MATERIAL UNTUK INDUSTRI PESAWAT TERBANG

Perkembangan industri pesawat terbang pada saat ini berkembagan material pada pesawat terbang bertujuan untuk mengurangin bobot berat pesawat terbang dan meningkatkan efiensi bahan bakar.pengunaan material di pesawat terbang dapat berupa composite,metal al allloy ,ti alloy dan super alloy yang di gunakan untuk berbagai macam komponen seperti di enggine, frame dan equipment lain di pesawat.

Al alloy

Paduan aluminium merupakan material rekayasa yang banyak digunakan untuk kepentingan konstruksi kedirgantaraan karena sifatnya yang ringan dan kuat. Kedua sifat tersebut merupakan syarat utama suatu material dapat dijadikan bahan dasar struktur pesawat terbang. Unsur paduan yang ditambahkan dan perlakuan panas (heat treatment) yang diberikan pada aluminium selama pemrosesan sangat mempengaruhi sifat paduan aluminium yang dihasilkan adalah precipitation hardening alloy yaitu adalah pembentukan fasa baru melalui mekanisme difusi dari suatu paduan yang bersifat supersaturated solid-solution. Fasa presipitat itu sendiri merupakan fasa transisi sebelum fasa baru terbentuk. Suatu presipitat dapat memperkeras material dikarenakan adanya distorsi dan internal stress sehingga akan menyulitkan bagi dislokasi untuk bergerak.

Ti alloy

Titanium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Ti dan nomor atom 22. Unsur ini merupakan logam transisi yang ringan, kuat, berkilau, tahan korosi (termasuk tahan terhadap air laut, aqua regia, dan klorin) dengan warna putih-metalik-keperakan. Titanium dapat digunakan sebagai alloy dengan besi, aluminium, vanadium, dan molybdenum, Ti alloy yang kuat namun ringan untuk penerbangan.

Keunggulan Titanium

  Salah satu karakteristik Titanium yang paling terkenal adalah dia sama kuat dengan baja tetapi hanya 60% dari berat baja.

  Kekuatan lelah (fatigue strength) yang lebih tinggi daripada paduan aluminium.

  Tahan suhu tinggi. Ketika temperatur pemakaian melebihi 150 C maka dibutuhkan titanium karena aluminium akan kehilangan kekuatannya secara nyata.

  Tahan korosi. Ketahanan korosi titanium lebih tinggi daripada aluminium dan baja.

  Dengan rasio berat-kekuatan yang lebih rendah daripada aluminium, maka komponen-komponen yang terbuat dari titanium membutuhkan ruang yang lebih sedikit dibanding aluminium.

Super Plastic Forming

Super Plastic Forming adalah suatu proses yang didesain untuk material lembaran dimana ductility ditingkatkan sehingga elongasinya meningkat beberapa ratus persen.

Super Plastic Forming and Diffusion Bonding (SPF/DB) merupakan suatu teknik pemrosesan material yang dikembangkan dan banyak dipakai pada industri dirgantara. Proses ini  diterapkan pada titanium dan paduannya, dimana material ini menunjukan sifat superplastik pada kondisi temperatur tinggi dan tekanan tertentu. Kondisi temperatur dan tekanan yang dimaksud disini adalah kondisi yang dibutuhkan atom untuk berikatan. Sehinnga, dua proses ini (SPF dan DB) dapat dikombinasikan dalam satu operasi pabrikasi (manufaktur) yang bersamaan atau pun berurutan.

Proses SPF/DB digunakan untuk memproduksi struktur sandwich kaku untuk komponen airframe atau chord yang lebar dan blade turbin untuk mesin pesawat udara. Keuntungannya adalah, dengan proses SPF/DB kita dapat membuat komponen dengan bentuk kompleks secara lebih cepat dan efisien. Selain itu, jika dibandingkan dengan teknologi konvensional, maka metode ini dapat memberikan kontribusi saving cost hingga 20-30 %.

Aplikasi khusus dari produk SPF/DB antara lain:

1. Titanium alloy, Civil Aircraft.

Antara lain digunakan pada komponen temperatur tinggi disekitar mesin atau yang berhubungan langsung dengan udara panas, seperti : panel pylon, panel nacelle, dan wing access panels. Selain itu juga pada fan blades mesin jet

Composite

·         Composite yang digunakan pada pesawat Airbus A380

adalah composite glare glass reinforced laminate .glare adalah serat logam laminasi (FML) yang tersusun dari beberapa lapisan logam yang sangat tipis (biasanya aluminium) diselingi lapisan serat aramede, diikat bersamaan dengan matriks seperti epoksi. Meskipun GLARE adalah material komposit sifat material dan sangat mirip dengan lembaran logam aluminium

Keungglan utamanya dibanding aluminium konvensional adalah:

·         Mempunyai sifat  yang lebih baik terutama dampak fatik dan impact

·          Ketahanan korosi lebih baik

·         Lebih anti api 

·         berat spesifik yang rendah

NI-super alloy

Pada engine pesawat digunakan material NI super alloy   Superalloy sangat penting untuk aplikasi temperatur tinggi, oleh karena itu sebagai paduan tahan suhu panas atau tinggi. Superalloy umumnya memiliki ketahanan yang baik terhadap korosi, kelelahan mekanis dan termal, getaran mekanik dan termal, rambatan, dan erosi pada temperatur tinggi. . Kebanyakan superalloy memiliki ketahanan suhu maksimum sekitar 1000oC dalam aplikasi struktural. Suhu dapat setinggi 1.200oC

Superalloy biasanya digunakan pada mesin turbin gas di area mesin yang terkena suhu tinggi dan yang memerlukan kekuatan tinggi, ketahanan creep yang sangat baik, serta ketahanan korosi dan oksidasi. Pada mesin turbin ini berada pada turbin tekanan tinggi dimana bilah dapat menghadapi suhu mendekati jika tidak melampaui suhu lelehnya. Mesin jet baru lebih efisien karena suhu operasi lebih tinggi, membutuhkan komponen berkinerja lebih tinggi. Penggunaan paduan super dapat memungkinkan suhu operasi ditingkatkan dari 1200F sampai 1300F. Selain meningkatkan efisiensi dan output daya, suhu yang lebih tinggi menghasilkan emisi yang berkurang karena siklus pembakaran lebih lengkap. Diagram di bawah ini menunjukkan area di dalam mesin jet dimana paduan super berbasis nikel digunakan yaitu zona tekanan terpanas dan tertinggi.

 Pada turbo jet enggine di lapisin pelindung  suhu tinggi dan lingkungan. Dengan mengunakan thermal barrier coating(EB-PVD or plasma sprayed)

Superalloy berbasis nikel diproduksi dengan solidifikasi yang dikontrol dengan hati-hati agar mendapatkan struktur kristal tunggal terarah. Komponen yang dibuat dari paduan super dapat memiliki kekuatan pada suhu 1000 ° C yang melebihi baja biasa pada suhu kamar. Super alloy material banyak digunakan dalam bagian terpanas dari mesin pesawat terbang