1. MENGAPA PENGETAHUAN BAHAN DIPERLUKAN. Tergantung dari penugasan yang diterima, tapi seorang sarjana teknik industri

Modul 01 : Pendahuluan

MK : Pengetahuan Bahan Teknik

1. MENGAPA PENGETAHUAN BAHAN DIPERLUKAN Tergantung dari penugasan yang diterima, tapi seorang sarjana teknik industri mempunyai

kemungkinan

cukup

besar

untuk

terlibat

dalam

satu

proses

perancangan, pemilihan bahan, atau pengadaan bahan. Kegiatan perancangan n dapat berkenaan dengan pembuatan alat alat-alat bantu untuk kegiatan produksi, pembuatan komponen-komponen komponen komponen mesin yang aus atau rusak sehingga perlu diganti. Kegiatan perancangan dapat pula berkenaan dengan pembuatan produk yang menjadi obyek bisnis perusahaan. perusahaan. Produk ini dibuat dengan tujuan untuk dijual.

Kuliah Pengetahuan Bahan Teknik (Engineering ( Material)) ini akan membahas berbagai hal mengenai bahan, metoda pemilihan bahan, dan topik-topik topik topik lain yang terkait.

2. KELOMPOK BAHAN Ada perbedaan mencolok antara antara kehidupan manusia saat ini dengan kehidupan sebelum 200 00 tahun yang lampau. Perbedaan mencolok tersebut bukan berkenaan dengan ngan manusianya manusianya, melainkan mengenai ketersediaan bahan. Manusia

Hanya untuk lingkungan UMB (2012-1) 1)

1



hari ini mempunyai jauh lebih banyak pilihan bahan untuk memenuhi keinginan dan kebutuhannya dalam bidang sandang, pangan, papan, gadget, kendaraan dan berbagai alat (mesin-mesin, pabrik-pabrik).

Pada zaman Nabi Isa, hanya terdapat beberapa logam saja yang diketahui manusia, misalnya tembaga, perak, emas, timah, besi dan merkuri. Pada waktu itu, banyak barang-barang rumah tangga yang dibuat dari tanah liat, tapi tidak ada barang-barang yang terbuat dari polimer (plastik) atau baja tahan karat. Pesatnya penemuan bahan-bahan baru dapat dihubungkan dengan terjadinya Revolusi Industri yang terjadi sekitar 200 tahun yang lalu. Hasilnya, saat ini tersedia secara komersial ribuan jenis bahan yang dapat dipilih untuk dipakai untuk berbagai keperluan: -

Paduan logam

: 65.000 jenis

-

Plastik

: 15.000 jenis

-

Komposit

: tidak terbilang

Di bawah kap mesin suatu mobil yang modern,

akan

dapat

dilihat

begitu

bervariasinya bahan yang sudah dibuat oleh manusia untuk menghasilkan produk-produk

Hanya untuk lingkungan UMB (2012-1)

2



yang diperlukan. Perkembangan pemakaian bahan juga terlihat disini. Komponen yang dulu memakai bahan A, sekarang memakai bahan B yang lebih murah, tapi dapat tetap berfungsi dengan baik, atau bahkan lebih baik. Secara keseluruhan, di bawah kap mesin dapat kita lihat sebuah orkestra bahan-bahan yang berfungsi secara harmonis. Yang dimaksud dengan bahan disini adalah barang padat yang dipakai untuk membuat produk atau struktur bangunan. Bahan dapat dikelompokan sebagai berikut.1 BAHAN

LOGAM

BESI DAN BAJA

POLIMER

KERAMIK

KOMPOSIT

LOGAM NON BESI

Besi dan baja merupakan bahan yang paling banyak (secara tonase) diperdagangkan dan dipakai oleh manusia. Dalam kelompok logam non besi, termasuk alumunium dan tembaga. Pada kelompok logam tercakup bahan logam yang disebut logam paduan (alloy), yaitu campuran beberapa macam logam. Polimer merupakan istilah teknik untuk plastik. Keramik mempunyai range aplikasi yang cukup lebar, dari bahan bangunan, peralatan rumah tangga, isolator listrik, sampai pada komponen-komponen yang sebelumnya memakai bahan logam. Sedangkan komposit, merupakan kombinasi (dengan satu teknik tertentu) antara bahan polimer, dengan bahan dari kelompok lain (misalnya logam).

1

Kelompok bahan sering juga disebut sebagai sistem bahan.


3



Untuk

setiap

kelompok

bahan

akan

ada

pertemuan

khusus

untuk

membahasnya.

3. PERANAN BAHAN Bahan

ut ikut

menentukan

dalam

keberhasilan

secara

fungsional

dan

keberhasilan secara komersial suatu produk, Kegagalan suatu produk yang kita beli dan pakai dapat berasal dari satu atau dua faktor berikut. (1) rancangan yang tidak memadai, dan (2) sifat-sifat sifat bahan yang tidak memadai. Akan ada pertemuan khusus untuk membahas sifat-sifat sifat (properties properties) bahan. Contoh sifat-sifat sifat bahan adalah sebagai berikut.

SIFAT-SIFAT MEKANIKAL •KEKUATAN •KEKERASAN

SIFAT-SIFAT FISIKAL •DAYA HANTAR LISTRIK •DAYA HANTAR PANAS •PANAS JENIS •MUAI JENIS •TITIK LELEH

SIFAT-SIFAT KIMIAWI •DAYA DAYA TAHAN TERHADAP KOROSI

Rancangan dan bahan bisa saja statusnya memadai pada waktu produk tersebut baru digunakan. Tetapi kondisi bahan bisa berubah seiring dengan berjalannya waktu. Setelah etelah waktu tertentu, bagian-bagian bagian bagian dari produk tersebut akan ada yang aus, korosi, lapuk atau rusak sehingga akhirnya produk tersebut berhenti berfungsi. Akan ada pertemuan khusus untuk membahas korosi. Tabel abel di halaman berikut memperlihatkan beberapa sifat bahan untuk unsur unsurunsur yang dalam daftar periodik dikelompokan sebagai logam

Hanya untuk lingkungan UMB (2012-1) 1)

4



Tanpa dipakaipun, dengan dibiarkan begitu saja di udara terbuka, beberapa bahan akan mengalami degradasi mutunya. Masa pakai dari beberapa bahan kirakira sebagai berikut. - kayu pinus

5 tahun, di udara terbuka

- kayu dengan perlakuan khusus

10 – 20 tahun di udara terbuka


5



- polietilen

3 tahun, di bawah sinar matahari

- beton

50 tahun, di daerah beriklim dingin

- baja karbon, tanpa perlakuan

korosi dengan laju 0,025 - 0,050 mm/tahun

Jadi, agar suatu produk dapat berfungsi dalam waktu sebagaimana yang direncanakan, maka semua komponen harus memakai bahan yang dapat bertahan selama itu. Jika ada komponen yang bahannya diprediksi akan aus lebih cepat ketimbang komponen lain, maka komponen tersebut harus dirancang sedemikian sehingga mudah diganti.

4. PERTIMBANGAN DALAM PEMILIHAN BAHAN Pada 2000 tahun yang lalu, kreativitas manusia dalam menciptakan produk mungkin menjadi terbatas karena pilihan bahan yang tersedia untuk membuat produk juga terbatas. Persoalan manusia hari ini sangat berbeda. Tersedianya puluhan ribu jenis bahan di pasar, di satu pihak memberi keleluasaan pada proses perancangan produk, karena industri pembuatan bahan sudah menyediakan banyak pilihan untuk setiap keperluan. Belum lagi ratusan bahan-bahan yang baru ditemukan oleh peneliti bahan di laboratorium-laboratorium penelitian, yang siap untuk diproduki secara masal. Di pihak lain, tersedianya ratusan ribu bahan ini dapat membuat perancang bingung dalam menentukan pilihan. Bahan yang mana yang harus dipilih? Hampir setiap bahan mempunyai aspek positif (sifat-sifat yang diinginkan) dan aspek negatif (sifat-sifat yang tidak diinginkan). Dalam gambar berikut diperlihatkan hal-hal yang harus dipertimbangkan ketika memilih bahan. Akan ada pertemuan khusus untuk membahas metoda ini. Walaupun begitu, untuk memudahkan mahasiswa dalam memahami pembahasan


6



mengenai kelompok-kelompok bahan, ringkasan dari metoda pemilihan tersebut akan dikemukakan secara ringkas di bawah ini.

Pertimbangan yang pertama dalam pemilihan bahan adalah sifat-sifat bahan (properties). Satu bahan dipilih karena sifat-sifatnya sesuai dengan kebutuhan.


7



Kekuatan bahan mungkin akan menjadi pertimbangan utama, tapi bahan yang terlalu kuat akan sulit diprosesnya (sulit dipotong dan sulit dibentuk, misalnya), selain biayanya pun akan mahal.2 Untuk

mencapai

kekuatan

yang

diinginkan,

suatu

komponen harus

mempunyai ukuran tertentu sehingga akhirnya mungkin komponen ini menjadi terlalu berat sehingga produk akan sulit untuk berfungsi. Untuk itu harus dipilih bahan yang kuat tapi ringan. Hal ini dihadapi ketika orang membuat rangka sepeda, raket, stik golf. Pertimbangan selanjutnya adalah ketersediaannya, baik itu di gudang sendiri, ataupun di vendor. Sering terjadi, bahan yang dipilih adalah bukan pilihan pertama, karena ternyata bahan yang dipilih pertama sulit ditemukan di pasar. Pertimbangan yang ketiga adalah harga. Jika terdapat beberapa jenis bahan yang memenuhi kebutuhan, maka pertimbangan harga dapat dipakai untuk menentukan pilihan. Sebuah produk, walau pun mutunya tinggi, kalau harganya terlalu mahal, maka akan gagal secara komersil. Pertimbangan yang ke empat adalah keamanan bahan tersebut, dilihat dari aspek lingkungan dan keamanan pemakai. Kalau ada peraturan pemerintah mengenai hal ini, tentu peraturan tersebut harus ditaati. Gangguan terhadap lingkungan dapat terjadi ketika barang dipakai, atau ketika barang sudah dibuang. Jadi untuk keduanya, harus diberikan cukup pertimbangan.

Konsep yang harus dikuasai Manfaat pengetahuan bahan untuk sarjana teknik industri <> kelompok bahan (sistem bahan) <> sifat-sifat (properties) bahan <> peranan bahan dalam kinerja

2

Proses operasi manufaktur akan dibahas pada satu pertemuan tersendiri.


8



produk <> pertimbangan-pertimbangan dalam pemilihan bahan <> logam paduan (alloy) <> polimer <> komposit

Tantangan 1. Sebutkan sepuluh barang atau produk yang ada di sekeliling saudara, lalu sebutkan bahan-bahan pada komponen utamanya. 2. Amati sepuluh barang atau produk baru yang anda beli akhir-akhir ini. Lakukan pengamatan terhadap barang sejenis yang diproduksi 20 tahun yang lalu. Bandingkan bahan-bahan yang dipakai 20 tahun yang lalu dengan yang dipakai sekarang, untuk barang yang sejenis.

Bahan bacaan 1. Budinski, K.G. dan Budinski M.K., 2010, Engineering Materials, Properties and Selection, Pearson Prentice Hall 2. Groover, Mikell P. 2011. Principles of Modern Manufacturing, 4th Edition. John Willey & Sons. Inc.


9

1. MENGAPA PENGETAHUAN BAHAN DIPERLUKAN. Tergantung dari penugasan yang diterima, tapi seorang sarjana teknik industri

Recommend Documents