Oleh: Kavadya Syska, S.P., M.Si. (Dosen Bidang Teknologi Pangan – Food Technologist, Universitas Nahdlatul Ulama)
Pada era teknologi yang semakin maju, pemanfaatan bubuk bimodal nano / mikro mulai menjadi primadona dalam teknologi Powder Injection Molding (PIM) dan Additive Manufacturing (AM). Kedua teknologi ini sangat bergantung pada kualitas material bubuk yang digunakan. Dalam konteks ini, bimodal bubuk 316L baja, yang diperoleh melalui metode ledakan listrik kawat (Electric Explosion of a Wire/EEW), menjadi salah satu inovasi yang patut mendapat perhatian khusus. Keunggulan utama dari bubuk bimodal ini adalah peningkatan aliran feedstock dan kepadatan produk yang dihasilkan, faktor yang sangat krusial dalam menentukan kualitas akhir produk cetakan.
Keistimewaan utama dari bimodal bubuk 316L ini adalah pembentukannya yang terjadi langsung selama proses ledakan listrik, sehingga tidak memerlukan langkah pencampuran tambahan. Bubuk yang terbentuk memiliki rasio mikro dan nano yang berbeda, bergantung pada kerapatan energi selama ledakan listrik. Hal ini menjadi poin penting karena rasio ini akan sangat memengaruhi sifat-sifat reologi dari feedstock, yang nantinya akan mempengaruhi proses pencetakan dan kualitas produk akhir yang dihasilkan.
Penelitian ini menemukan bahwa bubuk bimodal yang dihasilkan pada energi ledakan yang berbeda memberikan variasi rasio mikro dan nano dalam komposisi bubuk. Rasio ini kemudian diuji dalam feedstock dengan kandungan bubuk sebesar 94 wt%, dan hasilnya menunjukkan bahwa setiap rasio menghasilkan perilaku reologi yang berbeda. Ini sangat penting karena reologi feedstock mempengaruhi kelancaran proses PIM dan AM, terutama pada tahap pencetakan. Feedstock dengan aliran yang baik akan menghasilkan produk akhir yang lebih padat dan seragam, sesuatu yang sangat diinginkan dalam industri ini.
Lebih lanjut, studi ini juga memfokuskan pada morfologi dan komposisi kimia dari bubuk yang dihasilkan. Dengan mengamati bentuk partikel bubuk dan distribusi ukuran, ditemukan bahwa karakteristik bubuk yang bervariasi memberikan dampak signifikan terhadap homogenitas feedstock. Feedstock yang homogen tidak hanya lebih mudah diproses, tetapi juga memastikan kualitas produk yang lebih konsisten. Dalam konteks ini, bimodal bubuk memberikan keuntungan lebih besar dibandingkan dengan bubuk mikron biasa, yang cenderung menghasilkan feedstock yang kurang stabil secara reologi.
Selain itu, dengan memanfaatkan bimodal bubuk, industri dapat menghasilkan produk dengan kepadatan yang lebih tinggi, yang pada akhirnya meningkatkan kekuatan dan daya tahan produk. Ini sangat penting untuk aplikasi PIM dan AM yang membutuhkan presisi tinggi dan ketahanan material yang optimal, seperti dalam industri otomotif, kedirgantaraan, dan kedokteran. Oleh karena itu, penggunaan bimodal bubuk ini memberikan potensi besar dalam meningkatkan efisiensi dan kualitas produk di berbagai sektor industri.
Namun, meskipun memiliki banyak keunggulan, penelitian ini juga menyoroti beberapa tantangan yang masih harus dihadapi dalam pemanfaatan bimodal bubuk ini. Salah satunya adalah pengendalian rasio mikro dan nano yang tepat untuk mendapatkan feedstock dengan sifat reologi yang optimal. Selain itu, karena proses ledakan listrik kawat menghasilkan bubuk dengan sifat-sifat yang berbeda pada setiap tingkatan energi, penting bagi produsen untuk menyesuaikan parameter proses agar dapat menghasilkan bubuk dengan kualitas yang konsisten.
Secara keseluruhan, penelitian ini memberikan gambaran yang jelas tentang potensi penggunaan bubuk bimodal dalam teknologi PIM dan AM. Dengan peningkatan dalam homogenitas feedstock, sifat reologi yang lebih baik, serta produk akhir yang lebih padat dan tahan lama, bubuk bimodal ini memiliki peluang besar untuk merevolusi industri cetakan berbasis bubuk. Namun, penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengatasi tantangan yang ada, terutama dalam hal stabilitas produksi dan pengendalian parameter proses, guna memastikan bahwa teknologi ini dapat diimplementasikan secara luas dan efisien di industri.
