Garis Produksi Modular Mengubah Polimer Termoplastik dan Komposit Menjadi Panel Organosheet Berkinerja Tinggi
Cetim (Nantes, Prancis) sudah dikenal luas untuk QSP (Quilted Stratum Process) untuk produksi terindustrialisasi (waktu siklus < 1 menit) dari bagian komposit termoplastik, dan juga untuk perangkat lunak QSD (Quilted Stratum Design) yang mengoptimalkan bagian tersebut, termasuk cara menggunakan kembali limbah produksi ke dalam bagian. Teknologi pendukung ketiga adalah garis produksi modular untuk mengubah limbah termoplastik dengan dan tanpa penguat serat menjadi panel organosheet yang menawarkan properti dan biaya yang diinginkan.
Garis Pilot di Cetim Grand Est
Proses daur ulang komposit termoplastik ini dikembangkan oleh Cetim Grand Est (Mulhouse, Prancis). Dibentuk pada 1977 sebagai Cetim Cermat, ia bergabung dengan CRITT Matériaux Alsace pada 2018 untuk memberikan dukungan teknologi untuk perusahaan di wilayah Alsace Lorraine dan Champagne-Ardenne Prancis. “Cetim Grand Est bertanggung jawab atas teknologi daur ulang polimer dan komposit termoplastik,” menjelaskan Clément Callens, manajer unit bisnis di Cetim Grand Est untuk tim Industry of the Future berbasis di Mulhouse, termasuk proyek proses termoplastik dan pemantauan online. “Kami memiliki belas orang di divisi ini dan bekerja dengan universitas dan perusahaan dari berbagai industri, menciptakan tim multidisipiner untuk memecahkan masalah yang menantang.”
“Garis produksi pilot yang kami berikan di Mulhouse dikembangkan untuk menunjukkan kepada dunia bahwa proses termo-mekanik inovatif ini untuk daur ulang sisa produksi adalah mungkin,” lanjut Callens. “Garis ini serupa dengan QSP dalam filosofi: sistem otomatis yang fleksibel dan modular, yang memungkinkan perusahaan untuk menggunakan teknologi dengan cara yang efisien dan hemat biaya. Kami sebenarnya menerima sisa dari garis QSP di Nantes, atau dari pelanggan lain, lalu meningkatkan nilai sisa menjadi berbagai bahan dan panel organosheet, dengan tujuan untuk mempertahankan integritas komposit untuk performa yang lebih tinggi dibandingkan bahan tradisional dan komposit daur ulang tradisional.”
Thermosaïc dan ThermoPRIME
Garis ini menggabungkan dua pendekatan terpisah: Thermosaïc dan ThermoPRIME.
Thermosaïc mengambil sisa produksi komposit termoplastik dari pemotongan dan pemotongan (atau dari bagian usia pakai), menghancurkannya kasar lalu menggunakan proses termo-mekanik untuk mengubah potongan menjadi organosheet. “Kami menyebutnya panel struktural komposit,” kata Callens, “tapi itu pada dasarnya seperti organosheet.” Istilah organosheet berkembang di Eropa untuk menggambarkan prepreg kain terkuat termoplastik, semipreg atau blank pre-konsolidasi yang dapat di termoforming dan di-overmold menjadi bagian komposit. Produk Thermosaïc adalah quasi-isotropik, dan panjang serat dipertahankan sebanyak mungkin untuk memaksimalkan properti mekanik. “Mereka berada di tengah-tengah antara lembar serat pendek dan organosheet klasik,” catat Callens. “Tujuan teknologi ini adalah untuk menemukan kompromi yang baik antara ukuran potongan dan properti panel karena Anda selalu harus menghubungkan performa dengan biaya. Proses harus fleksibel dan hemat biaya, artinya lebih murah dari bahan murni.”
“Kami menggunakan garis proses yang sama untuk membuat panel struktural ThermoPRIME,” jelasnya. “Ini adalah konsep dasar yang sama, tetapi dalam pendekatan ini, kami memulai dengan sisa termoplastik tanpa penguat atau bagian usia pakai yang telah didaur ulang menjadi film. Film yang terbuat dari berbagai bahan sudah tersedia di pasar. Kami kemudian menambahkan serat kering berkelanjutan murni, alami, didaur ulang atau apa pun untuk menghasilkan organosheet yang memiliki properti yang sama dengan bahan murni tetapi dengan biaya yang lebih rendah. Impregnasi serat menggunakan proses berkelanjutan yang lebih murah dibandingkan pemrosesan batch dari organosheet klasik.”
Demonstrasi, Penghematan Biaya dan Rantai Pasokan
Demonstrasi hingga saat ini telah menunjukkan penghematan biaya yang lebih besar dengan performa termoplastik yang lebih tinggi seperti PEEK (polyetheretherketone) atau PPS (polyphenylene sulfide) dibandingkan dengan bahan seperti PP (polipropilena), yang sudah rendah biaya sebagai bahan murni. Selain polimer ini, tim Callens telah memproses PA6 (poliamida 6) dan mengembangkan berbagai produk polimer terkuat serat kaca yang didaur ulang, bekerja dengan perusahaan, misalnya Porcher (Eclose-Badinières, Prancis), untuk menghasilkan panel Thermosaïc dan ThermoPRIME. Tim juga sedang bekerja pada panel polimer terkuat serat karbon yang didaur ulang.
Bagaimana Anda melihat perkembangan rantai pasokan daur ulang? “Kami sekarang bekerja untuk mentransfer teknologi ini ke industri, bekerjasama dengan pemasok Tier 1 dan produsen bahan,” kata Callens. “Cetim Grand Est bekerja dengan industri untuk menyelesaikan studi konsep bukti dan kelayakan. Ini juga bekerja, dalam kerjasama dengan mitra produsen mesin, untuk menyesuaikan garis untuk memenuhi kebutuhan spesifik pelanggan dan bekerja dengan pelanggan untuk membantu menentukan modul produksi dan parameter optimal.”
Thermosaïc dan ThermoPRIME diakui di JEC World 2018 dengan Innovation Award for Sustainable Development. Clément Callens dijadwalkan untuk memberikan detail lebih lanjut tentang teknologi ini pada 12 Mei di JEC World 2020 (Paris, Prancis).
