Masa Lalu dan Masa Kini Serat Karbon

Sep 23, 2025

Eksplorasi Awal Serat Karbon: Muncul dan Mandek

Asal-usul serat karbon dapat ditelusuri hingga tahun 1880-an, ketika digunakan sebagai bahan filamen. Thomas Edison dan Joseph Swan masing-masing mematenkan filamen karbon yang terbuat dari bambu dan benang katun. Namun, dengan populerluasnya lampu berfilamen tungsten, filamen karbon digantikan karena efisiensi dan masa pakai yang lebih rendah, sehingga menyebabkan hampir mandeknya pengembangan teknologi serat karbon selama beberapa dekade berikutnya.

Selama Perang Dunia II, Union Carbide mulai meneliti serat karbon menggunakan rayon sebagai prekursor dan menghasilkan kain serat karbon yang dapat digunakan untuk uji nosel roket dan pelindung panas pada tahun 1958 melalui grafitisasi suhu tinggi. Namun, karena kurangnya proses peregangan yang optimal, sifat mekanisnya buruk, sehingga membatasi penerapan secara komersial.

Tahun 1960-an: Persaingan Antar Negara dan Terobosan Teknologi

Pada awal tahun 1960-an, Jepang, Amerika Serikat, dan Inggris hampir bersamaan memulai penelitian tentang serat karbon berkekuatan tinggi dan modulus tinggi. Pada tahun 1960, ilmuwan Amerika R. Bacon memproduksi kum-kum grafit menggunakan metode busur tekanan; meskipun tidak dikomersialkan, hasil ini menarik perhatian Angkatan Udara AS. Tahun yang sama, MITI Jepang memulai program penelitian kolaboratif dengan perusahaan-perusahaan seperti Toray dan Nippon Carbon untuk mengembangkan serat karbon berbasis poliakrilonitril (PAN). Akio Shindo menerbitkan hasil pada tahun 1961, menghasilkan sampel dengan kinerja tiga kali lipat dibandingkan serat karbon berbasis rayon, tetapi temuan ini mendapat sedikit perhatian dari akademisi Barat.

Lembaga Penerbangan Kerajaan Inggris (RAE) memulai penelitian pada tahun 1963 dan mempercepat pengembangan setelah mengetahui pencapaian Jepang Pencapaian, mengembangkan proses serat karbon berbasis PAN dengan kinerja dua kali lipat dalam waktu enam bulan. Terobosan utama meliputi peregangan prekursor PAN selama oksidasi untuk meningkatkan orientasi molekuler, mengoptimalkan proses perlakuan panas, serta mengembangkan metode oksidasi elektrolitik guna memperbaiki ikatan serat-resin. Teknologi ini dilisensikan kepada tiga perusahaan Inggris: Courtaulds, Morgan Crucible, dan Rolls-Royce.

Rolls-Royce menggunakan serat karbon untuk bilah mesin RB211, namun kegagalan dalam uji tabrakan burung berkontribusi terhadap kebangkrutan perusahaan, yang secara serius memengaruhi industri serat karbon Inggris. Sementara itu, Toray dari Jepang memperkenalkan serat karbon Torayca T300 pada tahun 1971, yang menjadi bahan dasar untuk komposit generasi pertama dan memasuki pasar global melalui perjanjian pertukaran teknologi.

1970–1989: Perluasan Aplikasi dan Pengurangan Biaya

Mulai tahun 1970-an, penerapan serat karbon secara bertahap meluas dari aerospace ke barang-barang olahraga dan bidang industri. Seiring kemajuan proses produksi, biaya produksinya turun dari £200 per kg pada tahun 1970 menjadi £20–80 per kg pada tahun 1980. Perusahaan-perusahaan Jepang, memanfaatkan optimasi teknologi dan perluasan kapasitas, berhasil mendominasi pasar. Perusahaan seperti Toray dan Toho Rayon berhasil mempromosikan serat karbon di pasar konsumen seperti klub golf dan joran pancing.

Pada tahun 1980-an, serat karbon digunakan dalam struktur sekunder pesawat seperti Boeing 757/767. Persyaratan Departemen Pertahanan AS tahun 1987 yang mewajibkan 50% produksi serat karbon dan prekursor berasal dari dalam negeri memicu gelombang investasi domestik tetapi kemudian menyebabkan overkapasitas. Perusahaan Jepang memperdalam jejak global mereka melalui usaha patungan dan pendirian pabrik, sehingga mencakup hampir separuh produksi serat karbon dunia pada akhir 1980-an.

Tahun 1990-an: Tantangan dan Transformasi Pasca-Perang Dingin

Akhir Perang Dingin menyebabkan penurunan tajam dalam pesanan pertahanan, sehingga permintaan serat karbon di AS turun sekitar 60% antara 1990–1991, memaksa banyak produsen menghentikan produksi atau keluar dari pasar. Sebaliknya, perusahaan Jepang memperluas kapasitas melawan tren tersebut dan memperkuat posisi global mereka dengan mengakuisisi pabrik-pabrik di Eropa dan Amerika. Pada tahun 1993, pemerintahan Clinton meluncurkan Technology Reinvestment Project (TRP), yang mendukung penerapan komposit dalam infrastruktur sipil dan kedirgantaraan, membantu pemulihan bertahap industri AS.

Secara bersamaan, penggunaan serat karbon meningkat di sektor industri seperti baling-baling turbin angin dan komponen otomotif, sementara teknologi baru seperti komposit termoplastik dan serat karbon berbasis pitch memberikan dorongan segar bagi industri ini.

1990–1995: Penyesuaian Tidak Stabil dan Pembentukan Kembali Peta Persaingan

Penjualan serat karbon global tahunan selama periode ini sekitar 8.000 ton, tetapi struktur permintaan regional sangat berbeda: pasar AS didominasi oleh industri dirgantara, sementara Asia dipimpin oleh barang olahraga. Pemotongan anggaran pertahanan AS menyebabkan kelebihan kapasitas yang parah; pada tahun 1991, separuh kapasitas nasional menganggur, dan perusahaan-perusahaan seperti Courtaulds dan BASF keluar dari pasar.

Perusahaan Jepang terus melakukan ekspansi, dengan perusahaan-perusahaan seperti Toray dan Mitsubishi Rayon memasuki pasar Eropa dan Amerika melalui penggabungan dan akuisisi. Pada tahun 1995, Jepang menguasai 62% kapasitas serat karbon global, membentuk keunggulan yang jelas.

Pemulihan dan Prospek Baru

Setelah tahun 1995, dengan meningkatnya permintaan material ringan untuk pesawat penerbangan sipil serta pertumbuhan berkelanjutan di pasar tenaga angin dan barang olahraga, industri serat karbon global secara bertahap pulih. Perusahaan-perusahaan AS, memanfaatkan proyek TRP untuk menekan biaya teknis, kembali ke jalur pertumbuhan; sementara Eropa menjadi lebih bergantung pada investasi asing setelah keluarnya pelaku lokal. Ke depan, seiring meningkatnya permintaan material ringan di bidang-bidang baru seperti kendaraan listrik dan energi baru, serat karbon diperkirakan akan memiliki ruang aplikasi yang lebih luas.

Kesimpulan

Perjalanan serat karbon dari bahan laboratorium menjadi bahan baku utama di berbagai bidang melibatkan terobosan teknologi, fluktuasi pasar, dan persaingan internasional. Jepang memperoleh posisi terdepan melalui investasi teknologi yang berkelanjutan dan perluasan pasar, Amerika Serikat secara bertahap merebut kembali daya saingnya dengan dukungan kebijakan, sementara Eropa menghadapi penyesuaian struktural. Di masa depan, seiring menurunnya biaya dan munculnya skenario aplikasi baru, serat karbon diproyeksikan memainkan peran lebih penting dalam bidang energi hijau, transportasi, dan lainnya.

Memanfaatkan Satu Abad Ilmu Material, Memperkuat Fondasi Masa Kini

Dari eksplorasi ilmiah pada abad ke-19 hingga aplikasi mutakhir saat ini di seluruh dunia, evolusi serat karbon merupakan sejarah upaya tanpa henti dalam mengejar kekuatan dan ringannya bobot. Kami menghormati dedikasi ini dan menyematkannya dalam setiap serat yang kami hasilkan.

Dr. Perkuatan memahami secara mendalam warisan dan inovasi teknologi serat karbon. Kami tidak hanya memiliki basis produksi modern seluas 8.000 meter persegi, tetapi juga kapasitas besar untuk memproduksi 50.000 ton kain serat karbon setiap hari. Ini menjamin solusi penguatan yang stabil dan andal bagi jutaan pelanggan di seluruh dunia, dari proyek infrastruktur besar hingga peningkatan keamanan perumahan.

Seluruh lini produk kami mematuhi Sistem Mutu Internasional ISO-9001 serta Sertifikasi CE Uni Eropa , memenuhi standar internasional. Pasar adalah ujian terakhir—pembelian kembali oleh hampir separuh pelanggan kami merupakan bentuk dukungan paling kuat terhadap janji kami akan kualitas yang "terjamin mutlak".