Apakah Serat Alami Menjadi Masa Depan Komposit Otomotif?

Mobil adalah salah satu kontributor utama emisi karbon dioksida (CO₂). Secara khusus, bukan hanya emisi knalpot selama penggunaan yang menjadi penyebab. Produksi mobil juga menyumbang emisi gas rumah kaca, khususnya emisi CO₂.

Proses manufaktur yang intensif energi untuk material seperti baja, serta produksi komponen seperti baterai untuk kendaraan listrik, juga berperan besar dalam perubahan iklim.

Akibatnya, industri otomotif secara aktif bekerja untuk mengurangi CO₂e dalam produksi. CO₂e, atau Carbon Dioxide Equivalent, adalah satuan standar untuk mengukur dan membandingkan dampak berbagai gas rumah kaca terhadap pemanasan global. 

Untuk mencapai hal ini, produsen mobil menggunakan berbagai strategi, termasuk penggunaan material berkelanjutan, optimalisasi proses manufaktur, dan adopsi teknologi baru.

Baru-baru ini, BMW Group (BMW-DE:XETRA) mengumumkan pencapaian terobosan besar dengan pemanfaatan komposit serat alami, yang kini akan digunakan untuk model produksi seri mereka setelah beberapa tahun pengembangan dan penelitian mendalam. 

Terobosan BMW dengan Komposit Serat Flax Alami

Produsen premium terkemuka dunia untuk mobil dan sepeda motor pertama kali menggunakan bahan baku terbarukan dalam BMW M Motorsport selama musim Formula E 2019 dan kemudian pada BMW M4 DTM serta M4 GT4, di mana komposit serat alami menggantikan komponen plastik serat karbon (CFRP). 

CFRP adalah material berteknologi tinggi yang melibatkan penggabungan serat karbon dengan material lain untuk membentuk komposit. Material ini diterima baik di sebagian besar industri, termasuk industri otomotif. Meskipun lebih baik daripada material ringan lainnya, harganya mahal karena bahan bakunya.

Jadi, perusahaan seperti produsen mobil Jerman tersebut beralih ke komposit serat alami. Seperti yang dicatat BMW Group pada tahun 2022, hampir semua elemen dalam BMW M4 GT4 yang terbuat dari CFRP digantikan dengan komposit inovatif yang terbuat dari serat alami. Perusahaan menyatakan hal berikut pada saat itu:

“Tidak ada mobil balap GT lain dalam produksi seri yang memiliki jumlah komponen komposit serat alami sebanyak ini.” 

Solusi serat flax diterapkan di seluruh kendaraan, termasuk interior, pada dasbor dan konsol tengah, serta komponen bodi seperti kap mesin, splitter depan, bagasi, sayap belakang, dan pintu. Kecuali atap kendaraan, tidak ada yang melibatkan CFRP. Bahkan itu kini berubah, dengan komposit yang terbuat dari bahan baku terbarukan memenuhi persyaratan paling ketat untuk struktur atap yang ditetapkan pemerintah dalam sertifikasi kelayakan jalan kendaraan, menurut laporan terbaru BMW Group.

Mengganti komposit serat karbon dengan komposit serat alami pada atap kendaraan generasi berikutnya BMW Group menghasilkan pengurangan CO_₂e sekitar 40% dalam produksi, serta pertimbangan tambahan pada akhir masa pakai, catatnya.

Untuk komponen ringan berbasis flax alami ini, BMW bekerja sama dengan Bcomp, perusahaan clean-tech asal Swiss, di mana BMW juga memiliki saham melalui BMW i Ventures, unit modal ventura dari produsen mobil berbasis Munich yang berinvestasi pada startup yang berkembang cepat di lingkungan otomotif, membantu membentuk mobilitas.

Selain BMW, Generali, dan Airbus Ventures, serta OEM ternama seperti Porsche Ventures dan Volvo Cars Tech Fund, juga menanamkan investasi di Bcomp untuk membantu mengembangkan “solusi dekarbonisasi berperforma tinggi.”

Bcomp telah mengembangkan teknologi penguatan powerRibs, yang terinspirasi dari urat daun dan menciptakan struktur 3D pada satu sisi elemen cangkang tipis untuk memaksimalkan kekakuan dengan berat minimal. Selanjutnya, penguatan ampliTex menambahkan lapisan serat flax yang terlihat pada material pelapis.

Hal ini memungkinkan perusahaan mengurangi jumlah plastik yang digunakan untuk panel interior hingga 70% dan memotong emisi CO₂ sebesar 60%, dengan manfaat tambahan berupa peningkatan keamanan karena tidak adanya serpihan tajam. Bahan baku terbarukan dan serat alami yang digunakan meliputi hemp, kenaf, dan flax, yang membantu perusahaan mengurangi berat sekitar 50% dibandingkan material konvensional.

Setelah membawa penggunaan solusi komposit inovatif ke tingkat berikutnya dengan BMW M4 GT4, perusahaan kini melangkah ke tingkat yang sama sekali baru dengan memanfaatkan komposit serat alami untuk produksi seri model masa depan.

Membangun material ringan tetap menjadi fokus penting bagi produsen mobil, bersama dengan meningkatnya pentingnya penggunaan serat alami, yang menawarkan jejak karbon yang lebih rendah dalam material komposit.

“Komposit serat alami adalah elemen penting dari solusi ringan inovatif dalam motorsport, memungkinkan pengurangan emisi CO_₂e dalam proses manufaktur.”

– CEO BMW M GmbH, Franciscus van Meel

Menurut BMW Group, penilaian material menunjukkan kecocokan tinggi serat, terutama untuk komponen eksterior dan interior yang terlihat. Dan kini, material ringan akan mengalami uji kinerja tertinggi mereka. Mereka telah dipasang pada BMW M4 GT4 untuk balapan 24 jam di Nürburgring. Franciscus van Meel menambahkan:

“Serat alami adalah inovasi yang secara sempurna mencontohkan klaim BMW M ‘Born on the racetrack. Made for the streets.’. Inilah mengapa kami senang mengonfirmasi kematangan seri material ini, sebuah terobosan yang kami capai bersama mitra resmi #BMW M Motorsport Bcomp. Kami kini menantikan penggunaan material ini dalam rangkaian produk BMW M di masa depan.”

Mengapa Komposit Serat Alami Penting dalam Industri Otomotif

Komposit memainkan peran signifikan dalam industri material karena efisiensi biaya dan ramah lingkungan. Material komposit hanyalah material yang dihasilkan dengan menggabungkan dua atau lebih material konstituen.

Menggabungkan material dengan karakteristik berbeda memberikan material komposit sifat khusus seperti peningkatan kekuatan, pengurangan berat, atau daya tahan yang lebih baik. Hal ini menjadikannya penting dalam banyak industri. 

Beberapa material komposit paling umum adalah fiberglass, serat karbon, beton, plastik yang diperkuat, komposit matriks keramik, dan lain-lain.

Sementara itu, Glass Fiber Reinforced Polymers (GFRP) dan Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP) adalah komposit paling populer yang digunakan dalam industri otomotif untuk memproduksi mobil karena rasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi, ketahanan korosi, fleksibilitas, daya tahan, serta kemampuan berkontribusi pada efisiensi bahan bakar dan keselamatan tabrakan.

Namun, pergeseran global menuju energi terbarukan dan praktik berkelanjutan, yang juga mendorong produsen mobil beralih ke mobil listrik, turut mendorong adopsi komposit serat alami.

Peraturan yang mewajibkan produsen otomotif untuk menggunakan kembali dan mendaur ulang material merupakan alasan lain mengapa penggunaan serat alami dalam material komposit semakin meningkat. Akibatnya, kami melihat peningkatan penggunaan material berbasis bio dalam industri otomotif. 

Mereka sebenarnya memainkan peran besar dalam membuat sektor ini lebih bersih dan hijau sekaligus menawarkan manfaat signifikan.

Ini termasuk meningkatkan efisiensi dan mengurangi berat. Komposit serat alami secara alami ringan, dan dengan menggunakannya untuk memproduksi komponen mobil seperti dasbor, panel pintu, dan komponen interior lainnya, berat kendaraan dapat dikurangi. Pengurangan berat ini juga berarti energi yang dibutuhkan untuk menggerakkan mobil berkurang, menghasilkan konsumsi bahan bakar yang lebih rendah. 

Manfaat besar lain dari komposit serat alami adalah kekuatannya dan kemampuan menahan keausan harian, yang meningkatkan daya tahan dan keandalan kendaraan.

Lebih penting lagi, serat alami adalah sumber daya terbarukan, yang menempatkan keberlanjutan di inti mereka. Menggunakan komposit ini memungkinkan produsen mobil mengurangi ketergantungan pada material berbahaya berbasis bahan bakar fosil, sehingga mengurangi emisi mereka.

Dalam ranah serat alami, yang terbukti sangat berguna untuk industri material, hemp, jute, sisal, flax, bambu, beras, dan kenaf termasuk pilihan paling populer.

Di antara ini, flax adalah material yang paling banyak digunakan dalam komposit karena sifat mekaniknya yang superior dibandingkan serat alami lainnya. Material ini berasal dari batang tanaman flax atau linseed. Kain flax umumnya dikenal sebagai linen dan merupakan salah satu tekstil tertua yang diketahui.

Serat selulosa-nya, yang panjang dan kontinu, menjadikannya layak sebagai material penguat dalam komposit karena kekakuan dan kekuatan tarik yang luar biasa. Flax juga memiliki penampilan alami yang unik. 

Karena bersifat biodegradable, biaya rendah, dan ringan, serat alami biasanya dikombinasikan dengan polimer untuk menciptakan material kuat dan tahan lama untuk komponen mobil, mengingat mereka kurang memiliki sifat mekanik serat sintetis.

Misalnya, kekerasan serat karbon lebih dari 75% dibandingkan serat flax. Serat karbon juga lima kali lebih kuat daripada serat flax, sementara serat kaca empat kali lebih kuat.

Selain itu, modulus lentur serat sintetis juga sedikit lebih tinggi dibandingkan serat alami. Namun, tingkat keausan serat alami rendah, menjadikannya cocok untuk digunakan di lingkungan abrasif. Sementara frekuensi getaran serat alami hampir sama dengan serat sintetis, kapasitas penyimpanan energi tumbukan serat kaca lebih tinggi dibandingkan serat karbon, flex, dan kenaf.

Tidak kalah penting, serat alami sensitif terhadap kelembaban. Selain kekhawatiran tentang kualitas dan konsistensi serat ini, ikatan mereka dengan matriks polimer juga lemah. Komposit Serat Alami (NFC) yang dibuat dengan menggabungkan serat alami dengan berbagai serat sintetis diperkirakan menjadi revolusi baru dalam material komposit.

Saat ini, komposit serat alami telah banyak digunakan oleh produsen mobil. Selain BMW, Ford (F ) telah bereksperimen dengan komposit serat alami selama lebih dari satu dekade untuk menciptakan interior mobil yang berkelanjutan. 

Mercedes-Benz (MBG.DE ) (MBG-DE:XETRA) merupakan contoh lain yang membuat kemajuan dalam penggunaan serat alami, khususnya pada panel interior mereka. Bagian dari model A-class, C-class, E-class, dan S-class telah dibuat menggunakan berbagai serat alami, termasuk sisal, hemp, wol, dan flax.

Beberapa tahun lalu, Bcomp melaporkan bahwa mereka memasok teknologi serat alami berperforma tinggi ke mitra pengembangan Mercedes-AMG, HWA AG (H9W.DE ), untuk bumper depan pada mobil balap Mercedes-AMG GT4. Membuat bumper dari serat alami sepenuhnya memungkinkan penggunaannya untuk pemulihan energi termal, mengubah sekitar 80% energi yang tersimpan menjadi energi terbarukan.

Bagaimana Motorsport Mendorong Teknologi Serat Alami ke Pasar Massal

Produsen mobil di seluruh dunia secara aktif mengintegrasikan komposit serat alami ke dalam kendaraan mereka, terutama untuk aplikasi interior dan eksterior, guna mencapai pengurangan berat dan peningkatan keberlanjutan. 

BMW Group, khususnya, telah mencapai kematangan seri dengan komposit serat alami dan kini siap untuk produksi seri, setelah berhasil menggunakannya dalam mobil balap. Hal ini pada dasarnya membawa teknologi material inovatif dan manfaatnya, yang awalnya terbatas pada mobil premium dan mewah, ke pasar massal.

Ini bukan pertama kalinya mobil sport kelas atas membantu membawa kemajuan ke arus utama. Produsen mobil dikenal menggunakan mobil berperforma tinggi mereka sebagai inkubator teknologi.  

Ini memang masuk akal. Mobil kelas atas cenderung sangat mahal dan diproduksi dalam volume rendah, yang berarti produsen dapat mengalokasikan anggaran untuk bereksperimen dengan mereka. Mereka dapat dijadikan arena uji coba material dan teknik canggih sebelum menjadi biaya-efektif dan dapat diskalakan untuk produksi massal. 

Seiring waktu, material, proses, dan teknologi cenderung merembes ke mobil arus utama, yang dapat dilihat sepanjang sejarah. Di antara material baru, serat karbon adalah contoh yang bagus. 

Selama lebih dari satu abad, baja menjadi material utama dalam mobil, hingga aluminium menjadi populer pada akhir 1900-an sebagai alternatif yang lebih ringan dibandingkan baja. Ringannya menjadikannya kandidat menarik untuk mobil balap, yang memerlukan bobot ringan untuk mencapai kecepatan ekstrem. Namun, aluminium terutama digunakan untuk blok mesin karena, meskipun ringan, efisien bahan bakar, dan tahan korosi, ia tidak terlalu kuat dan juga mahal. 

Saat itulah serat karbon muncul dan merevolusi industri. Serat ini banyak digunakan dalam Formula 1 dan hypercar karena rasio kekuatan-terhadap-berat yang luar biasa.

Lebih ringan daripada baja dan aluminium, serat karbon memungkinkan produsen mobil mengurangi berat kendaraan sekaligus meningkatkan performa dan efisiensi bahan bakar. Bahkan menawarkan penyerapan energi yang lebih baik saat tabrakan, menjadikannya ideal untuk mobil balap, yang memerlukan fitur keselamatan dan integritas struktural jauh lebih banyak dibandingkan mobil standar. Inilah alasan mengapa bodi mobil balap Formula One (FWONK ) hampir seluruhnya terbuat dari serat karbon. 

Jadi, setelah McLaren memperkenalkan mobil F1 pertama berbahan serat karbon pada 1980-an, tim F1 lainnya mulai mengejar, dan pada akhirnya ide yang awalnya dikembangkan untuk lintasan balap merembes ke jalan biasa dengan McLaren 1992 F1 menjadi yang pertama menggunakan komposit serat karbon, diikuti oleh Ferrari dan Lamborghini.

Namun, biaya tinggi material komposit dan kompleksitas proses pembuatannya berarti hanya bagian tertentu mobil yang dibuat dari serat karbon atau komposit yang diperkuat serat karbon (CFRP). 

Demikian pula, baja ultra-tinggi kuat dan rem karbon-keramik juga telah masuk ke mobil sehari-hari. Material bukan satu-satunya inovasi yang telah melakukan perjalanan dari mobil sport kelas atas ke arus utama.

Proses seperti manufaktur aditif, yang mulai dieksplorasi oleh produsen mobil untuk mencetak 3D berbagai bagian mobil premium, merupakan contoh lain. Setelah proses tersebut ditingkatkan skalanya, pembuatnya menerapkannya pada bagian pasar massal dengan mudah.

Inovasi keberlanjutan merupakan faktor utama lainnya. Selain komposit serat alami, merek eksotis telah mengimplementasikan komposit berbasis bio, serat karbon daur ulang, dan produksi aluminium yang lebih ramah lingkungan untuk memenuhi persyaratan emisi. 

Selain berfungsi sebagai tempat uji material ramah lingkungan, teknologi seperti transmisi, suspensi, rem cakram, sistem infotainment canggih, dan peralatan keselamatan maju juga pertama kali diintegrasikan dalam mobil kelas atas dalam bentuk tertentu.

Jadi, mobil sport kelas atas pada dasarnya memungkinkan produsen menguji teknologi dan fitur desain mutakhir secara biaya-efektif sebelum dapat diproduksi untuk massal, yang melibatkan keterbatasan seperti biaya, ketidakfleksibelan, kurangnya kustomisasi, potensi penurunan kualitas, dan risiko inventaris yang tidak terjual.

Dengan memperkenalkan kemampuan baru dalam model premium edisi terbatas ini, produsen memperoleh kontrol lebih baik atas teknologi dan proses, memungkinkan mereka menetapkan tolok ukur baru sekaligus memungkinkan pihak lain berinovasi.

Berinvestasi dalam Teknologi Komposit Serat Alami

Pemimpin dalam material komposit, jajaran produk Hexcel Corporation (HXL ) mencakup serat karbon untuk penggunaan di aerospace komersial, ruang angkasa dan pertahanan, serta aplikasi industri. Perusahaan juga terlibat dalam penguatan khusus dan material matriks yang diperkuat serat lainnya, resin, honeycomb, dan struktur komposit.

Beberapa tahun lalu, Hexcel mengumumkan pengembangan jajaran produk baru yang menggabungkan konten resin bio-derivatifnya dengan penguatan serat alami untuk menciptakan solusi material bagi otomotif dan aplikasi lainnya.

Pada saat itu, perusahaan mencatat bahwa HexPly Nature Range-nya menawarkan produsen pilihan untuk beralih dari solusi material berbasis petroleum ke yang berbasis bio tanpa mengorbankan kinerja atau efisiensi proses.

Hexcel Corp  

Mengenai kinerja pasar Hexcel, perusahaan memiliki kapitalisasi pasar sebesar $4,57 miliar dengan saham HXL diperdagangkan pada $56,87, turun 9,3% YTD. Dengan itu, EPS (TTM) sebesar 1,51 dan P/E (TTM) sebesar 37,66. Imbal hasil dividen yang ditawarkan adalah 1,20%.

Mengenai keuangan, perusahaan melaporkan penjualan sebesar $457 juta untuk Q1 2025, terdiri dari $280,1 juta di Commercial Aerospace dan $176,4 juta di Defense, Space & Other. EPS terdilusi GAAP, sementara itu, adalah $0,35, dan EPS terdilusi yang disesuaikan adalah $0,37. Margin kotor untuk kuartal tersebut adalah 22,4%.

Pada Q1 2025, kas bersih yang digunakan untuk aktivitas operasional sebesar $28,5 juta, dan belanja modal berbasis kas sebesar $26,1 juta. Free cash flow, sementara itu, sebesar ($54,6) juta.

Selama periode ini, Hexcel mengembalikan $64 juta kepada pemegang saham melalui pembelian kembali saham dan dividen. Perusahaan juga melakukan refinancing sebesar $300 juta utang berbunga tetap.

“Proposisi nilai dasar Hexcel tetap kuat, didorong oleh permintaan akan komposit ringan inovatif kami, yang akan menghasilkan pertumbuhan penjualan siklus dan sekuler yang kuat seiring waktu.”

– CEO Tom Gentile

Berita dan Perkembangan Saham Hexcel Corp (HXL) Terbaru

Pemikiran Akhir: Masa Depan Serat Alami dalam Mobil

Saat produsen mobil berupaya mencapai target dekarbonisasi, serat alami diperkirakan memainkan peran penting. Meskipun serat karbon tetap berharga karena kekuatannya yang tak tertandingi, komposit serat alami, khususnya solusi berbasis flax, semakin mendapat perhatian karena potensinya merevolusi produksi otomotif. 

Dengan mengurangi emisi karbon, memungkinkan desain ringan, dan memenuhi kebutuhan performa yang ketat, komposit serat alami menjadi alternatif menarik bagi serat karbon. Komposit alami ini menjanjikan menjadi inovasi signifikan berikutnya, membantu memperluas mobilitas berkelanjutan dari mobil sport premium ke kendaraan sehari-hari dan mendorong industri otomotif menuju masa depan yang lebih hijau.