 |
| Gambar 1. Material Press |
Pada
penulisan kali ini saya akan membahas mengenai
material yang diperlukan oleh
mesin press kekuatan 1000 Ton dalam pemrosesan produksi. Didalam produksi suatu
komponen (benda kerja) dibutuhkan material mentah yang diproduksi menjadi
barang setengah jadi maupun barang jadi. Untuk itu pertama-tama saya akan
menjelaskan material atau bahan.
Material atau bahan adalah zat
atau benda yang dari mana sesuatu dapat dibuat darinya, atau barang yang
dibutuhkan untuk membuat sesuatu. Material adalah sebuah masukan dalam
produksi. Mereka seringkali adalah bahan mentah - yang belum diproses, tetapi
kadang kala telah diproses sebelum digunakan untuk proses produksi lebih
lanjut. Umumnya, dalam masyarakat teknologi maju, material adalah bahan
konsumen yang belum selesai.
 |
| Gambar 2. Berbagai Jenis Material Press |
Dalam proses produksi benda kerja
pada mesin press 1000 Ton benda kerja yang digunakan berupa logam. Oleh karena
itu saya akan menjelaskan material logam. Material logam adalah Jenis material
teknik yang dipakai secara luas dalam teknologi modern adalah baja. Baja adalah
material logam yang dapat dipakai secara fleksibel dan mempunyai beberapa
karakteristik. Material ini kuat dan siap dibentuk menjadi bermacam-macam
keperluan teknik. Material ini berspektrum luas dan mempunyai kemampuan
berdeformasi secara permanen yang merupakan modal penting dalam menentukan
harga tegangan luluh pada berbagai beban.
 |
| Gambar 3. Gudang Material |
Berbagai material logam tidak dalam bentuk murni dipakai dalam teknik, tetapi
dipakai dalam bentuk paduan, misalnya : paduan besi dan baja (dari Fe),
aluminium (Al), magnesium (Mg), titanium (Ti), nikel (Ni), paduan seng (Zn) dan
tembaga (Cu) (perunggu). Gambar 1.1 ditunjukkan satu contoh bagian seni
pengerjaan logam yang dibentuk dengan deformasi superplastis. Selain logam juga
ada bebrapa jenis material lain yaitu :
* KERAMIK DAN KACA
Al2O3 adalah material teknik yang disebut keramik, atau Aluminium oksida
(Al2O3) mempunyai 2 keunggulan.
Pertama, Al2O3 stabil secara kimia dalam lingkungan yang beraneka ragam, karena
Al akan di oksidasi. Pada kenyataannya hasil reaksi oksidasi dari aluminium
akan memberikan aluminium oksida yang lebih stabil. Kedua, keramik Al2O3
mempunyai titik lebur lebih tinggi (2020oC) daripada logam Al (660o). Hal ini
membuat Al2O3 sukar lebur dan dipakai secara luas dalam industri peleburan.
Contoh material keramik yang lain yang banyak dipakai adalah magnesium oksida
(MgO) dan silika (SiO2). Material keramik ini sering dipadukan dengan aluminium
oksida (Al2O3) untuk mendapatkan sifat yang lebih baik. Material keramik
silikon nitrida Si3N4 dapat diurai menjadi keramik oksida yang penting.
Selanjutnya, material keramik yang berdaya jual tinggi adalah keramik yang
mempunyai gabungan unsur antara satu unsur logam dan satu unsur bukan logam (C,
N, 0, P, S ).
Logam dari keramik mempunyai ciri susunan yang sama pada skala atomik.
Susunannya kristalin, artinya atom-atomnya tertumpuk dalam sebuah keteraturan
atau pola yang berulang. Perbedaan antara bahan logam dan keramik adalah pada
material keramik dengan pengolahan yang sederhana dan bersih dapat dibuat dalam
bentuk nonkristalin, sehingga atom-atom tertumpuk atau tersusun dalam
ketidakteraturan atau pola yang acak.
* POLIMER
Polimer merupakan material hasil teknologi modern yang mempunyai karakteristik
lebih banyak dari pada material yang lain. Bahan buatan ini merupakan cabang
khusus dari kimia organik. Plastik adalah bahan murah yang dapat dibentuk dari
beberapa polimer selama fabrikasi. Mer dalam sebuah polimer adalah sebuah
molekul hidrokarbon tunggal seperti etilen (C2H4). Polimer adalah molekul
rantai panjang yang mengandung beberapa ikatan mer. Polimer yang umum dalam
dunia perdagangan adalah polietilen -(C2H4 ) dengan harga n berkisar antara 100
sampai 1000. Beberapa polimer penting (termasuk polyethylene) adalah campuran
sederhana dari hidrogen dan karbon. Beberapa yang lain mengandung oksigen,
misalnya : acrylic, nitrogen (nylon), fluorine (fluoroplastic), dan silikon
(silicone). Polimer mempunyai sifat ringan, murah dan mampu menggantikan logam
dalam aplikasi disain struktur.
* KOMPOSIT
Perkembangan teknologi material telah melahirkan suatu material jenis baru yang
dibangun secara bertumpuk dari beberapa lapisan. Material ini lah yang disebut
material komposit. Material komposit terdiri dari lebih dari satu tipe material
dan dirancang untuk mendapatkan kombinasi karakteristik terbaik dari setiap
komponen penyusunnya. Pada dasarnya, komposit dapat didefinisikan sebagai
campuran makroskopik dari serat dan matriks. Serat merupakan material yang
(umumnya) jauh lebih kuat dari matriks dan berfungsi memberikan kekuatan
tarik.Sedangkan matriks berfungsi untuk melindungi serat dari efek lingkungan
dan kerusakan akibat benturan.
Serat kaca (glass fibre) adalah material yang umum digunakan sebagai serat.
Namun, teknologi komposit saat ini telah banyak menggunakan karbon murni
sebagai serat. Serat karbon memiliki kekuatan yang jauh lebih baik dibanding
serat kaca tetapi biaya produksinya juga lebih mahal. Komposit dari serat
karbon memiliki sifat ringan dan juga kuat. Komposit jenis ini banyak digunakan
untuk struktur pesawat terbang, alat-alat olahraga, dan terus meningkat
digunakan sebagai pengganti tulang yang rusak.
Selain serat kaca, polimer yang biasanya menjadi matriks juga dapat dipakai
sebagai serat atau penguat. Contohnya, kevlar merupakan serat polimer yang
sangat kuat dan dapat meningkatkan toughness dari material komposit. Kevlar
dapat digunakan sebagai serat dari produk komposit untuk struktur ringan yang
handal, misalnya bagian kritis dari struktur pesawat terbang. Sebenarnya,
material komposit bukanlah pengguaan asli dari kevlar. Kevlar dikembangkan
untuk pengganti baja pada ban radial dan untuk membuat rompi atau helm
antipeluru.
Sedangkan untuk matriks, kebanyakan material komposit modern menggunakan
plastik thermosetting, yang biasanya disebut resin. Plastik adalah polimer yang
mengikat serat dan membantu menentukan sifat fisik dari material komposit yang
dihasilkan. Plastik termosetting berwujud cair tetapi akan mengeras dan menjadi
rigid ketika dipanaskan. Plastik ini memiliki tahanan terhadap serangan zat
kimia yang baik meskipun berada pada lingkungan ekstrim. Untuk tujuan khusus,
digunakan matriks dari keramik, karbon dan logam. Contohnya, keramik digunakan
untuk material komposit yang didesain bekerja pada temperatur sangat tinggi dan
karbon digunakan untuk produk yang menerima gaya gesek seperti bearing dan gir.
Pada material komposit dikenal istilah lamina dan laminate. Lamina adalah satu
lembar komposit dengan satu arah serat tertentu, sedangkan laminate adalah
gabungan beberapa lamina. Laminate dibuat dengan cara memasukkan pre-preg
lamina ke dalam autoclave selama selang waktu tertentu dan dengan tekanan serta
temperatur tertentu pula. Auroclave adalah suatu alat semacam oven bertekanan
untuk menggabungkan lamina.
Dibanding dengan material konvensional keunggulan komposit antara lain yaitu
memiliki kekuatan yang dapat diatur (tailorability), tahanan lelah (fatigue
resistance) yang baik, tahan korosi, dan memiliki kekuatan jenis (rasio
kekuatan terhadap berat jenis) yang tinggi.
Manfaat utama dari penggunaan komposit adalam mendapatkan kombinasi sifat
kekuatan serta kekakuan tinggi dan berat jenis yang ringan. Dengan memilih kombinasi
material serat dan matriks yang tepat, kita dapat membuat suatu material
komposit dengan sifat yang tepat sama dengan kebutuhan sifat untuk suatu
struktur tertentu dan tujuan tertentu pula.
Penerbangan modern, baik sipil maupun militer, adalah contoh utamanya. Keduanya
akan menjadi sangat tidak efisien tanpa adanya material komposit. Material
komposit canggih kini telah umum digunakan pada bagian sayap dan ekor,
propeller, bilah rotor, dan juga struktur internal pesawat terbang. Selain
aplikasi di industri dirgantara, dewasa ini material komposit telah banyak juga
digunakan untuk badan mobil F1, alat-alat olahraga, struktur kapal dan industri
migas. Hambatan dalam aplikasi material komposit umumnya adalah soal biaya.
Meskipun sering kali proses manufaktur material komposit lebih efisien, namun
material mentahnya masih terlalu mahal. Material komposit masih belum bisa
secara total menggantikan material konvensional seperti baja, tetapi dalam
banyak kasus kita memiki kebutuhan akan hal itu. Tidak diragukan, dengan
teknologi yang terus berkembang, pengunaan baru dari material komposit akan
bermunculan. Kita belum melihat semua yang material komposit dapat lakukan.
* SEMIKONDUKTOR
Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di
antara insulator dan konduktor. Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator
pada temperatur yang sangat rendah, namun pada temperatur ruangan besifat
sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering digunakan adalah silikon,
germanium, dan gallium arsenide. Semikonduktor sangat berguna dalam bidang
elektronik, karena konduktansinya yang dapat diubah-ubah dengan menyuntikkan
materi lain (biasa disebut materi doping). Untuk informasi bagaimana
semikonduktor digunakan sebagai alat elektronik. Salah satu alasan utama
kegunaan semikonduktor dalam elektronik adalah sifat elektroniknya dapat diubah
banyak dalam sebuah cara terkontrol dengan menambah sejumlah kecil
ketidakmurnian. Ketidakmurnian ini disebut dopant. Doping sejumlah besar ke
semikonduktor dapat meningkatkan konduktivitasnya dengan faktor lebih besar
dari satu milyar. Dalam sirkuit terpadu modern, misalnya, polycrystalline
silicon didop-berat seringkali digunakan sebagai pengganti logam. Semikonduktor
dengan properti elektronik yang dapat diprediksi dan handal diperlukan untuk
produksi massa. Tingkat kemurnian kimia yang diperlukan sangat tinggi karena
adanya ketidaksempurnaan, bahkan dalam proporsi sangat kecil dapat memiliki
efek besar pada properti dari material. Kristal dengan tingkat kesempurnaan
yang tinggi juga diperlukan, karena kesalahan dalam struktur kristal (seperti
dislokasi, kembaran, dan retak tumpukan) mengganggu properti semikonduktivitas
dari material. Retakan kristal merupakan penyebab utama rusaknya perangkat
semikonduktor. Semakin besar kristal, semakin sulit mencapai kesempurnaan yang
diperlukan. Proses produksi massa saat ini menggunakan ingot (bahan dasar)
kristal dengan diameter antara empat hingga dua belas inci (300 mm) yang
ditumbuhkan sebagai silinder kemudian diiris menjadi wafer. Karena
diperlukannya tingkat kemurnian kimia dan kesempurnaan
struktur kristal untuk membuat perangkat semikonduktor, metode khusus telah
dikembangkan untuk memproduksi bahan semikonduktor awal. Sebuah teknik untuk
mencapai kemurnian tinggi termasuk pertumbuhan kristal menggunakan proses
Czochralski. Langkah tambahan yang dapat digunakan untuk lebih meningkatkan
kemurnian dikenal sebagai perbaikan zona. Dalam perbaikan zona, sebagian dari
kristal padat dicairkan. Impuritas cenderung berkonsentrasi di daerah yang
dicairkan, sedangkan material yang diinginkan mengkristal kembali sehingga
menghasilkan bahan lebih murni dan kristal dengan lebih sedikit kesalahan.
Dalam pembuatan perangkat semikonduktor yang melibatkan heterojunction antara
bahan-bahan semikonduktor yang berbeda, konstanta kisi, yaitu panjang dari
struktur kristal yang berulang, penting untuk menentukan kompatibilitas antar
bahan.
0 komentar:
Posting Komentar