Bidang bahan pelindung sangat luas dan berkembang pesat. Materi baru memperluas basis teknologi untuk sistem perlindungan personel dan platform senjata. Pada saat yang sama, praktik bisnis berubah, menjauh dari pemasok eksklusif dan pola tradisional lainnya yang umum bagi industri seperti pertahanan dan keamanan
Industri ini berusaha untuk merespon dengan cepat terhadap kebutuhan pelanggan militer yang terus meningkat, tidak hanya untuk "meringankan beban", tetapi juga untuk mengembangkan karakteristik yang sama pentingnya dari bahan pelindung baru dan sistem perlindungan lapis baja.
Hal ini dapat ditegaskan oleh kata-kata kepala departemen perlindungan tubuh di DSM Dyneema, Marco Manik, yang mengatakan dalam salah satu wawancaranya: “Kami memproduksi serat buatan manusia yang terkuat, dan ini adalah serat DYNEEMA”.
Pakar industri telah mengkategorikan solusi keamanan DSM sebagai "gelombang baru atau generasi perlindungan balistik". Penawaran perusahaan, yang ia sebut "Keunggulan Teknologi Tanpa Kompromi," menggabungkan bahan ringan dan kinerja superior, memberikan kenyamanan bersama dengan fitur kualitas lainnya, dan menyediakan "semua yang mereka butuhkan untuk menyelesaikan sesuatu kepada pelanggan."
Manik menyoroti laminasi HB berbasis serat DYNEEMA sebagai salah satu terobosan teknologi dalam sistem perlindungan balistik. Memang, “serat DYNEEMA HB tidak hanya 15 kali lebih kuat dari baja, tetapi memiliki sejumlah sifat yang sangat diminati, yang kami perhatikan dengan seksama,” tegasnya, dan ketika ditanya apa yang terutama diinginkan oleh pelanggan di daerah ini, dia menjawab bahwa "mereka menginginkan opsi yang lebih ringan untuk peralatan mereka."
Sherrill Ingstad, Kepala Keramik Canggih di ZM setuju dengannya: “Kami melihat permintaan besar di AS dan negara-negara lain untuk sistem perlindungan ringan, dan di sinilah upaya kami terkonsentrasi hari ini. Kami berusaha untuk menyempurnakan setiap aspek pekerjaan kami - mulai dari teknologi material dan R&D yang dipatenkan hingga penyelarasan tenaga kerja kami dan penyempurnaan proses manufaktur - untuk menyediakan sistem ringan yang mengurangi beban militer sambil tetap memberikan tingkat perlindungan yang diperlukan."
Sebagai juru bicara Ceradyne (bagian dari ZM), Ingstad mengumumkan bahwa lebih dari dua juta sisipan rompi antipeluru dan lebih dari 100.000 helm tempur yang disempurnakan (ESN) telah dipasok ke militer AS hingga saat ini.
Meskipun massanya relatif kecil, ESN “memberikan tingkat perlindungan peluru dan fragmentasi yang lebih tinggi daripada helm tempur lainnya dalam sejarah,” kata Ingstad. "Dibandingkan dengan helm lain dengan berat yang sama dalam pelayanan, ESN meningkatkan tingkat perlindungan anti peluru dan anti-fragmentasi lebih dari 35%."
Helm ECH pertama memasuki layanan dengan militer AS pada tahun 2014.
Portofolio alat pelindung diri Ceradyne juga mencakup ESAPI (sisipan pelindung lengan kecil yang disempurnakan) yang ringan, sisipan pelindung lengan kecil yang disempurnakan untuk melindungi batang tubuh dari tembakan senjata ringan. Sisipan tersedia dalam berbagai ukuran dan sesuai dengan bagian internal khusus pelindung tubuh untuk personel militer dari kedua jenis kelamin. “Kami menyediakan sisipan rompi antipeluru ke Dukungan Logistik Departemen Pertahanan, yang kemudian menangani pesanan untuk setiap unit individu,” kata juru bicara Ceradyne.
Perusahaan ini memasok sisipan pelindung ESAPI modern dengan berbagai bobot. Kontrak saat ini dari Departemen Pertahanan AS menyediakan pasokan sisipan ultra-kecil, kecil dan menengah, yang massanya berkisar dari kurang dari 2 kg hingga hampir 2,5 kg. Ceradyne juga menawarkan sisipan besar dan ekstra besar untuk pelindung tubuh, yang sedikit lebih berat.
Ceradyne mulai mengirimkan sisipan sebulan lebih cepat dari jadwal Juni lalu. Sesuai dengan itu, perusahaan harus menyelesaikan pengiriman pesanan ini pada akhir tahun 2017.
Perlindungan kendaraan dan awaknya
Perwakilan dari perusahaan Pertahanan RUAG memberikan penilaiannya tentang masalah dan tugas di bidang bahan pelindung untuk kendaraan, yang, pada kenyataannya, bermuara pada menemukan kompromi antara profitabilitas ekonomi dan pengurangan berat maksimum yang mungkin (persimpangan off-road kemampuan negara, pengangkutan udara, dll.), serta solusi yang menjamin perlindungan kru dan kendaraan itu sendiri dari berbagai ancaman, lebih dinamis dan lebih mematikan. RUAG Defense juga berkomentar: “Jelas, kebutuhan spesifik berbeda dari skenario ke skenario, tetapi Anda selalu berusaha menemukan keseimbangan sempurna antara tingkat perlindungan dan mobilitas. Mereka yang berbicara tentang volatilitas ancaman benar, tetapi kami terus mengeksplorasi ide-ide baru di bidang material dan solusi desain."
Lebih lanjut, perwakilan RUAG mencatat kaburnya batasan antara skenario ancaman modern dan tantangan yang ditimbulkan skenario ini bagi pemasok material dan sistem keamanan. “Skenario ancaman sekarang tidak sejelas sebelumnya. Perbedaan antara operasi militer simetris dan asimetris kabur di depan mata kita, sekarang kita membutuhkan solusi hibrida yang dapat mencakup ancaman yang jauh lebih luas.”
RUAG berusaha untuk memenuhi tantangan global saat ini dan mengembangkan kit perlindungan untuk berbagai macam kendaraan, dari kendaraan lapis baja ringan 4x4 hingga tank tempur utama seperti LEOPARD 2, dan dalam hal ini, portofolio perusahaan di sektor ini terus berkembang.
Kemudian perwakilan dari perusahaan Swiss melanjutkan: “Untuk BMP PUMA Jerman, kami menyediakan proteksi ranjau bersama dengan komponen proteksi lainnya. RUAG telah mengembangkan perlindungan ranjau yang komprehensif, perlindungan terhadap IED (alat peledak improvisasi) dan proyektil penusuk lapis baja untuk kendaraan lapis baja PANDUR I Austria dan Belgia. Produksi dan pengiriman kit balistik Roof PRO kami untuk pabrikan kepala sedang berjalan lancar."
Wakil Presiden Pertahanan Alcoa Margaret Cosentino mencatat tren paralel dan agak bersaing lainnya dalam perlindungan kendaraan. Menurutnya, sebelumnya, banyak perhatian diberikan pada lapis baja tambahan kendaraan yang berpartisipasi dalam operasi di Irak dan Afghanistan, dan sekarang ada kembalinya kecepatan, kemampuan manuver, dan kemampuan manuver sebagai fungsi untuk meningkatkan kemampuan bertahan tempur. “Misalnya, dalam operasi khusus, kendaraan ultralight dikerahkan untuk kelompok tempur. Alcoa bekerja sama dengan komunitas ilmiah Angkatan Darat AS melalui program Mobile Protected Firepower barunya untuk mendapatkan informasi sebanyak mungkin tentang material inovatif dan teknologi terpilih untuk sistem tembakan langsung presisi tinggi yang aman.”
Produk Alcoa Defense memperpanjang siklus hidup kendaraan militer, dengan portofolio produk baik untuk kendaraan yang sudah ada maupun yang baru. Memang, produk multikomponen Alcoa, termasuk yang dibuat dengan ekstrusi, stamping, casting, dan berbagai produk canai, ditemukan pada kendaraan roda taktis dan kendaraan tempur darat, mulai dari pelindung aluminium pada jip HMWWV (sebagai reaksi terhadap IED) dan truk off-road berat HEMTT, dan diakhiri dengan komponen aluminium untuk platform baru, seperti mobil lapis baja JLTV.
“Pertama, Alcoa Defense menggunakan bahan yang sangat luas dalam kegiatannya, karena bisnis kami terbagi rata antara produk aluminium, titanium dan nikel, yang memungkinkan kami untuk bekerja dengan militer dan produsen utama produk akhir untuk mendapatkan bahan, paduan, dan perlakuan panas yang tepat untuk memenuhi persyaratan tugas khusus, - jelas Cosentino. “Kedua, kami fokus pada integrasi vertikal penuh, mulai dari material hingga bentuk produk, hingga permesinan dan perakitan akhir. Meningkatkan efisiensi Alcoa membantu pelanggan kami menjadi lebih efisien dan lebih kompetitif.”
Pemasok lain sistem pertahanan untuk kendaraan militer adalah QinetQ North America (QNA). Liner anti-sempalan Armor Spall Liner LAST dipasang di berbagai kendaraan MRAP buatan Amerika, dan kursi BlastRide penyerap energinya dipasang di BMP dan pengangkut personel lapis baja di berbagai negara. Jeff Riu, Head of Survivability Systems di perusahaan berkomentar: “Selain itu, solusi perlindungan RPG pasif Q-NET kami dipasang di lebih dari 13.000 kendaraan di seluruh dunia, misalnya, mereka memberikan perlindungan untuk mesin seperti MAXXPRO, PL-ATU, HEMMT dan STRYKER, serta platform dari negara lain. Sistem proteksi Q-NET berpotensi dipasang pada beberapa varian kendaraan lapis baja JLTV Angkatan Darat dan Korps Marinir AS.”
QNA juga mengembangkan alat pelindung diri untuk pesawat terbang dan helikopter, dengan Riu juga membagikan beberapa resep saus rahasia perusahaannya, yang sepenuhnya memenuhi kebutuhan pelanggannya dalam hal biaya, berat, dan karakteristik produk akhir untuk memenuhi kebutuhan pelanggan. memberikan mereka solusi terbaik. “Kami telah mencapai ini dengan bekerja dengan berbagai bahan unggulan, termasuk baja lapis baja canai, berbagai tingkat keramik dan serat balistik berkualitas tinggi terbaru. Kami juga bekerja tanpa lelah untuk mengembangkan solusi baru yang inovatif seperti kursi penyerap energi dan teknologi redaman ledakan BlastPro kami.”
Kolaborasi dan kemitraan
Salah satu topik hangat dalam diskusi di antara bisnis bahan keamanan menyangkut perjanjian dengan banyak pemasok dan mitra lain (dalam beberapa kasus ratusan organisasi) di samping perjanjian kemitraan eksklusif yang umum di segmen lain dari pasar pertahanan.
Menggunakan contoh perusahaannya, Marko Manik berbicara tentang keinginan DSM untuk berinovasi dan mengoptimalkan teknologi baru di jaringan mitranya dan tentang investasi internal dalam penelitian dan pengembangan.
DSM lebih memilih mitra di sektor pertahanan dan keamanan terkait, dan beberapa mitra ini memiliki hubungan yang lebih kuat dengan DSM karena kemampuan mereka untuk berinovasi. “Kalau kita punya partner yang punya kemampuan berinovasi lebih cepat dari yang lain, maka dia diuntungkan, karena selain produk kita juga ada produk akhir. Itu sebabnya kami perlu bekerja dengan mitra yang sampai batas tertentu konsisten dengan kecepatan inovasi kami,”kata Manik.
Mitra bisnis terbaru DSM Dyneema adalah First Armor, anak perusahaan dari KADDB Investment Group. Pada Juni 2016, First Armor mengungkapkan panel empuk ringan yang dipadukan dengan rompi keselamatan. Liner First Armor baru terbuat dari Dyneema HB212. Laminasi komposit berbasis UHMWPE ini sangat baik untuk sistem pertahanan ringan dan tahan lama yang dibuat menggunakan teknologi DYNEEMA Force Multiplier.
First Armor akan segera menawarkan beberapa jenis sistem perlindungan tubuh berdasarkan berbagai bahan berkinerja tinggi yang dikembangkan oleh DYNEEMA.
Pada awal tahun lalu, mitra DSM lainnya, Point Blank Enterprises, memperkenalkan sistem perlindungan tubuh ALPHA ELITE Black, memperluas lini produk ALPHA ELITE. “ALPHA ELITE Black terbaru, model perlindungan senjata kecil, merupakan peningkatan dari produk sebelumnya karena mengurangi berat badan sebesar 17% dengan tingkat perlindungan yang sama,” kata perusahaan itu dalam siaran pers. Pelindung tubuh ALPHA ELITE Black menggunakan teknologi DYNEEMA Force Multiplier generasi baru dari DSM.
RUAG juga tidak mengabaikan organisasi mana pun di bidang ini, berjuang untuk kerja sama yang saling menguntungkan. Seorang juru bicara RUAG menjelaskan bahwa perusahaan “secara teratur mensurvei pasar untuk desain dan bahan baru; dan kami bangga dengan kualitas pengujian kami dan pengujian yang kami lakukan untuk menentukan secara akurat sifat pelindung bahan. Hal ini memungkinkan RUAG untuk menyesuaikan solusi perlindungan untuk kendaraan dan ancaman apa pun dengan bobot dan biaya yang optimal.”
Riu dari QNA berkomentar, “Kami telah mengembangkan hubungan yang kuat dengan beberapa produsen terkemuka dari keramik canggih, bahan balistik dan serat komposit. Memanfaatkan koneksi ini memungkinkan kami merancang dan menghadirkan produk yang mengungguli pesaing kami.”
DuPont adalah pemasok lain yang telah menetapkan "posisi kuat" dalam penyediaan bahan untuk berbagai aplikasi. Misalnya, teknologi serat sintetis Kevlar menemukan berbagai macam aplikasi - berbagai pelindung tubuh, sisipan, helm, pelindung anggota tubuh, dan pelindung kendaraan. Semua produk ini meningkatkan tingkat kemampuan bertahan personel, sementara konsumen menerima bahan pelindung dengan berbagai tingkat "kelembutan" atau "kekerasan" (istilah umum di sektor ini). “Perlindungan lembut mengacu pada rompi dan perlengkapan lainnya, yang sering dibuat dari serat kain dan struktur fleksibel lainnya untuk meningkatkan kecocokan, kenyamanan, dan mobilitas pemakainya,” jelas Joseph Hovanek, kepala teknologi di DuPont Protection Solutions. "Perlindungan keras mengacu pada struktur komposit yang lebih keras, seperti sisipan, helm, dan komponen pelindung kendaraan, di mana DuPont menawarkan lembaran polietilen Tensylon selain Kevlar."
Hovanek berbicara tentang satu aspek dari model bisnis DuPont, mencatat bahwa perusahaan memasok serat, kain, dan struktur lainnya dari Kevlar ke produsen rompi, helm, dan kendaraan lapis baja terkemuka yang menggunakan bahan-bahan ini dalam desain dan pembuatan produk mereka. Pakar industri menambahkan: "Kami berfokus pada pengembangan solusi lokal, dengan produsen terkemuka yang bekerja dengan empat pusat teknis utama kami di berbagai negara."
Selain QNA dan perusahaan lain yang disebutkan sebelumnya yang memasok produk ke berbagai pengguna akhir, ada perusahaan lain yang aktif di beberapa bidang terkait. Combat Clothing Australia (CCA) Protect adalah pemasok pertahanan dan keamanan global dengan banyak pengalaman dalam desain dan pembuatan perlindungan balistik untuk manusia, platform darat, dan penerbangan. Direktur komersial perusahaan, Lee O'Shea, mencatat bahwa "CCA Protect aktif di pasar Australia, Amerika Serikat, Hong Kong, Malaysia, Singapura, Uni Emirat Arab, Selandia Baru, dan Papua Nugini."
Secara khusus, CCA Protect memasok sistem perlindungan tubuh keras dan lunak hingga Level IV, serta pelindung kendaraan yang mampu menahan peluru anti-tank. O'Shea melanjutkan: “Solusi pelindung canggih CCA Protect telah dipilih untuk memberikan perlindungan balistik bagi helikopter UH-60 BLACKHAWK dan CH-47 CHINOOK Angkatan Bersenjata Australia. Fasilitas manufaktur CCA Protect memungkinkan pembuatan panel lapis baja tunggal yang besar, menjadikannya ideal untuk proyek Land 400 Phase 2 Australia.” Sebagai bagian dari proyek ini, Australia akan memperbarui dan memodernisasi armada kendaraan pengintai tempurnya.
Untuk memenuhi kebutuhan pelanggan asingnya, CCA Protect melakukan analisis menyeluruh terhadap solusi untuk mencapai keseimbangan antara biaya, mobilitas, perlindungan, dan bobot. O'Shea menyimpulkan dengan mengatakan, “Ruang tempur yang berubah dengan cepat terus mendorong inovasi dalam industri pertahanan balistik. Fasilitas produksi CCA Protect yang canggih dan insinyur yang berpengalaman memungkinkan untuk memenuhi tantangan yang kompleks ini. Kombinasi komposit canggih dan teknik ikatan yang unik menciptakan bahan pelindung yang sangat ringan, tahan lama, dan tipis.”
Perusahaan Swiss Garant mengembangkan solusi perlindungan balistik modern FirmLiner dan FlexLiner untuk berbagai jenis aplikasi. Seiring dengan penggunaan bahan-bahan terbaru yang dihasilkan dari kegiatan penelitian dan pengembangan intensif, Garant juga memiliki banyak pengalaman yang diperoleh dari program jangka panjang bekerja sama dengan pemasok bahan dan pengguna akhir. Bahan yang populer dan banyak digunakan termasuk para-aramid, polietilen, polipropilen, dan fiberglass.
Keramik spinel transparan untuk aplikasi kelautan
Spinel transparan (MgAl2O4) saat ini merupakan bahan pilihan untuk digunakan dalam berbagai aplikasi pertahanan laut dan lainnya. Ini adalah bahan kristal dengan kisi kubik, yang semakin banyak digunakan untuk melindungi berbagai sistem kapal, termasuk sensor, bahan dan senjata defensif dan "pintar".
Selain kekuatannya yang tinggi, keramik spinel memiliki transmisi yang sangat baik dari sinar ultraviolet (0,2 m) hingga inframerah-tengah (5 m). Untuk tiang optik kapal selam nuklir kelas VIRGINIA Angkatan Laut AS, kaca spinel tunggal digunakan, yang meningkatkan kemampuan bertahan dan secara signifikan mengurangi biaya pemeliharaan dan siklus hidup. Sebelumnya, kaca silikon dan germanium kristal dipasang pada tiang optocoupler L-3 KEO untuk mentransmisikan cahaya tampak dan sinar masing-masing di wilayah spektrum inframerah-tengah. Namun kedua bahan ini ternyata kurang kuat dan rentan rusak, padahal ketebalannya 3, 8 cm, yang jadi masalah adalah bagaimana membuat jendela dari spinel yang tebal. Menurut penelitian, keramik spinel dengan ketebalan 3,8 cm, yang proses pembuatannya berdasarkan pengepresan panas, memiliki sifat optik yang sangat baik.
Jembatan perusak kelas ZUMWALT Amerika (DDG 1000) juga dilengkapi dengan jendela besar berkekuatan tinggi yang mentransmisikan cahaya tampak dan gelombang inframerah dengan panjang gelombang 5 mikron dan yang harus menahan dampak gelombang hingga 0,56 kg / cm2. Karena proses pengepresan panas berskala ke dimensi besar, jendela jembatan dapat dibuat dari satu bagian besar spinel. Sebaliknya, dapat dihasilkan oleh difusi tepi yang menggabungkan dua atau lebih jendela kecil menjadi satu. Divisi Optik Terapan US Navy Research Laboratory (NRL) telah menunjukkan kelayakan dari kedua pendekatan ini.
Laboratorium mencatat bahwa metode tradisional pertumbuhan suhu tinggi dari lelehan (> 2000 ° C) dari spinel kristal tunggal sulit untuk membuat lembaran dengan dimensi lebih dari beberapa milimeter. Dalam proses penyelesaian masalah ini, NRL menetapkan bahwa kualitas keramik spinel komersial yang buruk disebabkan oleh pencampuran yang tidak merata dari aditif sintering (lithium fluoride) dengan bubuk spinel, yang menyebabkan porositas dan jebakan (residu dalam produk akhir) aditif sintering ini. Para ilmuwan di NRL telah mengembangkan proses yang dipatenkan untuk melapisi secara seragam setiap partikel bubuk spinel dengan aditif sintering, yang memungkinkan aditif dihilangkan selama proses pengepresan panas pada suhu sekitar 1600 ° C. Menurut NRL, ini memungkinkan produksi keramik spinel transparan yang sepenuhnya dipadatkan dan seragam dengan sifat optik tinggi, sementara prosesnya dapat diskalakan dan memungkinkan produksi jendela besar.
Dirancang untuk lingkungan yang keras
Keramik spinel transparan juga digunakan dalam aplikasi pertahanan lainnya. Di antaranya adalah laser berdaya tinggi yang sedang dikembangkan untuk senjata energi terarah. Dari sudut pandang optik, salah satu tempat yang paling bermasalah adalah lensa keluar (jendela), karena kaca untuk sistem semacam itu tidak memiliki sifat termal, optik, dan mekanik yang cukup baik. Alasannya adalah bahwa jendela kaca memiliki konduktivitas termal yang sangat rendah yang menyebabkan kejutan termal. Kekuatan kaca yang rendah juga membuatnya sulit untuk digunakan di lingkungan yang agresif, menurut para ilmuwan NRL. Di sisi lain, kekuatan superior spinel memungkinkannya untuk digunakan di lingkungan yang keras, dan kekuatannya yang tinggi memungkinkan jendela yang lebih tipis, yang mengurangi bobot. NRL telah mengembangkan teknologi serbuk spinel ultra murni yang telah digunakan untuk membuat keramik spinel dengan rekor kehilangan penyerapan rendah sebesar 6 ppm (parts per million) / cm pada panjang gelombang 1,06 m.
Keramik spinel kualitas optik tinggi juga digunakan untuk membuat radome transparan panas yang tahan lama untuk rudal inframerah. Menurut sumber terbuka, bahan yang ada, seperti silikon kristal, rapuh dan tidak memberikan transmisi cahaya tampak. Bahan lain, safir (a-Al2O3) memiliki transmisi terbatas pada panjang gelombang 5 m. Safir sangat tahan terhadap kerusakan mekanis, karena memiliki kekerasan yang luar biasa (9 pada skala Mohs); itu adalah bahan terkeras setelah berlian dan silikon karbida (a-SiC). Tetapi spinel mentransmisikan cahaya tampak dengan sempurna dan memiliki transmisi yang lebih baik dibandingkan dengan safir dengan panjang 5 mikron. Dalam upaya untuk menunjukkan penerapan praktis dari spinel, para ilmuwan di NRL mengubah proses hot-pressing dan berhasil membuat fairing dari bahan ini.
Ketersediaan keramik spinel dengan sifat optik tinggi juga akan memungkinkan pembuatan pelindung ledakan dan kacamata pelindung ringan untuk perlindungan pribadi terhadap IED, serta jendela konformal untuk sistem pengawasan. Penelitian pada tahun 2013 menunjukkan bahwa magnesium alumina spinel adalah kandidat yang sangat baik untuk lapisan pelindung transparan yang dikeraskan di luar. Para peneliti yang secara sistematis menyelidiki fragmentasi tiga jenis keramik spinel telah menunjukkan bahwa mode fragmentasi adalah salah satu parameter kunci yang mempengaruhi ketahanan balistik keramik.
