x

Iklan

Dr Ing Salman ST MSc

Dosen Teknik Mesin Universitas Mataram
Bergabung Sejak: 31 Mei 2020

Senin, 28 Desember 2020 06:36 WIB

Material Anti Potong, Mata Bor dan Cakram Gerinda pun Akan Tumpul  Dibuatnya


Dukung penulis Indonesiana untuk terus berkarya

Para enginer telah terinspirasi dari cangkang moluska dan buah sangkis dalam menciptakan apa yang mereka katakan sebagai material baru yang bersifat anti potong. Bahan baru ini, yang dapat digunakan dalam industri keamanan, kesehatan dan keselamatan, dapat menangkis desakan kekuatan alat pemotong.

Bahannya ringan - dinamai Proteus diambil dari nama mitos dewa Yunani yang mampu mengubah bentuk diri- terbuat dari bola keramik yang terbungkus dalam struktur seluler aluminium yang dalam pengujian tidak dapat dipotong oleh gerinda, bor, atau jet air bertekanan tinggi.

Tim peneliti internasional, yang dipimpin oleh Universitas Durham, Inggris, dan Institut Fraunhofer untuk Peralatan Mesin dan Teknologi Pembentukan IWU di Chemnitz, Jerman, mendapat ide untuk bahan baru dari seluler keras kulit buah sangkis dan cangkang moluska yang tahan retak.

Iklan
Scroll Untuk Melanjutkan

Makhluk laut abalon tersusun dari fragmen keramik yang dihubungkan dengan bahan biopolimer yang membuatnya tahan terhadap retakan. Untuk membuatnya mampu menahan  kerusakan akibat interupsi obyek keras secara paksa, bahan organik seperti fragemen keramik aragonit - ditemukan di cangkang moluska - diganti dengan bahan baru dari industri keramik alumina, dan aluminium, matriks busa logam.

Material baru ini kuat, ringan, dan tidak dapat dipotong. Para peneliti mengatakan material ini bisa digunakan untuk membuat pengunci roda sepeda anti maling, baju besi ringan anti peluru, dan peralatan pelindung bagi orang yang bekerja dengan alat pemotong.

Penemuan ini dipublikasikan di jurnal Scientific Reports. Sistem material baru ini bersifat dinamis dengan struktur internal yang terus berkembang yang menciptakan gerakan berkecepatan tinggi saat berinteraksi dengan cutting tool. Respon dinamisnya ini lebih mirip dengan struktur hidup.

Bahannya terbuat dari struktur seluler aluminium yang dililitkan di sekitar bola keramik dan ini memiliki efek merusak ganda pada alat pemotong. Saat material ini dicoba dipotong dengan gerinda atau bor, getaran yang diciptakan oleh bola keramik di dalam casing menumpulkan cakram gerinda  atau mata bor.

Interaksi antara cakram dan bola keramik menciptakan koneksi getaran yang saling terkait yang menahan alat pemotong tanpa batas.

Bilah alat pemotong secara bertahap terkikis, dan akhirnya menjadi tidak efektif karena kekuatan dan energi dari cakram atau bor itu dihidupkan kembali, dan itu dilemahkan dan dihancurkan oleh serangannya sendiri.

Selain itu, fragmen keramik menjadi partikel halus, yang mengisi struktur seluler material dan mengeras seiring dengan peningkatan kecepatan pahat keramik akibat gaya interatomik antara butiran keramik. Dengan cara ini, sifat adaptif dari material tersebut dapat memukul mundur lebih jauh setiap serangan.

Jet air juga ditemukan tidak berdaya melawan material ini karena permukaan bundar dari bola keramik memperlebar jet, yang secara substansial mengurangi kecepatannya dan melemahkan kapasitas pemotongannya.

Penulis utama Dr. Stefan Szyniszewski, Asisten Profesor Mekanika Terapan, di Departemen Teknik, Universitas Durham, mengatakan: “Kami tertarik dengan bagaimana struktur seluler kulit sangkis dan fragmen keramik dari cangkang moluska dapat mencegah kerusakan pada buah atau makhluk di dalamnya, meski terbuat dari blok bangunan organik yang relatif lemah.

“Struktur alami ini menginformasikan prinsip kerja material logam-keramik kami, yang didasarkan pada interaksi dinamis dengan beban yang diterapkan, berbeda dengan resistansi pasif.

“Pada dasarnya seperti memotong agar-agar yang berisi nugget. Jika Anda berhasil melewati jelly, Anda akan mengenai nugget dan material akan bergetar sedemikian rupa sehingga merusak cakram pemotong atau mata bor.

“Keramik yang tertanam dalam bahan fleksibel ini juga terbuat dari partikel yang sangat halus yang menjadi kaku dan menahan gerinda atau bor saat Anda memotong dengan kecepatan sama seperti karung pasir akan menahan dan menghentikan peluru kecepatan tinggi.

“Bahan ini dapat memiliki banyak aplikasi yang berguna dan menarik dalam industri keamanan dan keselamatan. Faktanya, kami tidak mengetahui adanya material non-cuttable yang diproduksi lainnya hingga saat ini. "

Rekan penulis studi Dr. Miranda Anderson, Departemen Filsafat, Universitas Stirling mengatakan: “Karena ketahanan yang berhasil dari sistem material ini kami memerlukannya untuk menjalani transformasi internal, kami memilih nama Proteus.

"Pada 1605, Francis Bacon mengungkapkan material alami dengan Proteus yang 'pernah berubah bentuk' dan dia berpendapat bahwa melalui eksperimen kita dapat mengungkapkan kualitas metamorfik dari material."

Dr. Szyniszewski menambahkan: "Inilah yang kami capai dengan materi baru ini dan kami sangat senang dengan potensinya."

Para peneliti memiliki paten untuk teknologi material mereka dan mereka berharap dapat bekerja sama dengan mitra industri sehingga dapat dikembangkan menjadi produk komersial.

 

 

Sumber:  

“Bahan non-cuttable yang dibuat melalui resonansi lokal dan efek laju regangan” oleh Stefan Szyniszewski, Rene Vogel, Florian Bittner, Ewa Jakubczyk, Miranda Anderson, Manuel Pelacci, Ajoku Chinedu, Hans-Josef Endres dan Thomas Hipke, 20 Juli 2020, Laporan Ilmiah.

 

Penulis:

 

Dr. –Ing. Salman, ST., MSc.

Dosen Teknik Mesin Universitas Mataram

 

 

Ikuti tulisan menarik Dr Ing Salman ST MSc lainnya di sini.


Suka dengan apa yang Anda baca?

Berikan komentar, serta bagikan artikel ini ke social media.












Iklan

Terpopuler

Elaborasi

Oleh: Taufan S. Chandranegara

3 hari lalu

Dalam Gerbong

Oleh: Fabian Satya Rabani

Jumat, 22 Maret 2024 17:59 WIB

Terkini

Sengketa?

Oleh: sucahyo adi swasono

6 jam lalu

Terpopuler

Elaborasi

Oleh: Taufan S. Chandranegara

3 hari lalu

Dalam Gerbong

Oleh: Fabian Satya Rabani

Jumat, 22 Maret 2024 17:59 WIB