Insinyur MIT mengembangkan paduan aluminium cetak 3D yang lima kali lebih kuat dari aluminium konvensional.1 Material baru ini tahan suhu tinggi hingga 400 derajat Celsius. Revolusi manufaktur ini bisa mengubah industri penerbangan secara fundamental — bayangkan bilah kipas mesin jet yang lebih ringan namun lebih kuat.
Teknologi ini lahir dari kombinasi unik: machine learning (pembelajaran mesin) dan pencetakan 3D.2 Tim hanya mengevaluasi 40 komposisi material, bukan 1 juta seperti metode tradisional. Efisiensi luar biasa.
Metode Revolusioner Temukan Formula Ideal
Mohadeseh Taheri-Mousavi memimpin penelitian ini saat menjadi postdoc di MIT, kini asisten profesor di Carnegie Mellon University. "Jika kita bisa menggunakan material ringan berkekuatan tinggi, ini akan menghemat energi luar biasa untuk industri transportasi," ujarnya.1 Proyeknya dimulai dari kelas 2020 yang diajar Greg Olson.
Kekuatan aluminium bergantung pada mikrostruktur — semakin kecil dan padat presipitat (partikel mikroskopis), semakin kuat paduan tersebut. Pendekatan machine learning mengidentifikasi korelasi kunci antara elemen dengan cepat.3 Hasilnya? Paduan dengan fraksi volume presipitat kecil lebih tinggi.
| Aspek Perbandingan 🔍 | Aluminium Tradisional 🏭 | Aluminium 3D MIT ✨ |
|---|---|---|
| Metode Produksi | Pengecoran (casting) | Pencetakan 3D LBPF |
| Kekuatan Relatif | Baseline (1x) | 5x lebih kuat |
| Tahan Suhu | Hingga 200°C | Hingga 400°C |
| Waktu Pendinginan | Lambat (jam) | Cepat (detik) |
| Ukuran Presipitat | Besar | Sangat kecil |
| Evaluasi Komposisi | 1 juta+ simulasi | 40 simulasi ML |
| Aplikasi Potensial | Struktur umum | Mesin jet, otomotif |
Pencetakan 3D Buka Pintu Properti Unik
John Hart, Kepala Departemen Teknik Mesin MIT menjelaskan: "Kadang kita harus memikirkan cara membuat material kompatibel dengan pencetakan 3D. Di sini, pencetakan 3D membuka pintu baru karena karakteristik unik prosesnya."1 Teknik Laser Bed Powder Fusion (LBPF) menjadi kunci — bubuk dideposit lapis demi lapis, lalu dilelehkan laser dengan cepat.
Pendinginan cepat LBPF mencegah presipitat tumbuh besar.4 Proses tradisional memerlukan waktu pendinginan lebih lama, yang membuat presipitat mengembang. Semakin besar presipitat, semakin lemah material.
Dari Bubuk hingga Material Super Kuat
Tim memesan bubuk aluminium khusus — campuran aluminium dan lima elemen lain — lalu mengirimnya ke kolaborator di Universitas Paderborn, Jerman. Mereka mencetak sampel kecil menggunakan sistem LBPF internal.1 Sampel kembali ke MIT untuk pengujian intensif.
Hasilnya mengkonfirmasi prediksi machine learning: paduan cetak 50 persen lebih kuat dari paduan yang dirancang dengan simulasi konvensional.3 Mikrostrukturnya menunjukkan fraksi volume presipitat kecil yang tinggi dan stabil pada suhu ekstrem. Pencapaian luar biasa untuk aluminium.
Masa Depan Penerbangan Lebih Ringan
Aplikasi potensial sangat menjanjikan. Bilah kipas mesin jet tradisional dibuat dari titanium — material 50 persen lebih berat dan 10 kali lebih mahal dari aluminium.1 Dengan aluminium cetak 3D MIT, pesawat bisa lebih hemat energi dan ramah lingkungan.
- Industri penerbangan menggunakan aluminium secara luas karena ringan namun kuat, sehingga penghematan bahan bakar signifikan untuk penerbangan komersial global.5
- Material komposit pernah menjadi saingan aluminium, tetapi paduan baru ini mengembalikan posisi aluminium sebagai pilihan utama dengan keunggulan biaya produksi.6
- Pencetakan 3D memungkinkan geometri kompleks yang tidak mungkin dibuat dengan pengecoran tradisional, membuka desain inovatif untuk komponen pesawat.2
- Pompa vakum canggih, mobil kelas atas, dan perangkat pendingin pusat data juga bisa menggunakan paduan ini untuk meningkatkan efisiensi operasional.1
- Ekonomi sirkular aluminium mendapat dukungan karena aluminium dapat didaur ulang tanpa kehilangan properti, berbeda dengan material lain yang terdegradasi.7
- Proses daur ulang pesawat tua menghasilkan aluminium berkualitas tinggi yang bisa digunakan kembali, mengurangi limbah industri penerbangan secara drastis.8
- Teknologi Additive Manufacturing (AM) untuk bagian pesawat tersertifikasi terus berkembang, membuka peluang adopsi paduan MIT di industri komersial.9
Optimasi Berkelanjutan dengan Machine Learning
Tim peneliti menerapkan teknik machine learning serupa untuk mengoptimalkan properti paduan lainnya. "Metodologi kami membuka pintu baru bagi siapa pun yang ingin merancang paduan pencetakan 3D," kata Taheri-Mousavi.1 Impiannya? Penumpang pesawat suatu hari akan melihat bilah kipas mesin dari aluminium MIT melalui jendela.
Penelitian ini dilakukan sebagian menggunakan fasilitas karakterisasi MIT.nano. Kolaborasi internasional melibatkan Florian Hengsbach dan Mirko Schaper dari Universitas Paderborn, serta Zhaoxuan Ge dan Benjamin Glaser dari Carnegie Mellon.1 Publikasi muncul di jurnal Advanced Materials.
Kesimpulan
Paduan aluminium cetak 3D MIT menandai lompatan besar dalam teknologi material. Kombinasi machine learning dan pencetakan 3D menciptakan aluminium lima kali lebih kuat dengan efisiensi penelitian yang luar biasa — hanya 40 evaluasi versus 1 juta simulasi tradisional. Tahan suhu hingga 400°C, material ini membuka peluang untuk komponen pesawat lebih ringan, hemat energi, dan terjangkau. Dari bilah kipas mesin jet hingga pompa vakum canggih, aplikasinya sangat luas. Ini bukan hanya inovasi teknis, tetapi langkah menuju transportasi udara yang lebih berkelanjutan.
Daftar Pustaka
- Chu, Jennifer. "Printable aluminum alloy sets strength records, may enable lighter aircraft parts." MIT News, 7 Oktober 2025. https://news.mit.edu/2025/printable-aluminum-alloy-sets-strength-records-may-enable-lighter-aircraft-parts-1007
- "MIT engineers develop super-strong 3D printable aluminum alloy." Voxelmatters, 8 Oktober 2025. https://www.voxelmatters.com/mit-engineers-develop-super-strong-3d-printable-aluminum-alloy/
- "3D Printed Aluminum Alloy Sets Strength Record on Path to Lighter Aircraft Systems." Good News Network, 12 Oktober 2025. https://www.goodnewsnetwork.org/3d-printed-aluminum-alloy-sets-strength-record-on-path-to-lighter-aircraft-systems/
- "MIT Develops 3D Printable Aluminum Alloy Stable at Temperatures Up to 400C." Fabbaloo, 20 Oktober 2025. https://www.fabbaloo.com/news/mit-develops-3d-printable-aluminum-alloy-stable-at-temperatures-up-to-400c
- "From Soup Cans to Airplanes, Steel and Aluminum Are a Fundamental Part of American Life." US News, 12 Maret 2025. https://www.usnews.com/news/business/articles/2025-03-12/from-soup-cans-to-airplanes-steel-and-aluminum-are-a-fundamental-part-of-american-life
- "New Aircraft Aluminum Set To Compete With Composites." Wired, 10 Juni 2011. https://www.wired.com/2011/06/new-aircraft-aluminum-set-to-compete-with-composites/
- "How Aircraft Recycling Supports Aluminum's Circular Economy Goals." Metal.com, 8 April 2025. https://www.metal.com/en/newscontent/103269593
- "Two innovative companies achieve major feat with out-of-commission airliner: 'Truly exciting'." The Cool Down, 5 September 2025. https://www.thecooldown.com/green-tech/airplane-recycling-aluminum-waste-constellium/
- "Aviation AM Centre qualifies EOS metal AM technology for certified aircraft parts." Metal-AM, 16 Oktober 2025. https://www.metal-am.com/aviation-am-centre-qualifies-eos-metal-am-technology-for-certified-aircraft-parts/
