Proyek UE “CommUNion” mengembangkan proses industri untuk logam hibrida dan komposit matriks polimer

Dalam beberapa tahun terakhir telah terjadi peningkatan tajam dalam permintaan komponen yang lebih ringan untuk aplikasi dalam mobilitas dan transportasi sebagai tanggapan atas kebutuhan untuk menghemat berat, dan oleh karena itu energi dan sumber daya.

Komponen hibrida yang terbuat dari baja dan difungsikan secara lokal dengan plastik yang diperkuat serat menggabungkan kinerja mekanis yang tinggi dengan bobot yang rendah. Permintaan untuk proses manufaktur yang kondusif untuk produksi massal yang hemat biaya dari struktur seperti itu meningkat dengan cepat. Dalam proyek penelitian Uni Eropa “Communion”, dua Institut Fraunhofer yang berbasis di Aachen, Jerman — Institut Fraunhofer untuk Teknologi Produksi (IPT) dan Institut Fraunhofer untuk Teknologi Laser (ILT) — bekerja sama dengan 14 mitra dari industri, penelitian, dan akademisi , untuk mengembangkan proses dan solusi industri untuk desain hybrid ringan dengan menggabungkan komposit logam dan matriks polimer untuk aplikasi otomotif dan luar angkasa.

Proses manufaktur hibrida baru didasarkan pada kombinasi tekstur laser dan penempatan pita berbantuan laser. Komponen pertama-tama diproses sebelumnya menggunakan laser untuk menghasilkan struktur permukaan kasar yang dikembangkan secara khusus, ditentukan dengan tepat. Permukaan bertekstur memungkinkan bahan ringan termoplastik yang diperkuat serat terus menerus, yang nantinya akan digunakan untuk pengerasan, untuk direkatkan langsung ke komponen baja. Ikatan kemudian bersifat mekanis, menghilangkan kebutuhan akan tindakan pra-perawatan tambahan atau promotor adhesi tambahan, seperti perekat atau bahan pengikat.

Elemen pengaku terbuat dari termoplastik yang diperkuat serat, yang secara khusus disesuaikan dengan beban yang diharapkan dan disambungkan ke komponen menggunakan proses penempatan pita. Laser memanaskan pita termoplastik secara lokal di zona penyambungan ke baja. Bahan matriks meleleh dan mengalir ke rongga bertekstur laser. Setelah pemadatan bahan lelehan, pita dengan serat searah yang tertanam melekat pada permukaan bagian baja yang kasar.

Proses gabungan, cocok untuk produksi massal

Keuntungan menggabungkan dua proses laser ini muncul tepat ketika sifat mekanik komponen perlu ditingkatkan secara lokal tanpa meningkatkan berat komponen secara signifikan. Proses ini sangat cocok untuk produksi massal, karena tidak ada langkah pasca-pemrosesan lebih lanjut, seperti operasi pengawetan, yang diperlukan untuk mengkonsolidasikan bahan setelah penempatan pita. Selain itu, pemanasan lokal yang presisi mengurangi distorsi dan tegangan sisa saat menggabungkan kedua bahan. Proses tekstur laser, yang telah dikembangkan di Fraunhofer ILT, juga dapat diterapkan dengan cara yang dapat direproduksi ke permukaan logam, tepatnya di lokasi di mana tekstur dibutuhkan. Selain itu, laser tidak dikenakan keausan alat apa pun.

Bagian bodi mobil hybrid pertama sudah selesai sebagai komponen demonstrator

Mitra penelitian sekarang telah menyelesaikan komponen demonstran pertama yang terbuat dari baja berkekuatan tinggi dan pita termoplastik yang diperkuat serat searah untuk memvalidasi penerapan proses dalam bentuk bukti konsep:Kedua peneliti Fraunhofer Kira van der Straeten dari Fraunhofer ILT dan Tido Peters dari Fraunhofer IPT memproduksi panel rocker ringan hibrida, komponen bodi untuk industri otomotif, untuk menguji dan membuktikan fungsionalitas kombinasi proses sebagai bagian dari proyek CommUNion.

Mitra proyek mempresentasikan komponen tersebut kepada pengunjung profesional di pameran perdagangan konstruksi ringan JEC World dari 12 hingga 14 Maret 2019 di Paris pada “Composites in Action Area” yang diselenggarakan oleh AZL.

Proyek “Komunion” didanai oleh Program Penelitian dan Inovasi Horizon 2020 dari Uni Eropa berdasarkan Perjanjian Hibah No. 680567.

Bagian dari panel rocker otomotif hibrida yang difungsikan secara lokal menggunakan penempatan pita berbantuan laser. Sumber | Persekutuan Fraunhofer IPT

Mitra Eropa dari proyek penelitian Persekutuan

• Aciturri Engineering SL, Spanyol
• AFPT GmbH, Jerman
• Pusat Teknologi Aimen, Spanyol (koordinator)
• Teknik Autotech, AIE, bagian dari Grup Gestamp, Spanyol
• CASP S.A., Yunani
• Grup ESI, Prancis
• Institut Fraunhofer untuk Teknologi Laser ILT, Jerman
• Institut Fraunhofer untuk Teknologi Produksi IPT, Jerman
• Laboratorium untuk Sistem Manufaktur dan Otomasi (LMS) – Universitas Patras, Yunani
• Lunovu GmbH, Jerman
• Perangkat Lunak Missler, Prancis
• Motofil Robotics, S.A., Portugal
• Teknologi Inframerah Baru SL, Spanyol
• Philips Photonics GmbH, Jerman
• Tecnatom S.A., Spanyol
• Universidade de Coimbra, Portugal

Untuk informasi lebih lanjut, hubungi:

[email protected] atau [email protected]

Pos ini adalah milik Kemitraan media CompositesWorld dan AZL Aachen GmbH.