Berkembang menjadi penguatan serat berkelanjutan
SABIC telah bekerja sama dengan Airborne untuk mengembangkan Digital Composites Manufacturing Line, yang dengan cepat memasang pita termoplastik UD menjadi laminasi datar berbentuk jaring (kiri), kemudian menggabungkannya dalam proses pemanasan kontak (tengah), dan akhirnya memangkas dan memeriksanya (kanan). Airborne diharapkan mulai mengirimkan laminasi khusus ke pelanggan elektronik konsumen tahun depan. Sumber | SABIC.
SABIC (Bergen op Zoom, Belanda) memutuskan, pada 2012, untuk masuk ke pita komposit termoplastik. Perusahaan telah memiliki penawaran polimer luas dalam bahan injeksi serat pendek dan termoplastik serat panjang (LFT) (keduanya dengan penguat kaca dan serat karbon), jadi pita serat kontinu merupakan perpanjangan logis dari teknologi intinya. Selain itu, gravitasi terhadap pita termoplastik selaras dengan tren industri yang menyukai bahan dan teknologi proses dengan konsumsi energi yang lebih rendah dan yang lebih berkelanjutan serta memungkinkan lingkungan yang lebih sehat bagi pekerja. SABIC menjadi yakin bahwa ada banyak peluang yang belum dimanfaatkan untuk pita termoplastik di berbagai pasar (lihat “Elektronik konsumen:penutup komposit hibrid”).
Awalnya, tim yang terlibat dengan pita termoplastik memutuskan untuk fokus pada tiga teknologi yang saling terkait:bahan, desain, dan pemrosesan.
“Tujuan kami adalah mengembangkan teknologi pita yang mampu produksi massal, efisiensi biaya, dan reproduktifitas sehingga setiap bagian memiliki kualitas tinggi yang sama,” jelas Gino Francato, pemimpin komposit global SABIC. “Kami ingin bahan apa pun yang kami produksi dapat diproses dengan baik, sangat efisien, dan dicetak dalam waktu siklus yang sangat singkat. Dan karena banyak pelanggan kami lebih mengenal desain logam, kami tahu bahwa kami perlu menghadirkan konsep dan alat desain baru.”
Pembandingan ekstensif menjelaskan bahwa parameter kunci untuk secara konsisten membuat pita tipis berkualitas tinggi dengan stabilitas dimensi yang diinginkan adalah teknologi penyebaran serat dan impregnasi. Akhirnya, SABIC terhubung dengan Fiber Reinforced Thermoplastics B.V. (Lelystad, Belanda), yang menawarkan keahlian yang sangat dibutuhkan, dan SABIC membeli saham mayoritas di perusahaan pada tahun 2015.
Tidak mengherankan, desain dan pemodelan proses mewakili area kekurangan lainnya. Sementara banyak pelanggan SABIC merasa nyaman mendesain dengan grade cetakan injeksi serat kaca pendek dan panjang, produk serat kontinu adalah cerita yang berbeda, terutama dalam kombinasi dengan overmolding injeksi.
“Industri seperti otomotif dan elektronik konsumen tidak dapat melakukan bisnis dengan pendekatan coba-coba [make and break] lagi, jadi mereka perlu tahu persis bagaimana memprediksi perilaku masing-masing bahan ini dan interaksi di antara mereka,” jelas Scott Davis , Teknologi aplikasi ilmuwan-global staf SABIC. Hal itu menyebabkan program ambisius dalam SABIC untuk mengembangkan alat prediktif yang akan bekerja bersama dengan alat rekayasa berbantuan komputer (CAE) struktural dan proses yang 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).
Kesadaran lain yang segera menyusul adalah bahwa mampu secara konsisten menghasilkan kaset yang baik tidak akan cukup untuk teknologi yang "terbelakang" seperti itu, karena pengetahuan rekayasa proses dan peralatan otomatis untuk menangani kaset pada kecepatan produksi yang tinggi belum pada tingkat yang sama. tim merasa mereka perlu.
“Kami berharap banyak perusahaan dapat menghasilkan produk berkualitas tinggi semacam ini, tetapi tidak demikian halnya,” tambah Francato. “Kami memeriksa industri dan melihat banyak perusahaan, tetapi sebagian besar berfokus pada kebutuhan otomotif, dan kami tidak dapat menemukan satu pun yang kami rasa berada pada level yang tepat — terutama untuk melayani pasar elektronik konsumen.” Saat itulah tim pita komposit SABIC diperkenalkan ke Airborne (Den Haag, Belanda), pembuat mesin dan pengembang jalur pemrosesan komposit. Airborne telah berhasil mengembangkan peralatan untuk membuat pipa dari pita termoplastik untuk industri minyak dan gas. Perusahaan juga memiliki pengalaman dengan pita termoset di industri kedirgantaraan.
“Kami merasa bahwa Airborne memiliki tujuan yang sama dengan yang kami lakukan,” lanjut Francato. “Mereka bukan hanya pembuat mesin, mereka juga tahu komposit dan tahu tantangan dengan komposit,” jelasnya. “Mereka memiliki semua pengalaman ini dalam mengotomatisasi jalur pita tetapi tidak ingin masuk ke materi, dan kami memiliki keahlian materi tetapi otomatisasi bukanlah bidang kompetensi kami.”
Pada tahun 2017, SABIC membeli saham minoritas di Airborne; kedua perusahaan bekerja sama untuk mengembangkan proses dan peralatan yang diperlukan untuk memproduksi laminasi berbasis pita termoplastik dalam volume tinggi — jutaan per tahun — dalam pengaturan yang sepenuhnya otomatis. Sistem ini pada akhirnya akan disebut sebagai Jalur Manufaktur Komposit Digital (lihat “Pembuatan komposit termoplastik berkecepatan tinggi dan tingkat tinggi”).
