pembentukan plastik dan material komposit
Post on 02-Jun-2018
322 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
1/29
1.1Pengantar
Benda plastik hampir kita temukan di semua tempat, mulai dari bungkus
makanan, peralatan elektronik, mobil, motor, peralatan rumah tangga dan sebagainya.
Untuk membentuk plastik tersebut setiap jenis bentuk dan material plastik
mempengaruhi proses dan teknologi pembuatannya.
Pada sekitar tahun 1800 an teknologi plastik mulai di kembangkan, pada tahun
1968 John Wesley Hyatt membuat ball bilyard dengan meninjeksikan celluloid ke
dalam mold, pada tahun 1872 John dan Isaiah Hyatt mematenkan mesin injection
molding untuk pertama kalinya, selanjutnya perkumpulan industry plastik di bentuk
pada tahun 1937, yang di lanjutkan pembentukan perkumpulan plastik engineer pada
tahun 1941
Sementara untuk komposit Banyak teknologi modern saat ini memerlukan
material dengan kombinasi sifat yang tidak biasa yang tidak bisa dipenuhi oleh
paduan logam, keramik, maulun polimer. Biasanya material dengan properties tidak
biasa ini dibutuhkan untuk lingkungan aerospace, under water, dan beberapa aplikasi
transportasi. Kombinasi beberapa sifat material ini dikembangkan dalam bentuk
material komposit.
Komposit adalah gabungan dua material atau lebih secara makroskopis untuk
memperoleh sifat material yang diinginkan. Teknologi material terus dikembangkan,
untuk mendapatkan material dengan kekuatan lebih dan dengan bahan yang lebih
efisien dapat dilakukan dengan teknologi komposit. Komposit terdiri dari dua
komponen yaitu matriks dan penguat. Matriks berfungsi sebagai pengikat, pelindung
terhadap pengaruh lingkungan.
Kelebihan material komposit adalah sifat mekanik spesifiknya tinggi, ketahanan
korosi yang tinggi, mudah dibuat dan serat dapat diatur sesuai dengan arah
pembebanan. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap sifat komposit adalah sifat
dari matriks dan penguatnya, fraksi volume matriks dan penguatnya, proses
pembuatan, dan interface antara matriks dan penguat.
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
2/29
1.2Proses Pembuatan Plastik
Bahan plastik dapat dikelompokkan menjadi 2 golongan, yaitu termoseting
dan termoplastik. Bahan termoseting dibentuk menjadi produk memerlukan panas
dengan atau tanpa tekanan dan menghasilkan produk yang keras dan tetap. Panas
yang diberikan untuk melunakan material, panas tambahan atau bahan kimia khusus
akan menimbulkan perubahan kimiawi yang disebut polimerisasi dan sesudah itu
plastik tidak dapat dilunakkan lagi. Polimerisasi adalah suatu proses kimia yang
menghasilkan susunan baru dengan berat molekul yang lebih besar dari bahan
semula.
Proses pemberian bentuk plastik termoseting mencakup penekanan atau
pencetakan transfer, pengecoran, laminasi dan impregnasi. Plastik termoseting dapat
juga digunakan untuk membuat busa yang tegar atau fleksibel.
Bahan termoplastik tidak mengalami polimerisasi dalam proses pemanasan
dan pembentukannya dan tidak menjadi bahan keras. Jenis plastik ini tetap lunak pada
temperatur tinggi dan baru mengeras ketika didinginkan. Disamping itu termoplastik
ini dapat dicairkan kembali berulang-ulang, dengan pemanasan kembali, menyerupai
sifat parafin atau lilin. Bahan termoplastik terutama dibentuk dengan cara pencetakan
injeksi atau tiup, ekstrusi, pembentukan termal dan pengerolan.
Bermacam-macam bahan mentah plastik, seperti macam-macam produk
pertanian, mineral dan material organis termasuk batubara, gas alam, minyak bumi,
batu kapur, silika dan belerang. Selain bahan-bahan tadi, masih ditambah bahan
penambah seperti zat pewarna, pelarut, pelumas, pengubah sifat plastis dan bahan
pengisi. Bahan pengisi ini dapat berbentuk kayu, tepung, kapas, serat, asbes, bubukan
logam, grafit dan bahan-bahan lain yang dapat dipakai sebagai pengisi. Keuntungan
dari pemakaian bahan pengisi adalah menurunkan ongkos produksi, mengurangi
pengerutan, menaikan ketahanan panas, memberikan kekuatan kejut atau memberikan
trik sifat-sifat lain pada produk.
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
3/29
1.3Bahan Termoseting
Plastik jenis ini banyak dipakai untuk membuat bagian instrumentasi, tangkai
alat rumah tangga, piring, cawan mangkok dan lain lain. Beberapa bahan termoseting
yang penting antara lain :
1. Phenol formaldebida.
Bahan ini dikembangakan oleh Baekeland, merupakan plastik termoseting
yang terpenting dalam industri. Resin penol ini merupakan resin sintetis hasil
reaksi phenol dan formaldehida, yang merupakan baban yang keras dan kuat,
tahan dipakai. Bahan ini mudah dicetak pada berbagai kondisi, tahan panas
dan kedap air, dapat dibuat dalam beraneka warna. Jenis ini banyak dipakai
sebagai bahan pelindung, pelapis, pengikat batu gerinda dan bahan
campuran untuk lem logam dan gelas dan produk-produk cetak lainnya,
seperti rumah radio, tusuk kontak listrik, tutup botol, tangkai pisau,dan lain
lain.
2. Resin amino.
Bahan ini dapat berbentuk tepung atau larutan untuk bahan pelapis dan
sejenisnya. Resin yang terpenting ialah formaldehida urea dan formaldehida
melamin. Untuk meningkatkan sifat mekanik dan listrik dapat ditambahkan
pengisi. Karena melamin mempunyai sifat mampu alir yang sangat baik,
melamin dicetak transfer untuk sendok garpu, bagian dari perapian, dudukan
lampu, kancing, rumah jam dan lain lain.
3. Resin furan
Bahan ini diperoleh dengan memproses limbah pertanian seperti tongkol
jagung, kulit padi dan biji kapas dengan suatu kimia tertentu. Bahan resin
yang dihasilkan dapat dengan mudah mengalir pada temperatur rendah dan
mengeras kembali dengan cepat pada temperatur sedikit lebih rendah. Warna
produk agak tua, kedap air dan mempunyai sifat-sifat listrik yang baik. Resin
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
4/29
furan dapat digunakan pula sebagai pengikat inti pasir, pengeras campuran gip
dan pengikat berbagai produk yang terdiri dari campuran grafit.
4. Melamin.
Resin melamin atau formaldehide melamin adalah sintesa dari karbida
kalsium dengan nitrogen. Resin ini dibuat untuk mengisi sifat fisis dan
listrik resin amino dan penol. Resin ini mempunyai dielektris tinggi, tahanan
loncatan listrik tinggi serta tahan panas yang tinggi, rendah sifat absorbsi air.
Karena sifatnya jenis ini banyak dipakai untuk alat telepon, blok terminal dan
pemutus arus listrik. Juga dipakai sebagai pelapis, alat-alat makan, kancing
baju, pemegang lampu dan isolasi.
5. Epoksida.
Resin epoksida dibuat pertama kali di Amerika Serikat, digunakan untuk
pengecoran, pelapisan, pencetakan, perlindungan bagian-bagian listrik,
campuran cat dan perekat. Resin yang telah diawetkan mempunyai sifat tahan
kimia yang baik, sifat listrik yang baik, kuat, daya ikat pada logam dan gelas
yang baik dan stabilitas dimensi yang baik. Bahan ini dapat juga digunakan
untuk menbuat panel sirkuit cetak, tangki, jig dan cetakan tekan untuk
pembentukan logam ( resin tahan aus dan tahan kejut).
6. Silikon.
Polimer dengan dasar silikon berbeda dalam materialnya dengan bahan plastik
lainnya dengan bahan dasar atom karbon. Sifat-sifat yang menonjol adalah
tahan panas yang tinggi, stabilitas sifat pada temperatur tinggi, sifat elektris
yang baik dan kedap air. Beberapa jenis minyak dan gemuk yang memakai
campuran silikon dapat berfungsi pada temperatur -40 sampai 260 C. Silikon
resin dapat dicetak, sebagai pelapis atau diproses menjadi lempengan atau
blok busa. Pemakaian lain meliputi karet silikon untuk gasket, penyambung
listrik, pelindung alat-alat elektronika. Resin silikon dibentuk secara cetak
tekan, cetak transfer, ekstrusi atau dicor
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
5/29
1.4Bahan Termoplastik
Bahan bahan termoplastik yang diperdagangkan dalam jumlah besar meliputi
material- material :
1. Selulosa.
Bahan ini banyak dipakai karena bahan baku pembuatnya mudah didapat,
yaitu material yang berserat seperti kapuk dan kayu. Bahan ini sangat kuat dan
dapat diberi berbagai warna. Selulosa nitrat memiliki sifat ulet yang besar,
mudah terbakar, pengibas air dan bewarna bening, dipakai untuk pena tulis,
bola pimpong, perhiasan, pegangan sikat gigi dan lain lain. Selulosa asetat
mempunyai kekuatan mekanis yang cukup dan mudah dibentuk menjadi
lembaran atau dicetak injeksi, cetak tekan , ekstrusi dan bahan stabil. Dipakai
untuk pengepak, mainan, kenop, rumah lampu baterai, panel radio dan batang-
batang ekstrusi. Jenis selulosa yang lain seperti selulosa asetat butirat, etil
selulosa, selopen.
2.
Polisteren.Bahan yang cocok untuk dicetak injeksi dan ekstrusi. Sifat yang menonjol
adalah berat jenis rendah, bewarna mulai dari bening sampai gelap, tahan air
dan sifat isolasi tinggi. Sifat terakhir ini membuat bahan ini banyak dipakai
sebagai isolasi menggantikan karet. Pemakaian lainnya meliputi, kotak aki,
piring, bagian radio, lensa dan tegal dinding.
3. Polietilen.
Bahan ini memiliki fleksibilitas pada temperatur ruang dan temperatur rendah,
kedap air, tahan terhadap zat kimia, dapat disambung dengan dipanaskan dan
dapat bewarna-warni. Jenis ini yang mempunyai berat jenis antara 0,91
sampai 0,96 terapung diatas air. Harganya murah dan baik untuk bahan
pengemas dan botol tekan (karena kedap air). Produk bahan ini meliputi
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
6/29
cetakan es, bak pencuci film, kain, lembaran pembungkus, botol susu bayi,
selang air, kabel koaksial dan bahan isolasi untuk frekuensi tinggi.
4. Resin vinil.
Resin finil yang banyak beredar di pasar mencakup jenis polivinil klorida,
polivinil butirat dan polivinilidenklorida. Ketiganya merupakan bahan
termoplastik yang dibentuk menjadi berbagai jenis produk melalui proses
cetak tekan atau cetak injeksi, ekstrusi atau cetak tiup. Resin vinil sangat baik
untuk pelapis permukaan dan untuk lemmbaran yang kaku dan fleksibel.
Polivinil butirat adalah resin yang jernih dan liat dan biasanya digunakan
sebagai bahan pelapis antara pada gelas keamanan, jas hujan, tangki dan
produk cetak yang fleksibel. Bahan ini tahan kelembaban, mudah melekat dan
stabil terhadap cahaya dan panas. Polivinil klorida mempunyai daya tahan
yang baik terhadap berbagai pelarut dan tidak mudah terbakar. Digunakan
sebagai bahan menggantikan karet, jas hujan, kemasan dan botol cetak tiup.
Poliviniliden klorida digunakan untuk pengemas makanan dan pipa. Busa
vinil digunakan sebagai pelampung, jok dan lapisan pelindung.
5.
Resin akrilik.Resin ini sangat penting karena memiliki daya tembus cahaya yang sangat
baik, mudah dibuat dan tahan terhadap kelembaban. Resin akrilik yang paling
banyak digunakan ialah metil metakrilat, dan lazim dikenal dengan nama,
dagang Lucite (du Pont) dan Plexiglas (Rohm Haas). Bahan ini dapat dibentuk
secara cor, ekstrusi, cetak atau tarik bentuk. Banyak digunakan antara lain
sebagai jendela pesawat terbang, pintu, penutup alat pengukur, alat
kecantikan, model transparan dan penutup tembus pandang.
6.
Karet tiruan.
Karet tiruan merupakan karet buatan manusia yang mempunyai nama-nama
antara lain Thiokol, Neopren, GR-S, Buna N, Butil dan karet silikon secara
komersiel dikenal. Jenis GR-S merupakan karet tiruan yang paling banyak
diproduksi, karena sangat cocok untuk ban kendaraan dan meru:pakan suatu
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
7/29
kopolimer dari butadiena dan stirena yang dapat diolah sehingga mencapai
kekerasan yang diinginkan. Kekuatan GR-S dapat dinaikkan dengan
menambah karbon hitam dan untuk ban khusus dicampur dengan karet alam.
Buna N atau karet nitrid (kopolimer butadien akrilonitril) banyak digunakan
untuk slang oli, gasket dan diafragma, karena memiliki daya tahan terhadap
oli. Kadangkala dicampur dengan phenol dan plastik vinil. Thiokol atau
posulfida organik sangat tahan terhadap minyak, oli dan dan cat dan juga
tahan terhadap sinar matahari. Oleh karenanya cocok untuk slang, sol sepatu,
pelapis kain dan lapisan isolasi. Produk dapat dicetak dalam mesin plastik.
Polimer kloropen dibuat dari batu bara, batu kapur, air dan garam. Kalsium
karoida dibuat dari batu bara dan batu kapur bila ditambah air membentuk gas
karbid (C2H2). Gas ini bila dicampur dengan hidrogen klorida membentuk
kloropen yang bila berpolimerisasi berubah menjadi neopren. Karena
memiliki sifat tahan terhadap oli, panas dan sinar matahari dipakai untuk
membuat konveyor, sol sepatu, baju pelindung, isolasi, slang, rol cetak, ban
luar dan dalam dan bahan pengikat roda, gerinda. Neopren mempunyai
kegunaan yang lebih luas dari jenis karet tiruan lainnya dan dapat
menggantikan karet alam hampir pada semua bidang pemakaian. Butil suatu
kopolimer isobutilen mempunyai sifat seperti karet alam. Karena kekakuan,
tahan abrasi dan permeabilitas yang rendah, maka bahan ini banyak dipakai
untuk ban dalam. Penggunaan lainnya meliputi slang uap, ban konveyor untuk
material panas dan bahan lapisan tangki.
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
8/29
1.5Sifat dan Jenis Plastik
Masing-masing plastik memiliki sifat-sifat yang berbeda, berikut beberapa
karakteristik sifat plastik.
1. PET atau PolyEthylene Terephthalate
Adalah Jenis Plastik yang hanya bisa sekali pakai, seperti biasa Botol air
Mineral dan hampir semua Botol minuman lainnya. PET bersifat jernih, kuat,
tahan bahan kimia dan panas, serta mempunyai sifat elektrikal baik yang Jika.
Pemakaiannya dilakukan secara berulang, terutama menampung air panas,
lapisan polimer botol meleleh mengeluarkan zat karsinogenik dan dapat
menyebabkan Kanker. Pengunaan PET sangat luas antara lain : Botol-botol
untuk air mineral, soft drink, kemasan sirup, saus, selai, minyak makan.
2. HDPE atau High Density PolyEthylene
Merupakan Jenis Plastik yang aman jika dibandingkan dengan Jenis Plastik
PET karena memiliki sifat tahan terhadap suhu tinggi. Sering dipakai untuk
Botol susu yang berwarna putih susu, Tupperware, Botol Galon air minum,
dan lain-lain. Meski demikian, jenis plastik disarankan untuk tidak dipakai
berulang.
3. PVC atau PolyVinyl Chloride
Merupakan Jenis Plastik yang sulit didaur ulang, seperti botol-botol Plastik
dan Plastik Pembungkus. Jangan gunakan Plastik jenis ini untuk membungkus
makanan karena jenis plastik ini memiliki kandungan PVC atau DEHA yang
berbahaya untuk Ginjal dan Hati.
4. LDPE atau Low Density PolyEthylene
Merupakan Jenis Plastik yang bisa didaur Ulang, baik dipakai untuk tempat
minuman maupun makanan.
5. PP atau PolyPropylene
Memiliki sifat tahan terhadapbahan kimia (chemical Resistance) yang baik
tetapi ketahan terhadap pukul (Impact Strenght) rendah. Juga baik digunakan
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
9/29
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
10/29
Cetak tiup/Blowing
Thermoforming/vacum forming
Pengerjaan bahan plastik dengan penguat serat.
Rotate casting
Expanding foming
Spinning
Blow film
Proses pengerjaan untuk Thermosetting :
Hand lay up
RIM (Reaction Injection Moulding)
Compression molding
Transfer moulding
Casting
Spraying
1.6.1 Pengerjaan Permesinan
Pada prinsipnya pengerjaan plastik dengan permesinan dapat dikerjakan
dengan pengerjaan logam/kayu yang biasa, hanya harus mengadakan perubahan
pada alat potong. Hal yang harus diperhatikan adalah sifat plastik yang sensitif
terhadap panas dibanding logam. Dapat melakukan proses pemotongan sedikit-sedikit dengan kecepatan potong yang tinggi dan pemakanan rendah.
Beberapa pengerjaan yang termasuk pengerjaan permesinan,
Memotong
Kikir
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
11/29
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
12/29
untuk membentuk bentuk yang sangat panjang dengan jumlah besar, lalu dapat
dipotong-potong dengan bentuk menjadi kecil-kecil. Ekstrusi dapat menghasilkan
tingkat output tertinggi dari setiap proses plastik misalnya, pipa telah dibentuk di
tekanan 2000 lb / h (900 kg / jam).
1.6.4
Injeksi
Proses pembentukan produk berbahan plastik dengan cara menginjeksikan
atau menyuntikan plastik cair kedalam sebuah rongga cetak yang kemudian
didinginkan dan dikeluarkan dari rongga cetak. Material dari proses ini adalah plastik
dengan bentuk granula ( butiran kecil ), powder ataupun larutan. Pengerjaan ini
menggunakan cetakan tertutup.
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
13/29
1.6.5 Blowing
Blow molding atau blow forming adalah suatu proses pembuatan plastik
(termoplastik) yang bentuknya memiliki rongga rongga pada bagian tengah dari
produk. Plastik cair pada proses ini berbentuk pipa kemudian dimasukan kedalam
cetakan lalu ditiup hingga menempel pada dinding cetakan. Pada hasil cetakanya,
proses ini cenderung memiliki ketebalan dinding yang tidak merata dan umumnya
produk berupa silinder.
Proses ini terdiri dari pembentukan sebuah tabung (disebut parison) dan
memasukkan udara atau gas lain yang menyebabkan tabung tersebut mengembang
menjadi berongga, tertiup bebas sesuai cetakan untuk membentuk menjadi produk
dengan ukuran dan bentuk tertentu. Parison secara tradisional dibuat oleh proses
ekstrusi.
Contoh Produk dengan proses Blowing :
Botol-botol minuman; segala produk yang berbentuk botol/silinder.
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
14/29
1.6.6
Thermoforming / Vacum Forming
Thermoforming adalah salah satu metode dan banyak dipakai dalam
memproses material plastik. Produk dari proses Vacuum Forming sangat banyak dan
memegang peranan penting dalam kehidupan sehari-hari.
Thermoforming adalah pembentukan lembaran plastik menjadi bagian-
bagian melalui aplikasi panas dan tekanan. Tooling untuk proses ini adalah yang
paling murah dibandingkan dengan proses plastik lainnya. Juga dapat menampung
bagian lembaran yang sangat besar serta bagian-bagian kecil.
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
15/29
1.6.7
Pengerjaan bahan plastik dengan penguat serat.
Plastic dengan penguat serat ini adalah resin dengan rambahan penguat dari
serat, contohnya resin polyster dan Resin Epoxid, sedang penguatnya misalnya dari
seart gelas.
Dimana untuk memprosesnya ada beberapa cara antara lain :
o Laminasi dengan tangan
o Pengerjaan serat semprot
o Press dingin
o Press panas
o Laminasi kotinyu
o Sentrifugal
o Pengerjaan Elektrostatik
1.6.8 Rotate casting
Rotational Molding Process adalah salah satu proses pembentukan plastic.
Biasa juga disebut rotomoulding biasanya menggunakan temperature yang tinggi,
tekanan rendah (low pressure) dalam metode manufakturingnya yang
mengkombinasikan panas dan perputaran bi-axial (bi-axial rotation).
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
16/29
Dalam proses ini, bubuk digilas halus dan dipanaskan dalam cetakan yang
berputar sampai meleleh. Jika bahan cair yang digunakan, proses ini sering disebut
lumpur salju molding. Resin yang melebur akan seragam dalam melapisi permukaan
dalam cetakan.
1.6.9 Expanding foming
Dalam proses expanding/foaming matrial plastik dapat dikembangkan/
diperpanjang/ dipeluas. Campuran resin yang mengandung katalis dan bahan kimia
yang dapat membantu proses perpanjangan (expanding) ditempatkan pada sebuah
cetakn dimana ia akan memanjang kestruktur yang berbentuk sel. Polyurethanes,
polyethers, ureaformaldehida, polyvinys, dan phenoliks adalah bahan-bahan yang
sering dikerjakan dengan cara ini. Perlengkapan flotasi, spoges, kasur-kasur, dan
bantalan pengamanan adalah contoh dari yang sering dibuat dengan cara ini.
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
17/29
1.6.10 Spinning
Spining dari plastic bisa dipanaskan dimulurkan, ditark, menjadi serabut,
kemudian dipintal menjadi benang bisa lebih kuat.
Contoh: kain tas, jaring, gelasan,jala ikan
1.6.11 Blow film
Proses blown film adalah proses pembentukan plastik berongga dengan carameniupkan udara bertekanan ke material plastik hasil ekstrusi melalui cincin udara
(air ring). Material plastik yang digunakan biasanya adalah PE (LDPE & HDPE).
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
18/29
1.7 PROSES PENGERJAAN PLASTIK THERMOSETTING
1.7.1
Hand Lay Up
Hand Lay Up adalah proses pengerjaan plastic secara manual dengan mold
sebagai cetakkan dibentuk sedemikian rupa, lalu dilapisi lapisan pemisah ( release
agent) sehingga cairan resin dan cetakkan tidak menempel, lalu dilapisi cairan resin.
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
19/29
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
20/29
1.7.3 Compression Mold
Compression mold adalah suatu metoda pembentukan plastic dengan cara
memanaskan cavity terlebih dahulu. Ada 4 tahap pada compression mold, pertama
letakan bahan plastic pada cavity yang sudah dipanaskan, ditekan, dimampatkan, dan
kemudian dikeluarkan. Kontruksi utamanya adalah punch(cavity), core(inti),dan
system ejection.
Contoh produk dari proses ini adalah : Sakelar , batu gerinda, stop kontak.
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
21/29
1.7.4 Transfer Molding
Seperti compression mold, dimana pada proses ini jumlah material (pada
umumnya thermoset plastik) terukur dan dimasukkan sebelum molding beroprasi(saat
cavity terbuka). Material dipanaskan dulu kemudian disimpan pada pot. Kemudian
material ditekan dan keluar melalui sprue dan runner,material mengisi Cavity. Pada
saat material(produk) dikeluarkan(ejector) scrap bekas sprue dan runner lepas dari
produk.
1.7.5 Casting
Casting adalah proses pembentukan produk plastik dengan cara memasukan
plastik panas kedalam cetakan kemudian cetakan diberikan tekanan. Tetapi berbeda
dengan proses injeksi. Material plastik yang biasa digunakan adalah PE,PVC,ataupun
PP.
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
22/29
Contoh produk :proses pembuatan press tool, JF, moulding
1.7.6 Spraying
Proses spraying adalah proses penyemprotan material plastik yang biasanya
digunakan pada logam, agar material logam dapat lebih tahan terhadap korosi dan
terlihat lebih bagus.
Kaedah semburan pada dasarnya, mempunyai ciri-ciri pengendalian yang
sarna dengan Kaedah Hand Lay Out, hanya yang membedakan adalah material
plastiknya. Kaedah pembuatan ini adalah sesuai digunakan untuk menghasilkan
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
23/29
volume produk yang besar dan mementingkan faktor masa, ciri produk nya adalah
luas permukaan yang besar. Jenis plastic yang digunakan adalah berbentuk benang
(continuous roving). Dalam proses semburan, bahan material akan keluar dari nozel
masing-masing. Gel perlu disembur terlebih dahulu pada permukaan acuan seperti
proses yang terdapat pada kaedah Hand lay up.
1.8 Pengertian Material Komposit
Menurut definisi, komposit adalah struktur yang dbuat dari bahan-bahan yang
berbeda-beda, ciri-cirinya pun tetap terbawa setelah komponen terbentuk sepenuhnya.
Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih
material sehingga dihasilkan material komposit yang mempunyai sifat mekanik dan
karakteristik yang berbeda dari material pembentuknya.
Komposit memberikan suatu pengertian yang sangat luas dan berbeda-beda,
serta mengikuti situasi dan perkembangan bahan itu sendiri. Gabungan dua atau lebih
bahan merupakan suatu konsep yang diperkenalkan untuk menerangkan definisi
komposit.
Walaupun demikian definisi ini terlalu umum, karena komposit ini
merangkumi semua bahan termasuk plastik yang diperkuat dengan serat, logam alloy,
keramik, kopolimer, plastik berpengisi atau apa saja campuran dua bahan atau lebih
untuk mendapatkan suatu bahan yang baru.
Komposit memiliki sifat mekanik yang lebih bagus dari logam, kekakuan
jenis (modulus Young/density) dan kekuatan jenisnya lebih tinggi dari logam.
Beberapa lamina komposit dapat ditumpuk dengan arah orientasi serat yang berbeda,
gabungan lamina ini disebut sebagai laminat.
Komposit dibentuk dari dua jenis material yang berbeda, yaitu:
a. Penguat (Reinforcement), yang mempunyai sifat kurang elastis tetapi lebih
kaku serta lebih kuat.
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
24/29
b. Matriks, umumnya lebih elastis tetapi mempunyai kekuatan dan kekakuan
yang lebih rendah.
Secara garis besar ada 3 macam jenis komposit berdasarkan penguat yang
digunakannya, yaitu :
a. Fibrous Composites (Komposit Serat). Merupakan jenis komposit yang
hanya terdiri dari satu lapisan yang menggunakan penguat berupa serat
(fiber). Serat (fiber)yang digunakan bisa berupaglass fibers, carbon
fibers, aramid fibers(polyaramide), dan sebagainya.
b.
Laminated Composites (Komposit Laminat). Merupakan jenis komposit
yang terdiri dari dua lapis atau lebih yang digabung menjadi satu dan
setiap lapisnya memiliki karakteristik sifat sendiri.
c. Particulalate Composites(Komposit Partikel). Merupakan komposit yang
menggunakan partikel atau serbuk sebagai penguatnya dan terdistribusi
secara merata dalam matriksnya.
Sehingga komposit dapat disimpulkan adalah sebagai dua macam atau lebih
material yang digabungkan atau dikombinasikan dalam sekala makroskopis (dapat
terlihat langsung oleh mata) sehingga menjadi material baru yang lebih berguna.
Komposit terdiri dari 2 bagian utama yaitu :
a. Matriks, berfungsi untuk perekat atau pengikat dan
pelindungfiller(pengisi) dari kerusakan eksternal.
b. Filler(pengisi), berfungsi sebagai Penguat dari matriks.
1.9
Bahan Komposit
Secara umum bahan komposit terdiri dari dua macam, yaitu bahan komposit
partikel (particulate composite) dan bahan komposit serat (fiber composite). Bahan
komposit partikel terdiri dari partikelpartikel yang diikat oleh matrik. Bentuk
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
25/29
partikel ini dapat bermacammacam seperti bulat, kubik, tetragonal atau bahkan
berbentuk yang tidak beraturan secara acak. Sedangkan bahan komposit serat terdiri
dari serat serat yang diikat oleh matrik. Bentuknya ada dua macam yaitu serat
panjang dan serat pendek.
1.9.1 Bahan Komposit Partikel
Dalam struktur komposit, bahan komposit partikel tersusun dari partikel
partikel yang disebut bahan komposit partikel (particulate composite). Bahan
komposit partikel umunya digunakan sebagai pengisi dan penguat bahan komposit
keramik (ceramic matrik composites). Bahan komposit partikel lebih lemah
dibanding bahan komposit serat. Bahan komposit partikel mempunyai keunggulan
ketahanan terhadap kekurangan air, tidak muda retak dan mempunyai daya pengikat
dengan matrik yang baik.
1.9.2 Bahan Komposit Serat
Bahan komposit serat terdiri dari seratserta yang terikat oleh matrik yang
saling berhubungan. Bahan komposit serat ini terdiri dari dua macam, yaitu serat
panjang (continous fiber) dan serat pendek (short fiberdan whisker). Penggunaan
bahan komposit serat sangat efesien dalam menerima beban dan gaya. Karena itu
bahan komposit serat sangat kuat dan kaku bila dibebani searah serat, sebaliknya
sangat lemah bila dibebani dalam arah tegak lurus serat
1.9.3
Matrik
Matrik adalah fasa dalam komposit yang mempunyai bagian atau fraksi
volume terbesar (dominan). Matrik mempunyai fungsi sebagai berikut :
a. Mentransfer tegangan ke serat secara merata.
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
26/29
b. Melindungi serat dari gesekan mekanik.
c. Memegang dan mempertahankan serat pada posisinya.
d. Melindungi dari lingkungan yang merugikan.
e. Tetap stabil setelah proses manufaktur.
Sifat-sifat matrik :
a. Sifat mekanis yang baik.
b. Kekuatan ikatan yang baik.
c. Ketangguhan yang baik.
d.
Tahan terhadap temperatur.
Menurut Gibson, matrik dalam struktur komposit dapat dibedakan menjadi:
1.9.3.1Komposit Matrik Polimer (Polymer Matri x CompositesPMC)
Bahan ini merupajan bahan komposit yang sering digunakan, biasa disebut
polimer berpenguat serat (FRP Fibre Reinforced Polymers or Plastics). Bahan ini
menggunakan suatu polimer berbahan resin sebagai matriknya, dan suatu jenis serat
seperti kaca, karbon dan aramid (Kevlar) sebagai penguatannya.
Komposit ini bersifat :
a. Biaya pembuatan lebih rendah
b. Dapat dibuat dengan produksi massal
c. Ketangguhan baik
d. Tahan simpan
e. Siklus pabrikasi dapat dipersingkat
f.
Kemampuan mengikuti bentuk
g. Lebih ringan.
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
27/29
Aplikasi PMC yaitu sebagai berikut :
1. Matrik berbasis poliester dengan serat gelas.
a. Alat-alat rumah tangga
b. Panel pintu kendaraan
c. Lemari perkantoran
d. Peralatan elektronika
2. Matrik berbasis termoplastik dengan serat gelas (kotak air radiator).
3. Matrik berbasis termoset dengan serat carbon.
a. Rotor helikopter
b.
Komponen ruang angkasa
c. Rantai pesawat terbang
1.9.3.2Komposit Matrik Logam (Metal Matri x CompositesMMC)
Bahan ini menggunakan suatu logam seperti aluminium sebagai matrik dan
penguatnya dengan serat sepertisilikon karbida.
1.
Kelebihan MMC dibandingkan dengan PMC :a. Transfer tegangan dan regangan yang baik.
b. Ketahanan terhadap temperature tinggi
c. Tidak menyerap kelembapan.
d. Tidak mudah terbakar.
e. Kekuatan tekan dan geser yang baik.
f. Ketahanan aus dan muai termal yang lebih baik
2. Kekurangan MMC :
a.
Biayanya mahal
b. Standarisasi material dan proses yang sedikit
3. Matrik pada MMC :
a. Mempunyai keuletan yang tinggi
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
28/29
b. Mempunyai titik lebur yang rendah
c. Mempunyai densitas yang rendah.
4. Aplikasi MMC, yaitu sebagai berikut :
a. Komponen automotive (blok-silinder-mesin,pully,poros gardan,dll)
b. Peralatan militer (sudu turbin,cakram kompresor,dll)
c. Aircraft (rak listrik pada pesawat terbang)
d. Peralatan Elektronik
1.7.3.3Komposit Matrik Keramik (Ceramic M atri x Composites
CMC)
Bahan ini menggunakan keramik sebagai matrik dan diperkuat dengan serat
pendek, atau serabut-serabut (whiskers)dimana terbuat darisilikon karbida atau boron
nitride.
1. Matrik yang sering digunakan pada CMC adalah :
a. Gelas anorganik.
b. Keramik gelas
c. Alumina
d. Silikon Nitrida
2. Keuntungan dari CMC :
a. Dimensinya stanil bahkan lebih stabil daripada logam
b. Sangat tanggung, bahkan hampir sama dengan ketangguhan dari cast iron
c. Mempunyai karakteristik permukaan yang tahan aus
d. Unsur kimianya stabil pada temperature tinggi
e.
Tahan pada temperatur tinggi (creep)
f. Kekuatan & ketangguhan tinggi, dan ketahanan korosi
3. Kerugian dari CMC :
a. Sulit untuk diproduksi dalam jumlah besar
b. Relatif mahal dan non-cot effective
-
8/10/2019 Pembentukan Plastik Dan Material Komposit
29/29
c. Hanya untuk aplikasi tertentu
1.7.4 Kelebihan dan Kekurangan Material Komposit
1.7.4.1 Kelebihan Material Komposit
Material komposit mempunyai beberapa kelebihan berbanding dengan bahan
konvensional seperti logam. Kelebihan tersebut pada umumnya dapat dilihat dari
beberapa sudut yang penting seperti sifat-sifat mekanikal dan fisikal dan biaya.
Seperti yang diuraikan dibawah ini :
a. Sifat-sifat mekanikal dan fisikal
Pada umumnya pemilihan bahan matriks dan serat memainkan peranan
penting dalam menentukan sifat-sifat mekanik dan sifat komposit.
Gabungan matriks dan serta dapat menghasilkan komposit yang
mempunyai kekuatan dan kekakuan yang lebih tinggi dari bahan
konvensional.
b. Biaya
Faktur biaya juga memainkan peranan yang sangat penting dalam
membantu perkembangan industri komposit. Biaya yang berkaitan erat
dengan penghasilan suatu produk yang seharusnya memperhitungkan
beberapa aspek seperti biaya bahan mentah, pemprosesan, tenaga
manusia, dan sebagainya.
1.7.4.2 Kekurangan Material Komposit
a. Tidak tahan terhadap beban shock (kejut) dan crash (tabrak)
dibandingkan dengan metal.
b. Kurang elastis
c. Lebih sulit dibentuk secara plastis.
top related