kita akan membahas tentang material atau bahan yang digunakan untuk membuat komponen mesin jet. 

Disini kita akan membahas bilah turbin gas, 

yang secara langsung terkena sembuan panas dari api pembakaran.

Juga, bagaimana teknik pembuatan dari bilah turbin gas tersebut.

Langsung saja kita mulai.

Bahan bilah turbin mesin jet bukan baja, 

melainkan logam paduan berbasis nikel. 

Logam paduan ini sering disebut superalloy.

Salah satu material awal yang digunakan adalah Nimonic, 

yang merupakan trademark dari perusahaan Special Metal Corporation. 

Nimonic merupakan paduan dari 50% nikel, 20% krom serta unsur lain yakni alumunium dan titanium.

Produk dari Special Metal Corporation lainnya adalah Inconel

yang juga tersusun dari Nikel dan Krom serta unsur lain dengan kadar berbeda.

Nikel, sebenarnya memiliki titik leleh lebih rendah daripada baja. 

Tetapi keunggulan paduan nikel ini adalah dia tetap mempertahankan kekuatan pada suhu tinggi. 

Meskipun pada suhu diatas 1000 derajat celcius, kekuatannya tidak banyak berkurang. 

Lain halnya dengan baja, pada suhu tinggi kekuatannya akan turun drastis.

Saat ini, material berbasis keramik yakni Ceramic Matric Composite atau CMC mulai digunakan sebagai bahan bilah turbin.

Sekarang, bagaimana cara pembuatan dari bilah mesin jet?

Bilah turbin dibuat dengan berbagai metode. 

Bilah turbin stage belakang yang tidak terlalu panas, bisa dibuat dengan mesin CNC.

Ini karena bilah ini tidak dilengkapi dengan rongga dan luabng-lubang udara.

Sedangkan yang dilengkapi dengan sistem pendingin udara, umumnya pada stage pertama yang langsung terkena api.

Bilah turbin stage pertama, umumnya tersusun berupa modul-modul. 

Setiap modul, terdiri dari beberapa bilah.

Bilah turbin seperti ini dibuat dengan teknik pengecoran yang disebut sebagai investment casting,

atau disebut juga lost wax casting.

Ini sebenarnya adalah teknik pengecoran logam yang sudah digunakan beribu-ribu tahun yang lalu, 

dimana manusi pada masa itu menggunakan pola lilin untuk mengecor tembaga emas atau logam lainnya.

Namun, tentunya, investment casting untuk membuat bilah turbin gas, 

tidak sesederhana pengecoran logam zaman perunggu.

Semua, diawali dengan desain. 

Komponen bilah turbin didesain secara 3 dimensi dengan komputer

Software khusus yang digunakan juga menghitung beban mekanis dan beban termal yang akan diterima oleh bilah turbin tersebut.

Setelah desain jadi, maka dirancang sistem pengecoran untuk membuat komponen tersebut.

Pertama, dibuat cetakan dari baja untuk membuat bentuk bilah turbin. 

Tapi, cetakan ini bukan untuk langsung mencetak bilah turbin, 

melainkan mencetak model dari lilin atau wax.

Karena di dalam bilah turbin terdapat rongga,

maka dibagian dalam model turbin tersebut dipasang core atau inti dari bahan keramik.

Core tersebut dibuat dari serbuk keramik dan pengikat lalu ditekan dengan cetakan membentuk core yang diinginkan

Hasil pencetakan itu, masih rapuh, 

kemudian dipanaskan agar mengeras dan kuat.

Core atau inti keramik itu, lalu dipasang di bagian tengah dari cetakan atau injection mold. 

Kemudian, lilin atau wax cain dinjeksikan kedalam cetakan. 

 Lilin akan membentuk bentuk bilah turbin sesuai cetakan dan di dalamnya terdapat inti dari keramik.

Selanjutnya pola lilin itu diperikasa dengan radiografi dan ultrasonografi 

untuk memastikan core didalamnya berada pada posisi yang tepat.

Pola lilin itu, kemudian disatukan dalam cluster cetakan yang tersusun atas beberapa pola bilah turbin. 

Culster tersebut kemudian dibersihkan dari sisa-sisa handling atau mingkin kotoran yang menempel

Ini memastikan benar-benar bersih untuk prose selanjutnya.

Proses selanjutnya adalah melapisi pola tersebut dengan cangkang keramik. 

Pola lilin dicelupkan ke dalam larutan slip keramik.

Lalu ditaburi dengan serbuk keramik. 

Proses ini diulang beberapa kali hinga menghasilkan semacam cangkang dengan ketebalan tertentu.

Sekarang saatnya menghilangkan lilin yang ada di dalam agar tercipta rongga yang nantinya akan diisi logam

Caranya dengan memanaskan cetakan tersebut agar lilin mencair dan keluar dari cetakan.

Saat dipanaskan, lilin akan memuai, sedangkan cangkang keramik tidak. 

Hal ini bisa berakibat cangkang tersebut retak.

Untuk itu, proses pemanasan ini dilakukan dalam ruang bertekanan tinggi, yakni menggunakan autoclav.

Setelah lilin menghilang maka tercipta rongga di dalam cetakan tersebut. 

Sebelum dilakukan pengecoran, cangkang cetakan itu dicek terlebih dahulu apakah ada kebocoran atau tidak. 

Caranya dengan menggunkaan cairan khusus berwarna biru. 

Jika ada cacat, cairan itu akan merembes keluar.

Setelah tidak ada cacat, maka cetakan itu dibungkus dengan insulator berbahan ceramic fiber atau serat keramik. 

Hal ini untuk mencegah agar logam tidak membeku terlalu cepat,

yang bisa mengakibatkan retak di bagian-bagian tertentu.

Sekarang, saatnya dilakukan pengecoran.

Logam sebagai bahan bilah turbin dicairkan dengan panas yang sangat tinggi. 

Untuk mencegah oksidasi, maka proses pencairan dan penuangan logam cair ini dilakukan dalam atmosfer inert.

atau dalam ruang vakum.

Cetakan, sebelum dituangi logam,

dipanaskan terlebih dahulu agar tidak terjadi thermal shock akibat perbedaan suhu yang signifikan.

Setelah dituang, logam cair akan mengisi rongga-rongga di dalam cetakan.

Tahap selanjutnya adalah pendinginan

Tahap ini sangat krusial.

Laju pendinginan harus dikontrol secara ketat. 

Jika salah pada saat proses pendinginan, 

misal pendinginan terlalu cepat,

hasil struktur mikro dari logam tidak sesuai yang diinginkan. 

Akibatnya kekuatan bilah turbin yang dihasilkan tidak sesuai spesifikasi.

Pembekuan juga diatus dengan directed solidification, 

logam membeku dimulai dari area paling ujung lalu merambat ke pangkal cetakan.

Setelah membeku, maka cangkang cetakan dihancurkan dengan vibrasi.

Selanjutnya, bilah turbin itu dipotong dari cluster lalu dilakukan penghalusan permukaan.

Tapi di dalam belah turbin itu masih terdapat core atau inti dari keramik. 

Untuk menghilangkannya, keramik itu dilarutkan dalam cairan soda khusus yang mampu melarutkan keramik.

Setalah inti keramik hilang

bilah turbin dites dengan berbagai pemeriksaan untuk mencari adanya kebocoran, retak atau cacat lainnya.

Jika tidak ada, dilakukan finishing.

Lubang-lubang udara yang sangat kecil dibuat dengan mesin bor EDM atau menggunakan elektroda.

Beberapa bilah turbin, juga dilengkapi dengan thermal barrier coating,

yakni, semacam lapisan keramik pelindung di permukaan bilah.

Setelah itu dilakukan cek sekali lagi untuk memeriksa ketepatan dimensi atau ukuran

Bilah turbin harus sangat presisi baik ukuran maupun bobotnya.

Karena turbin berputar cepat, 

jika ada perbedaan berat meskipun sangat kecil, maka, akan mengakibatkan getaran yang bisa merusak mesin.

Setelah lolos semua pengecekan, 

maka komponen bilah turbin siap dikirim untuk dirakit menjadi mesin turbin gas.

Harga bilah turbin stage pertama seperti ini, bisa mencapai ratusan juta rupiah.

Itulah bahan dan proses pembuatan bilah turbin mesin jet.

SRC :