Apa manfaat membentuk logam dengan menggunakan tekanan hidrostatis? Contohnya, emas yang digunakan sebagai baterai di komputer, Laptop, telepon seluler, dan mobil hemat hingga 90 persen. Apa kehebatan aplikasi AutoNester?
Tekanan hidrostatik atau hydrostatic pressure merupakan tekanan fluida pada keseimbangan di titik tertentu di dalam fluid itu sendiri yang disebabkan adanya gaya gravitasi.
Peningkatan tekanan hidrostatis sebanding dengan kedalaman yang diukur dari permukaan—terjadi peningkatan berat fluida dan timbul tekanan dari atas ke arah bawah.
Proses produksi pada umumnya menghasilkan panas atau energi yang terjadi pada bagian mesin dan sebagian panas itu merembet ke lingkungan sekitar mesin. Bagian lain dari mesin membutuhkan panas agar terjadi keseimbangan.
Para ilmuwan memiliki gagasan yang baru tentang cara menyimpan dan mengubah energi (panas) ke aspek yang lain yang dilakukan berdasarkab manajemen energi secara sistematis.
Selain untuk mengoptimalisasikan penggunaan energi, kriteria biaya yang relevan perlu dihitung termasuk waktu pengoperasian mesin secara menyeluruh.
Puncak pengisian muatan yang tidak terjadwal menghabiskan biaya hingga Euro 180 per kilowatt. Kondisi ini mendorong para pakar di Fraunhofer IPT untuk mengembangkan model-model sistem manajemen energi yang sesuai diterapkan di sektor industri.
Sistem manajemen energi itu bertujuan untuk merangkum secara jelas mengenai puncak-puncak pemakaian dan pengisian energi—ini berguna saat dilakukan identifikasi ukuran-ukuran yang efisiensi dan sesuai.
Solusi-solusi sederhana merupakan hal penting yang disyaratkan, misalnya capaian biaya-biaya yang lebih rendah dengan mengimplementasikan sebuah penyesuaian yang sistematis pada mesin sejak permulaan pada masing-masing bagian pekerjaan proses produksi.
Proses manufakturing yang baru menyebabkan pertambahan produksi dengan pengurangan raw materials atau bahan baku menjadi mungkin.
Pembaruan dilakukan seperti penggantian metode-metode produksi berbasis pemotongan dengan proses pembentukan sehingga penggunaan bahan baku atau raw materials lebih hemat, begitu juga konsumsi energi, dan waktu pengerjaan (produksi).
Contohnya perputaran gir-gir berlubang yang dingin di dalam sistem persneling dapat mengurangi kebutuhan raw materials hingga sepertiga bagian, dan menyingkat waktu manufakturing hingga 50 persen.
Contoh lain, satu kilogram barang-barang jadi yang dihasilkan dengan menggunakan teknik-teknik pembentukan dapat mengurangi kebutuhan energi hingga lebih 30 persen. Bandingkan dengan produk atau barang yang sudah jadi dengan jumlah yang dibuat/diproduksi dengan cara pemotongan.
Membentuk komponen dengan tekanan tinggi dapat dilakukan dengan lebih efisien, misalnya membentuk logam dengan menggunakan tekanan hidrostatis untuk memproduksi dengan suatu corong yang berlubang sehingga menghemat raw materials sebesar 30 persen.
Kelompok ilmuwan di Freudenberg menggunakan suatu penggabungan teknik pembentukan dan pengelasan untuk manufaktur cincin-cincin penyegel, bukan dengan melubangi logam yang berbentuk cincin-cincin.
Kita mendapat banyak keuntungan dengan teknik tekanan hidrostatis ini—dikenal juga dengan Schmalband-Umform-Laserschweißen (SUL, istilah Bahasa Jerman).
Teknik ini pun mengurangi limbah yang yang berasal dari pembuatan lubang pada logam. Menurut para peneliti, pengurangan jumlah raw materials mencapai 73 persen.
Sutu fasilitas SUL mampu menghemat 1800 ton baja setiap tahun dan mengurangi emisi CO2 hingga 2700 ton. Sedangkan menggantikan manufakturing galvanis dengan metode-metode berbasis laser secara drastis menurunkan jumlah raw materials yang digunakan.
Sebuah contoh untuk membuktikannya adalah bahan penghantar yakni logam emas yang digunakan pada baterai-baterai untuk komputer, Laptop, telepon seluler, dan mobil. Hingga saat ini, kumparan listrik telah digunakan untuk melapisi seluruh permukaan emas.
Suatu metode baru yang berbasis laser mengelas titik-titik penghantar listrik pada emas yang sangat kecil tanpa menutupi seluruh lapisannya, sehingga menurunkan jumlah emas yang dibutuhkan sampai 90 persennya.
Metode ini ditemukan oleh para peneliti yang bekerja di Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT yang berlokasi di Aachen, Jerman.
Sektor teknologi informasi dan komunikasi juga membantu konservasi sumber daya. Para pakar dari Fraunhofer Institute for Algorithms and Scientific Computing SCAI di Sankt Augustin mengembangkan sebuah software sebagai solusi untuk mengoptimalisasikan penggunaan bahan dan ruang.
Solusi ini telah digunakan di lebih dari 7000 perusahaan di seluruh dunia. Aplikasi yang paling terkenal adalah AutoNester—pengaturan optimalisasi otomatis pada disain-disain tekstil, kulit, bahan-bahan logam dan kayu—serta PackAssistant (untuk optimalisasi penggunaan dari ruang wadah).
Sumbangan penting dari software ini adalah untuk bagian-bagian yang dipotong dari logam, kayu atau kulit yang menurunkan jumlah limbah material sebanyak 30 persen.
Manufakturing bahan aditif juga sungguh hemat material. Manufaktur produk-produk dari lapisan-lapisan bubuk secara langsung membentuknya berdasarkan data rancangan.
Manufakturing bahan aditif membutuhkan peralatan-peralatan khusus dan cetakan-cetakan, sehingga keuntunganya lebih besar. Limbah berupa bubuk yakni sisa logam digunakan lagi.
Fraunhofer Additive Manufacturing Alliance saat ini menciptakan bahan-bahan dan metode-metode baru yang menjadikan manufakturing dengan bahan aditif, layak digunakan oleh pekaku industri.
Memproduksi tanpa bahan-bahan mentah, manufakturing hemat sumber daya dan menjadikan kemampuan untuk bekerja secara ekonomis di kala bahan-bahan mentah semakin langka.
Para peneliti Fraunhofer berpikiran jauh ke depan. Para ilmuwan ingin berproduksi tanpa memerlukan lagi bahan-bahan mentah yang murni, hanya menggunakan sumber-sumber daya yang kita konsumsi.
“Upaya ini mensyaratkan pendaur ulangan secara konsisten. Menggunakan bahan-bahan mentah terus-menerus dan mengembalikannya ke aliran proses produksi sehingga menghemat sumber daya alam,” tegas Profesor Fritz Klocke, Ketua Fraunhofer Group for Production.
Para peneliti menyelesaikan proyek sesudah Hari Esok berjudul Penyortiran Molekuler yang berkaitan dengan bagaimana melakukan upaya metode hasil gagasan para ahli.
Mereka bekerja untuk menciptakan teknik-teknik baru yang digunakan di manufakturing dengan aliran bahan-bahan dengan siklus yang tertutup.
Fokusnya adalah pada proses-proses baru untuk pemisahan bahan. Fraunhofer juga mendirikan Project Group for Materials Recycling and Resource Strategies IWKS di Alzenau dan Hanau.
Bekerja bersama dengan para pemilik pabrik, para peneliti berusaha untuk merancang dan merakit produk-produk dengan cara tertentu, masing-masing komponen individual bisa berpotensi untuk digunakan kembali.
Sebagai penyuplai bagi industri otomotif, perusahaana Bosch yang mempunyai bisnis di Indonesia telah berhasil dalam hal manufakturing ulang bahan limbah. (Diolah dari Efficient manufacturing processes tulisan Birgit Niesing, Fraunhofer)
Baca: Bosch Menggunakan Mesin Starter dan Pompa Pendingin Udara, Manfaatkan Kotoran Organik
Bosch Menggunakan Mesin Starter dan Pompa Pendingin Udara, Manfaatkan Kotoran Organik 