Pengantar sifat redaman material komposit termoplastik CF/PEEK.
Banyak orang mungkin masih ingat artikel yang pernah mereka pelajari tentang jembatan di kota Angers, Prancis yang runtuh akibat tentara yang berbaris serentak sehingga menimbulkan resonansi. Artikel tersebut menyebutkan istilah fisika yang disebut "resonansi". Resonansi adalah fenomena fisik dimana suatu sistem bergetar dengan amplitudo yang lebih besar pada frekuensi dan panjang gelombang tertentu dibandingkan dengan frekuensi dan panjang gelombang lainnya. Dalam produksi industri, ada juga istilah "resonansi mekanis", yang mengacu pada peningkatan amplitudo getaran yang signifikan dalam sistem mekanis ketika frekuensi eksternal mendekati frekuensi alami sistem. Ketika resonansi mekanis terjadi, hal ini dapat berdampak pada komponen internal mesin, berpotensi mengurangi akurasi peralatan, meningkatkan kerusakan akibat kelelahan, dan menimbulkan efek negatif pada proses produksi selanjutnya. Dalam kasus yang parah, hal ini dapat merusak peralatan itu sendiri atau bahkan menyebabkan kecelakaan produksi.
Untuk mengatasi dampak negatif resonansi mekanis, teknisi dapat memilih untuk memasukkan atau menanamkan material dengan sifat redaman yang baik ke dalam peralatan mekanis, atau memilih untuk memproduksi peralatan itu sendiri menggunakan material dengan sifat redaman yang baik. Redaman mengacu pada fenomena fisik di mana sistem osilasi atau sistem getar dihambat untuk menghilangkan energi seiring waktu, dengan tujuan mengurangi efek getaran. Bahan matriks resin pada dasarnya merupakan bahan redaman yang baik, dan karena material komposit serat karbon banyak menggunakan matriks resin, bahan tersebut juga memiliki karakteristik redaman yang baik. Namun, karena keunggulan kekuatan dan modulusnya yang luar biasa, karakteristik redaman sering kali diabaikan. Hari ini, kami akan memperkenalkan beberapa material komposit termoplastik CF/PEEK yang saat ini populer untuk mengetahui apakah sifat redamannya lebih unggul.
Pengantar sifat redaman material komposit termoplastik CF/PEEK:
Rasio Redaman: Rasio redaman merupakan indikator kemampuan material untuk menghilangkan energi, biasanya dinyatakan dalam bentuk rasio. Rasio redaman material komposit termoplastik CF/PEEK biasanya berkisar antara {{0}},01 hingga 0,1, dengan nilai spesifik bergantung pada kandungan dan orientasi serat.
Dampak Suhu: Kinerja redaman CF/PEEK termoplastik dipengaruhi oleh suhu. Mendekati suhu transisi kaca (Tg), kinerja redaman dapat berubah secara signifikan, seringkali menunjukkan kemampuan penyerapan energi yang lebih baik pada kondisi suhu tinggi.
Ketergantungan Frekuensi: Sifat redaman material komposit termoplastik CF/PEEK bervariasi menurut frekuensi beban yang diterapkan. Pada frekuensi rendah, material mungkin menunjukkan efek redaman yang baik, sedangkan kinerjanya mungkin menurun pada frekuensi yang lebih tinggi.
Cara meningkatkan sifat redaman material komposit termoplastik CF/PEEK:
1.Optimalkan Orientasi dan Tata Letak Serat:Memanfaatkan kain tenun atau metode hibrida untuk mengoptimalkan orientasi dan tata letak serat dapat meningkatkan distribusi tegangan dan meningkatkan sifat redaman.
2. Sesuaikan Kandungan Serat:Menyesuaikan fraksi volume serat tanpa mengurangi kinerja mekanis dan menemukan rasio yang tepat dapat secara efektif meningkatkan sifat redaman.
3. Aditif dan Pengubah:Memasukkan bahan atau pengubah peredam (seperti partikel karet atau bahan viskoelastik) ke dalam matriks termoplastik dapat meningkatkan penyerapan energi dan meningkatkan kinerja redaman.
4. Memanfaatkan Teknik Layering:Menerapkan struktur berlapis-lapis dengan material berbeda, seperti menggabungkan lapisan dengan karakteristik kekakuan dan redaman yang bervariasi, dapat meningkatkan disipasi energi secara keseluruhan.
5. Perawatan Permukaan:Menerapkan perawatan permukaan atau pelapisan untuk meningkatkan ikatan antarmuka antara serat dan matriks dapat meningkatkan transfer energi dan sifat redaman melalui adhesi yang lebih baik.
6.Pemilihan Teknik Pengolahan:Bereksperimen dengan metode pemrosesan yang berbeda seperti cetakan injeksi, cetakan kompresi, atau pencetakan 3D dapat memengaruhi orientasi dan distribusi serat, sehingga berdampak pada kinerja redaman.
7.Optimasi Suhu Produksi:Merancang material komposit untuk rentang suhu tertentu dan memahami perilaku viskoelastik material pada suhu berbeda dapat memaksimalkan kinerja redaman.
8. Pencampuran dengan Bahan Komposit Lainnya:Menggabungkan serat karbon dengan jenis serat lain (seperti serat kaca atau serat alami) untuk membuat material komposit hibrid dapat memberikan karakteristik redaman tambahan sekaligus mempertahankan kekuatan.
9.Penggabungan Nanomaterial:Memasukkan pengisi nano (seperti tabung nano karbon, graphene) ke dalam matriks dapat meningkatkan kinerja mekanik dan memberikan jalur tambahan untuk disipasi energi, sehingga meningkatkan sifat redaman.
Sifat redaman material komposit termoplastik CF/PEEK tidaklah unik. Resin termoplastik seperti poliamida (PA) dan polipropilen (PP) juga dapat memberikan efek redaman yang baik, dan efek penyerapan energi yang sangat baik bermanfaat untuk meningkatkan keselamatan. Arah penerapan penting material komposit termoplastik CF/PEEK adalah dalam manufaktur otomotif. Penambahan komposit serat karbon termoplastik meningkatkan efek penyerapan energi, yang secara langsung meningkatkan keselamatan penumpang kendaraan. Ini juga merupakan alasan penting mengapa model kelas atas di industri kendaraan energi baru, seperti WM Motor U9, Hozon Auto SSR, dan Xiaomi SU7 Ultra, menggunakan material komposit serat karbon.
