Apa itu Pneumatik: Sejarah, Perkembangan dan Penerapannya di Industri

Februari 16, 2024
Apa itu Pneumatik dan Apa Saja Komponennya

Sistem pneumatik atau pneumatic system adalah sebuah sistem yang memanfaatkan udara bertekanan untuk menggerakkan proses otomasi di berbagai industri.

Hingga kini, pemanfaatan sistem ini dapat ditemui di berbagai lini kehidupan. Mulai dari armada transportasi seperti bus dan kereta, hingga industri besar seperti manufaktur dan pertambangan. 

Pada artikel ini tim Bawalaksana.id akan membahas tentang pneumatik, sejarah permulaannya hingga perkembangannya di masa sekarang.

Apa itu pneumatik dan fungsinya?

Pneumatik berasal dari bahasa Yunani dengan kata dasar “pneuma” yang mempunyai arti, “tiupan, angin, hembusan dan udara yang dihirup”. Fungsi dari pneumatik adalah untuk mengubah udara bertekanan menjadi gerakan mekanik dan untuk menjalankan sistem otomasi.

Apa Saja Contoh Pneumatik?

Yaitu setiap sistem yang membutuhkan udara bertekanan untuk menjalankan fungsinya, termasuk vacuum udara. Sebagai contoh adalah sistem pengereman pada bus dan truk, pintu otomatis pada bus atau kereta, jackhummer, mesin sortir, packaging dan filling untuk produk makanan, minuman atau kosmetik.

Apa itu sistem pneumatik, komponen dan cara kerja

Sejarah dan Perkembangan Pneumatik dari Masa ke Masa

Pneumatik berasal dari bahasa Yunani dengan kata dasar “pneuma” yang mempunyai arti meliputi, “tiupan, angin, hembusan atau udara yang dihirup”. 

Berjalannya waktu, pneumatik diartikan sebagai penggunaan udara bertekanan untuk menghasilkan gerakan mekanik.

Permulaan Ditemukannya Pneumatik

Tahukah Anda, bahwa pneumatik sebenarnya telah dimanfaatkan oleh manusia sejak ribuan tahun lalu? 

Menurut PneumaticTips, pada abad permulaan (antara tahun 10 hingga 70 M), teori tentang pneumatik pertama kali ditemukan oleh ahli matematika sekaligus fisikawan dan engineer Yunani-Mesir yang dikenal Hero of Alexandria

Hero of Alexandria menciptakan alat yang menggunakan energi angin untuk menghasilkan daya dan digunakan untuk mengangkut benda-benda.

Menyusul setelah itu, pada abad ke-16 seorang fisikawan Jerman, Otto von Guericke, menciptakan pompa vakum pertama yang juga memanfaatkan tekanan udara.

Perkembangan Pneumatik Pada Abad 18 Hingga 19

Abad ke-18 hingga 19 merupakan abad penting dalam evolusi atau perkembangan pneumatik. Hal ini terjadi karena banyak orang mulai menyadari bagaimana udara bertekanan dapat digunakan secara efektif untuk berbagai tujuan.

Berikut ini adalah timeline tentang evolusi penumatik dari abad ke-18 hingga 19:

  • Tahun 1829: Compound Air Compressor menjadi penemuan alat pneumatik pertama yang telah dipatenkan.
  • Tahun 1872: Teknologi  Compound Air Compressor kemudian ditingkatkan fungsinya dengan mendinginkan silinder menggunakan air, sehingga dapat meningkatkan efisiensinya. Hal ini pun menghasilkan penemuan baru yang disebut Water-Jacketed Cylinders.
  • Tahun 1867: Fungsi pneumatik mulai dikembangkan ketika seorang penemu Amerika, Alfred Beach, membangun kereta bawah tanah menggunakan penumatik di New York.
  • Tahun 1800s: Pedagang Amerika, John Wanamaker, memperkenalkan tabung penumatik di kantor pos Amerika Serikat untuk mengangkut surat dari satu area gedung ke area lainnya. Ia juga memperkenalkan sistem pengangkut uang tunai dan dokumen yang diaplikasikan di toko miliknya sendiri.
  • Tahun 1871: Hummer bertenaga pneumatik ditemukan oleh Samuel Ingersoll disusul pula 2 dekade berikutnya oleh Charles Brady.
  • Tahun 1900s: Menjadi tahun yang menyaksikan penemuan pertama mesin jet dalam bentuk kompresor sentrifugal dan aksial. Pada abad ini perkembangan pneumatik menjadi sangat pesat. Hal ini ditandai dengan adanya berbagai penemuan mesin otomatis dan peralatan industri yang berimplikasi pada pengurangan tenaga kerja.
  • Akhir tahun 1960: Komponen pneumatik yang dikendalikan secara digital mulai diperkenalkan ke masyarakat umum. Pada tahun-tahun tersebut perkembangan pneumatik semakin luas, hingga dapat mengambil peran penting di berbagai lini kehidupan sehari-hari.
Baca Juga: Cara Kerja Sistem dan Perangkat Pneumatik untuk Otomasi Industri
Sistem otomasi di manufaktur produk kosmetik
Sistem otomasi pneumatik di manufaktur produk kosmetik modern.

Perkembangan Teknologi Pneumatik di Era Modern

Pada era modern, perangkat pneumatik terus mengalami perkembangan yang sangat pesat. Mulai dari yang paling konvensional dan sering ditemui di kehidupan sehari-hari, hingga yang melibatkan teknologi canggih seperti Internet of Things (IoT).

Saat ini, ada banyak sekali vendor perangkat dan komponen pneumatik yang menawarkan berbagai benefit untuk meningkatkan efisiensi, kinerja dan fungsinya. 

Dengan begitu, sistem pneumatik dapat bekerja di lingkungan yang ekstrim, mampu beroperasi secara otomatis, hingga ada yang dilengkapi dengan kontrol yang dapat disesuaikan.

Baca juga: 15+ Industri yang Menggunakan Sistem Pneumatik

Prinsip Kerja Sistem dan Perangkat Pneumatik

Perlu diketahui, bahwa prinsip kerja perangkat pneumatik menggunakan hukum dasar fisika yang mengatur perilaku gas atau udara.

Udara bertekanan di dalam sistem ini adalah kunci penting agar sistem dapat beroperasi dengan baik dan dapat menghasilkan gerakan. 

Terdapat 3 teori fisika yang digunakan untuk menjalankan sistem pneumatik, yaitu:

  • Hukum Boyle: Dirumuskan oleh fisikawan Robert Boyle pada tahun 1662 yang menyatakan bahwa tekanan gas berbanding terbalik dengan volumenya pada suhu konstan. 
  • Hukum Charles: Pertama kali dikemukakan oleh fisikawan Perancis J.-A.-C. Charles sekitar tahun 1787, yaitu hukum eksperimental gas yang menjelaskan bagaimana gas cenderung memuai ketika dipanaskan. 
  • Hukum Pascal: Hukum fisika ini menyatakan bahwa tekanan yang diterapkan pada sebuah fluida akan merambat sama kuatnya ke seluruh bagian fluida tersebut. 

Dengan memanfaatkan ketiga hukum dasar fisika tersebut, inovasi teknologi pneumatik dapat dikembangkan dan diaplikasikan di berbagai lini kehidupan. 

Penjelasan selengkapnya berkenaan dengan prinsip kerja sistem ini dapat dilihat pada artikel kami, Prinsip Dasar Sistem Pneumatik di Industrial Automation.

Apa prinsip dasar sistem pneumatik - Boyle's Law - Source Britannica
Apa prinsip dasar pneumatik – Boyle’s Law – Source Britannica

Energi Penggerak Sistem Pneumatik?

Penggerak utama sistem pneumatik adalah udara bertekanan yang disuplai ke dalam Silinder Pneumatik. Silinder tersebut dapat mengubah udara bertekanan menjadi gerakan linear ataupun rotasi.

Namun, silinder pneumatik tidak bekerja secara sendirian untuk menggerakkan sistem. Perlu ada sejumlah komponen vital yang dirakit dengan benar agar sistem ini dapat beroperasi dengan baik.

Berikut ini adalah beberapa komponen utama yang diperlukan dalam sistem udara bertekanan:

  • Air Compressor: Perangkat ini berfungsi untuk mengambil udara di sekitar, kemudian memampatkannya menjadi udara bertekanan. Selanjutnya udara tersebut dialirkan ke Pneumatic Cylinder melalui selang atau tubing.
  • Pneumatic Tube: Disebut juga dengan Pneumatic Tubing atau Selang Pneumatik, merupakan selang kelas industri yang berfungsi untuk mengalirkan udara bertekanan dari kompresor menuju ke Pneumatic Cylinder.  
  • Pneumatic Cylinder: Komponen ini sangat vital di dalam sistem pneumatik, karena fungsinya yang untuk mengubah udara bertekanan menjadi gerakan linear atau rotary.

Penjelasan selengkapnya berkenaan dengan komponen dan perangkat vital dalam sistem ini dapat dilihat pada artikel kami, Apa Saja Komponen Sistem Pneumatik yang Perlu Diketahui.

Implementasi sistem pneumatik dengan vacuum suckers di manufacture phone factory - Agar sistem pneumatik bekerja dengan baik
Implementasi pneumatic system dengan vacuum suckers di manufacture phone factory

Fungsi dan Penerapan Sistem Pneumatik di Industri

Memasuki era otomasi industri, pneumatic system telah dimanfaatkan secara masif di berbagai sektor. 

Sistem ini dapat membantu untuk menyelesaikan pekerjaan yang berulang secara otomatis dan efektif. 

Diantara tugas yang dapat dilakukan oleh sistem ini adalah seperti berikut:

  • Pengemasan
  • Sortir barang
  • Memindahkan atau mengangkat barang
  • Mengatur komposisi bahan dan material
  • Assembly atau perakitan

Mengutip dari JHFOSTER, diantara penerapan pneumatic system dalam bidang industri adalah sebagai berikut:

Bidang Pengolahan Makanan dan Kimia

Dalam memproduksi makanan dan bahan kimia seringkali membutuhkan udara yang bersih, kering dan murni. 

Oleh karena itu, perangkat pneumatik menjadi pilihan terbaik di sektor ini dengan aplikasi yang meliputi:

  • Pemotong: Alat pemotong digerakkan oleh udara bertekanan seperti pisau dan bilah putar untuk memotong dadu, mengiris dan memarut produk makanan. 
  • Mixing: Pengolahan makanan dan kimia sangat mengandalkan sistem ini untuk mengaduk, mendinginkan dan mencampur bahan-bahan dalam mixer dan blender produksi dalam skala besar maupun kecil,
  • Pengeluaran: Manufaktur pengolahan makanan dan bahan kimia bergantung pada pemindahan bubuk, cairan dan biji-bijian, melalui sistem pipa yang menggunakan pneumatik.
  • Pencetak: Alat pengepres pneumatik digunakan untuk mencincang bahan, membuat pulp dan membentuk bahan lunak seperti roti, keju dan mentega.

Bidang Penanganan Material di Pabrik

Pada bidang material, pneumatic system dimanfaatkan untuk memindahkan barang dengan beban berat dari titik asal ke titik tujuan dengan banyak cara. Adapun aplikasi pneumatic system pada bidang material adalah sebagai berikut:

  • Sistem pengangkutan material: Sistem pengangkutan pneumatik memiliki kekuatan yang cukup untuk bisa untuk memindahkan, menyortir dan mengangkut hampir semua jenis produk dari titik asal ke titik tujuan.
  • Memindahkan material sensitif: Pekerjaan ini dapat diselesaikan oleh sistem ini, termasuk pada benda-benda cair yang mudah mengalir melalui pipa tertutup menggunakan vakum bertekanan.

Bidang Konstruksi dan Manufaktur

Adapun aplikasi pneumatic system di industri manufaktur adalah sebagai berikuti:

  • Konstruksi: Pneumatic system dilibatkan dalam peralatan bor, mesin penggerak untuk tugas yang berat, jackhammers dan peralatan konstruksi bertenaga udara lainnya.
  • Otomotif: Pneumatic system dapat berfungsi untuk mengisi angin pada ban, terlibat dalam proses pengelasan plasma, pengecatan kendaraan, mengoperasikan perkakas ujung lengan robot untuk merakit komponen dan masih yang lainnya.
  • General Manufaktur: Terlibat dalam pekerjaan untuk menggerakkan konveyor, sistem perakitan dan mesin plastik.
Sistem otomasi industri untuk Food and Beverage (Industrial Automation) - Photo by Shutterstock
Sistem otomasi industri untuk Food and Beverage (Industrial Automation) – Photo by Shutterstock

Bidang Pengemasan dan Pengisian

Pneumatic system sangat ideal untuk mengoperasikan peralatan pengemasan dan pengisian karena gerakannya yang tepat dan akurat. Berikut ini adalah beberapa contoh aplikasinya pada bidang pengemasan dan pengisian:

  • Pengemasan: Udara bertekanan dan vakum dapat diandalkan untuk melakukan pengisian, pembersihan dan penyegelan paket atau barang.
  • Pemuatan dan Pembongkaran Pallet: Digunakan untuk mengoperasikan mesin pemuatan pallet, stasiun pembongkaran dan peralatan pengemasan otomatis yang lain.
  • Mengeluarkan Bahan Baku Produksi: Sistem ini dapat dimanfaatkan untuk mengeluarkan bahan atau produk yang mengalir bebas seperti biji-bijian, kemudian menimbangnya dan menuangkannya pada mesin pengemas.
  • Pengisian: Ikut terlibat dalam proses filling atau pengisian di industri F&B dan chemical. Misalnya untuk mengatur komposisi pada minuman, bahan kimia, obat-obatan dan kosmetik. Kemudian menuangkannya ke dalam wadah atau botol untuk selanjutnya dikemas dengan rapat.

Sebagai informasi, bahwasanya sistem pneumatik itu tidak dapat diterapkan untuk semua stasiun kerja di manufaktur. Khususnya untuk pekerjaan yang membutuhkan akurasi yang sangat tinggi atau membutuhkan tenaga yang besar.

Sistem pneumatik memiliki beberapa kekurangan, seperti kebisingan suara, ketergantungan terhadap kompresor udara dan rentan terhadap kelembapan.

Meski demikian, keunggulan yang dimiliki oleh sistem pneumatik juga sangat banyak, seperti integrasi terhadap teknologi yang mudah, gerakan yang cepat dan responsif, serta dapat memenuhi standar kebersihan yang tinggi.

Tim Bawalaksana.id telah membahas topik seputar ini secara lengkap dalam artikel kami berjudul, Kelebihan dan Kekurangan Sistem Pneumatik untuk Otomasi Industri.

Robotic pneumatic piston sucker unit on industrial machine - Cara kerja sistem pneumatik
Robotic pneumatic piston sucker unit on industrial machine.

Perkembangan Terbaru Teknologi Pneumatik di Industri

Aplikasi perangkat pneumatik di era modern semakin pesat, khususnya dalam transisi menuju Industri 4.0. Menurut Techbrief, pneumatic system yang modern semakin banyak melibatkan teknologi cerdas dan sensor yang canggih. 

Sehingga perangkat pneumatik dapat bersinergi dengan komponen lainnya dan bekerja secara otomatis untuk meningkatkan cost-efficiency dan productivity. 

Mengingat betapa banyak kelebihan yang dimiliki oleh sistem ini, oleh karena itu, teknologi ini menjadi salah satu pilihan terbaik. 

Menerapkan sistem dan perangkat pneumatik di industri atau manufaktur dapat menunjang proses produksi dan sistem otomasi menjadi lebih efektif dan berkelanjutan.

Pada akhirnya, perkembangan pesat di bidang pneumatik akan membawa evolusi industri menjadi semakin mengagumkan. 

Sebagai generasi milenial yang memiliki konsen terhadap masalah ini, sudah semestinya bagi kita untuk terus mengikuti setiap perubahaan dan perkembangannya. 

Jika Anda tertarik untuk mendapatkan wawasan tambahan tentang pneumatic system, kami menyarankan untuk membaca artikel kami tentang panduan umum Agar Sistem Pneumatik Bekerja Dengan Baik.

Romanta Pinrih Linuwih - Managing Director at PT. Bawalaksana Central Industrial - Square

Romanta Pinrih Linuwih

Pneumatic Automation System Expert

Artikel ini ditulis dengan kolaborasi bersama Romanta Pinrih Linuwih, ahli di bidang Pneumatic Automation System, untuk memastikan keakuratan dan kualitas tulisan terbaik.


REFERENSI: 

Hero of Alexandria. (2015). Pneumatica. Diterjemahkan oleh Bennet Woodcroft. CreateSpace Independent Publishing Platform. ISBN: 1519729006, 9781519729002.

Recent Posts

Recommendations

Feel overwhelmed when selecting industrial automation components?

We are here to assist you in selecting the optimal industrial automation parts and components for your specific requirements. Invest in high-quality equipment to prevent unpredictable downtime that leads to high maintenance expenses.

Related Post

Pin It on Pinterest

Share This