5 Pertanyaan Kunci untuk Memandu Pemilihan Bahan untuk Produk Modern

Dengan berbagai macam pilihan bahan yang tersedia saat ini, ada beberapa tantangan dalam memilih bahan terbaik untuk produk modern. Dengan peningkatan teknologi dan pengetahuan teknis secara keseluruhan, ada lebih banyak kemungkinan dari sebelumnya untuk produk yang dapat dibuat dan jenis bahan yang dapat digunakan.

Memilih bahan terbaik untuk digunakan adalah langkah krusial dalam menciptakan produk modern. Di masa lalu, tantangan berpusat lebih pada pencarian bahan – terutama yang terjangkau – dan keterbatasan teknis dari sudut pandang desain.

Namun, pembangun, kontraktor, dan desainer modern diminta untuk menemukan bahan terbaik di pasar yang sangat kompetitif. Memilih bahan yang salah dapat mengakibatkan kerugian yang tidak dapat dipulihkan pada banyak level.

Berikut adalah lima pertanyaan yang harus diajukan oleh para desainer dan pembangun produk saat mencari solusi bahan yang menjanjikan – dan kompetitif.

1. Apakah bahan ringan namun kuat?

Kekuatan adalah sifat yang berharga dalam banyak produk. Ada sangat sedikit situasi di mana Anda akan menginginkan sesuatu yang dirancang untuk lemah sengaja. Namun, kekuatan tradisionalnya datang dengan bobot tambahan karena bahan yang lebih kuat biasanya membutuhkan lebih banyak massa.

Di dunia saat ini, ini tidak lagi norma. Bahan seperti aluminium, titanium dan aloi magnesium semuanya memiliki rasio kekuatan terhadap bobot yang tinggi, yang menjadikannya bahan yang tepat untuk kereta api kecepatan tinggi, kendaraan konsumen, pesawat, dan pesawat antaraksa.

Aluminium memiliki kekuatan tarik 90 MPa dengan kepadatan hanya 2,7 g/cm³ pada 20 °C. Properti ini, dalam kombinasi dengan kelimpahannya dan biaya rendah, menjadikannya salah satu bahan terbaik untuk berbagai macam aplikasi, termasuk bagian pesawat, pendingin udara, bingkai jendela, dan konstruksi.

Masa depan tanpa dubitasha akan melihat lebih banyak penggunaan logam ini, serta kombinasi aloi baru dan yang ditingkatkan.

Baru-baru ini, tim peneliti internasional dari North Carolina State University di Amerika Serikat dan Qatar University menciptakan bahan baru. Mereka menggabungkan litium, magnesium, titanium, aluminium dan skandium untuk membuat aloi nanokristal yang memiliki rasio kekuatan terhadap bobot yang lebih tinggi dari bahan manapun yang dikenal di planet ini. Jika aloi ini dapat tersedia dengan mudah dengan harga yang kompetitif, itu bisa menjadi dasar untuk generasi produk baru yang digunakan untuk perjalanan darat, laut, dan angkasa, serta banyak aplikasi berguna lainnya.

2. Apakah bahan berkelanjutan lingkungan?

Dalam era perubahan iklim dan degradasi lingkungan yang meningkat, penggunaan bahan yang dapat diterima dari sudut pandang ekologis dan berkelanjutan semakin penting. Untungnya, ada beberapa bahan “ramah lingkungan” atau “hijau”, semuanya memiliki sifat yang menguntungkan.

Bahan seperti grafen, aluminium, dan kaca borosilikat semuanya diinginkan secara ekologis karena dapat didaur ulang dan dampak rendah pada lingkungan selama umur pakai produknya. Bahan ini dan bahan “hijau” lainnya kemungkinan akan semakin umum jika dunia beralih ke ekonomi sirkular, seperti yang telah diindikasikan oleh banyak pemerintah niat untuk mengejarnya.

Alih-alih ini ke bahan dan produk yang lebih berkelanjutan mewakili tantangan baru dalam pemilihan bahan untuk produk modern, tetapi ini adalah tantangan yang signifikan dan fundamental yang akan semakin penting di masa depan.

3. Apakah bahan akan berperforma tanpa menyimpang dari gaya?

Produk yang terbuat dari bahan yang ringan, kuat, dan andal terkadang hanya berharga jika sesuai dengan tren gaya modern. Ini biasanya bukan kasus untuk aplikasi industri, karena gudang dan pabrik listrik membutuhkan sedikit konstruksi dan mesin yang estetis.

Namun, apa pun yang diproduksi untuk konsumen kemungkinan akan perlu lulus tes mata sebanyak tes kekuatan tarik dan kehardalan. Peralatan rumah tangga, kendaraan, elektronik, dan produk lainnya kemungkinan tidak akan laku jika tidak terbuat dari bahan yang menarik secara visual.

4. Apakah bahan ditambang atau diperoleh melalui sourcing etis?

Ini adalah sesuatu yang menjadi perhatian yang lebih besar bagi konsumen dalam beberapa tahun terakhir. Dengan akses yang lebih besar ke produk dari seluruh dunia dan ketersediaan informasi sumber yang lebih tinggi, telah terjadi peningkatan permintaan terhadap komponen produk yang diperoleh secara etis.

Baik melalui pertambangan bahan baku yang ditingkatkan atau sourcing perdagangan adil, konsumen semakin menyadari asal usul produk mereka dan bahan yang menyusunnya.

Desainer dan produsen sekarang lebih dari sebelumnya perlu memastikan bahwa mereka mendapatkan bahan dari kemitraan perdagangan adil dan pertambangan dengan dampak lingkungan yang lebih rendah untuk memastikan sourcing yang lebih etis untuk produk mereka. Sama dengan peningkatan permintaan terhadap bahan yang sehat secara ekologis, sourcing yang sehat secara etis kurang merupakan sifat langsung untuk satu bahan dan lebih merupakan kerangka kerja keseluruhan untuk memilih bahan mana yang terbaik untuk digunakan. Namun, ini adalah salah satu tantangan terbesar dalam memilih bahan untuk produk modern.

5. Apakah bahan bersaing dalam hal biaya?

Ini adalah sesuatu yang penting bagi produsen dan konsumen. Bahan yang ringan, kuat, berkelanjutan, dan estetis tidak layak kecuali mereka terjangkau. Karena bahan biasanya dijual menurut volume, diukur dalam kilogram, biaya yang terkait akan mempengaruhi bahan yang lebih berat seperti besi dan baja lebih dari grafen atau plastik ringan.

Untungnya, bahan yang ringan namun kuat seperti aluminium, melimpah dan relatif murah pada sedikit lebih dari $0,50 USD/€0,40 per kilogram. Di sisi lain, bahan yang sangat spesialisasi atau baru dibuat dengan rasio kekuatan terhadap bobot yang sama atau lebih baik, seperti aloi nanokristal yang disebutkan di atas, dapat terlalu mahal. Dalam banyak kasus, menilai biaya bahan yang tersedia adalah faktor penentu, aspek lainnya relatif sama.

Bagaimana menemukan keseimbangan yang tepat

Seperti banyak aspek lain dari konstruksi atau manufaktur, perlu ada tengah jalan atau titik manis di mana semuanya selaras untuk menciptakan bahan ideal untuk setiap produk yang dimaksudkan. Beberapa bahan yang cukup cocok untuk proyek tertentu mungkin dianggap tidak cocok untuk yang lain, baik melalui persyaratan yang berbeda atau tingkat dampak ekologis yang diizinkan yang berbeda.

Misalnya, komposit resin fibreglass mungkin merupakan opsi sempurna untuk konstruksi perahu karena kuat dan dapat menutup retakan kecil dan ketidaksempurnaan di badan kapal. Namun, bahan yang sama akan berperforma jauh lebih buruk jika digunakan di kereta api karena ada opsi yang lebih sesuai yang tersedia.

Dengan lima pertanyaan pemandu di atas, Anda dapat membangun kerangka kerja awal untuk mengidentifikasi bahan mana yang lebih cocok untuk produk dan proyek Anda.