Proyek ComMUnion EU Inovasi Manufaktur Biaya-Efektif Komposit Hibrid Logam-Polimeren untuk Mobilitas Ringan

Dalam beberapa tahun terakhir, permintaan akan komponen yang lebih ringan untuk aplikasi mobilitas dan transportasi meningkat tajam sebagai respons terhadap kebutuhan untuk menghemat berat, dan oleh karena itu energi dan sumber daya.

Komponen hibrid yang terbuat dari baja dan secara lokal difungsionalkan dengan plastik terpelapis serat menggabungkan performa mekanik tinggi dengan bobot rendah. Permintaan akan proses manufaktur yang mendukung produksi massal biaya-efektif dari struktur semacam ini meningkat dengan cepat. Dalam proyek penelitian Uni Eropa "ComMUnion", dua Institut Fraunhofer yang berbasis di Aachen, Jerman — Fraunhofer Institute for Production Technology (IPT) dan Fraunhofer Institute for Laser Technology (ILT) — bekerja sama dengan 14 mitra dari industri, penelitian, dan akademisi untuk mengembangkan proses dan solusi industri untuk desain ringan hibrid dengan menggabungkan logam dan komposit matriks polimernya untuk aplikasi otomotif dan penerbangan luar angkasa.

Proses manufaktur hibrid baru ini didasarkan pada kombinasi pengaturan tekstur laser dan penempatan tepat assisted laser. Komponen pertama kali diproses terlebih dahulu menggunakan laser untuk memberikan struktur permukaan kasar yang telah dikembangkan secara khusus dan secara presisi didefinisikan. Permukaan yang bertekstur memungkinkan bahan termoplastik ringan terpelapis serat kontinu, yang nantinya akan digunakan untuk pengakuan, untuk direkatkan secara langsung ke komponen baja. Ikatan tersebut bersifat mekanis, sehingga tidak memerlukan langkah perlakuan awal tambahan atau agen perekat tambahan, seperti perekat atau agen perekat.

Elemen pengakuan terbuat dari termoplastik terpelapis serat, yang disesuaikan khusus dengan beban yang diharapkan dan disatukan ke komponen menggunakan proses penempatan tepat. Laser memanaskan tepat termoplastik di zona penggabungan ke baja. Material matriks meleleh dan mengalir ke dalam rongga tekstur laser. Setelah material leleh mengeras, tepat dengan serat unidireksional yang tersemat menempel pada permukaan bagian baja yang sudah di kasarkan.

Proses gabungan, cocok untuk produksi massal

Keuntungan menggabungkan kedua proses laser ini terlihat dengan jelas ketika properti mekanik komponen perlu ditingkatkan secara lokal tanpa meningkatkan bobot komponen secara signifikan. Proses ini sangat cocok untuk produksi massal, karena tidak diperlukan langkah pemrosesan pasca tambahan, seperti operasi pengeringan, untuk mengonsolidasikan material setelah penempatan tepat. Selain itu, pemanasan lokal yang presisi mengurangi deformasi dan stres sisih saat menggabungkan kedua material. Proses tekstur laser, yang dikembangkan di Fraunhofer ILT, juga dapat diterapkan secara dapat direproduksi pada permukaan logam, tepat di lokasi di mana tekstur diperlukan. Selain itu, laser tidak tunduk pada aus alat.

Bagian tubuh mobil hibrid pertama sudah selesai sebagai komponen demonstrasi

Mitra penelitian telah kini menyelesaikan komponen demonstrasi pertama yang terbuat dari baja kekuatan tinggi dan tepat termoplastik terpelapis serat unidireksional untuk memvalidasi keaklanan proses dalam bentuk bukti konsep: Dua peneliti Fraunhofer Kira van der Straeten dari Fraunhofer ILT dan Tido Peters dari Fraunhofer IPT membuat panel sisi hibrid ringan, komponen tubuh untuk industri otomotif, untuk menguji dan membuktikan fungsionalitas kombinasi proses sebagai bagian dari proyek ComMUnion.

Mitra proyek menyajikan komponen tersebut kepada pengunjung profesional di pameran konstruksi ringan JEC World dari 12 hingga 14 Maret 2019 di Paris di "Composites in Action Area" yang diorganisir oleh AZL.

Proyek "ComMUnion" didanai oleh Program Penelitian dan Inovasi Horizon 2020 Uni Eropa di bawah Perjanjian Grant No. 680567.

Sebagian dari panel sisi mobil hibrid yang secara lokal difungsionalkan menggunakan penempatan tepat assisted laser. Sumber | ComMUnion Fraunhofer IPT

Mitra Eropa dari proyek penelitian ComMUnion

• Aciturri Engineering SL, Spanyol
• AFPT GmbH, Jerman
• Aimen Technology Centre, Spanyol (koordinator)
• Autotech Engineering, AIE, bagian dari Grup Gestamp, Spanyol
• CASP S.A., Yunani
• ESI Group, Prancis
• Fraunhofer Institute for Laser Technolgy ILT, Jerman
• Fraunhofer Institute for Production Technology IPT, Jerman
• Laboratory for Manufacturing Systems and Automation (LMS) – Universitas Patras, Yunani
• Lunovu GmbH, Jerman
• Missler Software, Prancis
• Motofil Robotics, S.A., Portugis
• New Infrared Technologies SL, Spanyol
• Philips Photonics GmbH, Jerman
• Tecnatom S.A., Spanyol
• Universidade de Coimbra, Portugis

Untuk informasi lebih lanjut, hubungi:

kira.van.der.straeten@ilt.fraunhofer.de atau malena.schulz@ipt.fraunhofer.de

Pos ini adalah kesenjangan dari CompositesWorld dan kemitraan media AZL Aachen GmbH.