Dari perspektif ilmu material dan ekonomi industri, makalah ini secara sistematis menganalisis status pengembangan, hambatan teknis, dan tren masa depan material komposit serat karbon di bidang ekonomi dataran rendah. Penelitian menunjukkan bahwa meskipun serat karbon memiliki keunggulan signifikan dalam meringankan beban pesawat, pengendalian biaya, pengoptimalan proses, dan konstruksi sistem standar masih menjadi faktor utama yang membatasi penerapannya dalam skala besar.
1. Analisis kesesuaian karakteristik material serat karbon dengan ekonomi dataran rendah
Keuntungan dari sifat mekanik:
- Kekuatan spesifik mencapai 2450MPa/(g/cm³), yang 5 kali lipat dari paduan aluminium penerbangan
- Modulus spesifik melebihi 230GPa/(g/cm³), dengan efek pengurangan berat yang signifikan
Aplikasi ekonomi:
- Mengurangi berat struktur drone sebesar 1kg dapat mengurangi konsumsi energi sekitar 8-12%
- Untuk setiap pengurangan berat eVTOL sebesar 10%, jangkauan jelajah meningkat sebesar 15-20%
2. Status perkembangan industri saat ini
Struktur pasar global:
- Pada tahun 2023, total permintaan global untuk serat karbon akan mencapai 135.000 ton, yang mana sektor kedirgantaraan menyumbang 22%.
- Toray Jepang menguasai 38% pasar derek kecil.
Kemajuan dalam negeri:
- Tingkat pertumbuhan gabungan tahunan kapasitas produksi mencapai 25% (2018-2023).
- Tingkat lokalisasi T700 melebihi 70%, tetapi T800 dan di atasnya masih mengandalkan impor.
3. Kendala teknis utama
Tingkat material:
- Stabilitas proses prepreg (nilai CV perlu dikontrol dalam 3%)
- Kekuatan ikatan antarmuka material komposit (perlu mencapai lebih dari 80MPa)
Proses pembuatan:
- Efisiensi peletakan otomatis (saat ini 30-50kg/jam, target 100kg/jam)
- Optimalisasi siklus curing (proses autoklaf tradisional membutuhkan waktu 8-12 jam)
4. Prospek untuk aplikasi ekonomi di dataran rendah
Prakiraan permintaan pasar:
- Permintaan serat karbon eVTOL akan mencapai 1.500-2.000 ton pada tahun 2025
- Permintaan di bidang drone diperkirakan akan melebihi 5.000 ton pada tahun 2030
Tren pengembangan teknologi:
- Biaya rendah (target dikurangi menjadi $80-100/kg)
- Manufaktur cerdas (aplikasi teknologi kembaran digital)
- Daur ulang dan penggunaan kembali (peningkatan efisiensi metode daur ulang kimia)
Waktu posting: 10-Apr-2025