Courtesy of InterestingEngineering

Kerangka Desain Busa Peredam Kejut Baru Mempercepat dan Mempermudah Inovasi Material

Mengembangkan kerangka desain baru yang mempercepat dan mempermudah pembuatan bahan busa peredam kejut dengan performa optimal sesuai kebutuhan spesifik, tanpa perlu melalui proses uji coba berkali-kali.

04 Sep 2025, 07.10 WIB

198 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Kerangka desain baru mempercepat proses pengembangan bahan penyerap guncangan.
Performa bahan penyerap guncangan dapat dioptimalkan tanpa menambah berat atau volume.
Penelitian ini memiliki aplikasi luas, termasuk dalam teknologi robotika lunak dan material metamaterial.

Madison, Amerika Serikat - Para insinyur mesin di University of Wisconsin–Madison telah mengembangkan kerangka kerja baru yang mempercepat desain bahan busa peredam kejut. Busa ini digunakan di berbagai perlengkapan seperti helm olahraga, militer, hingga alat pendaratan pesawat ruang angkasa. Dengan kerangka kerja ini, desain busa tidak lagi harus melalui proses uji coba yang memakan waktu berbulan-bulan.

Kerangka desain ini menggabungkan atribut busa seperti ketebalan, luas permukaan, dan sifat mekanik secara bersamaan. Temuan penting dari penelitian ini adalah busa dengan respons nonlinear ternyata dalam beberapa kasus dapat lebih efektif daripada jenis busa yang memiliki tingkat tegangan konstan selama penyerapan energi. Ini membuka ruang desain yang lebih besar bagi para perancang bahan peredam kejut.

Dengan memanfaatkan kerangka ini, para desainer dapat membuat peta desain yang menunjukkan bagaimana mengoptimalkan busa untuk penyerapan energi terbaik, sambil mempertimbangkan berat dan ukuran yang minimal. Hal ini sangat penting untuk aplikasi yang membutuhkan desain kompak dan ringan tanpa mengorbankan fungsi perlindungan.

Untuk membuktikan efektivitas kerangka kerja mereka, tim peneliti menerapkannya pada busa nanotube karbon yang terarah vertikal. Hasilnya menunjukkan performa pelindung yang optimal untuk berbagai aplikasi. Kerangka kerja ini kini tersedia secara bebas secara daring sehingga dapat digunakan oleh insinyur di seluruh dunia.

Ke depannya, kemungkinan kerangka desain ini akan dilengkapi dengan optimisasi berbasis kecerdasan buatan (AI). Dengan begitu, desainer bisa mensimulasikan ratusan konfigurasi material dalam waktu yang sangat singkat, sehingga mempercepat inovasi desain bahan pelindung yang lebih ringan, lebih aman, dan lebih efisien.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/uw-madison-shock-absorbing-foam

Analisis Kami

"Penemuan ini sangat revolusioner karena membuka paradigma baru dalam desain material peredam kejut yang selama ini terpaku pada pola stress plateau. Dengan menggabungkan faktor geometris dan sifat mekanik, kerangka ini tidak hanya mempercepat riset tapi juga memperluas kemungkinan inovasi dalam berbagai aplikasi mulai dari olahraga hingga luar angkasa."

Analisis Ahli

Ramathasan Thevamaran

"Pendekatan ini menawarkan fleksibilitas desain yang sangat dibutuhkan bagi insinyur material masa kini, terutama dalam konteks kebutuhan aplikasi spesifik dengan batasan ketat pada bobot dan volume."

Prediksi Kami

Dalam beberapa tahun ke depan, penggunaan kerangka desain ini akan mengarah pada alat pengembangan material pelindung yang jauh lebih cepat dan efisien, memungkinkan inovasi produk seperti helm dan sistem pendaratan pesawat ruang angkasa yang lebih ringan dan tahan benturan.

Pertanyaan Terkait

Apa yang dikembangkan oleh insinyur di University of Wisconsin–Madison?

Insinyur di University of Wisconsin–Madison mengembangkan kerangka desain baru untuk bahan penyerap guncangan.

Bagaimana kerangka desain baru ini membantu dalam pembuatan bahan penyerap guncangan?

Kerangka desain ini memungkinkan perancang untuk menyesuaikan material agar memiliki performa terbaik tanpa melalui banyak percobaan yang trial and error.

Apa saja aplikasi dari bahan penyerap guncangan yang dikembangkan?

Bahan penyerap guncangan ini digunakan dalam helm olahraga, perlindungan militer, dan strut pendaratan pesawat luar angkasa.

Apa yang menjadi fokus utama tim dalam penelitian ini?

Tim fokus pada mempertimbangkan ketebalan, luas, dan sifat mekanik secara bersamaan dalam desain foam.

Bagaimana kerangka ini dapat mengubah desain material di masa depan?

Kerangka ini dapat membimbing desain material masa depan, termasuk metamaterial dan komponen robotika lunak.