Ilmuwan Jerman Ciptakan Teknologi Baru yang Memungkinkan Bilah Turbin Jet Lama Dapat Digunakan Kembali Hingga 5.000 Penerbangan

Sebuah teknologi perlakuan panas baru yang ditemukan oleh ilmuwan Jerman diharapkan dapat memberikan kehidupan kedua bagi bilah turbin jet yang sudah tua, mengurangi kebutuhan penggantian yang mahal, dan menghemat bahan baku penting. Metode ini diusulkan oleh para ilmuwan dari Ruhr University, yang memanfaatkan gas bertekanan tinggi dan panas untuk memperbaiki kerusakan kecil di dalam bilah turbin jet. Laporan menunjukkan bahwa teknologi ini dapat mengembalikan bilah ke kondisi semula setelah mengalami 5.000 penerbangan. Menurut tim peneliti, teknologi inovatif ini memungkinkan bilah tetap layak digunakan meskipun telah mengalami tekanan mekanik dan suhu ekstrem di atas 1.000 derajat Celsius.

Inisiatif ini merupakan bagian dari proyek tiga tahun bernama Second_Life, yang akan dimulai pada Agustus 2026, dan melibatkan German Aerospace Center (DLR), ahli perbaikan mesin jet Lufthansa Technik, perusahaan perlakuan panas dan permukaan Aalberts Surface Technologies, serta perusahaan pengolahan logam Otto Fuchs.

Tantangan Ekstrem Bilah Turbin Jet

Bilah turbin jet dirancang untuk menghadapi suhu ekstrem, yang kadang-kadang dapat melebihi 1.500 derajat Celsius, bahkan melampaui titik lebur material itu sendiri. Bilah ini dapat menahan kecepatan hingga 16.000 RPM dan gaya sentrifugal yang besar, biasanya terbuat dari paduan berbasis nikel monokristalin. Struktur atomnya membentuk struktur kristal yang berkelanjutan tanpa batas kristal, yang dapat melemahkan material pada suhu tinggi. Namun, bahkan material ini pun akan mengalami degradasi seiring berjalannya waktu. Kondisi ekstrem dapat mengubah struktur internal bilah dan melemahkan kekuatannya dengan membentuk pori-pori kecil di dalamnya.

Bilah turbin tahap pertama biasanya diganti setelah sekitar 5.000 penerbangan, yang setara dengan masa layanan sekitar tiga hingga enam tahun. "Selama operasi turbin, bilah mengalami stres tarik akibat gaya sentrifugal yang disebabkan oleh rotasi pada suhu tinggi, dan juga mengalami kerusakan akibat yang disebut kelelahan creep," kata peneliti universitas dan penulis bersama makalah, Dr. Sebastian Weber.

Penerapan Teknologi Hot Isostatic Pressing

Untuk menghadapi tantangan ini, para ilmuwan menggunakan metode yang disebut Hot Isostatic Pressing (HIP). Proses ini melibatkan pemanasan komponen yang rusak di bawah tekanan gas yang seragam, kemudian mendinginkannya dengan cepat. Ini dapat menutup pori-pori kecil dan mengembalikan struktur asli material tanpa merusak karakteristik monokristalnya. "Pemulihan struktur mikro dan sifat mekanik akan dicapai melalui Hot Isostatic Pressing, disingkat HIP," tambah Dr. Louis Beck, ilmuwan lain yang terlibat dalam penelitian ini.

Untuk menguji teknologi ini, tim peneliti akan terlebih dahulu mereproduksi kerusakan bilah turbin di dunia nyata di German Aerospace Center. Mereka akan mengekspos sampel pada suhu tinggi dan stres mekanis untuk menginduksi kerusakan kelelahan creep yang terkontrol. Kemudian, sampel-sampel ini akan menjalani perlakuan Hot Isostatic Pressing di Ruhr University, di mana para peneliti akan menentukan kondisi perlakuan yang optimal dan memeriksa perubahan struktur mikro material. Uji mekanik selanjutnya akan mengevaluasi apakah perlakuan ini dapat mengembalikan kinerja asli bilah. Tujuan akhir tim peneliti adalah untuk membuktikan bahwa bilah turbin yang rusak dapat digunakan kembali dengan aman setelah perlakuan dan pelapisan ulang.

Teknologi ini berpotensi mengurangi kebutuhan untuk pembuatan bilah turbin baru. "Dengan memperpanjang umur bilah turbin, kami dapat mengurangi kebutuhan untuk komponen baru dan konsumsi energi serta bahan baku yang terkait," simpul Weber dalam siaran pers.