5 Pertanyaan untuk Ditanyakan Saat Memilih Bahan untuk Produk Modern
Dengan banyaknya pilihan bahan yang tersedia saat ini, ada beberapa tantangan dalam memilih bahan terbaik untuk produk modern. Mengingat peningkatan teknologi dan pengetahuan teknis secara keseluruhan, ada lebih banyak kemungkinan dari sebelumnya untuk produk mana yang dapat dibuat dan jenis bahan apa yang dapat digunakan.
Memilih bahan terbaik untuk digunakan adalah langkah penting dalam menciptakan produk modern. Di masa lalu, tantangan lebih terpusat pada sumber bahan – terutama yang terjangkau – dan keterbatasan teknis dari sudut pandang desain.
Namun demikian, pembangun, kontraktor, dan desainer modern ditugaskan untuk menemukan bahan terbaik di pasar yang sangat kompetitif. Memilih bahan yang salah dapat mengakibatkan kerugian yang tidak dapat dipulihkan pada banyak tingkatan.
Berikut adalah lima pertanyaan yang harus ditanyakan oleh perancang dan pembuat produk saat mencari solusi material yang menjanjikan – dan kompetitif.
1. Bahannya ringan tapi kuat?
Kekuatan adalah sifat yang berharga dalam banyak produk. Ada sangat sedikit situasi di mana Anda menginginkan sesuatu yang dirancang untuk menjadi lemah dengan sengaja. Namun, kekuatan secara tradisional datang dengan bobot tambahan karena bahan yang lebih kuat biasanya membutuhkan lebih banyak massa.
Di dunia sekarang ini, ini bukan lagi norma. Bahan seperti aluminium, titanium dan paduan magnesium semuanya memiliki rasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi, yang menjadikannya bahan yang tepat untuk kereta api berkecepatan tinggi, kendaraan konsumen, pesawat terbang, dan pesawat ruang angkasa.
Aluminium memiliki kekuatan tarik 90 MPa dengan densitas hanya 2,7 g/cm³ pada 20 °C. Properti ini, dikombinasikan dengan kelimpahannya dan biaya rendah, menjadikannya salah satu bahan terbaik untuk berbagai aplikasi, termasuk suku cadang pesawat, heat sink, bingkai jendela, dan konstruksi.
Masa depan pasti akan melihat lebih banyak penggunaan logam ini, serta kombinasi paduan baru dan lebih baik.
Baru-baru ini, tim peneliti internasional dari North Carolina State University di Amerika Serikat dan Universitas Qatar membuat materi baru. Mereka menggabungkan litium, magnesium, titanium, aluminium, dan skandium untuk membuat paduan nanokristalin yang memiliki rasio kekuatan-terhadap-berat lebih tinggi daripada bahan lain yang diketahui di planet ini. Jika paduan ini dapat tersedia dengan harga yang kompetitif dari segi biaya, paduan ini dapat menjadi dasar untuk produk generasi baru yang digunakan untuk perjalanan darat, laut, dan luar angkasa, serta banyak aplikasi berguna lainnya.
2. Apakah bahan tersebut dapat diterima secara ekologis?
Di era perubahan iklim dan peningkatan degradasi lingkungan, penggunaan bahan yang dapat diterima dari perspektif ekologis dan berkelanjutan menjadi semakin penting. Untungnya, ada beberapa bahan “ramah lingkungan” atau ”hijau”, yang semuanya memiliki sifat yang disukai.
Bahan seperti grafena, aluminium, dan kaca borosilikat semuanya diinginkan secara ekologis karena dapat didaur ulang dan berdampak rendah terhadap lingkungan selama masa pakai produk. Materi ini dan materi “hijau” lainnya kemungkinan akan menjadi lebih umum jika dunia beralih ke ekonomi sirkular, karena banyak pemerintah telah menunjukkan niat mereka untuk mengejar hal itu.
Pergeseran ke arah material yang lebih berkelanjutan dan produk berikutnya merupakan tantangan baru dalam pemilihan material untuk produk modern, tetapi ini merupakan tantangan yang cukup besar dan mendasar yang akan menjadi semakin penting di masa mendatang.
3. Akankah materi tampil tanpa mengurangi gaya?
Produk yang terbuat dari bahan yang ringan, kuat, dan andal terkadang hanya bernilai jika sesuai dengan tren gaya modern. Ini biasanya tidak berlaku untuk aplikasi industri, karena gudang dan pembangkit listrik hanya membutuhkan sedikit konstruksi dan mesin yang estetis.
Namun, apa pun yang diproduksi untuk konsumen kemungkinan besar harus lulus uji mata seperti halnya uji tarik dan kekerasan. Peralatan rumah tangga, kendaraan, elektronik, dan produk lainnya kemungkinan besar tidak akan terjual jika tidak dibuat dengan bahan yang menarik secara visual.
4. Apakah materi ditambang atau diperoleh melalui sumber etis?
Ini adalah sesuatu yang telah menjadi perhatian yang lebih besar bagi konsumen dalam beberapa tahun terakhir. Dengan meningkatnya akses ke produk dari seluruh dunia dan meningkatnya ketersediaan sumber informasi, telah terjadi peningkatan permintaan untuk komponen produk yang bersumber secara etis.
Baik melalui penambangan bahan mentah yang lebih baik atau sumber perdagangan yang adil, konsumen lebih sadar akan asal produk mereka dan bahan yang menyusunnya.
Desainer dan produsen sekarang lebih dari sebelumnya perlu memastikan bahwa mereka mendapatkan bahan mereka dari kemitraan perdagangan yang adil dan penambangan dampak lingkungan yang lebih rendah untuk menjamin sumber yang lebih etis untuk produk mereka. Mirip dengan peningkatan permintaan untuk bahan yang ramah lingkungan, sumber yang sehat secara etis bukanlah sifat langsung untuk bahan tunggal apa pun dan lebih merupakan kerangka keseluruhan untuk memilih bahan mana yang terbaik untuk digunakan. Namun demikian, ini adalah salah satu tantangan terbesar dalam memilih bahan untuk produk modern.
5. Apakah biaya bahannya kompetitif?
Ini adalah sesuatu yang penting bagi produsen dan konsumen. Bahan yang ringan, kuat, berkelanjutan, dan estetis tidak mungkin dilakukan kecuali harganya terjangkau. Mengingat bahwa bahan biasanya dijual berdasarkan volume, diukur dalam kilogram, biaya terkait akan berdampak pada bahan yang lebih berat seperti besi dan baja lebih dari grafena atau plastik ringan.
Untungnya, bahan yang ringan namun kuat seperti aluminium, berlimpah dan relatif murah dengan harga sedikit di atas $0,50 USD/€0,40 per kilogram. Di sisi lain, bahan yang sangat terspesialisasi atau baru dibuat dengan rasio kekuatan-terhadap-berat yang serupa atau lebih baik, seperti paduan nanokristalin yang disebutkan di atas, bisa sangat mahal. Dalam banyak kasus, menilai biaya bahan yang tersedia adalah faktor penentu, semua aspek lainnya relatif sama.
Cara menemukan keseimbangan yang tepat
Seperti banyak aspek konstruksi atau manufaktur lainnya, perlu ada jalan tengah atau titik manis di mana semua hal berbaris untuk menciptakan bahan yang ideal untuk setiap produk yang diinginkan. Beberapa bahan yang agak cocok untuk proyek tertentu mungkin dianggap tidak sesuai untuk proyek lain, baik melalui persyaratan yang berbeda atau perbedaan tingkat dampak ekologis yang diizinkan.
Misalnya, komposit resin fiberglass dapat menjadi pilihan sempurna untuk konstruksi kapal karena kuat dan mampu menutupi retakan kecil dan ketidaksempurnaan pada lambung kapal. Namun, bahan yang sama akan berkinerja jauh lebih buruk jika digunakan di gerbong kereta karena ada lebih banyak pilihan pemasangan yang tersedia.
Dengan lima pertanyaan panduan di atas, Anda dapat menyusun kerangka kerja awal untuk mengidentifikasi materi mana yang lebih cocok untuk produk dan proyek khusus Anda.
