Teknologi Busa Mikroseluler MuCell: Solusi Optimal untuk Perampingan dan Manufaktur Berkelanjutan

Teknologi MuCell telah banyak digunakan di berbagai industri seperti otomotif, elektronik, medis, peralatan olahraga, dan manufaktur ramah lingkungan. Di tengah tren perampingan dan pengurangan karbon yang terus berkembang, teknologi ini telah menjadi terobosan besar dalam manufaktur yang berkelanjutan dan efisien. Khususnya di industri transportasi dan sepeda, MuCell menawarkan solusi perampingan yang mengurangi penggunaan plastik sekaligus meningkatkan kekuatan dan daya tahan produk—yang selanjutnya mengurangi jejak karbon.

Ikhtisar Teknologi MuCell

Teknologi MuCell (Microcellular Injection Molding) dikembangkan pada tahun 1980-an oleh Profesor Nam P. Suh dan tim penelitinya di Massachusetts Institute of Technology (MIT), dan dikomersialkan pada tahun 1990-an. Inti dari teknologi MuCell terletak pada penggunaan teknik Supercritical Fluid (SCF) untuk menyuntikkan karbon dioksida (CO₂) atau nitrogen (N₂) ke dalam plastik cair untuk membentuk struktur mikroselular yang seragam. Proses ini mengurangi konsumsi material, menurunkan bobot produk, dan meningkatkan kinerja produk serta efisiensi pemrosesan.

Sejarah Perkembangan Teknologi MuCell

1980-an – Pembentukan Konsep dan Penelitian Awal

• • Tim peneliti di MIT mengembangkan proses Fluida Superkritis (SCF) yang menyuntikkan CO₂ atau N₂ sebagai agen peniup fisik ke dalam polimer cair, membentuk struktur mikroseluler yang seragam.
  • Tujuan awalnya adalah untuk mengurangi penggunaan material sekaligus meningkatkan sifat mekanis seperti stabilitas dimensi dan pengendalian kelengkungan.

1990-an – Aplikasi Industri dan Pengembangan Paten

• • Hasil penelitian MIT mengarah pada komersialisasi teknologi MuCell, dan pendirian Trexel, Inc., yang mengkhususkan diri dalam mempromosikan teknologi dan mengembangkan peralatan khusus.
  • Trexel mulai menerapkan teknologi MuCell ke sektor-sektor seperti otomotif, elektronik, dan perangkat medis, dan memperoleh banyak paten yang mencakup sistem kontrol gas, desain cetakan, dan optimalisasi proses pencetakan injeksi.

Pasca-2000-an – Ekspansi Global dan Optimalisasi Teknologi

• • Seiring dengan semakin matangnya teknologi, MuCell semakin diterima di pasar Eropa dan Asia. Didorong oleh tuntutan akan bobot otomotif yang ringan (untuk mengurangi konsumsi bahan bakar) dan energi berkelanjutan (untuk mengurangi penggunaan plastik), banyak perusahaan mengadopsi solusi ini.
  • Untuk memenuhi berbagai kebutuhan aplikasi, teknologi MuCell dikembangkan lebih lanjut untuk mencakup:
    • Kontrol pembusaan presisi tinggi (untuk produk 3C dan manufaktur presisi)
    • Teknik pembusaan hibrida (untuk meningkatkan kekakuan dan kekuatan mekanis)

Beberapa Tahun Terakhir – Manufaktur Cerdas dan Keberlanjutan

• • • Teknologi MuCell telah diintegrasikan ke dalam manufaktur pintar (misalnya, Industri 4.0), meningkatkan stabilitas proses melalui pemantauan dan otomatisasi data.
    • Pengembangan MuCell tidak lagi terbatas pada pengurangan penggunaan plastik dan pemeliharaan kekakuan komponen. Aplikasi baru pun bermunculan, seperti sol tengah sepatu yang sangat ringan dan berdaya pantul tinggi, produk industri peredam bising, insulasi, penahan dingin, serta aplikasi medis biomimetik.
    • Banyak perusahaan yang menggabungkan teknologi MuCell dengan plastik daur ulang untuk lebih meningkatkan keberlanjutan—misalnya, dengan menggunakan bahan berbasis bio atau daur ulang untuk mengurangi jejak karbon.

Gambar: Aplikasi MuCell pada Midsole Alas Kaki

Sebagai pelopor dalam manufaktur peralatan cetak injeksi di Asia, FCS (Fu Chun Shin) telah memimpin pengembangan dan integrasi teknologi pembusaan mikroseluler MuCell sejak tahun 2015. Melalui pengembangan mesin internal dan jaringan layanan globalnya, FCS tidak hanya membantu pelanggan mencapai hasil luar biasa dalam hal peringanan dan pengurangan karbon, tetapi juga secara bertahap memperluas penerapan teknologi ini di berbagai industri seperti otomotif, pengemasan, peralatan rumah tangga, dan peralatan olahraga.

Proses Pencetakan MuCell

Dibandingkan dengan pencetakan injeksi tradisional, MuCell menambahkan langkah ekstra di mana fluida superkritis disuntikkan. Langkah-langkah detailnya adalah sebagai berikut:

• • Langkah 1: Peleburan Plastik – Termoplastik (seperti PP, ABS, PC) dilelehkan di dalam mesin injeksi, membentuk lelehan kental panas.
  • Langkah 2: Penyuntikan SCF – Di bawah tekanan tinggi, sejumlah kecil CO₂ atau N₂ disuntikkan ke dalam tong, sehingga lelehan jenuh dengan gas secara merata.
  • Langkah 3: Pencetakan Injeksi – Lelehan jenuh gas disuntikkan ke dalam cetakan. Akibat penurunan tekanan, gas mengembang dan membentuk gelembung mikro, menghasilkan struktur internal yang lebih ringan dan seragam.
  • Langkah 4: Pendinginan dan Pengeluaran – Setelah pendinginan dan pemadatan, struktur mikroselular tetap stabil, menghasilkan komponen plastik berbusa yang ringan dan berkekuatan tinggi.

Manfaat MuCell bagi Lingkungan dan Hemat Energi

MuCell (Microcellular Injection Molding) secara signifikan mengurangi konsumsi energi dan emisi karbon melalui penghematan material, pengurangan penggunaan energi, peningkatan produktivitas, desain ringan, dan penggunaan material daur ulang—memenuhi tujuan keberlanjutan perusahaan dan netralitas karbon.

Pengurangan Material → Emisi Karbon Lebih Rendah dari Produksi Plastik

• • Cetakan injeksi tradisional membutuhkan sejumlah besar plastik baru, sementara MuCell dapat mengurangi penggunaan plastik hingga 10%–20% melalui pembusaan mikroseluler.
  • Emisi karbon dari produksi plastik:
    • Virgin PP, ABS, dan PC menghasilkan 2,5–6 kg CO₂ per kg yang diproduksi.
    • MuCell menghemat 5–20% material, setara dengan pengurangan 125–1.200 kg CO₂ per ton plastik.
  • Misalnya, pabrik yang menggunakan 1.000 ton plastik setiap tahunnya dapat menghemat 200 ton dengan menggunakan MuCell—mengurangi 250–1.200 ton CO₂, setara dengan menanam 11.000–55.000 pohon (masing-masing menyerap sekitar 22 kg CO₂ per tahun).

Menurunkan Tekanan Injeksi dan Penggunaan Daya Mesin → Mengurangi Emisi Karbon Selama Proses Manufaktur

• • Cetakan Injeksi Tradisional vs. MuCell:
    • Pencetakan tradisional membutuhkan pengisian cetakan bertekanan tinggi. MuCell mengurangi tekanan pengisian sebesar 30%–50%, sehingga mengurangi penggunaan energi mesin injeksi sebesar 10%–40%.
    • Mesin injeksi menyumbang sekitar 60% dari total penggunaan energi pabrik. Emisi CO₂ dari pembangkit listrik rata-rata sekitar 0,5 kg/kWh (tergantung sumber energinya).
  • Contoh: Sebuah pembangkit listrik yang menggunakan 10 juta kWh/tahun dan menghemat 20% energi dengan MuCell akan mengurangi sekitar 1.000 ton CO₂—setara dengan CO₂ yang diserap oleh 91.000 pohon.

Waktu Siklus Lebih Pendek → Peningkatan Produktivitas, Pengurangan Karbon Lebih Lanjut

• • MuCell mempersingkat waktu pendinginan dan pengemasan sebesar 15%–50%, menghasilkan:
    • Output lebih tinggi per satuan waktu—lebih banyak komponen dibuat dengan masukan energi yang sama, mengurangi emisi per komponen.
    • Lebih sedikit waktu idle atau standby pada mesin, sehingga meminimalkan pemborosan energi.
  • Dengan asumsi produktivitas mesin meningkat 20%, hasil yang sama dapat dicapai dengan energi 20% lebih sedikit, sehingga emisi CO₂ pun berkurang.

Pengurangan Berat Produk → Jejak Karbon Transportasi yang Lebih Rendah

• • Aplikasi Industri Otomotif
    • MuCell dapat mengurangi berat komponen interior otomotif hingga 10%–30% (misalnya, dasbor, rangka kursi, panel pintu).
    • Setiap pengurangan 100 kg pada bobot kendaraan mengurangi emisi CO₂ kendaraan berbahan bakar sekitar 8–10 gram per kilometer; konsumsi energi pada kendaraan listrik juga diturunkan.
    • Jika berat kendaraan dikurangi 5%–20%, dan diterapkan pada 100.000 kendaraan, maka dapat mengurangi 250–1.000 metrik ton CO₂ setiap tahunnya—setara dengan menanam 22.500–90.000 pohon.
  • Elektronik & Bahan Kemasan
    • Mengurangi berat wadah dan kemasan plastik membantu mengurangi konsumsi bahan bakar selama transportasi, sehingga menurunkan emisi gas rumah kaca.

Panel Saluran Udara Otomotif

Rumah Lampu Depan Otomotif

Cangkang Robot AI

Menggabungkan Plastik Daur Ulang ( PCR) → Mengurangi Jejak Karbon Lebih Lanjut

• • Perbandingan Emisi Karbon antara Plastik Virgin dan Plastik Daur Ulang
    • Plastik murni (PP, ABS, PC) menghasilkan 2,5–6 kg CO₂ per kg yang diproduksi.
    • Plastik daur ulang (PCR) menghasilkan 1–2 kg CO₂ per kg, yang 50%–80% lebih rendah daripada bahan baru.
  • Jika MuCell mengurangi penggunaan plastik sebesar 30% dan menggabungkan 50% PCR, maka:
    • Emisi dari 1.000 ton plastik dapat dikurangi dari 5.000 ton CO₂ menjadi 1.500 ton CO₂—pengurangan sebesar 70%.
    • Ini setara dengan penyerapan CO₂ dari 318.000 pohon (masing-masing menyerap 22 kg CO₂ per tahun).
    • MuCell juga meningkatkan penggunaan plastik daur ulang dengan:
      • Meningkatkan kekuatan mekanis untuk mengimbangi hilangnya kekakuan pada bahan daur ulang.
      • Menurunkan suhu dan tekanan injeksi untuk mengurangi degradasi termal dan meningkatkan kemampuan proses.

MuCell tidak hanya mengurangi penggunaan plastik baru tetapi juga meningkatkan penerapan bahan daur ulang—memperluas potensi plastik berkelanjutan.

Manfaat Pengurangan Karbon Secara Keseluruhan dari Teknologi MuCell

Misalnya, sejak FCS pertama kali memperkenalkan teknologi MuCell pada tahun 2015, perusahaan telah berhasil menerapkan dan memvalidasi integrasi sistem di berbagai seri, termasuk mesin LM dua-pelat, FA hidrolik, SA outward toggle, CT-e serba listrik, dan FB multi-komponen dua warna. Hingga saat ini, lebih dari tiga puluh sistem MuCell telah dikirimkan. Mesin-mesin ini digunakan di berbagai bidang seperti semikonduktor, komponen otomotif dan sepeda motor, produk konsumen, dan alas kaki olahraga, menghasilkan penghematan 10–20% dalam konsumsi bahan baku dan energi, sekaligus mempersingkat waktu siklus secara signifikan—memungkinkan pelanggan mendapatkan manfaat sekaligus dalam hal kapasitas produksi, efisiensi biaya, dan pengurangan karbon yang didorong oleh ESG.

Contoh Aplikasi Teknologi MuCell dalam Industri Mobilitas & Sepeda

Teknologi MuCell diharapkan dapat diaplikasikan secara luas pada sepeda, skuter listrik, sepeda motor, dan peralatan olahraga , dengan fokus pada pengurangan berat, peningkatan kekuatan, dan konsumsi energi produksi yang lebih rendah —mendukung pengurangan karbon dan keberlanjutan.

Penerapan MuCell dalam industri sepeda. Tujuan: Mengurangi bobot struktur penyangga plastik yang terbuat dari serat karbon dan komponen aluminium, sehingga meningkatkan efisiensi energi secara keseluruhan.

Teknologi MuCell dalam Komponen Sepeda:

• • Penguatan plastik internal untuk rangka sepeda → Perkiraan pengurangan berat sebesar 5%–10%
  • Rumah plastik untuk lampu sepeda dan sistem bantuan listrik → Perkiraan penghematan plastik sebesar 25%
  • Bagian plastik berbusa untuk sadel dan stang → Diperkirakan 15% lebih ringan dengan kekakuan tambahan

Hasil Energi dan Pengurangan Karbon:

• • Setiap sepeda diharapkan dapat mengurangi 300–500 g CO₂
  • Produksi tahunan 500.000 sepeda = pengurangan 15.000–25.000 ton CO₂, setara dengan penanaman 1,36 juta pohon

MuCell + Plastik Daur Ulang = Solusi Manufaktur Hijau yang Optimal

Menggabungkan teknologi MuCell dengan plastik daur ulang (PCR) tidak hanya memungkinkan pengurangan bobot, tetapi juga meningkatkan manfaat lingkungan—mencapai emisi karbon yang lebih rendah, mengurangi limbah bahan baku, dan proses produksi yang lebih berkelanjutan. Kombinasi ini menawarkan solusi ramah lingkungan terbaik di berbagai industri. Manfaat utamanya meliputi:

• Mengurangi penggunaan plastik baru
• Emisi karbon yang lebih rendah
• Dukungan untuk manufaktur berkelanjutan
• Penghematan biaya

MuCell + Recycled Plastics memungkinkan pengurangan berat, penghematan bahan baku, emisi karbon yang jauh lebih rendah, pengurangan penggunaan energi, dan pengurangan limbah plastik.

• Setiap ton plastik yang dihemat mengurangi 1.250–2.000 kg CO₂—setara dengan menanam 113.000–181.000 pohon
• Pendekatan manufaktur hijau ini membantu perusahaan mencapai tujuan netralitas karbon dan mendorong transisi menuju pembangunan berkelanjutan

Teknologi MuCell yang dikombinasikan dengan plastik daur ulang adalah strategi optimal untuk keberlanjutan, pengurangan karbon, dan manufaktur yang kompetitif!

Ke depannya, FCS akan terus menjalankan strategi inti "Cerdas × Hijau × Data", yang mengintegrasikan pembusaan mikroseluler MuCell dengan sistem pabrik pintar iMF 4.0 miliknya untuk memajukan manufaktur rendah karbon dan solusi ekonomi sirkular. Kami yakin hal ini tidak hanya meningkatkan daya saing pelanggan, tetapi juga merupakan langkah penting dalam memenuhi komitmen kami terhadap keberlanjutan.

📌 Bacaan Lebih Lanjut

▶ Jelajahi Sistem Manajemen Cetak Injeksi Cerdas iMF 4.0

▶ Pelajari Lebih Lanjut Tentang Aplikasi Teknologi Busa Mikroseluler MuCell