14.1.1 proses pencetakan terbuka (open-mold...

12
14.1 Proses Pembuatan Komposit Material Plastik yang Diperkuat Serat. 14.1.1 Proses Pencetakan Terbuka (Open-Mold Processes) Terdapat beberapa metode cetakan terbuka untuk membuat material komposit plastik yang diperkuat serat yaitu: a. Hand Lay–Up Process Metode ini merupakan metode yang paling sederhana untuk membuat bagian yang diperkuat oleh serat. Untuk membuatnya dengan menggunakan serat gelas (fiberglass) dan sebuah polyester, pelapis gel dilapiskan pada cetakan terbuka (open mold) seperti pada Gambar 17.1a. Gambar 17.1 Metode pelapisan dengan tangan untuk pencetakan komposit material (a) Penaburan resin di atas fiber penguat di atas cetakan (b) Penggunaan roller untuk meningkatkan densitas lapisan dan menghilangkan udara yang terjebak (a) (b) YudySuryaIrawan YudySuryaIrawan Material Teknik Material Teknik

Upload: lamhanh

Post on 27-Mar-2018

221 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: 14.1.1 Proses Pencetakan Terbuka (Open-Mold Processes)yudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/MaterialTeknik14th.pdf · Penguatan fiberglass yang normalnya dalam bentuk seperti

14.1 Proses Pembuatan Komposit Material Plastik yang

Diperkuat Serat.

14.1.1 Proses Pencetakan Terbuka (Open-Mold Processes)

Terdapat beberapa metode cetakan terbuka untuk membuat material komposit plastik yang diperkuat serat yaitu:

a. Hand Lay–Up Process

Metode ini merupakan metode yang paling sederhana untuk membuat bagian yang diperkuat oleh serat.

Untuk membuatnya dengan Untuk membuatnya dengan menggunakan serat gelas (fiberglass) dan sebuah polyester, pelapis gel dilapiskan pada cetakan terbuka (open mold) seperti pada Gambar 17.1a.

Gambar 17.1 Metode pelapisan dengan tangan untuk pencetakan komposit material

(a) Penaburan resin di atas fiber penguat di atas cetakan

(b) Penggunaan roller untuk meningkatkan densitas lapisan dan menghilangkan udara

yang terjebak

(a) (b)

�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan Material TeknikMaterial Teknik

Page 2: 14.1.1 Proses Pencetakan Terbuka (Open-Mold Processes)yudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/MaterialTeknik14th.pdf · Penguatan fiberglass yang normalnya dalam bentuk seperti

Penguatan fiberglass yang normalnya dalam bentuk seperti kain atau alas, secara manual diletakkan di dalam cetakan.

Resin dasar yang telah dicampur dengan katalis dan pemercepat diletakkan dalam cetakan dengan penaburan, penyikatan atau penyemprotan.

Roller (Gambar 17.1b) atau penyapu digunakan membasahi penguat dengan resin dan menghilangkan udara yang terjebak.

Untuk mempercepat ketebalan dinding bagian

(a) (b)

Gambar 17.1 Metode pelapisan dengan tangan untuk pencetakan komposit material

(a) Penaburan resin di atas fiber penguat di atas cetakan

(b) Penggunaan roller untuk meningkatkan densitas lapisan dan menghilangkan udara

yang terjebak

ketebalan dinding bagian yang dibuat, lapisan alas fiberglass atau anyaman

dan resin ditambahkan.

Aplikasi pada badan kapal,

tangki, rumah dan panel

bangunan.

�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan Material TeknikMaterial Teknik

Page 3: 14.1.1 Proses Pencetakan Terbuka (Open-Mold Processes)yudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/MaterialTeknik14th.pdf · Penguatan fiberglass yang normalnya dalam bentuk seperti

b. Spray- Up Process

Metode penyemprotan untuk membuat cangkang material komposit plastik diperkuat

serat ini mirip dengan metode pelapisan dengan tangan dan dapat digunakan untuk

membuat lambung kapal, bak mandi, dan bentuk lain yang berukuran sedang dan besar.

Dalam proses ini bila fiberglass digunakan, anyaman serat kontinyu diumpankan melalui

kombinasi antara pemotong dan spray gun seperti pada Gambar 17.2 yang terus

menerus mendeposit potongan anyaman serat dan resin yang dikatalis menjadi keras

dalam cetakan.

Lapisan yang terdeposit ditingkatkan densitasnya dengan sebuah roller atau penyapu

untuk menghilangkan udara dan menjamin resin meresap dalam serat pengeras.untuk menghilangkan udara dan menjamin resin meresap dalam serat pengeras.

Gambar 17.2 Metode penyemprotam

untuk pencetakan material komposit

plastik yang diperkuat serat. Keuntungan

dari metode ini meliputi tingkat

komplesitas bentuk dari benda kerja

dapat diatasi dan proses ini dapat

diotomasi.

Lapisan banyak dapat ditambahkan hingga

ketebalan tertentu. Sedangkan pengerasan

dapat dalam suhu ruang atau diberi panas

�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan Material TeknikMaterial Teknik

Page 4: 14.1.1 Proses Pencetakan Terbuka (Open-Mold Processes)yudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/MaterialTeknik14th.pdf · Penguatan fiberglass yang normalnya dalam bentuk seperti

Filament-Winding Process

Proses ini digunakan untuk membuat komposit silinder berlubang yang

memiliki kekuatan yang tinggi.

Dalam proses ini penguatan serat diumpankan melalui bak resin dan

kemudian dianyam pada mandrel yang sesuai (gambar 17.3).

Saat tebal lapisan mencukupi, mandrel teranyam komposit dikeraskan

dalam suhu ruang atau suhu tinggi dalam sebuah oven.

Bagian yang tercetak dilepas dari mandrel.

Aplikasi pada tangki penampung bahan bakar atau bahan kimia, Aplikasi pada tangki penampung bahan bakar atau bahan kimia,

bejana tekan dan tempat motor roket (gambar 17.4).

Gambar 17.3 Proses pelilitan filamen

untuk membuat material komposit plastik

diperkuat serat. Pertama-tama serat-

serat diresapi dengan resin plastik

kemudian dililitkan melingkar pada drum

yang berputar. The carriage (pembawa)

yang terdiri atas serat yang diresapi resin

bergerak melintang meletakkan serat

pada drum selama pelilitan.

�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan Material TeknikMaterial Teknik

Page 5: 14.1.1 Proses Pencetakan Terbuka (Open-Mold Processes)yudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/MaterialTeknik14th.pdf · Penguatan fiberglass yang normalnya dalam bentuk seperti

Gambar 17.4 Proses pelilitan filamen untuk sebuah tutup

motor untuk roket yang menggunakan serat Kevlar 49 dan

resin epoxy (atas kebaikan the Du Pont Co.)

�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan Material TeknikMaterial Teknik

Page 6: 14.1.1 Proses Pencetakan Terbuka (Open-Mold Processes)yudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/MaterialTeknik14th.pdf · Penguatan fiberglass yang normalnya dalam bentuk seperti

14.1.2 Proses Pencetakan Tertutup (Closed-Mold Processes)

untuk Material Komposit Plastik diperkuat Serat

Gambar 17.5 Urutan proses untuk proses injection

molding dengan menggunakan ulir bolak-balik untuk

material komposit material plastik.

Injection and Compression Molding

Prosesnya dalam Gambar 17.5 dan 17.6 sama dengan proses

pencetakan plastik, hanya saja material plastik diganti dengan

material plastik yang diperkuat dengan serat.

material komposit material plastik.

a. Serat yang diresapi resin plastik dimasukan dalam

pengumban dan dialirkan ke dalam sekrup yang

berputar

b. Resin plastik mencair dalam perjalanan dalam

sekrup dan di saat plastik berada di ujung nosel

sekrup diam.

c. Sekrup sebagai plunger mendorong ke depan resin

dan serat untuk mengisi cetakan yang kosong.

d. Sekrup ditarik dan komposit yang telah jadi ditarik

�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan Material TeknikMaterial Teknik

Page 7: 14.1.1 Proses Pencetakan Terbuka (Open-Mold Processes)yudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/MaterialTeknik14th.pdf · Penguatan fiberglass yang normalnya dalam bentuk seperti

Gambar 17.6 Compression Molding (pencetakan tekan)

a) Penampang melintang dari cetakan terbuka yang terdiri atas bentuk baklu plastik

yang terisi oleh serat.

b) Penampang cetakan menutup dan menekan spesimen menjadi bentuk akhir

yang diinginkan dengan kelebihan flash di samping

�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan Material TeknikMaterial Teknik

Page 8: 14.1.1 Proses Pencetakan Terbuka (Open-Mold Processes)yudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/MaterialTeknik14th.pdf · Penguatan fiberglass yang normalnya dalam bentuk seperti

Sheet Molding Compound (SMC)Proses ini dijalankan otomatis dan yang relatif baru untuk membuat produk plastik diperkuat serat khususnya untuk industri otomotif.Proses ini memungkinkan kontro resin yang sangat baik dan produk memiliki kekuatan mekanis yang badik dengan volume produksi, ukuran yang tinggi serta produk yang tinggi sifat keseragamannya.

Panjang

chopped roving

Gambar 17.7 Proses manufaktur untuk Sheet-Moulding Compound (SMC) (Bahan Campuran

Pencetakan Lembaran). Mesin menunjukkan memproduksi sebuah sandwich dari fiberglass dan

pasta pengisi resin(resin/filler paste) di antara dua lembaran film tipis dari polyethylene. Produk

SMC ini harus dituakan/dikeraskan sebelum ditekan menjadi produk akhir.

chopped roving

sekitar 5 cm

�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan Material TeknikMaterial Teknik

Page 9: 14.1.1 Proses Pencetakan Terbuka (Open-Mold Processes)yudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/MaterialTeknik14th.pdf · Penguatan fiberglass yang normalnya dalam bentuk seperti

Setelah produk dari SMC keluar dari mesin maka akan disimpan dalam ruang

khusus (maturation room) selama 1 hingga 4 jam sehingga lembaran dapat

membawa serat gelas yang terjepit di antara plastik.

Roll dari SMC kemudian digerakan untuk mendekatkannya ke bagian press dan

pemotongan produk SMC m enjadi pola tertentuk untuk bagian khusus dan

ditempatkan pada cetakan logam yang tepat yang memiliki suhu 149°C.

Selanjutnya press hidrolis digutup dan SMC mengalir secara uniform mengisi

cetakan di bawah tekanan 1000 psi hingga membentuk produk akhir.

Terkadang produk akhir dikeluarkan di antara proses penekanan agar didapatkan

kualitas permukaan yang lebih baik.

Gambar 17.8 Panel terluar dari

penutup mesin depan Chevrolet

Corvette 1984. Panel ini terbuat dari

Sheet Moulding Compound yang

ditekan pada suhu 149°C dengan

tekanan 6.89 MPa untuk 60 hingga

90 detik

�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan Material TeknikMaterial Teknik

Page 10: 14.1.1 Proses Pencetakan Terbuka (Open-Mold Processes)yudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/MaterialTeknik14th.pdf · Penguatan fiberglass yang normalnya dalam bentuk seperti

Continuous-Pultrusion ProcessProses yang ditunjukkan dalam gambar 17.9 ini digunakan untuk membuat plastik diperkuat serata yang memiliki penampang yang tetap seperti bentuk struktur, batang(beams), channel, pipa dan tabung.Produk memiliki kekuatan yang sangat tinggi karena memiliki konsentrasi serat yang tinggi dan pararel terhadap arah penarikannya.

Gambar 17.9 Proses pultrusi untuk membuat komposit material plastik

diperkuat serat. Serat diserapi resin yang diumpankan ke dalam cetakan

panas dan kemudian ditarik keluar dengan perlahan sebagai material

komposit yang telah dikeraskan dengan bentuk penampang yang tetap.(dari

H.G. De Young, Plastic Composite Fight for Status, High Technol., Oct 1983)

�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan Material TeknikMaterial Teknik

Page 11: 14.1.1 Proses Pencetakan Terbuka (Open-Mold Processes)yudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/MaterialTeknik14th.pdf · Penguatan fiberglass yang normalnya dalam bentuk seperti

Terima kasih kepada Para Penulis Buku

yang menjadi acuan mata kuliah ini:

William F. Smith, Foundations of Materials

Science and Engineering, McGraw-Hill

International Editions

�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan Material TeknikMaterial Teknik

Page 12: 14.1.1 Proses Pencetakan Terbuka (Open-Mold Processes)yudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/MaterialTeknik14th.pdf · Penguatan fiberglass yang normalnya dalam bentuk seperti

Thank you for your kind attention

Have a nice learning and day

�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan Material TeknikMaterial Teknik