepas. Ini membuat pemisahan, dan daur ulang yang efisien komponen pesawat menjadi menantang dan mahal hingga tidak ekonomis secara kelayakan. Niit juga membuat pesawat lebih berat, berdampak negatif pada konsumsi bahan bakar. Keahlian khusus mitra proyek dalam pengelasan dan teknik gabungan lain pada akhirnya dapat menghilangkan kebutuhan akan niit. Menurut mitra proyek, inovasi ini tidak dapat diadopsi tanpa perubahan pada standar saat ini yang diberikan oleh otoritas penerbangan seperti EASA.
Memperkenalkan teknologi Industri 4.0 dalam pemrosesan EOL pesawat, proyek SUSTAINair juga akan mengembangkan kepala robot yang secara otomatis mendeteksi dan mencabut niit, memungkinkan pemisahan alloy dan consequently bahan pesawat daur ulang yang lebih bernilai. "Untuk mendukung aktivitas gabungan dan pencabutan, INVENT telah mengembangkan teknologi baru untuk mewujudkan pemisahan tanpa kerusakan komponen komposit yang ditempel lem. SUSTAINair memberi kami kesempatan untuk lebih mengembangkannya," Jesper de Wit, manajer proyek SUSTAINair di INVENT, menambahkan.
On Flightpath 2050
Mitra proyek berada di garis depan penerbangan sirkular mengejar tujuan yang ditetapkan oleh Green Deal Uni Eropa dan Flightpath 2050. Inovasi teknologi yang dihasilkan oleh transisi ke ekonomi sirkular dapat dianggap sebagai jalan untuk mengatasi dampak ekonomi pandemi COVID-19 di industri sepanjang rantai pasok komponen penerbangan.
Mitra proyek adalah: AIT-LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen GmbH (Austria), Netherlands Aerospace Centre – NLR (Belanda), Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. – DLR (Jerman), JOANNEUM RESEARCH (Austria), Johannes Kepler University Linz (Austria), Delft University of Technology (Belanda), AEROCIRCULAR (Belgia), INOCON Technologie GmbH (Austria), INVENT GmbH (Jerman), Dutch Thermoplastic Components B.V. (Belanda), RTDS Association (Austria)
Proyek SUSTAINair ini telah menerima dana dari program penelitian dan inovasi Horizon 2020 Uni Eropa di bawah perjanjian grant 101006952.
