Bagaimana Cara Kerja Kawat Nitinol
Bagaimana Cara Kerja Kawat Nitinol?
Kawat nitinol dikenal karena sifatnya yang unik dan aplikasi serbaguna antara lain dalam industri biomedis, dirgantara, dan otomotif. Nitinol, juga disebut paduan nikel-titanium, adalah paduan memori bentuk yang menunjukkan superelastisitas dan efek memori bentuk pada suhu berbeda. Bagaimana cara kerjanya? Pada artikel ini, kita akan mempelajari proses produksi, sifat fisik, dan aplikasi kawat nitinol.
Apa itu Kawat Nitinol?
kawat nitinoladalah jenis paduan memori bentuk yang terbuat dari sekitar 50 persen nikel dan 50 persen titanium berdasarkan beratnya. Ditemukan pada tahun 1962 oleh William Buehler dan Frederick Wang di US Naval Ordnance Laboratory. Nitinol mendapatkan namanya dari komposisinya, yaitu nikel (Ni), titanium (Ti), dan Naval Ordnance Laboratory (NOL). Kawat nitinol telah mendapat perhatian besar karena sifatnya yang unik, termasuk superelastisitasnya, efek memori bentuk, biokompatibilitas, dan ketahanan terhadap korosi. Sifat-sifat ini menjadikannya bahan yang ideal untuk berbagai aplikasi, seperti stent, kabel ortodontik, filter bekuan darah, dan komponen mesin mobil.
Bagaimana Cara Membuat Kawat Nitinol?
Proses produksi kawat nitinol melibatkan beberapa tahap, antara lain peleburan paduan, pengecoran, pengerolan panas, pengerolan dingin, anil, dan penarikan kawat. Langkah pertama adalah melebur nikel dan titanium bersama-sama dalam tungku vakum dalam kondisi terkendali untuk mencapai komposisi dan kemurnian yang diinginkan. Selanjutnya, paduan cair dicetak menjadi bentuk ingot dan digulung panas menjadi lembaran tipis. Lembaran tersebut kemudian digulung dingin ke dalam ukuran yang diinginkan, diikuti dengan anil untuk menghilangkan tegangan sisa dan meningkatkan keuletan material. Terakhir, lembaran yang dianil ditarik melalui serangkaian cetakan untuk mendapatkan diameter, permukaan akhir, dan kelurusan yang diinginkan. Kawat nitinol dapat diproduksi dalam berbagai bentuk, seperti bulat, datar, dan persegi panjang, tergantung kebutuhan aplikasi.
Apa Sifat Kawat Nitinol?
Kawat nitinol memiliki beberapa sifat unik yang menjadikannya bahan berharga di banyak industri. Salah satu properti yang paling terkenal adalah efek memori bentuknya. Kawat nitinol dapat "mengingat" bentuk aslinya dan dapat kembali seperti semula setelah mengalami deformasi dalam kondisi tertentu. Misalnya, jika kawat nitinol dibengkokkan menjadi bentuk tertentu pada suhu rendah, saat dipanaskan, kawat tersebut akan kembali ke bentuk aslinya. Selain itu, nitinol menunjukkan superelastisitas, juga dikenal sebagai pseudoelastisitas, dimana material dapat menahan tegangan besar tanpa deformasi permanen. Properti ini membuatnya ideal untuk aplikasi yang memerlukan fleksibilitas dan daya tahan, seperti stent dan ortodontik. Selain itu, kawat nitinol bersifat biokompatibel, artinya tidak menimbulkan respons buruk pada tubuh manusia, sehingga ideal untuk digunakan pada perangkat medis.
Bagaimana Membentuk Kawat Nitinol?
Membentuk kawat nitinol memerlukan pemahaman tentang responsnya terhadap perubahan suhu.Nitinolmemiliki dua fase berbeda: austenit dan martensit, yang ada pada temperatur berbeda. Pada suhu rendah, nitinol berada dalam fase martensit, yang lunak dan mudah ditekuk tetapi tidak kembali ke bentuk aslinya. Pada suhu tinggi, nitinol beralih ke fase austenit, yang lebih keras dan dapat kembali ke bentuk aslinya jika mengalami deformasi. Oleh karena itu, untuk membentuk kawat nitinol, kawat tersebut harus dipanaskan di atas suhu transisinya, biasanya antara 500 hingga 600 derajat, ke fase austenit. Setelah dibentuk, kawat nitinol dapat didinginkan hingga fase martensit untuk mengunci bentuk barunya. Memanaskan kawat nitinol akan menyebabkannya kembali ke bentuk aslinya.
Bagaimana Cara Menggunakan Kawat Nitinol?
Kawat nitinol memiliki beragam aplikasi di beberapa industri. Salah satu penggunaan kawat nitinol yang paling umum adalah dalam industri medis, yang digunakan dalam stent, ortodontik, dan perangkat bedah. Stent nitinol digunakan untuk menjaga pembuluh darah tetap terbuka, sedangkan kabel ortodontik digunakan untuk meluruskan gigi. Selain itu, kawat nitinol digunakan dalam industri dirgantara untuk aktuator memori bentuk di pesawat terbang, karena ringan dan tahan lama. Kawat nitinol juga digunakan dalam teknik otomotif untuk memahami getaran mesin, mengeksplorasi skema redaman kebisingan, dan mekanisme redaman.
Kesimpulan
Kesimpulannya, kawat nitinol merupakan bahan serbaguna dengan sifat unik yang membuatnya berguna dalam berbagai aplikasi. Memahami proses produksi, sifat fisik, dan aplikasinya dapat membantu individu menghargai potensi dan keserbagunaan bahan ini. Dengan superelastisitasnya, efek memori bentuk, daya tahan, dan biokompatibilitasnya, kawat nitinol terus menjadi yang terdepan dalam kemajuan teknologi.
Referensi:
1.http://journals.sagepub.com/doi/full/10.1243/095441105X69847
2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4230702/
3. https://www.thinkco.com/nitinol-373296
4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4665485/
5. https://www.mechanicalbooster.com/2016/10/what-is-nitinol-alloy-how-it-works.html
