Siapa pun yang bekerja dengan bilah turbin angin atau hanya melihatnya dari dekat dapat membuktikan besarnya ukuran kuda-kuda energi bersih ini. Pernahkah terpikir apa yang terjadi pada material mahal dan berteknologi tinggi itu setelah bilah mencapai akhir masa pakainya dalam 20 tahun atau lebih?
Semakin lama, setidaknya dalam kasus bilah baru yang terbuat dari polimer yang diperkuat serat karbon (CFRP), bahan penguat diambil dan didaur ulang. Hal yang sama berlaku untuk serat karbon (CF) di maskapai penerbangan yang telah mencapai akhir masa pakainya dan untuk bahan sisa dari industri dirgantara, yang umumnya memiliki perkiraan laju kerusakan sekitar 30 persen.
62.000 metrik ton (68.000 ton) limbah akhir masa pakai dan produksi CFRP yang tidak terpakai akan terakumulasi setiap tahun meskipun ada permintaan untuk komposit serat baru di mana sektor penerbangan dan energi angin berkontribusi besar dalam hal ini.
Sebagian sebagai hasilnya, ukuran pasar serat karbon daur ulang global diperkirakan akan tumbuh dari $ 109 juta pada tahun 2020 menjadi $ 193 juta pada tahun 2025, dengan CAGR 12 persen selama periode perkiraan, menurut firma riset MarketsandMarkets.
Tumpukan bahan daur ulang yang terus bertambah, keinginan untuk menghasilkan uang dan mengalihkannya dari tempat pembuangan sampah, bersama dengan tingginya biaya serat karbon murni dan dorongan untuk kendaraan ringan dari mobil hingga roket semuanya berkontribusi pada pertumbuhan pasar serat karbon daur ulang. Serat karbon yang direklamasi harganya sekitar setengah dari harga prime dan bisa sebagus bahan perawan, kata Andrew Maxey, CEO pendaur ulang serat karbon Vartega, Golden, Colo.
Seperti di industri muda lainnya, Maxey dan rekan pendaur ulang CF-nya mengerjakan ketersediaan bahan, rantai pasokan, kualitas, dan biaya. Pandemi telah menggagalkan sebagian kemajuan mereka. Bagi Vartega, itu berarti menunda rencana untuk menyebarkan teknologinya di sumber bahan yang dapat didaur ulang. Untuk saat ini, semua daur ulang dilakukan di pabriknya.
Vartega menggunakan proses kimia yang dikembangkan oleh Maxey. Proses ini diterapkan pada prepreg termoset yang tidak diawetkan, istilah untuk serat karbon yang diresapi sebelumnya di mana bahan matriks sudah ada. Setelah memisahkan CF, serat dapat digiling, dipotong, dibuat pellet atau digunakan pada kain bukan tenunan dan dibuat menjadi filamen untuk pencetakan 3D.
Dalam satu penggunaan, perusahaan dapat memotong CF dan menambahkannya dalam berbagai fraksi ke termoplastik yang berbeda, termasuk polipropilen (PP) dan poliamida (PA) untuk pencetakan injeksi. PP dan PA yang diperkuat karbon yang dihasilkan "sangat penting" untuk manufaktur mobil, kata Maxey.
“Ini benar-benar tentang masuk ke rantai pasokan yang ada,” kata Maxey. “Mereka sudah menghasilkan jutaan demi jutaan bagian yang diperkuat dengan fiberglass, bagian cetakan injeksi. Mengapa tidak menawarkan kinerja yang lebih tinggi dengan serat karbon? ”
Pound for pound, fiberglass yang digunakan untuk membuat bodi, penutup mesin, manifold pemasukan udara, dan suku cadang kendaraan lainnya lebih murah daripada serat karbon daur ulang, tetapi pabrikan dapat menggunakan lebih sedikit CF untuk mencapai sifat mekanik yang sama.
“Manfaat lainnya adalah penurunan berat badan,” kata Maxey. “Karena kami dapat menggunakan lebih sedikit material secara keseluruhan, Anda mendapatkan bagian yang memiliki bobot yang sama dengan kinerja yang lebih tinggi atau bahkan bobot yang lebih ringan. Jadi, ada berbagai cara untuk mendekati atau dalam beberapa kasus mendapatkan keseimbangan biaya dengan desain bagian yang lebih baik. "
Maxey bekerja sama dengan Institute for Advanced Composites Manufacturing Innovation, Ford Motor Co. dan lainnya untuk memasukkan bahan daur ulang Vartega ke dalam rantai pasokan industri otomotif. Maxey tahu dia memiliki rintangan tinggi karena industri lambat dalam mengadopsi material baru.
Tapi itu tidak menghentikan pendaur ulang CF. Vartega yang sudah melakukan diversifikasi, dan CF daur ulangnya sudah digunakan dalam produk konsumen, alat olahraga, alat musik dan elektronik.
Oleh Ilene Wolff Contributing Editor, SME Media
