Victrex dan Electroimpact Capai Kecepatan AFP 4.000 IPM dengan Kompos Termoplastik

Photo Credit: Victrex

Sebagai langkah menuju produksi komponen penerbangan skala besar dari kompos termoplastik, penyedia solusi polimer Victrex (Cleveleys, Inggris) dan spesialis otomatisasi serta tooling Electroimpact (Mukilteo, Washington, AS) baru-baru ini mengumumkan bahwa mereka telah mencapai kecepatan laydown 4.000 inci per menit (IPM) menggunakan teknologi automated fiber placement (AFP) Electroimpact dan pita UD VICTREX AE 250 low-melt polyaryletherketone (LMPAEK).

Teknologi pemrosesan AFP Electroimpact telah ditingkatkan dengan penerapan sistem pemanas laser baru; pita UD VICTREX AE 250 adalah prepreg pita kompos termoplastik berkinerja tinggi yang dirancang oleh Victrex untuk memiliki properti mekanis, fisik dan resistensi kimia yang khas dari keluarga polimer polyaryletherketone (PAEK), seperti PEEK, tetapi dengan suhu leleh kristal 40°C lebih rendah, pada 305°C.

"Signifikansi memproses pita UD termoplastik pada kecepatan layup 4.000 IPM dengan [Electroimpact's] Variable Spot Size (VSS) Laser adalah, untuk pertama kalinya menurut pengetahuan kami, bahwa termoplastik mampu mencapai kecepatan layup termooset. Perkembangan ini dapat membantu menghilangkan kebutuhan akan curing autoclave, dan menawarkan keuntungan throughput yang besar dan baru untuk termoplastik," menjelaskan Michael Assadi, chief engineer di Electroimpact.

Menurut James Myers, head of R&D di Victrex, "Teknologi low-melt adalah perbedaan utama dalam mengoptimalkan untuk AFP." Suhu leleh 305°C produk ini, khususnya, menambahkan, "memungkinkan properti berkinerja tinggi dari polimer PAEK lainnya dengan energi laser yang lebih rendah, dengan tingkat konsolidasi yang tepat untuk penerbangan ruang angkasa. Selain itu, impregnasi pita UD yang sangat tinggi, konsistensi dalam hal lebar dan ketebalan serta panjang kontinyu panjang tanpa sambungan adalah faktor yang berkontribusi pada layup cepat."

Menurut Myers, produk ini sedang dioptimalkan untuk efisiensi manufaktur dalam beberapa proses otomatis, termasuk AFP, automated tape laying (ATL) dan continuous compression molding (CCM). "Sementara platform material masih dalam pengembangan, ada potensi yang muncul untuk aplikasi struktural berkinerja tinggi berukuran besar yang beroperasi dalam lingkungan yang menuntut di mana manufaktur laju tinggi/volume tinggi adalah persyaratan kunci," katanya. "Kami belum menemukan batasan material dalam lingkungan pemrosesan AFP/ATL tradisional."

Tingkat kecepatan ini saat ini dilaporkan untuk konsolidasi out-of-autoclave (OOA), meskipun menurut Myers, tim juga mencoba pemrosesan in-situ di fasilitas Electroimpact, "untuk menciptakan laminat bebas pori dalam satu langkah." Untuk ini, Assadi menambahkan, "Dalam hal kecepatan, konsolidasi in-situ terbatas oleh kristalisasi material dan autohesion untuk mencapai properti yang diperlukan. Manfaat throughput/efisiensi tentu adalah tidak ada langkah konsolidasi tambahan."

Victrex melaporkan bahwa program uji yang membandingkan beberapa material berbeda menunjukkan bahwa pita UD LMPAEK Victrex memberikan performa terbaik, menghasilkan laminasi bebas pori, termasuk distribusi serat yang paling seragam dan merata dalam resin.