SABIC & Airborne Meluncurkan Linia Komposit Digital untuk Laminat Termoplastik Terenfor Serat
SABIC telah bekerjasama dengan Airborne untuk mengembangkan Linia Manufaktur Komposit Digital, yang dengan cepat menata letak pita UD termoplastik menjadi laminat datar hampir net-shape (kiri), kemudian mengkonsolidasikannya dalam proses pemanasan kontak (tengah), dan akhirnya memotong serta memeriksanya (kanan). Airborne diharapkan mulai mengirimi laminat custom ke pelanggan elektronik konsumen tahun depan. Sumber | SABIC.
SABIC (Bergen op Zoom, Belanda) memutuskan, pada 2012, untuk memasuki pita komposit termoplastik. Perusahaan sudah menawarkan polimer yang luas dalam material injeksi serat pendek dan termoplastik serat panjang (LFT) (keduanya dengan penguatan serat kaca dan karbon), jadi pita serat kontinu adalah perluasan logis dari teknologi intinya. Selain itu, gravitasi terhadap pita termoplastik selaras dengan tren industri yang mendukung material dan teknologi proses dengan konsumsi energi yang lebih rendah dan yang lebih berkelanjutan serta memungkinkan lingkungan kerja yang lebih sehat bagi pekerja. SABIC menjadi yakin bahwa ada banyak peluang yang belum tergali untuk pita termoplastik di banyak pasar (lihat "Elektronik konsumen: cover komposit hybrid").
Awalnya, tim yang terlibat dengan pita termoplastik memutuskan untuk fokus pada tiga teknologi yang saling terkait: material, desain dan pemrosesan.
"Tujuan kami adalah mengembangkan teknologi pita yang mampu untuk produksi massal, efisiensi biaya dan reproduktivitas sehingga setiap bagian memiliki kualitas yang sama yang tinggi," menjelaskan Gino Francato, pemimpin komposit global SABIC. "Kami ingin materi apa pun yang kami produksi dapat diproses dengan baik, sangat efisien dan dicetak dalam waktu siklus yang sangat pendek. Dan karena banyak pelanggan kami lebih terbiasa dengan desain logam, kami tahu kami perlu membawa konsep dan alat desain baru."
Benchmarking yang luas menjelaskan bahwa parameter kunci untuk secara konsisten membuat pita tipis berkualitas tinggi dengan stabilitas dimensi yang diinginkan adalah teknologi pengelaran serat dan impregnasi. Akhirnya, SABIC terhubung dengan Fiber Reinforced Thermoplastics B.V. (Lelystad, Belanda), yang menawarkan keahlian yang sangat diperlukan, dan SABIC membeli mayoritas saham perusahaan pada 2015.
Tidak mengherankan, pemodelan desain dan proses mewakili area kekurangan lain. Sementara banyak pelanggan SABIC nyaman merancang dengan grade injeksi serat kaca pendek dan panjang, produk serat kontinu adalah cerita yang berbeda, terutama dalam kombinasi dengan injeksi overmolding.
"Industri seperti otomotif dan elektronik konsumen tidak dapat lagi berbisnis dengan pendekatan coba dan kesalahan [buat dan hancurkan], jadi mereka perlu tahu secara tepat cara memprediksi perilaku setiap materi ini dan interaksi di antara mereka," menjelaskan Scott Davis, ilmuwan staf SABIC-teknologi aplikasi global. Itu mengarah pada program ambisius dalam SABIC untuk mengembangkan alat prediktif yang akan bekerja bersama dengan alat rekayasa berbantu komputer (CAE) struktural dan proses populer. Kartu material saat ini dikatakan tersedia untuk paket berbasis analisis elemen hingga (FEA) seperti LS-DYNA (dari Livermore Software Development Corp., Livermore, California) dan ABAQUS (dari Dassault Systèmes, Vélizy-Villacoublay, Prancis).
Realisasi lain yang segera terlihat adalah bahwa mampu untuk secara konsisten memproduksi pita yang baik tidak akan cukup untuk teknologi yang "belum terdevelop" ini, karena pengetahuan rekayasa proses dan peralatan otomatis untuk menangani pita pada kecepatan produksi tinggi belum pada tingkat yang tim rasakan diperlukan.
"Kami berharap banyak perusahaan akan dapat memproduksi produk berkualitas tinggi seperti ini, tetapi itu bukan kasusnya," tambah Francato. "Kami memeriksa industri dan melihat banyak perusahaan, tetapi sebagian besar fokus pada kebutuhan otomotif, dan kami tidak dapat menemukan yang kami rasakan pada tingkat yang tepat — terutama untuk melayani pasar elektronik konsumen." Itulah ketika tim pita komposit SABIC diperkenalkan dengan Airborne (The Hague, Belanda), pembuat mesin dan pengembang lini pemrosesan komposit. Airborne telah sukses mengembangkan peralatan untuk membuat pipa dari pita termoplastik untuk industri minyak dan gas. Perusahaan juga memiliki pengalaman dengan pita termoset di industri penerbangan luar angkasa.
"Kami merasa Airborne memiliki tujuan yang sama dengan kami," lanjut Francato. "Mereka bukan hanya pembuat mesin, mereka juga mengerti komposit dan tahu tantangan komposit," jelasnya. "Mereka memiliki semua pengalaman ini dalam mengotomatisasi lini pita tetapi tidak ingin terlibat dalam material, dan kami memiliki keahlian material tetapi otomatisasi bukan bidang kompetensi kami."
Pada 2017, SABIC membeli saham minoritas di Airborne; kedua perusahaan bekerja sama untuk mengembangkan proses dan peralatan yang diperlukan untuk memproduksi laminat berbasis pita termoplastik dalam volume tinggi — jutaan per tahun — dalam pengaturan yang sepenuhnya otomatis. Sistem ini akhirnya akan disebut sebagai Linia Manufaktur Komposit Digital (lihat "Manufaktur Komposit Termoplastik Kecepatan dan Laju Tinggi").
