Life Cycle Test untuk Mengukur Umur Pakai Produk & Komponen

Life cycle test adalah metode pengujian untuk mengetahui seberapa lama produk atau komponen dapat mempertahankan fungsi dan performanya setelah digunakan secara berulang. Pengujian dilakukan dengan mensimulasikan siklus penggunaan nyata dalam jumlah tertentu, kemudian perubahan kondisi produk diamati dari awal hingga akhir pengujian.

Pada industri, mengetahui umur pakai produk tidak cukup hanya berdasarkan spesifikasi material. Komponen yang terlihat normal saat baru dapat mengalami keausan, perubahan resistance, deformasi, retak, atau penurunan fungsi setelah ribuan hingga jutaan siklus operasi. Life cycle testing banyak digunakan pada tahap R&D, product validation, quality assurance, dan evaluasi desain sebelum produk diproduksi secara massal.

Apa Itu Life Cycle Test?

Life cycle test adalah pengujian berulang yang dirancang untuk mereplikasi penggunaan produk selama masa operasionalnya. Satu cycle dapat memiliki arti berbeda tergantung produk yang diuji. Pada switch listrik, satu cycle dapat berupa proses ON dan OFF. Pada actuator, cycle dapat berarti gerakan maju dan mundur. Sementara pada baterai, satu cycle berkaitan dengan proses charging dan discharging sesuai test protocol.

Tujuannya adalah melihat bagaimana karakteristik produk berubah setelah menerima beban berulang. Engineer dapat menggunakan hasilnya untuk:

• memperkirakan durability produk
• menemukan titik kegagalan
• membandingkan beberapa desain
• mengevaluasi material
• menentukan preventive maintenance
• memverifikasi target engineering
• membantu menetapkan periode warranty

Life cycle test biasanya menghasilkan data yang jauh lebih berguna apabila kondisi pengujiannya dibuat menyerupai penggunaan nyata.

Bagaimana Proses Life Cycle Testing Dilakukan?

Metode sebenarnya harus menyesuaikan produk dan standar pengujian. Namun, prosesnya secara umum terdiri dari beberapa tahap berikut.

1. Menentukan Target dan Failure Criteria

Sebelum pengujian dilakukan, engineer perlu menentukan target cycle dan kriteria kegagalan. Misalnya sebuah komponen akan diuji hingga 100.000 kali operasi. Pengujian tidak hanya melihat apakah komponen masih bergerak, tetapi juga dapat menetapkan batas lain seperti perubahan dimensi, resistance, temperatur, force, suara, atau response time. Dengan acceptance criteria yang jelas, hasil pengujian dapat dievaluasi secara objektif.

2. Mengukur Kondisi Awal Produk

Parameter awal perlu dicatat sebagai baseline. Pemeriksaan dapat mencakup:

• kondisi fisik
• dimensi
• resistance
• voltage dan current
• force atau torque
• temperatur
• vibration
• response time

Parameter yang dipilih bergantung pada fungsi produk. Data awal nantinya dibandingkan dengan hasil setelah sejumlah cycle sehingga pola degradasi dapat terlihat.

3. Menjalankan Siklus Pengujian

Produk kemudian dioperasikan secara berulang menggunakan test system. Contohnya Open → Close → Open → Close atau Load → Release → Load → Release. Siklus dapat berlangsung beberapa jam, hari, bahkan berminggu-minggu tergantung jumlah cycle dan kecepatan pengujian. Pada tahap ini, sistem otomatis sangat membantu karena jumlah pengulangan dapat sangat besar.

4. Monitoring Selama Pengujian

Life cycle testing sebaiknya tidak hanya menghasilkan status PASS atau FAIL pada akhir proses. Data selama pengujian dapat menunjukkan kapan performa mulai berubah. Parameter seperti temperatur, current, force, displacement, resistance, dan vibration dapat direkam secara periodik atau real-time menggunakan data acquisition system. Perubahan kecil yang konsisten sering menjadi tanda awal adanya degradasi.

5. Pemeriksaan Setelah Pengujian

Setelah target cycle tercapai, specimen diperiksa kembali. Engineer kemudian membandingkan hasil akhir dengan kondisi awal dan acceptance criteria. Jika produk gagal sebelum mencapai target, failure analysis dapat dilakukan untuk mengetahui penyebabnya. Temuan tersebut dapat menjadi dasar untuk memperbaiki material, desain, manufacturing process, atau sistem pendinginan.

Life Cycle Test Tidak Sama dengan Accelerated Life Test

Keduanya sama-sama bertujuan mengevaluasi durability, tetapi metode pengujiannya berbeda. Life cycle test umumnya menjalankan produk secara berulang menggunakan kondisi operasi tertentu untuk melihat perubahan setelah sejumlah cycle. Sementara Accelerated Life Testing (ALT) memberikan stress yang lebih tinggi daripada kondisi penggunaan normal agar potensi kegagalan muncul lebih cepat.

Stress tersebut dapat berupa temperatur, vibration, electrical load, mechanical load, atau kombinasi beberapa kondisi. Karena stress ditingkatkan, hasil accelerated testing tidak boleh langsung diterjemahkan sebagai umur pemakaian tanpa model dan metode analisis yang sesuai.

Parameter yang Perlu Dipantau dalam Life Cycle Test

Tidak ada satu parameter yang berlaku untuk semua produk. Engineer perlu menentukan data berdasarkan failure mode yang ingin dianalisis.

Tren data sering kali lebih penting dibanding satu hasil pengukuran. Misalnya, resistance sebuah contact mungkin masih berada dalam batas spesifikasi, tetapi kenaikan yang konsisten setelah setiap 10.000 cycle dapat menunjukkan bahwa proses degradasi sedang berlangsung.

Aplikasi Life Cycle Test di Industri

Life cycle test digunakan pada berbagai industri karena hampir semua produk mengalami stress akibat penggunaan berulang.

Elektronik dan Electrical Components

Switch, relay, connector, circuit breaker, socket, button, dan berbagai electromechanical component memiliki mekanisme kontak yang dapat mengalami degradasi. Pengujian berulang membantu mengetahui apakah contact resistance, switching performance, atau mechanical operation masih berada dalam batas yang ditentukan.

Automotive dan Electric Vehicle

Komponen kendaraan menghadapi jutaan siklus selama masa penggunaannya. Contohnya meliputi:

• suspension component
• connector
• switch
• door mechanism
• actuator
• electronic module
• battery component

Selain pengulangan mekanis, komponen kendaraan juga menerima vibration selama beroperasi. Untuk mensimulasikan kondisi tersebut, durability test dapat dikombinasikan dengan vibration testing. ETS Solution menyediakan berbagai kategori sistem vibration test untuk industri automotive, aerospace, electronics, dan aplikasi lainnya melalui EMS Technology.

Produk Elektronik

Electronic assembly dapat mengalami stress akibat perubahan temperatur, power cycling, serta penggunaan terus-menerus. Karena itu, life cycle test terkadang dikombinasikan dengan environmental testing untuk mengetahui apakah durability berubah ketika produk berada pada temperatur atau kelembapan tertentu. Climatic chamber test dapat digunakan untuk mensimulasikan kondisi temperatur dan kelembapan sehingga pengujian lebih mendekati kondisi operasional sebenarnya.

Baterai

Pada baterai rechargeable, life cycle testing memiliki bentuk yang lebih spesifik, yaitu cycle life testing. Battery cycler menjalankan charging dan discharging secara berulang untuk mengevaluasi perubahan capacity, energy, efficiency, internal resistance, dan parameter lainnya. Pengujian tersebut berbeda dengan mechanical life cycle test, tetapi prinsip dasarnya sama: mengamati bagaimana performa berubah setelah penggunaan berulang.

Peran Vibration Testing dalam Durability Test

Produk tidak selalu mengalami beban statis ketika digunakan. Pada kendaraan, mesin industri, aerospace, dan transportasi, vibration menjadi bagian dari kondisi operasional. Karena itu, vibration shaker dapat digunakan untuk menjalankan endurance atau durability test.

ETS Solution High Force Shaker H Series, misalnya, dirancang untuk menjalankan pengujian vibration dengan specimen besar dan dapat beroperasi dalam pengujian durasi panjang. Sistem ini juga dapat diintegrasikan dengan climatic chamber untuk menggabungkan vibration, temperatur, dan kelembapan.

Untuk pengujian yang membutuhkan displacement besar pada frekuensi rendah, ETS Solution Long Stroke Shakers LS Series dapat digunakan untuk aplikasi seperti automotive component, packaging, dan durability testing. Pemilihan shaker tetap harus berdasarkan massa specimen, acceleration, frequency, displacement, dan test profile.

Baca juga: Thermal Shock Test: Pengujian Ketahanan Produk terhadap Perubahan Suhu Ekstrem

Mengapa Pengujian Perlu Menyerupai Kondisi Penggunaan?

Menjalankan produk sebanyak mungkin belum tentu menghasilkan life cycle test yang relevan. Jika kecepatan pengujian terlalu tinggi, produk dapat mengalami temperatur atau stress yang tidak pernah terjadi saat penggunaan sebenarnya. Sebaliknya, test profile yang terlalu ringan dapat gagal menemukan kelemahan desain.

Karena itu, engineer perlu memperhatikan:

• jumlah cycle
• cycle rate
• mechanical load
• electrical load
• temperatur
• humidity
• vibration
• duty cycle
• rest period
• kondisi pemasangan specimen

Test profile idealnya dibuat berdasarkan actual operating condition atau standar industri yang berlaku.

Manfaat Life Cycle Testing bagi Produsen

Data dari pengujian dapat digunakan jauh lebih luas daripada sekadar menentukan apakah produk lulus atau gagal. Produsen dapat membandingkan dua material berbeda, mengevaluasi perubahan supplier, menentukan interval maintenance, dan mengetahui komponen mana yang menjadi titik terlemah sebuah desain.

Hasil pengujian juga membantu perusahaan melakukan desain ulang sebelum produk masuk produksi massal. Dengan demikian, biaya melakukan life cycle testing pada tahap pengembangan dapat lebih kecil dibanding biaya warranty, recall, atau kegagalan produk setelah digunakan pelanggan..

Butuh Sistem Pengujian untuk Life Cycle dan Durability Test?

Setiap produk memiliki failure mode dan kondisi operasi yang berbeda. Karena itu, konfigurasi test system sebaiknya ditentukan berdasarkan actual test requirement, bukan hanya kapasitas maksimum alat.

Konsultasikan kebutuhan life cycle test, vibration test, maupun environmental test bersama EMS Technology untuk menentukan sistem, sensor, data acquisition, dan konfigurasi pengujian yang sesuai dengan produk Anda.

 

View this post on Instagram

 

A post shared by Ems Technology (@emstechid)

FAQ tentang Life Cycle Test

Apa tujuan life cycle test?

Life cycle test digunakan untuk mengevaluasi durability dan perubahan performa produk setelah mengalami penggunaan atau stress secara berulang.

Berapa jumlah cycle yang diperlukan?

Jumlahnya bergantung pada jenis produk, target umur desain, standar, dan acceptance criteria. Tidak ada angka yang berlaku untuk semua komponen.

Apakah life cycle test dapat menentukan umur produk secara pasti?

Pengujian dapat memberikan data durability dan membantu memperkirakan umur pakai, tetapi hasilnya bergantung pada test profile dan asumsi yang digunakan. Kondisi nyata di lapangan dapat berbeda.

Apa perbedaan life cycle test dan vibration test?

Life cycle test berfokus pada penggunaan atau pembebanan berulang, sedangkan vibration test mensimulasikan getaran. Pada beberapa produk, vibration dapat menjadi bagian dari life cycle atau durability testing.

Apakah temperatur perlu dikontrol saat life cycle test?

Tergantung produk. Untuk komponen yang sensitif terhadap kondisi lingkungan, temperatur dan kelembapan dapat dikontrol menggunakan climatic chamber agar pengujian lebih representatif.