RECAPTURE: Reinforced Carbon for the Future

Opini Mahasiswa - 30 Januari 2021 - 12:00 AM

"The important thing is not to stop questioning. Curiosity has its own reason for existing." —Albert Einstein—
 

Perkembangan teknologi dunia yang sangat pesat memberikan dampak besar terhadap seluruh sektor. Kepala Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) menyebutkan bahwa revolusi industri 4.0 menghadirkan tantangan yang berat di era global saat ini. Bukti nyatanya adalah sains dan teknologi berkembang dengan cepat seiring memudarnya sekat-sekat yang menghalangi informasi. Berkembangnya teknologi pun tidak bisa lepas dari ilmu material, bahkan semua aspek kehidupan memerlukannya guna tercipta sebuah peralatan dan bahan yang sesuai dengan kebutuhan. Para ilmuwan berlomba menciptakan material hebat melalui pencampuran beberapa bahan yang disebut komposit, seperti Reinforced Carbon.

Reinforced carbon merupakan material komposit antara fase matriks karbon dan penguat serat karbon. Dari pencampuran bahan material inilah tercipta material hebat ini yang memiliki karakteristik lebih unggul dibanding material yang lainnya. Memiliki ketahanan pada temperatur tinggi dan ringan sangat cocok digunakan sebagai bahan utama angkutan luar angkasa. Pada tahun 1993, Buckley dan Edie telah menekankan bahwa hidung dan ujung sayap pesawat ulang-alik yang harus menanggung beban tinggi suhu masing-masing 2760C dan 1930C selama menjelajahi atmosfer. Reinforced carbon adalah bahan yang cocok akan hal tersebut.

Adapun tujuan ditulisnya esai ini diantaranya memberikan pemahaman terkait bahan material baru fungsi yang memiliki karakteristik yang lebih mumpuni lewat proses pembuatan bahan komposit melalui sebuah prosedur yang telah ditetapkan. Dengan kata lain, di satu sisi juga mempromosikan kepada perusahaan transportasi bahwasanya terdapat sebuah material baru yang bisa menggantikan logam guna terciptanya alat transportasi yang aman dipergunakan oleh masyarakat.

Reinforced carbon merupakan sebuah bahan yang terdiri dari serat karbon yang diberikan penguat resin epoksi sehingga menjadi bahan komposit yang paling kaku dan paling ringan (massa jenis sebesar 1,5-1,6 kg/m^3). Reinforced carbon juga memiliki sifat mekanik yang baik. Dibandingkan dengan tingkat kekuatan logam baja yang memiliki tingkat kekuatan sebesar 300 –550 MPa, reinforced carbon memiliki tingkat kekuatan jauh lebih tinggi sebesar 2690 –2800 MPa, tingkat elastisitas lumayan tinggi sekitar 155-165 GPa mampu menahan benturan yang berlebih dari lingkungan. Dari data sifat mekanik yang ada memberikan informasi bahwasanya material ini sangat bagus dipergunakan pada bidang kedirgantaraan guna memperoleh alat transportasi yang memiliki tingkat keamanan tinggi.

Pesawat Airbus Boeing 787-9 menggunakan sebanyak 50% dari total berat pesawat dengan komposit yang terdiri dari reinforced carbon sebesar 32.000 kg (membutuhkan carbon fibre sebanyak 23 ton). Hal ini yang membuat nilai produksi pesawat mencapai $292,5 juta USD dibanding proses produksi pesawat Boeing 737 Max 10 yang memakai sedikit komposit ($134,9 juta USD). Dari informasi ini menunjukan bahwa penggunaan komposit yang terbatas dikarenakan harganya lebih tinggi dan kemampuan pembentukannya lebih rendah dibandingkan material logam. Hanya produsen pesawat yang besar yang mampu memproduksi pesawat dengan menggunakan reinforced cabon.

Namun melihat potensinya, negara-negara besar berlomba dalam memproduksi reinforced carbon untuk menciptakan kemajuan teknologi yang sudah memasuki pada Era 4.0. Salah satu produsen dan pengguna reinforced carbon terbesar yakni Amerika Serikat (AS). AS memproduksi material ini sebanyak 23,2% dari total produksi dunia untuk diaplikasikan di bidang aerospace dan dirgantara disusul Negara Jepang yang memproduksi sebesar 22,2%.

Selain itu, di bidang otomotif pun memberikan banyak gebrakan hebat. Jepang yang menjadi negara pusat pabrikan kendaraan otomotif telah menggunakan reinforced carbon sebagai bahan pada alat transportasi mereka karena melihat kelebihan komposit tersebut. Kemampuan mekanik reinforced carbon yang kuat dan elastis mampu mengurangi tekanan gaya dari luar sehingga terciptanya kendaraan yang memiliki tingkat keselamatan tinggi. Oleh karena itu, reinforced carbon hadir dengan kelebihannya yaitu memberikan pengurangan efek gaya luar yang bisa menahan dari benturan sehingga mampu meminimalisir kerusakan pada bodi serta cidera pada pengguna.

Dengan keunggulan material reinforced carbon yang sudah dijelaskan sebelumnya, memberikan pemahaman serta edukasi terhadap kita dan menciptakan terobosan material baru dalam bidang transportasi yang lebih berkulitas demi keamanan serta kenyaman para pengguna alat transportasi kedepannya.
 

Penulis: M. Rafi Al Rasyid (06201022)

Sumber:
1. Internet: Sambutan ketua LIPI. Diakses melalui URL: http://lipi.go.id/tentang/sambutan. 13 Desember 2020 pukul 21.14 WITA
2. Internet: Data sifat mekanik reinforced carbon. Diakses melalui URL: https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/carbon-fibre-reinforced-polymer.18 Desember 2020 pukul 02.15 WITA
3. Internet: Average prices for Boeing aircraft. Diakses melalui URL: https://www.statista.com/statistics/273941/prices-of-boeing-aircraft-by-type/. 23 Desember 2020 pukul 10.30 WITA
4. Internet: Carbon fibre reinforced plastics market. Diakses melalui URL: https://www.materialstoday.com/carbon-fiber/features/carbon-fibre-reinforced-plastics-marketcontinues/. 18 Desember 2020 pukul 03.50 WITA
5. Internet: Data kecelakaan pekan 39 2020. Diakses melalui URL https://mediaindonesia.com/politik-dan-hukum/348950/pekan-ke-39-2020-angka-kecelakaanlalu-lintas-naik-128. 23 Desember 2020 pukul 11.15 WITA
6. Swapnil U. Deokar, 2016. A Review Paper on Properties of Carbon Fiber Reinforced Polymers. Department of Mechanical Engineering Smt. Kashibai Navale College of Engineering.
7. Pune. A.Kausar, 2019. Advances In Carbon Fiber Reinforced Polyamide-Based Composite Materials. Quaid-i-Azam University Campus, Nanosciences Division, National Center For Physics, Islamabad, Pakistan.
8. Tao Liang, Wenwei Ren, Gui Yun Tian, Mutaz Elradi, Yunlai Gao, 2016. Low energy impact damage detection in CFRP using eddy current pulsed thermography. School of Automation Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, China. School of Electrical and Electronic Engineering, Newcastle University, UK.