Peningkatan Kebutuhan Pertahanan

Kebutuhan Pertahanan dalam menghadapi era globalisasi akan semakin meningkat dan semakin kompleks jenisnya. Tuntutan kebutuhan juga semakin meningkat menghadapi kerawanan nasional akhir-akhir ini. Hal ini merupakan salah satu permasalahan yang memerlukan peningkatan fasilitas untuk memenuhi kebutuhan pertahanan, salah satunya adalah rompi keramik tahan peluru untuk menunjang perlengkapan TNI dalam melaksanakan tugasnya. Kebutuhan rompi keramik tahan peluru saat ini masih sangat tergantung dari luar negeri. Industri keramik di Indonesia telah berkembang pesat, baik dari segi variasi produk maupun teknologinya. Dengan memanfaatkan para pakar di bidang keramik yang berada di industri, perguruan tinggi maupun lembaga serta badan-badan Litbang terkait salah satunya adalah memanfaatkan potensi Balai Besar Keramik Depperindag Bandung untuk mengadakan kerja sama dalam penelitian pembuatan Rompi Keramik Tahan Peluru. Rompi keramik tahan peluru berbentuk baju tanpa lengan (rompi) terbuat dari bahan keramik dengan dilapisi bahan/kain sebagai pembungkusnya. Pada penelitian awal ini yang akan dibuat adalah salah satu bagian penting dari Rompi Tahan Peluru yaitu Plate Keramik Rompi Tahan Peluru. Keramik yang sangat luas penggunaannya ini berasal dari bahan galian. Sifat-sifat keramik yang mempunyai kekerasan, kekuatan, dan kestabilan pada suhu tinggi dapat dimanfaatkan untuk memperbaiki paduan logam atau komposit dengan proses active metal brazing, untuk penggunaan tertentu. Keramik dapat dibedakan menjadi keramik halus, keramik berat mortar, keramik baru dan gelas. Melalui analisis sifat keramik serta penggunaan teknologi pengolahan lebih lanjut, keramik dapat ditingkatkan mutunya sehingga bisa digunakan untuk bahan pembuatan rompi tahan peluru. Operasional Requirement yang diharapkan dalam penelitian ini hanya membuat plate keramik bagian muka (pelindung dada) dengan berat < 3 kg, dengan dimensi dan kelenturan sesuai ergonomis TNI. II.

TINJAUAN TEORI Ilmu pengetahuan dan teknologi canggih (advance materials science and engineering) merupakan salah satu tonggak tegar pencapaian prestasi gemilang peradaban manusia dewasa ini. Penelitian dan pengembangan bahan-bahan canggih seperti polimer, keramik, logam, komposit yang mutakhir baik struktural maupun fungsional, menduduki tahta kencana zaman ini. Industri elektronika, informatika, komputer, konstruksi, gedung, jaringan transportasi sampai terowongan, segenap bidang rekayasa, bahkan sampai kedokteran, semakin diwarnai peranan bahan keramik canggih. Berkembangnya industri-industri mutakhir seperti elektronika dan kedirgantaraan hanya mungkin terjadi karena pertumbuhan iptek keramik canggih yang terkadang disebut pula keramik halus, teknis, spesial, atau keramik rekayasa. Keramik, dapat dipilah atas dua kelompok, yaitu keramik struktural dan keramik elektronik/elektroteknik (fungsional). Keramik struktural, termasuk nitrida, karbida, alumunium oksida/alumina, zirkonium oksida/zirkonia, disebut pula termomekanis karena tahan kejutan termal dan mekanis, selain ciri-ciri khas unggul lainnya. Penggunaan keramik struktural untuk bahan tahan peluru merupakan penerapan yang relatif baru dari bahan keramik. Keramik perangkat militer armored ceramic (ceramic armor) dikembangkan mula-mula di Amerika (United States) sekitar tahun 1960 untuk rompi tahan peluru dan kursi tentara armored seat (seat armor) di dalam helikopter. Keramik Tahan Peluru. Keramik didefinisikan sebagai material yang terbuat dari senyawa-senyawa anorganik non-logam yang dalam proses pembuatannya melalui teknik pembakaran pada suhu tinggi sehingga diperoleh kekuatan mekanik yang cukup memadai. Secara kimiawi material keramik pada umumnya mempunyai ikatan ion atau kovalen. Oleh karena itu, para ahli telah sepakat bahwa material keramik dapat berupa suatu senyawa yang berasal dari gabungan berbagai unsur seperti unsur logam dan non-logam sebagai Al2O3, TiO2 dan ZrO2, unsur logam dan semilogam sebagai misal TiC, unsur semilogam sebagai misal SiC serta unsur semilogam dan non-logam contoh Si3N4 dan SiO2. Pada saat sekarang, perkembangan dari keramik perangkat militer ini terus berlanjut. Utamanya untuk personel dan kendaraan tahan peluru, alat pelindung dari beberapa bagian kritis pada pesawat terbang dan helikopter, dan untuk perlindungan terhadap ledakan ranjau darat (blast protection against landmine). Mekanisme daya tahan peluru untuk keramik dan logam perangkat militer adalah sangat berbeda. Logam sangat berperan dalam mengabsorpsi energi kinetik proyektil dengan mekanisme deformasi plastisnya. Keramik mengabsorpsi energi kinetik dengan mekanisme energi pecahan (fracture energy). Sistem keramik militer terdiri dari keramik monolitik atau komposit bodi logam-keramik yang ditutup dengan nylon dan dilapis fiber sejenis kevlar, spectra, atau fiberglass. Beberapa logam lunak (seperti lembaran alumunium) dapat digunakan sebagai backing material. Di atas beban tekan dari peluru (kecepatan 700-800m/detik), bodi keramik tersebut biasanya akan retak dan hancur, dan energi sisa yang timbul diserap oleh bahan lapis belakang (backing material) juga ditunjang adanya postimpact fracture dari bodi keramik tersebut. Suatu pertimbangan dari sistem daya tahan peluru untuk bahan tahan peluru harus memperhitungkan beberapa faktor antara lain: tipe perilaku (serangan) peluru (ballistic threat), kemampuan memproduksi sistem kekebalan terhadap peluru (ability to manufacture the armor system), sifat-sifat dari komponen sistem militer. Faktor-faktor ini mencakup threat level, multihit performance, environmetal condition, space limitations, manufacturing challenges, cost and weight limitations, physical properties of facing material and backing material, and overall ballistic performance of the system. Ada dua tipe bahan keramik keras yang digunakan untuk bahan tahan peluru, yaitu: keramik struktural monolitik dan komposit matrik keramik. Tipe keramik monolitik mencakup oksida keramik, (kebanyakan alumina), non oksida keramik (seperti silikon karbida, alumina nitrida, titanium diborida) dan sistem binar keramik (seperti B4C-TiB2). Oksida keramik, khususnya keramik alumina, mempunyai sifat fisika tingkat tinggi yang dapat dipakai sebagai keramik tahan peluru. Alumina keramik biasanya cukup murah dibanding dengan jenis lain, dapat dibuat dengan variasi metoda pembentukan, seperti slip casting, pressing, injection molding, maupun hot pressing. Komposit matrik keramik mempunyai kinerja ketahanan peluru yang tinggi, yang disebabkan oleh sifat mekanikanya yang tinggi khususnya fracture toughness. Biasanya untuk keramik alumina, kekerasannya harus di atas 1220. Harga kekerasan harus tinggi dan harus lebih tinggi dari kekerasan projektil, tetapi harus dipelihara adanya harga perbandingan optimal antara tingkat kekerasan dan fracture toughness. Dalam suatu produk keramik tahan peluru kombinasi dari komponen pendukung sangat memegang peranan penting, terutama dalam mengantisipasi energi kinetik yang ditimbulkan oleh beban tekan peluru. Fungsi backing material seperti kevlar, lembaran alumunium, spring block polimer sering dipakai untuk menghambat propagasi retakan stress yang terjadi. III. PELAKSANAAN PENELITIAN. Pelaksanaan kegiatan terdiri atas kegiatan pembuatan keramik anti peluru yang terdiri atas uji bahan baku (Alumina dan bahan dopingnya untuk membentuk komposite), pembuatan komposisi/formula, pengeringan dan pembakaran. Bahan Baku dan Bahan Pendukung. Bahan baku adalah senyawa yang secara teoritis mempunyai performance untuk tahan peluru diantaranya adalah senyawa alumina, sedang bahan pendukung yang digunakan terdiri atas senyawa-senyawa yang digunakan untuk pemurnian bahan baku dan bahan komposite. Peralatan yang Digunakan. Peralatan yang digunakan, terdiri atas alat yang digunakan untuk sintesa bahan baku dan bahan pendukung, alat untuk pencetakan plate (prototype palte keramik anti peluru), dan peralatan laboratorium untuk pengujian. Untuk alat-alat tersebut dapat diuraikan sebagai berikut: Alat: untuk pemurnian dan penghalusan butiran sampai ultrafine terdiri atas tungku peleburan, cawan pelebur, alat leaching, alat pemisah antara gel dan larutan, dan alat pemurnian. Alat untuk pembentukan keramik anti peluru, terdiri atas timbangan, alat pencampur, potmill, alat cetak, alat pengering dan tungku pembakaran. Alat uji kimia, mineral dan mekanik. Proses Pembuatan Plate Keramik Tahan Peluru. Proses pembuatan keramik tahan peluru dilakukan dengan tahapan kegiatan yaitu proses sintesa bahan komposite untuk doping material, proses pembentukan/casting/press keramik anti peluru, pengujian keramik, pelapisan dengan polimer dan uji balistik (uji tembak). Pengujian. Uji Laboratorium. Uji laboratorium ini dapat digunakan untuk memperkirakan bagaimana kekuatan material ini apabila dilakukan uji balistik. Untuk itu uji-uji yang terkait adalah: berat volume, penyerapan air, susut bakar, kekerasan, dan uji kuat lentur. Uji Balistik (Uji Tembak). Uji rompi tahan peluru mengacu pada sistem pengujian NIJ standard 0101.03. Tahap-tahap pelaksanaan pengujian adalah berdasarkan syarat-syarat tipe yang ditetapkan sesuai dengan Surat Keputusan Kadislitbangad Nomor : Skep/30/V/1995 tanggal 1 Mei 1995 tentang SST Rompi Tahan Peluru TNI AD. IV. HASIL PENELITAN DAN PEMBAHASAN Dari hasil penelitian tahap orientasi, dihasilkan produk beberapa Plate keramik dengan 4 model formula yaitu AT, AZ, AC, dan AZM. Keempat model tersebut dilakukan tes fisik dan mekanik secara laboratorium, hasilnya dapat dilihat pada tabel-1. Tabel -1 Sifat Fisik dan Mekanik V. ANALISIS Tahap Orientasi. Hasil Uji Laboratorium pada tabel-1 terlihat bahwa “kuat lentur” yang dicapai untuk semua komposisi sekitar 900-1100 kg/cm2. Kuat mekanik ini masih di bawah dari persyaratan untuk keramik tahan peluru, yaitu sekitar 2000 kg/cm2. Faktor penyebab diperkirakan suhu pembakaran masih kurang tinggi. Menurut pustaka pembakaran keramik based alumina harus sekitar suhu 16000 C. Plate Keramik Rompi Tahan Peluru (PKRTP) pada tahap orientasi, model formula AZM dan AZ adalah formulasi bahan keramik yang dapat dikembangkan untuk bahan tahan peluru dengan sifat lebih ringan dan kuat. Model formula AT, terlihat dari test skala laboratorium AT menunjukkan hasil tidak jauh beda dengan AZ. Ada pertimbangan juga secara ekonomis AT jauh lebih murah dibandingkan dengan yang lain. Maka untuk formulasi (perbaikan) yang dikembangkan mengacu pada komposisi AZ dan AT dengan ketebalan plate yang sama, sedangkan AZM hasil uji baik namun dari segi proses lebih sulit dan biaya operasi tinggi. Tahap Perbaikan/Pengembangan. Pada tahap perbaikan, formula yang dikembangkan adalah plate model AT dan AZ dengan berat masing-masing 2,4 kg dan tebal 2 cm. Kedua plate model tersebut selanjutnya dilakukan uji fisik dan mekanik skala laboratorium dan diuji balistik/tembak. Hasil uji mekanik secara laboratorium sudah memenuhi standar untuk bahan tahan peluru salah satunya dilihat dari “kuat lentur” di atas 2000 kg/cm2 dan kekerasan 9 skala mosh. Untuk model AT dan AZ hasil uji Balistik memuaskan (tidak tembus peluru dari senjata AK-47 dan SS-1), dan deformasi kurang dari 44 mm). Hasil uji dapat dilihat pada tabel-2. Tabel -2 Sifat Fisik dan Mekanik Keunggulan dan Manfaat PKRTP Hasil Penelitian. Dibandingkan dengan produk yang sudah ada, PKRTP yang dihasilkan mempunyai keunggulan dan manfaat sebagai berikut: VI. KESIMPULAN. Berdasarkan hasil penelitian Pembuatan Plate Keramik Rompi Tahan Peluru (PKRTP) dapat disimpulkan sebagai berikut : Keramik komposit dapat digunakan sebagai bahan tahan peluru, salah satunya adalah PKRTP. PKRTP dari bahan paduan alumina-komposite (AT) dan alumina-komposite (AZ) dengan formulasi bahan dan komposisi lapisan yang sesuai menunjukkan hasil yang terbaik, ringan, kuat, dan lulus uji tembak yaitu tidak tembus peluru baik dengan senjata AK-47 munisi kaliber 7,62 mm maupun dengan senjata SS-1 munisi kaliber 5,56 mm dengan jarak tembak 25 m. Dari uji laboratorium maupun uji tembak, AZ dan AT masih dapat ditingkatkan lagi performance-nya untuk digunakan sebagai PKRTP sesuai yang diinginkan. SARAN. Mengingat pentingnya produk PKRTP ini untuk mendukung pemenuhan alpal TNI, maka hasil penelitian ini perlu dilanjutkan untuk menghasilkan PKRTP yang lebih ringan lagi dengan kekuatan yang lebih tinggi dan memenuhi standar ergonomis TNI, sehingga kemandirian terhadap kebutuhan rompi tahan peluru dapat terwujud.