Apa Itu Teknik Ilmu Mesin. Muhibul jamal

A.   Apa Itu Teknik Mesin

Sebenarnya nama teknik mesin adalah terjemahan yang sangat tidak pas. Padahal arti sebenarnya dari mechanical engineering adalah seorang yang merekayasa suatu permasalahan yang berkaitan tentang mekanika. Mungkin masalah nama dari jurusan ini yang menjadi penyebab ketidaktahuan siswa-siswa SMA tentang jurusan yang menjadi mother dari engineering ini. Mungkin ini juga yang menjadi penyebab kenapa sangat sedikit mahasiswi lulusan teknik mesin.Sangat banyak. Menurut saya, teknik mesin sangat cocok bagi setiap orang yang menyukai ilmu-ilmu tentang fisika klasik. Dengan sedikit bantuan kemampuan matematika, bagi yang berminat berkecimpung dalam bidang ini  dapat  menjadi ahli . Kalau boleh saya bagi, ada 2 bidang keilmuan yang harus dimiliki dengan dasar yang kuat, yaitu Mekanika dan Termodinamika.Mekanika meliputi semua proses sebab-akibat bergeraknya sebuah sistem, apapun itu sistemnya. Baik sistem tersebut bergerak dengan cara berputar, translasi maupun kombinasi antara keduanya. Ataupun dengan jenis sistem yang berbeda, baik sistem tersebut berupa zat padat dengan berbagai macam bentuk maupun dengan sistem fluida. Berdasarkan konsep ini, turun banyak ilmu-ilmu yang nantinya harus dipelajari seperti struktur, material, getaran, kinematika, manufaktur, robotika, dinamika, mekanika fluida, dan masih banyak lagi. Jadi jangan pernah beranggapan hanya teknik sipil saja yang mempelajari struktur. Mechanical engineer pun bisa juga mengaplikasikannya dengan mudah. Perbedaannya terletak pada sipil lebih ke struktur-struktur besar (gedung, jembatan, dll) dan mesin lebih ke aplikasi pada sebuah alat sistem.

Sementara termodinamika meliputi semua kaitan tentang perpindahan energi (panas) akibat dari sebuah sistem dinamik. Definisi lain dari materi ini adalah kita mempelajari bagaimana interaksi suatu sistem dengan lingkungan. Nah, biasanya interaksi sistem-lingkungan yang banyak dibahas adalah tentang energi. Hukum kekekalan energi menjadi dasar pada bidang ilmu ini. Dari sini muncul materi-materi yang akan dipelajari seperti sistem pembangkit daya, perpindahan panas, sistem pendingin, penukar panas, motor bakar, propulsi, dan lain-lain.Karena luasnya bidang yang dipelajari teknik mesin ini, maka dibentuklah sub-jurusan atau yang sering disebut kelompok keahlian. Dengan maksud agar setiap orang yang berkecimpung di bidang ini bisa lebih fokus dalam melakukan riset dan pembelajaran. Biasanya kelompok keahlian yang terdapat di teknik mesin adalah manufaktur dan otomasi, perancangan, konversi energi, dan ilmu material. Bahkan di beberapa perguruan tinggi besar, seperti ITB, jurusan baru terbentuk akibat pengembangan dari teknik mesin, contohnya teknik material, teknik penerbangan dan mekatronika. Akhir-akhir ini, Teknik Mesin di ITB juga sudah mulai merintis salah satu bidang riset yang baru di Indonesia, yaitu Biomekanik.

Biomekanik adalah salah satu riset dalam kelompok keahlian perancangan di Teknik Mesin yang meneliti tentang irisan antara engineering dengan makhluk hidup, biasanya manusia. Beberapa contoh riset yang dilakukan dalam Biomekanik adalah Analisis gaya pada proses manusia berjalan, analisis tegangan pada rahang manusia dalam proses gigi implan, pembuatan alat fiksasi patah tulang, desain tas gunung, dll. Oleh karena itu, tidak jarang, riset yang dilakukan melibatkan ahli dalam bidang ilmu lain seperti dokter spesialis ortopedi dan dokter gigi. Di bawah ini merupakan salah satu riset di bidang Biomekanik, yaitu alat fiksasi tulang bagi penderita patah tulang. Alat ini yang bikin bukan dokter, tapi orang teknik mesin.

Di luar negeri, riset teknik mesin secara konvensional sudah tidak begitu diminati karena menurut saya, secara terapan dari ilmu sains dalam bidang teknik mesin ini sudah sangat tinggi. Penelitian di bidang ilmu terapan teknik mesin lebih cenderung bersifat improvement, bukan menginvent sesuatu yang baru. Saat ini, riset di bidang mesin lebih bergairah dalam bidang yang berkaitan dengan ilmu lain seperti, biomekanik, material, dan energi terbarukan. Riset tersebut biasanya akan melibatkan bidang keahlian dari ilmu lain seperti Teknik Kimia, Teknik Lingkungan, Kimia, Biologi, Kedokteran, dll. Namun demikian, di Indonesia, metode riset seperti ini belum terintegrasi dengan baik.

Lalu bagaimana dengan lapangan pekerjaannya? Apakah juga seluas ilmunya?

oil platform

Pekerjaan (insinyur) di bidang Teknik Mesin berbeda dengan seorang saintis atau peneliti di bidang Teknik Mesin. Karena harus menginvent ilmu yang baru, maka disebutkan bahwa saintis atau peneliti di bidang teknik mesin mulai berjalan menuju ranah ilmu lain. Sementara itu, insinyur di bidang teknik mesin cenderung lebih ke ilmu terapan konvensional. Oleh karena itu, kalau bicara masalah pekerjaan dalam bidang ini, jangan ditanya. Jika kita bicara industri, pasti jurusan ini dicari, entah apapun itu industrinya. Luasnya ilmu yang ada menyebabkan luasnya lapangan pekerjaan yang tersedia untuk profesi ini. Hampir semua industri membutuhkan kelompok profesi ini. Salah satu yang pasti adalah semua industri manufaktur. Baik itu manufaktur makanan maupun minuman hingga alat-alat berat.Baru-baru ini, saya mendengar dari salah seorang dosen tentang lowongan pekerjaan di perusahaan pembuat Kitchen Set. Saya sempet bingung awalnya, karena, apa hubungannya Teknik Mesin ama Dapur??? tapi ternyata Kitchen Set yang dimaksud itu Kitchen Set yang sering digunakan di warung2 waralaba seperti KFC, Mc Donald, Pizza Hut, Subway, dll. Pernah liat kan? yang kalo kita pesen di kasirnya, kita ngliat peralatan2 berwarna perak yang ada di dapur itu seperti, meal warmer, deep frying, burger oven, exhaust, ice cream maker, dll. Dalam proses pembuatan alat2 tersebut, tentu tidak bisa ngawur karena hal ini sangat erat kaitannya dengan kualitas produk yang akan dijual. Dan lagi2, insinyur di balik itu semua adalah kelompok keilmuan Teknik Mesin.

kitchen set di warung waralaba

Di industri migas, kelompok profesi ini sangatlah dibutuhkan. Banyak sekali aspek yang dapat dilakukan oleh profesi ini. seperti desain pipeline, well intervention, rotating machinary, drilling,desainer pressure vessel (bejana tekan), dll. Di pembangkit listrik pun profesi teknik mesin memegang peranan yang besar. Karena prinsip yang ada pada sistem pembangkit listrik baik itu bertenaga uap, panas bumi, nuklir, biomassa, dll adalah sama, yaitu ilmu termodinamika. Berbasis dari ilmu termodinamika yang dimiliki, problematika pada turbin, kompresor, pompa, sistem perpipaan, penukar panas, boiler, dll menjadi tanggung jawab insinyur mesin yang ada di perusahaan ini. Di industri transportasi, sudah barang tentu mechanical engineer menjadi roh bagi perusahaannya. Dari industri mobil komersial hingga pesawat terbang. Desain body, chassis, engine, sistem propulsi, dan mekanisme-mekanisme lain menjadi perkerjaan pokok yang akan ditemui disana. Bahkan di ranah kontraktor gedung bertingkat pun lulusan teknik mesin pun masih bisa berbicara banyak. Masalah sistem AC sentral (sistem pengondisian udara), plumbing dan sistem pemadam kebakaran menjadi pekerjaan yang akan ditemui disini. Perusahaan-perusahaan jasa maintenance dan service juga bisa menjadi ranah lain yang dapat digeluti oleh cabang keprofesian ini. Perusahaan Engineering, Procurement, and Construction (EPC), juga memerlukan jasa mechanical engineer untuk memberikan saran dan konsultasi dalam pemilihan barang-barang penting. Di luar dari yang saya sebutkan di atas, masih banyak lagi sektor-sektor pokok yang dapat ditekuni oleh seorang mechanical engineer.

Maka dari itu, saya sangat bersyukur pada akhirnya Allah menunjukkan jalan saya disini. Alhamdulillah ternyata profesi ini yang selama ini saya cari. Allah yang membimbing saya pada passion saya. Dia lebih tahu dari apa yang kita butuhkan. Maka, jangan ragu buat anda-anda yang tertarik di dunia engineering. Bagi anda yang sangat menyukai ilmu-ilmu fisika klasik dan matematika terapan, jurusan ini membuka ruang anda untuk berkreasi dan berinovasi sebanyak mungkin. Jangan pernah bohongi kata hati anda. Just follow your passion.

Dan perhatikan! hampir semua bidang yang digeluti di bidang ini mempunyai peranan sentral dalam kehidupan masyarakat luas. Sense of engineer for sake of humanity.

PLTU Tanjung Jati B, Jepara

B.   Dari mana mesin di mulai

1.      Sejarah Penemu Mesin

Mobil (kependekan dari otomobil yang berasal dari bahasa Yunani ‘autos’ (sendiri) dan Latin ‘movére’ (bergerak)) adalah kendaraan beroda empat atau lebih yang membawa mesin sendiri. Jenis mobil termasuk bus, van, truk. Pengoperasian mobil disebut menyetir.  Bila yang dimaksud mobil seperti sekarang ini, cukup sulit untuk menentukan siapa penemunya. Mobil sebenarnya terdiri dari ribuan komponen yang ditemukan dan dikembangkan secara bertahap. Meski demikian, bisa disebutkan bahwa Nicolaus J. Cugnot adalah orang pertama kali yang berhasil menluncurkan kendaraan berbadan besar, beroda tiga, dan bermesin uap. Kendaraan ini digunakan untuk menarik meriam pada tahun 1769. Gambar ini adalah gambar dimana, kendaraan hasil ciptaan Nicolaus J. Cugnot sedang menabrak tembok. Dan kecelakaan ini tercatat sebagai kecelakaan mobil pertama di dunia.

Setelah itu insinyur lain yang membuat kendaraan sejenis adalah William Murdock yang bekerja sama dengna James watt dari Inggris. mereka berhasil mengembangkan dan meluncurkan mesin bermesin uap pada 1784.

Richard Trevitchick juga berhasil membuat dan meluncurkan kendaraan bermesin uap. Pada 1830, kendaraan beroda enam ciptaan Sir Goldswarthy Gurnay mampu meluncur dengan kecepatan 25km/h. Hingga awal abad 20, berbagai kendaraan bermesin uap terus diciptakan meskipun mesin uap berbahaya karena sering kali meledak. Sejak pertengahan abad ke-19, perancangan mobil berkembang secara pesat. pada tahun 1860, Jean Joseph E. Lenoir, dari Perancis, berhasil menciptakan mesin pembakaran dalam berbahan bakar campuran batu bara dan gas serta campuran udara atmosfer. Mesin ini bekerja tanpa kompresi, dimana campuran bahan bakar dan udara dimasukkan ke dalam silinder pada saat torak berada diseparuh langkah, kemudian dinyalakan dengan suatu pematik api (busi), sehingga tekanan gas dalam silinder naik mendorong torak sampai akhir langkahnya dan membuang gas hasil pembakaran keluar. Efisiensi mesin ini hanya 5% tetapi mampu menghasilkan daya sampai 6DK.Kemudian pada 1885, Gottlieb Daimler dan Karl Benz berhasil menciptakan mobil bermesin pembakaran dalam. Meskipun tanpa kopling untuk memindahkan tenaga dari mesin ke roda sehingga menyulitkan saat berangkat, kendaraan ini merupakan model dasar bagi pengembang mobil-mobil berikutnya. Mesin pembakaran dalam segera di sukai karena tidak memiliki kemungkinan meledak, tidak memercikkan api di luar, tidak berasap tebal, dan tidak sebising mesin uap.Pada saat yang sama berkembang berbagai penemuan baru yang memperbaiki kinerja mesin lama. Pada tahun 1886, Nicolaus A. Otto dan Eagen Langen berhasil mengembangkan suatu mesin berbahan bakar bertekanan atmosfer dimasukkan kedalam silinder, dinyalakan dengan busi terjadi gas pembakaran yang bertekanan tinggi dan mampu mendorong torak untuk melakukan langkah ekspansi sampai membuang gas pembakaran tersebut. Efisiensi yang didapat oleh mesin ini adalah 11%. Mesin ciptaan Otto ini disebut mesin pembarkaran dalam 4 langkah dan dipatenkan pada 1876. Pada 1890 Charles E dan Frank Duryea dari AS berhasil menciptakan mobil bermesin bensin pertama. Pada 1898 Louis Renault menemukan batang penggerak sebagai ganti rantaiyang selama ini dipakai untuk memindahkan tenaga mesin ke roda. Tiga tahun sebelumnya, Renault juga menciptakan mesin berpendingin air. Pada 1911, Cadillac Automobile Co., berhasil menciptakan starter listrik, pengapian listrik dengan kumparan dan aki sebagai ganti starter engkol. Pada tahun 1922, ban karet berisi udara sebagai pengganti ban mati atau ban engkel diperkenalkan pertama kali.

Paten mobil pertama di Amerika Serikat diberikan kepada Oliver Evans pada 1789; pada 1804 Evans mendemonstrasikan mobil pertamanya, yang bukan hanya mobil pertama di AS tapi juga merupakan kendaraan amfibi pertama, yang kendaraan tenaga-uapnya sanggup jalan di darat menggunakan roda dan di air menggunakan roda padel.
Umumnya mobil pertama mesin pembakaran dalam yang menggunakan bensin dibuat hampir bersamaan pada 1886 oleh penemu Jerman yang bekerja secara terpisah. Carl Benz pada 3 Juli 1886 di Mannheim, dan Gottlieb Daimler dan Wilhelm Maybach di Stuttgart. Pada 5 November 1895, George B. Selden diberikan paten AS untuk mesin mobil dua tak. Paten ini memberi dampak negatif pada perkembangan industri mobil di AS. Penerobosan spektakuler dilakukan oleh Berta Benz pada 1888. Mesin-uap, listrik, dan bensin bersaing untuk beberapa dekade, dengan mesin bensin pembakaran dalam meraih dominasi pada 1910-an.

Garis-produksi skala besar pembuatan mobil harga terjangkau dilakukan oleh Oldsmobil pada 1902, dan kemudian dikembangkan besar-besaran oleh Henry Ford pada 1910-an. Dalam periode dari 1900 ke pertengahan 1920-an perkembangan teknologi otomotif sangat cepat, disebabkan oleh jumlah besar (ratusan) pembuat mobil kecil yang semuanya bersaing untuk meraih perhatian dunia.Pengembangan utama termasuk penyalaan elektronik dan self-starter elektronik (keduanya oleh Charles Kettering, untuk Perusahaan mobil Cadillac di tahun 1910-1911), suspensi independen, dan rem empat ban.

Pada tahun 1930-an, kebanyakan teknologi dalam permobilan sudah diciptakan, walaupun sering diciptakan kembali di kemudian hari dan diberikan kredit ke orang lain. Misalnya, pengemudian roda-depan diciptakan kembali oleh Andre Citroën dalampeluncuran Traction Avant pada 1934, meskipun teknologi ini sudah muncul beberapa tahun sebelumnya dalam mobil yang dibuat oleh Alvis dan Cord, dan di dalam mobil balap oleh Miller (dan mungkin telah muncul pada awal 1897).
Setelah 1930, jumlah produsen mobil berkurang drastis berpasan dengan industri saling bergabung dan matang. Sejak 1960, jumlah produsen hampir tetap, dan inovasi berkurang. Dalam banyak hal, teknologi baru hanya perbaikan dari teknologi sebelumnya. Dengam pengecualian dalam penemuan manajemen mesin, yang masuk pasaran pada 1960-an, ketika barang-barang elektronik menjadi cukup murah untuk produksi massal dan cukup kuat untuk menangani lingkungan yang kasar pada mobil. Dikembangkan oleh Bosch, alat elektronik ini dapat membuat buangan mobil berkurang secara drastis sambil meningkatkan efisiensi dan tenaga

2.      Al-Jazari (1136 M-1206 M)

Belajar tetang mesin pasti dibenak kita selalu berfikir itu ilmu yang berasal dari peradaban negara-negara Eropa.Tapi itu adalah hal yang salah.Konstruksi mesin yang terdiri dari komponen-komponen yang begitu rumit ternyata itu semua berasal dari seorang cendikiawan muslim yang menghentakan dunia melalui karya-karyanya dalam bidang mekanik.Dari situlah asal mula terbentuknya teknik konstruksi,design,produksi, perancangan dan perawatan sistem mekanik yang sekarang ini menjadi ilmu teknik mesin.

Dialah Al-Jazari (1136 M-1206 M), ilmuwan Muslim terkemuka yang didaulat dunia sebagai 'Bapak Teknik Modern'.Insinyur yang juga didapuk sebagai 'Bapak Perintis Robot' itu juga dikenal dunia sebagai peletak sejarah teknologi modern.Penemu berbagai peralatan teknologi itu bernama lengkap Al-Shaykh Ra'is Al-A’mal Badi’ Al-Zaman Abu Al-‘Izz ibn Ismail ibn Al-Razzaz Al-Jazari. Namanya mengguncang jagad teknologi dunia lewat kitabnya yang fenomenal berjudul Al-Jami” Bayn al-‘Ilm wa Al-Amal Al-Nafi’ fi Sina’at Al-Hiya (Ikhtisar dan Panduan Membuat Berbagai Mesin Mekanik).Inilahrisalah paling penting dalam tradisi teknik mesin Islam, juga dunia. Lewat karyanya itu, Al-Jazari juga telah meletakan dasar kerja dalam sejarah teknologi. Tak heran, jika buku teknologi yang ditulisnya itu mampu ‘menyihir’ dan membetot perhatian para ahli sejarah teknologi dan sejarawan seni dunia.Selain dikenal sebagai seorang penemu dan insinyur besar, dunia juga mengenalnya sebagai seorang seniman hebat. Betapa tidak, dalam risalah fenomenal yang diciptakannya, secara gamblang dan lugas Al-Jazari melukiskan penemuannya dengan lukisan khas bergaya Islami era kekhalifahan.

          Lukisan miniatur dari karya-karya yang diciptakannya itu berisi petunjuk dan tata cara untuk membuat peralatan atau teknologi yang diciptakannya. Sehingga memungkinkan setiap pembaca risalahnya untuk merangkai dan menbuat beragam penemuannya itu.Tak pelak, risalah yang berisi 50 penemuan yang diciptakannya itu mengundang decak kagum para sejarawan teknologi dunia. ''Tak mungkin mengabaikan hasil karya Al-Jazari yang begitu penting. Dalam bukunya, dia begitu detail memaparkan instruksi untuk mendesain, merakit, dan membuat sebuah mesin,'' ungkap Sejarawan Inggris, Donald R Hill, dalam tulisannya berjudul Studies in Medieval Islamic Technology.Sejarawan lainnya yang terpesona dengan risalah penemuan Al-Jazari adalahLynn White. ''Jelas sudah bahwa penemua roda gigi pertama adalah Al-Jazari. Barat baru menemukannya pada tahun 1364 M,'' ungkap Lynn.Menurut Lynn, kata gear (roda gigi) baru menjadi pembendaharaan kata atau istilah dalam desain mesin Eropa pada abad ke-16 M.

          Dalam pandangan Donald Hill, tak ada satu pun dokumen yang mampu menandingi karya Al-Jazari sampai abad modern ini. Menurut dia, risalah penemuan Al-Jazari begitu kaya akan instuksi mengenai desain, pembuatan dan perakitan mesin-mesin.''Al-Jazari tak hanya mampu memadukan teknik-teknik para pendahulunya dari Arab dan non-Arab, tapi juga dia benar-benar seorang insinyur yang kreatif,'' papar Hill yang begitu mengagumi Al-Jazari.Ketertarikannya atas karya sang insinyur Muslim, Donald Hill pun terpacu untuk untuk menerjemahkan karya Al-Jazari pada 1974. Penerjemahan risalah Al-Jazari itu akhirnya mampu mematahkan klaim Barat atas pencapaian teknologi yang dicapainya. Ternyata, jauh sebelum Barat menemukan teknologi yang dibanggakannya, Al-Jazari telah menemukannya. Bahkan, Barat justru banyak meniru dan mengadopsi ilmu pengetahuan dan teknologi yang ditemukan para ilmuwan Islam.Sebagai seorang insinyur Muslim, Al-Jazari juga tak pernah menyembunyikan pengetahuan yang dikuasai dari orang lain. Namun, tak seperti karya-karya ciptaannya yang begitu gamblang, jejak kehidupan pribadi sang insinyur tak begitu banyak dikupas. Satu-satunya sumber yang mengupas otobiografinya ada di dalam pengantar buku yang ditulisnya. Sehingga kita tak bisa mengetahui hari dan tanggal kelahiran Al-Jazari. Dia diperkirakan lahir pada 1136 M. Dalam pembukaan risalah penemuan yang ditulisnya, Al-Jazari menyebut secara lengkap identitas dirinya sebagai Al-Shaykh Ra'is Al-A’mal Badi`Al-Zaman Abu Al-Izz ibn Ismail ibn Al-Razzaz Al-Jazari.

Gelar Ra'is Al-A`mal yang melekat pada namanya menunjukkan bahwa Al-Jazari adalah seorang pemimpin para insinyur kala itu.Sedangkan titel Badi`Al-Zaman dan Al-Shaykh yang disandangnya menunjukkan bahwa dia adalah seorang ilmuwan yang unik, tak tertandingi kehebatannya, menguasai ilmu yang tinggi, serta bermartabat.Sedangkan,kata ‘Al-Jazari' yang melekat pada nama lengkapnya itu menunjukkan amsalnya. Keluarga Al-Jazari berasal dari Jazirah Ibnu Umar di Diyar Bakr, Turki. Namun, hipotesis lainnya menyebutkan bahwa Al-Jazari terlahir di Al-Jazira, sebuah kawasan yang terletak di sebelah utara Mesopotamia, yakni kawasan di utara Irak dan timur laut Suriah. Tepatnya antara Tigris dan Eufrat.Di sanalah Al-Jazari mencurahkan hidupnya sebagai seorang insinyur dengan menciptakan berbagai mesin. Para penjelajah dan pelancong yang bertandang ke wilayah itu pada abad ke-12 M mengagumi kemakmuran yang diraih Dinasti Artukid. Pada saat itu pula, kedamaian dan stabilitas politik dan keamanan begitu terkendali.Seperti halnya sang ayah, Al-Jazari mengabdikan dirinya pada raja-raja dari Dinasti Urtuq atau Artuqid di Diyar Bakir dari 1174 sampai 1200 sebagai ahli teknik. Semasa hidupnya, Al-Jazari mengalami tiga kali suksesi kepemimpinan di Dinasti Artukid, yakni; Nur Al-Din Muhammad ibn Arslan (570 H-581 H/1174 M-1185 M); Qutb Al-Din Sukman ibn Muhammad (681 H-697 H/1185 M-1200 M); dan Nasir Al-Din Mahmud ibn Muhammad (597 H-619 H/1200 M-1222 M).

     

Atas permintaan Nasir Al-Din Mahmud, Al-Jazari menuliskan seluruh penemuannya dalam sebuah risalah yang fenomenal.Dalam pengantar risalahnya, Al-Jazari mengungkapkan bahwa dirinya mulai mengabdi pada Dinasti Artuqid pada tahun 570 H/1174 M. Ia menulis risalah penemuannya, setelah 25 tahun bersama menjadi ahli teknik di bawah kepemimpinan tiga raja Dinasti Artuqid. Berdasarkan informasi itu, kita dapat menyimpulkan, kemungkinan Al-Jazari menulis risalahnya pada tahun 595 H/1198 M, atau dua tahun sebelum Nasir Al-Din didaulat menjadi raja.Menurut naskah Oxford, Al-Jazari merampumgkam risalahnya yang mengguncang dunia teknik modern pada 16 Januari 1206 M. Karya besar Al-jazari itu disempurnakan oleh Muhammad ibn Yusuf ibn Utsman Al-Haskafiat pada akhir Sya'ban 602 H/10 April 1206.Berdasarkan catatan Haskafiat, pada saat itu Al-Jazari sudah tiada. Dari catatan itulah, Al-Jazari diperkirakan wafat pada tahun 602 H/1206 M—beberapa bulan setelah dia menyelesaikan karyanya.Berkat karya-karyanya yang begitu gemilang, Al-Jazari telah turut mengangkat sejarah peradaban Islam pada kejayaannya di abad ke-12 M. Saat itu, dunia Islam mampu mencapai peradaban paling tinggi.

   Peradaban Islam adalah perintis dalam bidang teknologi automata, yakni sebuah mesin yang dapat berjalan sendiri (self operating). Automata sering digunakan untuk menggambarkan sebuah robot atau lebih khusus robot autonomous. Kata Automata berasal dari bahasa Yunani automatos, yakni berlaku atas kehendak sendiri, bergerak sendiri.

   Teknologi automata yang dikembangkan Al-Jazari mencapai 50 jenis dan semuanya ditulis dan digambarkan dalam kitabnya yang sangat legendaris, Al-Jami Bain al-Ilm Wal ‘Aml al-Nafi Fi Sinat ‘at al-Hiyal (The Book of Knowledge of Ingenious Mechanical Devices). Karyanya ini berisi tentang teori dan praktik mekanik. Dalam kitab itu, Al-Jazari membeberkan secara detail beragam hal terkait mekanika.Selain itu, Al-Jazari juga menciptakan teknologi automata lainnya yang berfungsi untuk membantu dan memudahkan tugas manusia. Ia antara lain menciptakan peralatan rumah tangga dan musik automata yang digerakkan tenaga air.

3.      Rudolf Christian Kart Diesel (1858-1913), dan Mesin Diesel

Rudolf Christian Kart Diesel adalah nama lengkapnya. Ia merupakan orang yang pertama kalinya mematenkan mesin diesel. Ia dilahirkan pada tanggal 18 Maret 1885 di Paris dan ayahnya bernama Aurgsburg Craftman. Hampir seluruh kehidupan Diesel berada dalam kemiskinan, sehingga kehidupan masa kecilnya tidak bahagia, Ia memulai pendidikannya di Paris dan menghabiskan banyak waktu di Museum seni dan kerajinan. Tetapi, pecahnya perang antara Prancis dan Prussian memaksa ia untuk meninggalkan Paris dan pergi ke London. Kemudian, ia belajar di Munich, Jerman, dibimbing oleh seorang dosen kimia berkebangsaan Jerman, Cark Von Linde.

Awal kariernya dimulai dengan menjadi ahli mesin pendingin setelah lulus dari Muncih Polytechic. Seperti para insinyur lainnya pada masa itu, Diesel juga tertarik untuk mengembangkan mesin uap dengan sumber daya yang lebih baik. Selama 10 tahun ia banyak menggeluti berbagai mesin, termasuk mesin tenaga surya. Hasilnya ide tentang mesin yang pembakarannya di tabung silinder (the internal combustion engine) dapat dipublikasikan pada tahun 1893 di Augsburg, setelah dipatenkan setahun sebelumnya. Keunggulan mesin ini adalah kemampuan mesinnya yang dapat beroperasi dengan efisiensi yang lebih besar dan ekonomis, karena dapat memadatkan udara sedemikian rupa, sehingga suhunya dapat melebihi suhu pembakaran bahan bakarnya. Motto "pain for pleasure" (bersakit-sakit dahulu bersenang-senang kemudian) tetap belaku buatnya. Buktinya Diesel pernah nyaris terbunuh oleh mesinnya sendiri ketika mesin itu meledak. Tetapi himah dari peledakkannya itu. Diesel membuktikan kalau bahan bakar mesinnya bisa terbakar tanpa bunga api. Dari kejadian itu, ia bisa berbangga hati, karen dia bisa mengoperasikan mesinnya secara sempurna pada tahun 1897 dengan efisiensi 75% (sebelumnya hanya 10%). Setahun kemudian, Ia berhasil menjadi jutawan karena mesinnya banyak digunakan dalam kapal, lokomotif, otomobil, truk-truk besar, pabrik-pabrik, pertambangan, dan pembangkit listrik. Mesin-mesin diesel yang sekarang ada, juga merupakan pengembangan dari konsep awal versi Rudolf Diesel.

Selain dikenal sebagai ahli mesin, Ia dikenal sebagai ahli termal yang dihormati sekaligus sebagai pakar sosial. Pada umunya penemuan-penemuannya mempunyai tiga kesamaan, yaitu berhubungan dengan transfer panas oleh hukum atau proses fisik alami, melibatkan desain mekanis yang kreatif dan dimotivasi oleh konsep para penemu sebelumnya. Motivasi awal Diesel adalah menciptakan mesin dieselnya juga didasari oleh harapannya supaya para pengrajin dan seniman dapat bersaing dengan industri-industri besar.

4.      James Watt

           Teknologi mesin uap saat ini sudah jarang digunakan, namun tidak seharusnya kita melupakan begitu saja orang yang menemukan teknologi mesin uap tersebut, terlebih dengan adanya penemuan mesin uap oleh James Watt maka terlahirlah cikal bakal revolusi industri. James Watt, orang Skotlandia yang sering dihubungkan dengan penemu mesin uap, adalah tokoh kunci Revolusi Industri. Sebenarnya, Watt bukanlah orang pertama yang membikin mesin uap. Rancangan serupa disusun pula oleh Hero dari Iskandariah pada awal tahun Masehi. Di tahun 1686 Thomas Savery membikin paten sebuah mesin uap yang digunakan untuk memompa air, dan di tahun 1712, seorang Inggris Thomas Newcomen, membikin pula paten barang serupa dengan versi yang lebih sempurna, namun mesin ciptaan Newcomen masih bermutu rendah dan kurang efisien, hanya bisa digunakan untuk pompa air dari tambang batubara.

Watt menjadi tertarik dengan ihwal mesin uap di tahun 1764 tatkala dia sedang membetulkan mesin ciptaan Newcomen. Meskipun Watt cuma peroleh pendidikan setahun sebagai tukang pembuat perkakas, tetapi dia punya bakat pencipta yang besar. Penyempurnaan yang dilakukannya terhadap mesin bikinan Newcomen begitu penting, sehingga layaklah menganggap sesungguhnya Watt lah pencipta pertama mesin uap yang praktis. keberhasilan Watt pertama yang dipatenkannya di tahun 1769 adalah penambahan ruang terpisah yang diperkokoh. Dia juga membikin isolasi pemisah untuk mencegah menghilangnya panas pada silinder uap, dan di tahun 1782 dia menemukan mesin ganda. Dengan beberapa perbaikan kecil, pembaruan ini menghasilan peningkatan efisiensi mesin uap dengan empat kali lipat atau lebih. Dalam praktek, peningkatan efisiensi ini memang merupakan hasil dari suatu kecerdasan namuntidaklah merupakan peralatan yang bermanfaat dan tidak memiliki kegunaan luar biasa ditilik dari sudut industri.

a.      Mesin Uap buatan James Watt

Watt juga menemukan (di tahun 1781) seperangkat gerigi untuk mengubah gerak balik mesin sehingga menjadi gerak berputar. Alat ini meningkatkan secara besar-besaran penggunaan mesin uap. Watt juga berhasil menciptakan pengontrol gaya gerak melingkar otomatis (tahun 1788), yang menyebabkan kecepatan mesin dapat secara otomatis diawasi. Juga menciptakan alat pengukur bertekanan (tahun 1790), alat penghitung kecepatan, alat petunjuk dan alat pengontrol uap sebagai tambahan perbaikan lain-lain peralatan. Watt sendiri tidak punya bakat bisnis. Tetapi, di tahun 1775 dia melakukan persekutuan dengan Matthew Boulton, seorang insinyur, dan seorang pengusaha yang cekatan. Selama dua puluh lima tahun sesudah itu, perusahaan Watt dan Boulton memproduksi sejumlah besar mesin uap dan keduanya menjadi kaya raya.

          Memang sulit melebih-lebihkan arti penting mesin uap. Sebab, memang banyak penemuan-penemuan lain yang memegang peranan penting mendorong berkembangnya Revolusi Industri. Misalnya, perkembangan dunia tambang, metalurgi, dan macam-macam peralatan mesin. Sekoci yang meluncur bolak-balik dalam mesin tenun (penemuan John Kay tahun 1733), atau alat pintal (penemuan James Hargreaves tahun 1764) semuanya terjadi mendahului kreasi Watt. Sebagian terbesar dari penemuan-penemuan itu hanyalah merupakan penyempurnaan yang kurang berarti dan tak satu pun punya arti vital dalam kaitan dengan bermulanya Revolusi Industri. Lain halnya dengan penemuan mesin uap yang memainkan peranan penting dalam Revolusi Industri, yang tampaknya keadaan akan mengalami bentuk lain. Sebelumnya, meskipun tenaga uap digunakan untuk kincir angin dan putaran air, sumber pokok tenaga mesin terletak pada tenaga manusia. Faktor ini amat membatasi kapasitas produksi industri. Berkat penemuan mesin uap, keterbatasan ini tersingkirkan. Sejumlah besar energi kini dapat disalurkan untuk hal-hal yang produktif yang menanjak dengan teramat derasnya. Embargo minyak tahun 1973 menyadarkan betapa sengsaranya jika bahan energi berkurang dan mampu melumpuhkan industri. Pengalaman ini pada tingkat tertentu, mendorong arti penting Revolusi Industri berkat penemuan James Watt.

Di samping manfaat tenaga untuk pabrik, mesin uap juga punya guna besar di bidang-bidang lain. Di tahun 1783, Marquis de Jouffroy di Abbans berhasil menggunakan mesin uap untuk penggerak kapal. Di tahun 1804, Richard Trevithick menciptakan lokomotif uap pertama. Tak satu pun dari model-model pemula itu berhasil secara komersial. Dalam tempo beberapa puluh tahun, barulah baik kapal maupun kereta api menghasilkan revolusi baik di bidang pengangkutan darat maupun laut. Revolusi Industri berlangsung hampir berbarengan dengan Revolusi Amerika maupun Perancis. Meskipun waktu itu tampaknya sepele, kini tampak jelas betapa Revolusi Industri itu seakan digariskan mempunyai makna jauh lebih penting untuk peri kehidupan manusia ketimbang arti penting revolusi politik. Oleh sebab itu James Watt tergolong salah seorang yang punya pengaruh penting dalam sejarah.

 Air dalam wadah biasanya dipanaskan pada tekanan yang tinggi. Karena dipanaskan pada tekanan yang tinggi maka proses pendidihan air terjadi pada suhu yang tinggi (ingat pembahasan mengenai pendidihan – Teori kinetik gas). Biasanya air mendidih (air mendidih = air berubah menjadi uap) sekitar suhu 500 ^oC. Suhu berbanding lurus dengan tekanan. Semakin tinggi suhu uap, semakin besar tekanan uap. Uap bersuhu tinggi atau uap bertekanan tinggi tersebut bergerak melewati katup masukan dan memuai terhadap piston. Ketika memuai, uap mendorong piston sehingga piston meluncur ke kanan. Dalam hal ini, sebagian kalor alias panas pada uap berubah menjadi energi kinetik (uap melakukan kerja terhadap piston — W = Fs). Pada saat piston bergerak ke kanan, roda yang dihubungkan dengan piston berputar (1). Setelah melakukan setengah putaran, roda menekan piston kembali ke posisinya semula (2). Ketika piston bergerak ke kiri, katup masukan dengan sendirinya tertutup, sebaliknya katup pembuangan dengan sendirinya terbuka. Uap tersebut dikondensasi oleh kondensor sehingga berubah menjadi embun (embun = air yang berasal dari uap). Selanjutnya, air yang ada di dalam kondensor dipompa kembali ke wadah untuk dididihkan lagi. Demikian seterusnya, Karena prosesnya terjadi secara berulang-ulang maka piston bergerak ke kanan dan ke kiri secara terus menerus. Karena piston bergerak ke kanan dan ke kiri secara terus menerus maka roda pun berputar secara terus menerus. Putaran roda biasanya digunakan untuk menggerakan sesuata(roda,dll).

Proses perubahan bentuk energi dan perpindahan energi pada mesin uap tipe bolak balik di atas bisa dijelaskan seperti ini : Bahan bakar fosil (batu bara/minyak/gas) memiliki energi potensial kimia. Ketika bahan bakar fosil dibakar, energi potensial kimia berubah bentuk menjadi kalor alias panas. Kalor alias panas yang diperoleh dari hasil pembakaran bahan bakar fosil digunakan untuk memanaskan air (kalor berpindah menuju air dan uap). Selanjutnya sebagian kalor pada uap berubah bentuk menjadi energi kinetik translasi piston, sebagian lagi diubah menjadi energi dalam air. Sebagian besar energi kinetik translasi piston berubah menjadi energi kinetik rotasi roda pemutar, sebagian kecil berubah menjadi kalor alias panas (kalor alias panas timbul akibat adanya gesekan antara piston dengan silinder). Jika digunakan untuk membangkitkan listrik maka energi kinetik rotasi roda pemutar bentuk menjadi energi listrik Dst.

b.      Turbin Uap

Pada dasarnya prinsip kerja turbin uap sama dengan mesin uap tipe bolak balik. Bedanya mesin uap tipe bolak balik menggunakan piston, sedangkan turbin uap menggunakan turbin. Pada mesin uap tipe bolak balik, kalor diubah terlebih dahulu menjadi energi kinetik translasi piston. Setelah itu energi kinetik translasi piston diubah menjadi energi kinetik rotasi roda pemutar. sedangkan, pada turbin uap, kalor langsung diubah menjadi energi kinetik rotasi turbin.Turbin bisa berputar akibat adanya perbedaan tekanan. Suhu uap sebelah atas bilah jauh lebih besar daripada suhu uap sebelah bawah bilah (bilah tuh lempeng tipis yang ada di tengah turbin). Ingat ya, suhu berbading lurus dengan tekanan. Karena suhu uap pada sebelah atas bilah lebih besar dari suhu uap pada sebelah bawah bilah maka tekanan uap pada sebelah atas bilah lebih besar daripada tekanan uap pada sebelah bawah bilah. Adanya perbedaan tekanan menyebabkan si uap mendorong bilah ke bawah sehingga turbin berputar.

Perlu diketahui bahwa prinsip kerja mesin uap didasarkan pada diagram perpindahan energi yang telah dijelaskan di atas. Dalam hal ini, energi mekanik bisa dihasilkan apabila kita membiarkan kalor mengalir dari benda atau tempat bersuhu tinggi menuju benda atau tempat bersuhu rendah. Dengan demikian, perbedaan suhu sangat diperlukan pada mesin uap.

Apabila diperhatikan cara kerja mesin uap tipe bolak balik, tampak bahwa piston tetap bisa bergerak ke kanan dan ke kiri walaupun tidak ada perbedaan suhu (tidak ada kondensor dan pompa). Piston bisa bergerak ke kanan akibat adanya pemuaian uap bersuhu tinggi atau uap bertekanan tinggi. Dalam hal ini, sebagian kalor pada uap berubah menjadi energi kinetik translasi piston. Energi kinetik translasi piston kemudian berubah menjadi energi kinetik rotasi roda pemutar. Setelah melakukan setengah putaran, roda akan menekan piston kembali ke kiri. Ketika roda menekan piston kembali ke kiri, energi kinetik rotasi roda berubah lagi menjadi energi kinetik translasi piston. Ketika piston bergerak ke kiri, piston mendorong uap yang ada dalam silinder. Pada saat yang sama, katup pembuangan terbuka. Dengan demikian, uap yang didorong piston tadi akan mendorong temannya ada di sebelah bawah katup pembuangan. sedangkan, apabila suhu uap yang berada di sebelah bawah katup pembuangan = suhu uap yang didorong piston, maka semua energi kinetik translasi piston akan berubah lagi menjadi energi dalam uap. Energi dalam berbanding lurus dengan suhu. Jika energi dalam uap bertambah maka suhu uap meningkat. Suhu berbanding lurus dengan tekanan. Jika suhu uap meningkat maka tekanan uap juga meningkat. Dengan demikian, tekanan uap yang dibuang melalui katup pembuangan = tekanan uap yang masuk melalui katup masukan. Piston akan tetap bergerak ke kanan dan ke kiri seterusnya tetapi tidak akan ada energi kinetik total yang bisa dimanfaatkan (tidak ada kerja total yang dihasilkan). Jadi energi kinetik yang diterima oleh piston selama proses pemuaian (piston bergerak ke kanan) akan dikembalikan lagi kepada uap selama proses penekanan (piston bergerak ke kiri).

c. Siklus Termo dalam Mesin Uap

Siklus Rankine(siklus dalam mesin uap) adalah siklus termodinamika yang mengubah panas menjadi kerja. Panas disuplai secara eksternal pada aliran tertutup, yang biasanya menggunakan air sebagai fluida yang bergerak. Siklus ini menghasilkan 80% dari seluruh energi listrik yang dihasilkan di seluruh dunia. Siklus ini dinamai untuk mengenang ilmuwan Skotlandia, William John Maqcuorn Rankine.Siklus Rankine adalah model operasi mesin uap panas yang secara umum ditemukan di pembangkit listrik. Sumber panas yang utama untuk siklus Rankine adalah batu bara, gas alam, minyak bumi, nuklir, dan panas matahari.

Siklus Rankine terkadang diaplikasikan sebagai siklus Carnot, terutama dalam menghitung efisiensi. Perbedaannya hanyalah siklus ini menggunakan fluida yang bertekanan, bukan gas. Efisiensi siklus Rankine biasanya dibatasi oleh fluidanya. Tanpa tekanan yang mengarah pada keadaan super kritis, range temperatur akan cukup kecil. Uap memasuki turbin pada temperatur 565 oC (batas ketahanan stainless steel) dan kondenser bertemperatur sekitar 30 oC. Hal ini memberikan efisiensi Carnot secara teoritis sebesar 63%, namun kenyataannya efisiensi pada pembangkit listrik tenaga batu bara sebesar 42%.Fluida pada Siklus Rankine mengikuti aliran tertutup dan digunakan secara konstan. Berbagai jenis fluida dapat digunakan pada siklus ini, namun air dipilih karena berbagai karakteristik fisika dan kimia, seperti tidak beracun, terdapat dalam jumlah besar, dan murah.

Terdapat 4 proses dalam siklus Rankine, setiap siklus mengubah keadaan fluida (tekanan dan/atau wujud).

·  Proses 1 : Fluida dipompa dari bertekanan rendah ke tekanan tinggi dalam bentuk   cair. Proses ini membutuhkan sedikit input energi.

·  Proses 2 : Fluida cair bertekanan tinggi masuk ke boiler di mana fluida dipanaskan hingga menjadi uap pada tekanan konstan menjadi uap jenuh.

·  Proses 3 : Uap jenuh bergerak menuju turbin, menghasilkan energi listrik. Hal ini mengurangi temperatur dan tekanan uap, dan mungkin sedikit kondensasi juga terjadi.

·  Proses 4 : Uap basah memasuki kondenser di mana uap diembunkan dalam tekanan dan temperatur tetap hingga menjadi cairan jenuh.

Dalam siklus Rankine ideal, pompa dan turbin adalah isentropic, yang berarti pompa dan turbin tidak menghasilkan entropi dan memaksimalkan output kerja. Dalam siklus Rankine yang sebenarnya, kompresi oleh pompa dan ekspansi dalam turbin tidak isentropic. Dengan kata lain, proses ini tidak bolak-balik dan entropi meningkat selama proses. Hal ini meningkatkan tenaga yang dibutuhkan oleh pompa dan mengurangi energi yang dihasilkan oleh turbin. Secara khusus, efisiensi turbin akan dibatasi oleh terbentuknya titik-titik air selama ekspansi ke turbin akibat kondensasi. Titik-titik air ini menyerang turbin, menyebabkan erosi dan korosi, mengurangi usia turbin dan efisiensi turbin. Cara termudah dalam menangani hal ini adalah dengan memanaskannya pada temperatur yang sangat tinggi.

Efisiensi termodinamika bisa didapatkan dengan meningkatkan temperatur input dari siklus. Terdapat beberapa cara dalam meningkatkan efisiensi siklus Rankine.

d.      Siklus Rankine dengan Pemanasan Ulang

Dalam siklus ini, dua turbin bekerja secara bergantian. Yang pertama menerima uap dari boiler pada tekanan tinggi. Setelah uap melalui turbin pertama, uap akan masuk ke boiler dan dipanaskan ulang sebelum memasuki turbin kedua, yang bertekanan lebih rendah. Manfaat yang bisa didapatkan diantaranya mencegah uap berkondensasi selama ekspansi yang bisa mengakibatkan kerusakan turbin, dan meningkatkan efisiensi turbin.

e.       Siklus Rankine Regeneratif

Konsepnya hampir sama seperti konsep pemanasan ulang. Yang membedakannya adalah uap yang telah melewati turbin kedua dan kondenser akan bercampur dengan sebagian uap yang belum melewati turbin kedua. Pencampuran terjadi dalam tekanan yang sama dan mengakibatkan pencampuran temperatur. Hal ini akan mengefisiensikan pemanasan primer. Dari penjelasan diatas, kita bisa menyimpulkan bahwa perbedaan suhu dalam mesin uap tetap diperlukan. Perbedaan suhu dalam mesin uap bisa diperoleh dengan memanfaatkan kondensor. Ketika suhu dan tekanan uap yang berada di sebelah bawah katup pembuangan jauh lebih kecil dari pada suhu dan tekanan uap yang berada di dalam silinder, maka ketika si piston bergerak kembali ke kiri, besarnya tekanan (P = F/A) yang dilakukan piston terhadap uap jauh lebih kecil daripada besarnya tekanan yang diberikan uap kepada piston ketika si piston bergerak ke kanan. Dengan kata lain, besarnya usaha alias kerja yang dilakukan piston terhadap uap jauh lebih kecil daripada besarnya kerja yang dilakukan uap terhadap piston (W = Fs). Jadi hanya sebagian kecil energi kinetik piston yang dikembalikan lagi pada uap. Dengan demikian akan ada energi kinetik total atau kerja total yang dihasilkan. Energi kinetik total ini yang dipakai untuk menggerakan sesuatu (membangkitkan listrik dkk…) Pembangkitan energi listrik akan dibahas secara mendalam pada pokok bahasan listrik dan magnet…

f.       Penggunaan Mesin Uap

Kereta api uap biasanya memiliki sebuah ketel uap pipa api horisontal bertungku yang terletak pada ujung bagian belakang. Di depan tungku terletak sebuah smokebox yang memiliki satu cerobong asap yang menonjol keluar (ke atas). Uap dikumpulkan dari tungku ke dalam sebuah kubah atau tabung berlubang-lubang yang berada di atas permukaan air. Uap ini lalu melewati sebuah klep penutup atau katup pengatur ke dalam silinder sebuah resiprokat. Piston/torak di dalam mesin mendorong roda lewat sebuah crankpin dan batang/balok penghubung. Katup-katup mesin dikendalikan melalui sejumlah batang dan penghubung yang disebut dengan valve gear. Valve gear bisa disetel dan menolong kontrol arah serta cut off (cutoff adalah titik dalam kayuhan piston dimana inlet valve ditutup). Cut off ini menentukan proporsi kayuhan piston, yang kemudian mengendalikan jumlah uap yang masuk ke dalam silinder. Uap masuk dari kedua ujung, menyebabkan piston beraksi ganda. Di dalam sebuah kereta api uap bersilinder dua, salah satu silinder ditempatkan di salah satu sisi kereta. Uap lalu memberikan empat kayuhan piston per putaran, yang berarti dua kayuhan per silinder. Kayuhan piston yang pertama menuju ke depan sedang yang kedua menuju ke belakang. Setiap kayuhan piston menggerakkan roda seperempat putaran. Ketel dan silinder-silinder ini terletak di sebuah rangka, dan rangka ini terletak di sejumlah as atau poros. As dipasaing di blok-bantalan yang bergerak ke atas dan ke bawah di dalam rangka. Biasanya kereta uap Amerika memiliki kerangka balok sedangkan kereta uap Inggris memiliki plate frame (kerangka pelat), keduanya sama-sama terbuat dari baja. Sumber bahan bakar untuk mendidihkan air adalah batu bara. Kemudian minya mulai digunakan untuk tujuan yang sama.

g.      Kelebihan Kereta Api Uap

Ada banyak alasan mengapa kereta api uap mencapai popularitas. Tentu saja alasan utamanya adalah kecepatan yang lebih baik daripada kereta berkuda. Perjalanan jadi lebih cepat serta orang-orang bisa melakukan perjalanan yang lebih jauh dengan jauh lebih mudah. Kereta uap dipandang pula lebih dapat diandalkan dan aman bila dibandingkan dengan perjalanan menggunakan kereta berkuda.Alasan yang berikut adalah kemudahan menggantikan gerbong yang rusak dengan yang baik. Kereta uap juga digunakan untuk mengangkut material dari satu tempat ke tempat yang lain, membuat aktivitas yang berhubungan dengan perdagangan dan perniagaan semakin efisien. Gerbong bisa ditambah atau diganti, tergantung pada persyaratan yang didasarkan pada jumlah orang dan material yang diangkut.

5.      Mesin 4 Tak – Nicolaus Otto

Bahan bakar gas, dan hasil kerja kerasnya telah di patenkan pada tahun 1863. Pada tahun yang sama ia bertemu dengan patnernya seorang pengusaha gula bernama Eugenne Langen yang membiayai semua penelitian dan ciptaannya. Pada tahun 1867 mesin sistim dua dorongan putaran yang menggunakan bahan bakar gas telah mendapat medali dalam WORD FAIR yang di adakan di Paris. Pada tahun 1872, Otto merekrut seorang enginner muda bernama Gottlieb Daimler. Kerjasama mereka mampu memajukan pabrik yang sudah di dirikan. Selanjutnya mesin Otto telah menjadi pelopor pembuatan mobil Gottlieb Daimer dan Karl Benz.  Mobil Daimer yang pertama di buat memiliki kekuatan 6 tenaga kuda, dan di jual kepada Pangeran Wales. Selanjutnya mobil Benzine Buggy telah di patenkan pada tahun 1895. Meskipun telah mendapat benyak keuntungan dari penjualan mesin 2 tak tersebut, tidak membuat Otto melupakan mimpinya tentang mesin 4 tak yang mengompres campuran bahan bkar minyak dan udara sebelum terjadi pembakaranyang dapat menjadi tenaga pendorong putaran.

Pada tahun 1876 ia telah berhasil menciptakan model mesin 4 tak yang pertama, dan hak patennya telah diperoleh setahun kemudian. Mesin 4 tak mendapat respon yang sangat baik, dalam waktu 10 tahun telah terjual lebih dari 30.000 mesin, hal tersebut membuat mesin tipe Leonir menjadi tersisih. Pada tahun 1886, penemuan Otto sempet diperkarakan oleh orang Perancis yang bernama Alphonse Beau de Rochas, karena memiliki ide yang sama di tahun 1862. Namun Alphonse tidak dapat dianggap sebagai penemu mesin 4 tak karena tidak pernah dipublikasikan dan di pasarkan, meskipun sudah di patenkan. Otto mendapatkan ide pembuatan mesin 4 tak dari mesin 2 tak ciptaan Lenoir, sehingga ia tidak kehilangan hak paten dan mesin buatannya masih tetap laku di pasaran. Otto meninggal pada tahun 1891 pada usia 59 tahun.

6.      Wright Bersaudara

Pada soal bagaimana mencapai kestabilan pesawat ketika sudah terbang. Mereka berhasil menciptakan tiga jenis alat pokok untuk mengawasi pesawat, dan inilah yang membuat mereka berhasil dalam peragaan. Wright bersaudara juga memberi sumbangan penting dalam hal perancangan sayap. Mereka sadar, data-data sebelumnya yang sudah disiarkan, tidak bisa dijadikan pegangan. Karena itu mereka menciptakan sendiri lorong-lorong angin dan dicoba terhadap lebih dari dua ribu macam bentuk permukaan sayap. Inti utama dari percobaan ini adalah, kedua bersaudara itu mampu membikin bagan sendiri, memaparkan tentang tekanan udara terhadap sayap tergantung pada bentuk sayap itu. Keterangan ini kemudian digunakan dalam tiap pembuatan sayap pesawat terbang. Disamping semua hasil penemuan mereka, kedua bersaudara Wright ini tak bakal bisa sukses berhasil bilamana mereka tidak tampil pada saat yang tepat dalam sejarah. Percobaan penggunaan penerbangan dengan mesin pada paruh pertama abad ke-19 jelas cenderung ke arah gagal. Mesin uap jelas terlampau berat untuk penggunaan penerbangan. Pada saat kedua bersaudara Wright muncul, mesin pemroses pembakaran sudah diketemukan orang. Tetapi, mesin ini hanya untuk pemakaian secara umum, terlalu berat untuk digunakan dalam penerbangan pesawat. Ketika tak ada satu pabrik pun yang sanggup merancang mesin yang cukup ringan, kedua bersaudara Wright (dengan bantuan seorang ahli mesin) merancang sendiri. Ini menunjukkan kegeniusan mereka karena walaupun dalam tempo relatif singkat toh mereka mampu merancang mesin yang lebih unggul dari hampir semua bikinan pabrik lain. Tambahan pula, Wright bersaudara merancang sendiri baling-baling. Salah satu yang mereka pergunakan di tahun 1903, 66% berhasil.

Penerbangan pertama dilakukan tanggal 17 Desember tahun 1903 di Kill Devil Hill dekat Kitty Hawk, Carolina Utara. Masing-masing kedua bersaudara itu melakukan dua penerbangan pada hari itu. Penerbangan pertama, yang dilakukan Orville Wright berlangsung 12 detik dan mencapai jarak 120 kaki. Penerbangan terakhir, yang dilakukan Wilbur Wright, berlangsung 59 detik dan mencapai ketinggian 852 kaki. Pesawatnya yang mereka namakan Flyer I (kini terkenal dengan julukan Kitty Hawk) memakan ongkos pembuatan kurang dari 1000 dolar. Pesawat itu punya sayap sepanjang 40 kaki dan bobot sekitar 750 pon, berkekuatan mesin 12 tenaga kuda dengan berat cuma 170 pon. Pesawat asli itu kini tersimpan rapi di Museum Udara dan Ruang Angkasa Washington D.C. Kendati ada lima saksi mata tatkala penerbangan pertama, relatif sedikit sekali diberitakan oleh koran-koran pada terbitan keesokan harinya (dan itu pun umumnya kurang cermat). Surat kabar kotanya sendiri di Dayton Ohio samasekali menganggap sepi usaha ini. Baru lima tahun sesudah itu dunia umum sadar bahwa penerbangan manusia betul-betul sudah bisa terlaksana. Setelah penerbangan mereka di Kitty Hawk, Wright bersaudara kembali ke kota asalnya di Dayton. Di sana mereka merancang dan membikin pesawat kedua, Flyer II. Dengan pesawat yang kedua ini mereka melakukan 105 kali penerbangan di tahun 1904 tanpa menarik perhatian umum samasekali. Pesawat Flyer III yang sudah disempurnakan dan lebih praktis dibikin tahun 1905.

Meski mereka banyak kali mengudara di dekat kota Dayton, banyak orang tetap tidak percaya bahwa yang namanya pesawat terbang sudah lahir di dunia. Di tahun 1906 –misalnya– koran The Herald Tribune edisi Paris menurunkan tulisan berjudul Flyer or Liars? (Penerbangan atau pengibulan?). Di tahun 1908 akhirnya mereka menyapu bersih semua kebimbangan dan ketidakpercayaan umum. Wilbur Wright menerbangkan pesawatnya ke Perancis, bikin demonstrasi akrobatik di udara dan mengorganisir perusahaan untuk memasarkan hasil ciptaannya. Sementara itu, di Amerika Serikat, Orville Wright menyuguhkan pertunjukan serupa.
Malangnya, pada tanggal 17 September 1908 pesawatnya jatuh terhempas. Inilah satu-satunya kecelakaan yang pernah dialami oleh mereka berdua. Seorang penumpang tewas, Orville patah kaki dan dua tulang iganya tetapi segera dapat sembuh. Keberhasilan penerbangannya menggugah pemerintah Amerika Serikat menandatangani kontrak untuk membuat pesawat-pesawat buat Departemen Pertahanan Amerika Serikat, dan di tahun 1909 dengan anggaran belanja pemerintah ada pesanan seharga $30.000 buat keperluan Angkatan Udara.

Pernah ada sengketa hukum menyangkut hak paten antara Wright bersaudara dengan saingan-saingannya, tetapi di tahun 1914 tuntutan mereka itu ditolak pengadilan. Apa hendak dikata, di tahun 1912 Wilbur Wright terserang tipus dan meninggal dunia pada umur empat puluh lima tahun. Orville Wright yang pada tahun 1915 menjual saham-sahamnya ke suatu perusahaan, hidup sampai tahun 1948. Tak seorang pun dari dua bersaudara itu pernah kawin.

a. Sumbangan Terbesar Kepada Umat Manusia

Kendati banyak penyelidikan di bidang ini yang mendahuluinya, tak syak lagi Wright bersaudaralah yang bisa dianggap sebagai cikal bakal penemuan pesawat terbang. Dalam hal penentuan urutan dalam daftar buku ini, yang jadi pegangan utama adalah terciptanya pesawat terbang punya arti kurang penting ketimbang penemuan mesin cetak ataupun tenaga uap yang keduanya telah membikin perombakan revolusioner peri kehidupan manusia. Namun, tak bisa dibantah penemuan pesawat terbang merupakan fenomena sejarah yang penting, baik dalam hal penggunaan untuk tujuan-tujuan damai maupun perang. Hanya dalam tempo puluhan tahun sesudah itu, pesawat terbang telah membikin dunia kita ini begitu ciut bahkan ruang angkasa pun rasanya bisa disentuh jari. Dan lebih jauh dari itu, penemuan pesawat terbang bermuatan manusia merupakan pemula dan pembuka jalan bagi penerbangan di angkasa luar.

Berabad lamanya terbang itu sudah menjadi impian manusia. Mereka kepingin melayang di langit dengan permadani terbang seperti dalam dongeng-dongeng Seribu Satu Malam, impian yang berada jauh dalam jangkauan. Si genius Wright bersaudaralah yang telah mewujudkan mimpi itu jadi kenyataan, betul-betul terbang dengan pesawat dan bukannya bersila di atas permadani dongeng sambil mengisap “hoga” yang tiga hasta panjangnya.

C.   Pendidikan

Bagi mahasiswa ataupun masyarakat umum sudah tak asing lagi mendengar kata teknik mesin. Saat mendengar teknik mesin mayoritas orang-orang akan berpikir; mobil, sepeda motor, bongkar mesin, laki-laki, keras, dan sebagainya. Jika kata-kata tersebutyang terlintas saat mendengar kata teknik mesin maka benar bahwa lingkungan teknik mesin tak lepas dari hal-hal tersebut. Namun kata-kata di atas juga tidak seutuhnya tepat menggambarkan teknik mesin. Sehingga di masyarakat umum terjadi ketimpangan presepsi terhadap mahasiswa teknik mesin. Misalkan, ketika ada mobil atau sepeda motor yang rusak maka mahasiswa teknik mesin akan menjadi sasaran solusi. Untuk mengembalikan persepsi yang benar terhadap mahasiswa teknik mesin, sangat diperlukan edukasi serta informasi kepada calon-calon mahasiswa teknik mesin agar jangan sampai terjadi salah jurusan ketika kuliah.Pertama, perlu diklasifikasikan persepsi-persepsi masyarakat saat ini berdasarkan tingkatan pendidikan.

1. SMK (Terutama Jurusan Teknik Mesin)

Lulusan SMK terutama dengan lingkup jurusan teknik mesin (seperti produksi, otomotif, dan pengelasan) dibekali kemampuan menggunakan alat produksi serta dibekali kemampuan memperbaiki beberapa mesin yang dekat dengan masyarakat. Dan lulusan SMK dapat melanjutkan pendidikannya ke jenjang universitas di jurusan teknik mesin, karena apa yang dipelajari di SMK dan perkuliahan hampir sama. Lulusan SMK diharapkan dapat langsung terjun ke dunia kerja karena pada salah satu bagian pendidikan SMK terdapat magang industri.

2. Tingkat D-3 (Diploma Untuk Jurusan Teknik Mesin)

Pada tingkatan D-3, mahasiswa dibekali kemampuan menggunakan mesin pada tingkat mahir sebagai operator teknis mesin, serta diberikan kemampuan menganalisis masalah pada mesin.

3. Tingkat S-1 (Strata-1 Untuk Jurusan Teknik Mesin)

Mahasiswa S-1 teknik mesin dibekali hal-hal prinsip pada setiap benda yang bergerak secara fisik. Dalam komposisinya, teknik mesin S-1 lebih kepada teori dibandingkan dengan praktikum, dan SMK serta D-3 lebih ditekankan pada praktikum. Maka, tidak semua mahasiswa teknik mesin bisa memperbaiki mobil atau sepeda motor karena tidak dibekali keahlian tersebut. Namun tentu akan menjadi nilai plus jika mahasiswa mesin dapat melakukan pekerjaan SMK dan D-3. Walaupun tidak semua mahasiswa mesin dapat memperbaiki mobil atau sepeda motor, mahasiswa mesin harus mampu dan paham dalam menangani atau menganalisis permasalahan prinsipil pada mobil atau sepeda motor seperti prinsip motor bakar yang digunakan, struktur rangka kendaraan atau material yang digunakan. Untuk tingkat S-1 dibutuhkan kualifikasi ilmu fisika, matematika, serta kimia.

D.   Pada Jurusan Teknik mesin S-1, Terdapat Tmpat Bagian Kompentensi

1.      Konstruksi/Perancangan

Dalam membuat suatu mesin, hal yang terpenting dilakukan adalah merancang mesin yang akan dibuat. Tergantung kepada kebutuhan, serta spesifikasi yang diinginkan. Pada kompetensi perancangan, semua aspek perencanaan dibuat se-detail mungkin. Dari perhitungan dimensi mesin sampai dengan material yang digunakan. Biasanya keluaran dari konstruksi adalah gambar teknik atau gambar detail komponen mesin sehingga akan memudahkan bagian produksi untuk memanufaktur rancangan. Sebagai contoh, dalam membuat meja kayu. Sebelum menggergaji kayu atau memaku yang perlu dilakukan adalah mendesain rancangan, ditentukan berapa ukuran tebal kayu, lebar kayu, serta bentuk meja yang diinginkan. Dalam menentukan panjang dan lebar balok kayu yang digunakan tentu perlu dihitung kekuatan kayu tersebut. Dengan menghitung kekuatan kayu, maka dapat ditentukan berapa dimensi/ukuran panjang dan lebar balok kayu yang digunakan sehingga meja yang dibuat dapat menahan beban yang diemban oleh meja saat penggunaan sehingga aman digunakan.

2.      Material/Metalurgi

Setiap benda dimuka bumi tersusun dari atom-atom yang membentuk susunan kimiawi pada suatu zat. Dalam dunia mesin, mayoritas material yang digunakan adalah material yang mempunyai fisik keras seperti logam, keramik, komposit dan yang lainnya. Pada kompetensi material, diperlukan ilmu kimia serta ilmu fisika yang menjadi dasar dalam merancang material yang dibutuhkan untuk suatu konstruksi mesin.

3.      Konversi Energi

Hukum kekekalan energi yang berbunyi, “Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain tapi tidak bisa diciptakan ataupun dimusnahkan” menjadi dasar dari kompentensi konversi energi. Kompetensi konversi energi fokus merubah dari satu bentuk energi ke bentuk lainnya. Seperti bensin (energi kimia) diubah menjadi energi gerak di motor bakar, energi angin diubah menjadi energi listrik menggunakan turbin angin dan mesin konversi lainnya. Kompetensi ini fokus pada perancangan mesin pengkonversi energi seperti motor bakar, turbin, dan mesin lainnya, termasuk soal fluida pendukung mesin tersebut.

4.      Produksi/Manufaktur

Salah satu bagian kompetensi dalam teknik mesin adalah kompetensi produksi. Produksi/manufaktur adalah proses merubah bahan baku menjadi barang jadi/produk. Dimana terjadi proses perubahan nilai bahan mentah menjadi barang jadi. Untuk meningkatkan nilai guna bahan baku tentu dilakukan proses produksi. Sebagai contoh, dalam membuat sebuah meja. Dilakukan peningkatan nilai kayu (bahan baku) menjadi barang jadi (meja). Proses peningkatan nilai guna tersebut dilakukan perancangan meja termasuk desain dimensi meja, lalu dilakukan tahap perencanaan kerja seperti pemotongan kayu (penggergajian), pengamplasan, perakitan, dan pengecatan. Seluruh tahapan dari perencanaan kerja sampai dengan pengecatan adalah tugas dari bagian kompetensi produksi.

E.   Subdisiplin Ilmu

Bidangteknik mesindapat dianggapsebagai kumpulandari banyakdisiplin ilmuteknik mesin. Beberapa darisubdisiplinyang biasanyadiajarkandi tingkatsarjanatercantum di bawah ini, dengan penjelasansingkat danaplikasi yang palingumum darimasing-masing.Beberapasubdisiplinyang unik untukteknik mesin, sementara yang lainadalah kombinasi dariteknik mesin dansatu atau lebihdisiplin ilmu lainnya. Pekerjaan yang palingbahwa seorang insinyurmekaniktidakmenggunakanketerampilan danteknikdari beberapasubdisiplinini, sertasubdisiplinkhusus.Subdisiplinkhusus,seperti yang digunakandalam artikel ini, lebih cenderungmenjadi subyekstudipascasarjanaatau on-the-job training dari penelitiansarjana. Beberapasubdisiplinkhususdibahasdalam bagian ini.

1.      Mekanika

Dalam artipaling umum, Mekanikaadalah studi tentang kekuatandan pengaruh merekapada materi. Biasanya, mekanika rekayasa digunakan untukmenganalisisdan memprediksipercepatandan deformasi(baikelastisdan plastik) dari objek di bawahpasukandikenal(juga disebut beban) atau menekankan. Subdisiplindari mekanikatermasuk

Ø  Statika,studinon-bergerak badandi bawah bebandiketahui, bagaimana kekuatanstatismempengaruhitubuh

Ø  Dinamika(ataukinetika), studi tentangbagaimana kekuatanmempengaruhi tubuhbergerak 

Ø  Mekanikabahan,studi tentangbagaimana bahanyang berbedacacaddi bawahberbagai jenisstres

Ø  Mekanika fluida, studi tentang bagaimanacairanbereaksi terhadap kekuatan

Ø  Continuummekanik, metodepenerapanmekanikayang mengasumsikan bahwabenda yangterus menerus(bukandiskrit)

Insinyurmekanikbiasanyamenggunakan mekanikadalamdesain atauanalisisfaseteknik. Jikaproyekrekayasaadalahdesainkendaraan, statika mungkindigunakanuntuk merancangkerangkakendaraan, untuk mengevaluasidi manatekananakan sangatintens.Dinamikadapat digunakanketika merancangmesin mobil, untuk mengevaluasikekuatan dipistondan Camssebagaisiklus mesin. Mekanika bahandapat digunakanuntuk memilihbahan yang tepatuntukframe danmesin.Mekanika fluidadapat digunakanuntuk merancangsistemventilasi untukkendaraan(lihatHVAC), atau untukmerancang sistemasupan untukmesin. 

2.      Kinematika

Kinematikaadalah studi tentanggerakan benda(objek) dan sistem(kelompok objek), sementara mengabaikankekuatanyang menyebabkangerak. Pergerakancrane danosilasidaripistondalam mesinkeduanyasistemkinematiksederhana.Derekadalah jenisrantaikinematikterbuka, sedangkanpistonmerupakan bagian darihubunganempat-bar ditutup.Insinyurmekanikbiasanya menggunakankinematikadalam desaindan analisismekanisme. Kinematikadapat digunakanuntuk menemukanberbagai kemungkinangerak untukmekanismetertentu, atau, bekerja secara terbalik, dapatdigunakan untuk merancangsuatu mekanisme yangmemiliki jangkauangerakyang diinginkan.

3.MekatronikadanRobotika

Mekatronikamerupakan cabanginterdisiplinermekanik, teknik teknik elektrodan teknikperangkat lunak yangbersangkutandengan mengintegrasikanteknik listrikdan mekanikuntuk menciptakan sistemhibrida.Dengan cara ini, mesin dapatotomatismelalui penggunaanmotor listrik, servo-mekanisme, dan sistemlistrik lainnyadalam hubungannya dengansoftware khusus. Sebuah contoh umumdari sistemmekatronikadalahCD-ROM drive. Sistem mekanikmembuka dan menutupdrive, spin CDdan memindahkanlaser, sementarasistem optikmembaca datapada CDdan mengkonversi kebit. Perangkat lunak terintegrasikontrolproses danmengkomunikasikanisi CDke komputer.Robotikaadalah aplikasimekatronikauntuk menciptakanrobot, yang seringdigunakan dalam industriuntuk melakukantugas-tugas yangberbahaya,tidak menyenangkan, atau berulang-ulang. Robot inimungkindari setiap bentukdan ukuran, tetapi semuasudah diprogram sebelumnyadan berinteraksisecara fisikdengan dunia. Untuk membuatrobot, insinyurbiasanyamenggunakankinematika(untuk menentukan jangkauanrobotgerak) dan mekanik(untuk menentukan tegangandalam robot).Robotdigunakan secara ekstensif dalamteknik industri. Mereka memungkinkanbisnis untukmenyimpan uang padatenaga kerja,melakukan tugas-tugasyangterlaluberbahaya atauterlalu tepatbagi manusiauntuk melakukanmereka secara ekonomi, dan untuk memastikankualitas yang lebih baik. Banyak perusahaan mempekerjakanlini perakitanrobot, terutamadalam IndustriOtomotif danbeberapa pabrikbegiturobotizedbahwa mereka dapat menjalankansendiri. Di luarpabrik, robottelahdigunakan dalampembuanganbom, eksplorasi ruang angkasa, dan bidang lainnya. Robotjuga dijualuntuk aplikasi perumahanberbagai. 

4.Struktural Analisis

Analisis struktural adalah cabang teknik mesin (dan juga teknik sipil) yang ditujukan untuk meneliti mengapa dan bagaimana objek gagal dan untuk memperbaiki objek dan kinerja mereka. Struktural kegagalan terjadi dalam dua mode umum: kegagalan statis, dan kegagalan kelelahan. Kegagalan struktur statis terjadi ketika, di atas sedang dimuat (memiliki kekuatan diterapkan) obyek yang dianalisis baik istirahat atau cacat plastis, tergantung pada kriteria untuk kegagalan. Kelelahan kegagalan terjadi ketika objek gagal setelah sejumlah siklus bongkar muat diulang. Kelelahan kegagalan terjadi karena ketidaksempurnaan dalam objek: celah mikroskopis pada permukaan objek, misalnya, akan tumbuh sedikit dengan setiap siklus (propagasi) sampai retak cukup besar untuk menyebabkan kegagalan utama.Kegagalan tidak hanya didefinisikan sebagai saat istirahat bagian, namun; itu

didefinisikan seperti ketika bagian tidak beroperasi sebagaimana dimaksud. Beberapa sistem, seperti bagian atas berlubang beberapa kantong plastik, yang dirancang untuk istirahat. Jika sistem ini tidak pecah, analisis kegagalan mungkin digunakan untuk menentukan penyebabnya.Analisis struktural sering digunakan oleh para insinyur mekanik setelah kegagalan telah terjadi, atau ketika merancang untuk mencegah kegagalan. Insinyur sering menggunakanuntuk membantu mereka dalam menentukan jenis kegagalan dan kemungkinan penyebab. Dokumen online dan buku-buku seperti yang diterbitkan oleh ASMAnalisis struktural dapat digunakan di kantor ketika merancang bagian, di lapangan untuk menganalisis bagian gagal, atau di laboratorium mana bagian mungkin menjalani tes gagal dikendalikan. 

5. Termodinamika dan Ilmu TermoTermodinamika

Termodinamika dan Ilmu TermoTermodinamika adalah ilmu terapan yang digunakan dalam beberapa cabang teknik, termasuk rekayasa mekanik dan kimia. Pada sederhana, termodinamika adalah studi energi, penggunaan dan transformasi melalui sistem. Biasanya, termodinamika teknik berkaitan dengan perubahan energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Sebagai contoh, mesin otomotif mengkonversi energi kimia (entalpi) dari bahan bakar menjadi panas, dan kemudian menjadi kerja mekanik yang akhirnya memutar roda.Prinsip termodinamika digunakan oleh para insinyur mekanik di bidang perpindahan panas, thermofluida, dan konversi energi. Insinyur mekanik menggunakan termo-ilmu pengetahuan untuk merancang mesin dan pembangkit listrik, pemanas, ventilasi, dan AC (HVAC) sistem, penukar panas, heat sink, radiator, pendingin, isolasi, dan lain-lain

6.Desain danPenyusunan

Penyusunanatau gambarteknis adalahsarana yanginsinyurdesain produkmekanikdan membuatinstruksi untukbagian manufaktur. Sebuah gambarteknis dapatmenjadi modelkomputer ataudigambar tanganskematikmenunjukkan semuadimensiyang diperlukan untuk pembuatanbagian, sertacatatanperakitan, daftarbahan yang dibutuhkan, dan informasiterkait lainnya. Seorang insinyurAmerikamekanis ataupekerja terampilyang menciptakangambar teknisdapat disebutsebagaidrafterataujuru. Penyusunansecara historisproses dua-dimensi, tetapi komputer-aided design (CAD) programsekarang memungkinkandesaineruntuk membuatdalam tiga dimensi.
Petunjuk untukbagian manufakturharusdiumpankan kemesinyang diperlukan, baik secara manual, melalui instruksidiprogram, atau melaluipenggunaanmanufakturdibantu komputer(CAM) atau gabunganCAD ​​/CAMprogram.Opsional, seorang insinyurjuga dapatsecara manualmemproduksibagianmenggunakangambar teknis, tapi inimenjadilangkameningkat,dengan munculnyamanufaktur komputerdikontrol secara numerik(CNC). Insinyurterutamapembuatan komponensecara manualdi bidangcoating sprayditerapkan, selesai, dan proses lainnyayang tidak dapatekonomisatau praktisdilakukanoleh sebuah mesin.Penyusunandigunakandi hampir setiapvakteknik mesin, dan oleh cabang-cabanglain darirekayasadan arsitektur. Model tiga dimensiyang dibuatmenggunakanperangkat lunak CADjuga seringdigunakan dalamanalisis elemen hingga(FEA) dan dinamikafluida komputasi(CFD). 

F.    Lapanga Perkerjaan

Berbicara tentang kemajuan teknologi yang berbau mesin, pada awalnya kemajuan teknologi berkembang oleh beberapa ahli mesin yang dahulu-dahulu kala yang berusaha untuk mencari metode-metode unutk meningkatkan prosduktifitas kerja  yang lebih efektif dan efisien dengan pengontrolnya manusia itu sendiri. contoh awal penemu mesin yaitu Gutenberg pada tahun 1440an iya menemukan mesin cetak pertama kali di dunia. menurut penulis yang menghasilkan pradigma baru di dunia permesinan ialah beliau. beliau merupakan inspirasi-inspirasi lain penemu-penemu lain di dunia ini setelah beliau menghasilkan suatu alat mesin konvensioanlnya.

Tantangan disini yaitu persaingan yang sangat berat,bukan karena sesama pesaing Indonesia bahkan tenaga kerja asingpun ikut bersaing,karena Era Globalisasi yang datang begitu cepat. Pada tahun 2007 tercatat kurang lebih 75.000 tenaga asing yang bekerja di Indonesia,yang terdiri dari Advisor/consultan, Profesional, Direksi, Manager, Teknisi, supervisor dan komisaris. Asumsinya dari 2-5%nya adalah Insinyur Teknik Mesin. Maka ada 1500-3750an adalah teknik mesin. Coba jika 50%nya dari posisi teknik mesin tersebut diisi oleh tenaga lokal yakni teknik mesin juga. yaitu sekitar 750-1875an diisi oleh Teknik Mesin Indonesia maka yang hilang oleh factor globalisasi.Ada beberapa peluang yang bisa diambil /dilamar untuk lulusan Teknik Mesin.

1.      Client

 Kalau anda melamar menjadi Client itu harapan semua orang karena kalau menjadi Client nggak harus pusing mikirin masa depan dan lain-lain. Dan hanya memikirkan kerja bagus dan menaikkan karier. Tapi biasaya kalau kerja sebagai Client gajinya berdasarkan standard perusahaan dan tidak ada negosiasi.Biasanya pun Client membuka posisi untuk Fresh Engineer tapi harus siap ditraining dan gajinya pun kurang banyak, standard salary bujangan.Contoh : PT. Badak NGL Co, PERTAMINA, BP MIGAS, TOTAL E & P, CHEVRON, MEDCO, dll

2. Engineering Consultant

Kalau anda melamar pekerjaan di Engineering Consultant, sebenarnya sangat menarik sebelum anda melamar kerja sebagai Client. Tapi biasanya kalau kerja sebagai Consultant, system kerjanya kontrak, ya kontrak 1 tahun atau 2 tahun dan bisa juga kerja permanent tergantung dengan Companynya dan juga keseriusan kita bekerja.Tapi tetap kita harus memikirkan masa depan kita karena waktu kerja kontrak ada batasan waktunya. Tapi keuntungan kerja di Engineering Consultant untuk masalah gaji bila kita sudah mempunyai experience yang bagus walau hanya 2 tahun, kita bisa negosiasi mengenai masalah gaji.Tapi untuk fresh Engineer banyak peluang untuk bekerja di bidang ini.
Contoh : TRIPATRA, KBR, TECHNIP, Worley Parson, etc.

3. Inspeksi Teknik

Kalau anda belum mempunyai bidang keahlian personal nampaknya belum bisa melamar di bidang ini, karena biasanya di bidang ini mensyaratkan harus memiliki certificate sesuai dengan bidang yang dilamar, misalnya Welding Inspector, NDT Inspector dan lain-lain. Walau anda lulusan S1 Teknik Mesin nampaknya belum bisa melamar secara langsung di bidang ini sebelum anda memiliki certificate keahlian. Kecuali Company nya membuka peluang kerja untuk Fresh Engineer.
Contoh : Sucopindo, Irsindo Pratama, Surveyor Indonesia (SI), dll.

4. EPC (Engineering Procurement and Construction)

Bidang ini kombina antara bidang Engineering Consultant, Bagian Pembelian dan Construction) dan biasanya banyak juga yang membutuhkan pekerja dari Fresh Engineer. Tapi tidak ada salahnya anda mempunyai juga keahlian di bidang yang anda lamar. Tapi biasanya kalau semacam ini perusahaannya sudah sangat besar dan kadang mereka menjamin Client bisa bayar belakangan.Contoh : FLOUR dll

5. Sales / Marketing

Mungkin bagi anda lulusan Teknik Mesin yang masih baru menganggap remeh bidang ini dan hanya terfokus untuk mencari peluang kerja menjadi Client atau kerja di Engineering Consultant, tapi sebenarnya posisi ini sungguh sangat bagus untukmensupport karier ke depan anda untuk melamar kerja menjadi Client. Karena tidak jarang orang-orang yang bekerja sebagai Sales Engineer bisa direcruit oleh Client.
Sales Engineer untuk pompa, pipa, kompressor, barang-barang Instrumentasi dan lain-lain.

6. Bidang Perawatan Mesin

Produksi dari suatu perusahaan sangat bergantung pada perawatan mesin-mesin produksi maupun pada energi yang menggerakkan mesin-mesin produksi. Dari mulai pelumasan penggantian suku cadang yang sudah rusak sampai kepada pengontrolan produksi, semua itu dilakukan oleh seorang lulusan Teknik Mesin.

7. Bidang Industri Alat Berat

Lulusan Teknik Mesin dapat bekerja di industri alat-alat berat dan menempati posisi di berbagai divisi yang ada seperti divisi pengecoran, divisi rangka dan komponen, divisi perakitan, dan divisi desain. Dalam industri alat-alat berat terdapat beberapa divisi, seperti divisi pengecoran, divisi rangka dan komponen, divisi perakitan, dan divisi desain. Dalam divisi pengecoran, sarjana teknik mesin berguna dalam hal menemukan bahan yang cocok dengan pemakaian dan harganya murah untuk dijadikan bahan dalam pembuatan alat-alat berat. Seorang sarjana teknik mesin perlu menentukan jenis perlakuan fisis terhadap suatu jenis bahan agar dapat ditingkatkan kekuatan fisisnya. Dalam divisi rangka dan kompenen, seorang sarjana teknik mesin perlu mencermati titik-titik tertentu dalam alat yang akan mudah patah ataupun rusak, sehingga dapat diketahui bagian-bagian yang harus diperkuat. Hal ini tentunya akan mempengaruhi bentuk dari alat berat dan juga biaya produksinya. Dalam divisi desain, seorang sarjana teknik mesin melakukan pekerjaan dalam merancang suatu alat yang sesuai dengan permintaan pasar. Mereka bekerja dalam menggambar rancangan mereka dan juga memperkirakan mesin-mesin yang akan dipakai untuk menggerakkan alat yang mereka rancang agar hasilnya dapat memuaskan dan efisien.

8. Penguji Spesimen Produksi

Pada bidang ini seorang lulusan Teknik Mesin bertugas menguji spesimen hasil produksi, dan menentukan proses yang tepat untuk menghasilkan bahan dengan kekuatan sesuai kebutuhan penggunaannya.

9. Bidang Pemerintahan, Akademis, dan Lembaga Penelitian

Di berbagai departemen pemerintahan pusat riset dan pengembangan teknologi milik pemerintah, seperti BPPT dan IPTN. Lulusan teknik mesin juga dapat berprofesi sebagai dosen baik di perguruan tinggi negeri maupun swasta.