PROSES PEMBUATAN PLASTIK (MAKALAH)
Diajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Pengetahuan Bahan
disusun oleh 3 DEB Aditia Ramdhan
207342003
Dani Murdani
207342008
Sidik Prihatna
207342022
TEKNIK PERANCANGAN MEKANIK UMUM POLITEKNIK MANUFAKTUR NEGERI BANDUNG MEI 2010
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, dengan karunia dan rahmat-NYA makalah yang berjudul “PROSES PENGERJAAN PLASTIK” akhirnya dapat penulis selesaikan dengan baik. Tujuan penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas mata kuliah pengetahuan bahan plastik. Makalah ini berisikan mengenai proses pengerjaan plastik , baik pengerjaan pada thermoplastik maupun thermosetting. Dalam proses penulisan makalah ini, penulis cukup banyak mengalami hambatan dan masalah, untuk itu penulis ucapkan terima kasih kepada: k epada: 1. Bapak Agus Suryana, selaku dosen Pengetahuan Bahan Plastik, 2. Rekan-rekan kelas 3 DEB atas segala bantuannya . Penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun sehingga dapat memperbaiki penulisan makalah yang akan datang. Namun tersirat setitik pengharapan, pengharapan, semoga makalah ini dapat memberikan bekal keilmuan yang berguna khususnya bagi penulis, umumnya bagi mereka yang sempat membacanya.
Bandung, Mei 2010
Penulis
i
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR.......................................................... ................................................................................. .............................................. .............................. .......i DAFTAR ISI ............................................. .................................................................... .............................................. ............................................... .................................. .......... ii
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Penulisan .............................................. ..................................................................... ............................................. ...................... 1
1.2
Rumusan masalah masalah ........................................... .................................................................. .............................................. ..................................... .............. 1
1.3
Batasan masalah ............................................ ................................................................... .............................................. ..................................... .............. 1
1.4
Tujuan penulisan ............................................ ................................................................... .............................................. ..................................... .............. 2
1.5
Metode Pengumpulan Pengumpulan Data ........................................... .................................................................. ............................................. ...................... 2
1.6
Sistematika Penulisan Penulisan ............................................ ................................................................... .............................................. .............................. ....... 2
BAB II PROSES PENGERJAAN PENGERJAAN PLASTIK PLASTIK 2.1
Plastik ............................................ ................................................................... .............................................. .............................................. ..................................... .............. 3 2.1.1 Definisi .............................................. ..................................................................... .............................................. ......................................... .................. 3 2.1.2 Metoda Pengerjaan Plastik Secara Umum ............................................. ........................................................ ........... 3
2.2
Proses Pengerjaan Pengerjaan Pada Thermoplastik Thermoplastik .......................................... ................................................................. .................................. ........... 4 2.2.1 Mesin Injeksi ................................................................ ....................................................................................... ..................................... .............. 4 2.2.2 Blow Moulding .............................. ..................................................... .............................................. ............................................. ...................... 7 2.2.3 Ekstrusi .............................................. ..................................................................... .............................................. ......................................... .................. 9 2.2.4 Vacum Vorming ( Thermoforming ) .............................................. .............................................................. ................ 13 2.2.5 Pembuatan Lembaran Plastik ( Calendaring ) ............................................ ................................................. ..... 13 2.2.6 Rotational Casting ( Roto casting )............................................................. ).................................................................. ..... 14 2.2.7 Foaming (Expanding) ....................................... .............................................................. .............................................. ......................... 17 2.2.8 Spinning................................................. ........................................................................ .............................................. ................................... ............18 2.2.9 Blown Film .............................................. ..................................................................... .............................................. ................................ ......... 21
2.3
Proses Pengerjaan Pengerjaan Pada Thermosetting Thermosetting .......................................... ................................................................. ................................ ......... 23 2.3.1 Hand Lay Up ............................................ ................................................................... .............................................. ................................ ......... 23 2.3.2 Reaction Injection Moulding (RIM) ............................................ ................................................................ .................... 24 2.3.3 Cetak Tekan (Compression Moulding) .................................................. ........................................................... ......... 25 ii
2.3.4 Cetak Transfer ( Transfer Moulding) ............................................................. ............................................................... 26 2.3.5 Spraying ............................................ ................................................................... .............................................. ....................................... ................ 27 2.3.6 Casting ........................................... .................................................................. .............................................. ........................................... ....................28
BAB III KESIMPULAN DAN SARAN SARAN 5.1 Kesimpulan ............................ ................................................... .............................................. .............................................. ....................................... ................ 31 5.2 Saran ............................................. .................................................................... .............................................. ............................................... ................................ ........ 31
DAFTAR PUSTAKA ............................................... ...................................................................... .............................................. ........................................ .................iv
iii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah
Di Indonesia pemakaian bahan plastik baik untuk keperluan industri, rumah tangga, pengemasan, pengemasan, transportasi, komunikasi dan keperluan lainnya meningkat dengan cepat. Bahan ini secara bertahap mulai menggantikan gelas, kayu dan logam di bidang industri bangunan dan digunakan juga sebagai pelapis dan serat untuk tekstil. Istilah plastik mencakup semua bahan yang mampu dibentuk. Dalam pengertian modern yang lebih luas, plastik mencakup semua bahan sintetik organik yang berubah menjadi plastis setelah dipanaskan dan mampu dibentuk di bawah pengaruh tekanan. Plastik dapat juga didefinisikan sebagai senyawa kimia yang dibangun dan dibentuk sebagian besar dari elemen karbon (C) dan hydrogen (H), dapat juga ditemui juga beberapa bahan organik senyawa dari elemen oksigen dan nitrogen Jenis-jenis plastik yang sudah ditemukan sekarang ini sangat beragam baik bentuk, sifat, dan komposisi yang dikandungnya. Untuk memudahkan dalam proses pengembangan teknologi, plastik dibagi ke dalam tiga jenis yaitu thermoplastic, thermosetting dan elastomer. Agar dapat menuai hasil dari kegunaan barang bermaterial plastik yang memiliki beragam jenis, sifat dan komposisi yang dikandungnya tersebut, maka setiap industri yang memproduksi plastik harus mengetahui bagaimana pengerjaan yang tepat untuk menghasilkan fungsi yang tepat sesuai dengan sifat yang dimiliki plastik tersebut.
1.2 Rumusan masalah
Berdasarkan uraian masalah di atas, penulis merumuskan beberapa permasalahan sebagai berikut : 1. Bagaimana Proses Pengerjaan Pada Thermoplastik? 2. Bagaimana Proses Pengerjaan Pada Thermosetting?
1.3 Batasan masalah
Batasan masalah yang ditetapkan dalam pembuatan makalah ini adalah proses pengerjaan plastik, untuk jenis termoplastik dan termoseting saja.
1
1.4 Tujuan Penulisan
Tujuan dari prnulisan makalah ini adalah: 1. Menginformasikan Menginformasikan proses pengerjaan plastik pada thermoplastik dan thermosetting. 2. Memenuhi tugas tugas mata kuliah Pengetahuan Pengetahuan Bahan. Bahan.
1.5 Metoda Pengumpulan Data
1.
Studi Pustaka Melakukan studi pustaka dengan mencari teori-teori dasar dan solusi-solusi yang disarankan oleh para ahli yang dijadikan sebagai bahan perbandingan dalam menyelesaikan masalah yang dihadapi penulis. Studi pustaka menghasilkan literaturliteratur yang membantu dan mendukung makalah ini.
2. Observasi Media Elektronik Metoda ini dilakukan dengan cara browsing internet, untuk mendapatkan informasi yang umum.
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembaca dalam memahami karya tulis ini, maka penulis membuat sistematika penulisan sebagai berikut : BAB I Pendahuluan, berisikan secara singkat latar belakang dilakukannya kegiatan penulisan karya tulis ini. Kemudian dilanjutkan dengan rumusan dan batasan masalah yang dibahas oleh penulis. Selanjutnya penulis menjelaskan tujuan yang ingin dicapai dalam penulisan ini serta metoda pengumpulan data yang dilakukan penulis. Dan pada bagian akhir penulis memberikan sistematika penulisan untuk mempermudah pembaca dalam membaca dan memahami karya tulis ini. BAB II Proses Pengerjaan Pengerjaan Plastik, berisikan teori-teori tentang proses proses pengerjaan pada thermoplastik dan proses pengerjaan pada thermosetting. BAB III Kesimpulan dan Saran, Saran, berisikan perumusan hasil hasil pembahasan yang disusun disusun secara singkat dan padat. Dan kesimpulan yang dibuat harus relevan dan konsisten dengan tema yang dibahas.
2
BAB II PROSES PENGERJAAN PLASTIK
2.1 Plastik 2.1.1 Definisi
Plastik mencakup semua bahan yang mampu dibentuk, mencakup semua bahan sintetik organic yang berubah menjadi plastis setelah dipanaskan, dan mampu dibentuk dibawah pengaruh tekanan. Senyawa kimia organik yang di dibentuk sebagian besar dari elemen karbon ( C ) dan Hidrogen ( H ) dan elemen-elemen lain seperti oksigen dan Nitrogen. Sehingga plastik merupakan material organis yang merupakan :
-
Terbentuk dari molekul
-
Diolah melalui proses kimia dan nature produk
-
Melalui proses sintesa dan material-material lainnya. Sifat plastik dipengaruhi oleh cara atom bersenyawa membentuk molekul dan
tergantung dari molekul-molekul yang menyusunnya serta cara molekul itu bersatu. Molekul dalam plastik menyatu menjadi sebuah rangkaian panjang yang disebut polimer. Bahan plastik terdapat dari batu bara dan minyak bumi, melalui menara fraktioer dihasilkan 4% plastik 4% plastik (PE, dan PVC). Dimana cara pembentukan makromolekul melalui : a. Polymerisasi yaitu menyatukan beberapa molekul yang serupa, diamana membentuk molekul besar polymerisate contohnya PVC, PS, PMMA, PE. b. Polykondensasi yaitu ikatan beberapa molekul membentuk makromolekul yang besar melalui proses pemisahan salah satu atom untuk mengikat molekul kecil, contohnya PA, PC
2.1.2 Metoda Pengerjaan Plastik Secara Umum
Secara umum metoda pengerjaan plastik terbagi menjadi tiga jenis, namun yang akan di bahas nantinya hanya dua jenis, yaitu thermosetting dan thermoplastik. a). Thermoplastik,
Thermoplastik yaitu bahan plastic yang bersifat lentur bila dipanaskan atau dibentuk dengan panas, dapat didaur ulang, dapat diproses kembali 3
dengan pemanasan dan penekanan menjadi bentuk baru. Contoh dari plastic thermoplastic adalah acetal, acrylic, cellulose acetate, nylon, polyethylene, polystyrene, vinyl dan nylon. Thermoplastic elastomers atau TPE adalah material thermoplastic yang bersifat fleksibel meskipun dalam kondisi dingin.
b). Thermosetting
Thermosetting berbeda dengan thermoplastic yakni tidak dapat digunakan lagi jika telah dibentuk. Sifat lain yang dimiliki oleh thermosetting adalah dapat menahan panas yang tinggi sehingga dapat digunakan sebagai isolator panas. Contoh dari plastic jenis thermosetting adalah amino, epoxy, phenolic, polyesters, butyl, latex, neoprene, nitrile, polyurethane dan silicon.
c). Elastomer
Elastomer bersifat fleksibel yang dapat ditarik sekitar dua kali panjang awalnya pada temperature kamar dan dapat kembali pada panjang awal ketika dilepaskan. Contoh dari plastic jenis elastomer adalah karet. Selain itu juga dapat digunakan sebagai additive (penambah) untuk meningkatkan kekuatan terhadap impact (benturan).
2.2 Proses Pengerjaan Pada thermoplastik 2.2.1 Mesin Injeksi
Pengerjaan dengan cara ini adalah untuk membuat produk dari plastik dalam jumlah besar. Mesin cetak injeksi mirip dengan mesin pengecoran cetak (die casting). Bahan termoplastik yang tadinya berbentuk butiran dicairkan lalu diinjeksikan dalam rongga cetakan di mana bahan membeku. Bahan ini dapat diubah berulang kali dari bahan padat menjadi cairan tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan susunan kimia, oleh karena itu bahan ini sangat sesuai untuk pemrosesan yang cepat. Kapasitas mesin cetak injeksi tergantung pada besar gaya tekan pada cetakan dan banyaknya bahan yang yang dapat diolah per siklus. Umumnya mesin cetak injeksi mempunyai gaya tekan yang berkisar antara 0,4 hingga 22 MN, dan jumlah bahan yang dapat dicetak bervariasi antara 1 gram sampai 9 kg. Gambar di bawah merupakan skema yang menggambarkan operasi mesin cetak injeksi. Bahan cetak diumpamakan di bawah bawah pengaruh gaya gravitasi gravitasi dari pengumpan 4
(hopper ) melalui alat pengukur, langsung masuk ke dalam ruang pemanas, dimana bahan mengalami plastisasi. Selanjutnya diinjeksikan ke dalam cetakan tertutup di bawah tekanan yang cukup besar. Produk cetakan di bawah pengaruh tekanan yang cukup besar. Produk cetak akan mengeras dalam rongga cetakan di bawah pengaruh pendinginan air yang bersirkulasi melalui- saluran-saluran dalam cetakan. Suhu ruang pemanas pada pada cetakan diatur antara antara 120-260°C, tergantung pada pada bahan dan besarnya cetakan yang digunakan. Pada beberapa jenis mesin cetak, proses injeksi untuk bahan termoplastik menggunakan mesin ulir umpan-balik, menggantikan mesin penekan.dari pengumpan bahan dialirkan ke skrupo yang berputar yang membawa bahan ke bagian depan dari tabung ekstrusi. Panas dihasilkan oleh pemanas listrik yang mengelilingi silinder skrup ditambah panas gesekan yang ditimbulkan skrup yang berputar. Skrup berputar terus dan bahan yang terplastisir masuk ke dalam cetakan. Bahan tersebut akan berada di situ sampai membeku. Suatu katup akan menghalangi bahan masuk kembali ke dalam silinder ekstrusi.Keunggulan cetak injeksi termoplastik diantaranya : a.
Jauh lebih cepat dibandingkan dibandingkan cetak tekan t ekan
b.
Cetakan berada pada suhu tetap biasanya 75 sampai 95°C
c.
Siklus produksi berkisar antara dua sampai enam cetakan per menit
d.
Harga cetakan lebih murah karena lebih sederhana
e.
Berbagai bentuk produk, baik rumit maupun yang tipis ti pis dapat dihasilkan
f.
Pemakaian bahan hemat karena spru dan saluran masuk dapat digunakan kembali.
Gambar 2.1 Contoh mesin cetak injeksi untuk plastik
5
Press dingin Pada pengerjaan ini biasanya resin + pengeras + katalisator su ah menjadi satu. Bahan tersebut dicetak pa a suatu cetakan press dan dibiarkan dalam te peratur ruangan. Untuk pengerasan cepat d pat dibantu dengan temperatur sampai 60°C . Biasanya bahan untuk proses pengerjaan in berupa lembaran.
Gambar 2.2 Pengerjaan plastik dengan press dingin
Press panas Pada prinsipnya pro sesnya sama dengan proses press dingin. T tapi bahan yang digunakan disini adalah res in + pengeras + panas. Jadi bukan katalisator eperti pada press dingin. Panas yang dibutu kan adalah 90° - 110°C , dan cetakan yang
igunakan adalah
dari aluminium, baja, besi uang.
Injeksi press. Pengerjaan dengan i njeksi press ini menggunakan mesin otomat s, dimana bahan akan dicetak disimpan dala m suatu tempat penyimpanan diinjeksikan me lalui gate (lubang masukan) kedalam cetakan tertutup yang dipanaskan untuk dipress.
Gambar .3 Pengerjaan plastik dengan injeksi press
6
Injeksi tuang Pengerjaan dengan injeksi ini persis sama dengan pengerja n injeksi untuk Thermoplastik.Untuk pen erjaan ini dibutuhkan temperatur cetakan ya antara 145 0 sampai 180°C. Tekanan inj eksinya 50 - 150 N/mm2.
Gambar .4 Pengerjaan plastik dengan injeksi tuang 2.2.2
Blow Moulding
Untuk pengerjaan ce tak tiup ini dibutuhkan mesin ekstrusi dan ce takan. Cetak tiup terutama dimanfaatkan
ntuk membuat wadah berdinding tipis
ari bahan resin
termoplastik. Suatu silin er bahan plastik yang disebut parison diekstrusi secepat mungkin dan dijepit pada ujung cetakan belah seperti terlihat pada gam bar 2.5 di bawah ini.
Gambar 2.5 Mesin cetak tiup
7
Pada waktu cetakan ditutup parison dipotong akibat tekanan uda a yang memadai akibat tertekan ke permu aaan cetakan. Cetakan harus mempunyai sa uran udara yang memadai agar permukaan poroduk mulus. Segera setelah produk cuku dingin, cetakan dibuka dan produk dikelu rkan. Proses cetak tiup mirip dengan proses pembuatan botol dalam industri gelas. Pada gambar 2.5 tampak sebuah mesin untuk me buat botol secara kontinu. Suatu pipa yang erbuat dari bahan termoplastik diekstrusi dal am cetakan yang terbuka. Kedua ujung pipa plastik tersebut terjepit dan tertutup dan uda a tekan dialirkan ke dalam pipa kosong ter sebut melalui pipa kosong tersebut melalui
ipa pusat dalam
kepala cetakan.Contoh pr duk cetak tiup diantaranya botol,pelampung , kemasan untuk bahan kosmetik, botol de ergen cair, botol air panas, dll. Bahan baku yang digunakan dalam proses cetak tiup
iantaranya polietilin, asetan selulosa, polipr pilen dan asetan
selulosa.
Gambar 2.6 Proses kontinue untuk membuat kemasan plasti k.
8
2.2.3
Ekstrusi
Pada prinsipnya semua Thermoplastik dapat diekstrusi, tetapi disini berlaku thermoplastik yang mempunyai viskositas tinggi. Dibawah ini ada tabel thermoplastik yang dapat diekstrusi: Bahan
Temperatur
Contoh Pengerjaan
Pengerjaan (°C) CA
160 ÷ 200
Profil, lembaran, pipa
PS
170 ÷ 210
Lembaran busa
SB
170 ÷ 220
Lembaran, profil
ABS
170 ÷ 220
Lembaran, pipa, profil
LDPE
130 ÷ 200
Pipa, lembaran, bungkus kawat
HDPE
140 ÷ 220
Pipa, lembaran, bungkus kawat, pipa pengikat
PP
180 ÷ 260
Pipa, lembaran, pipa pengikat
PVC-keras
180 ÷ 200
Pipa, profil, lembaran
PVC-lunak
150 ÷190
Selang, profil, bungkus kabel, dan karet
PMMA
160 ÷ 190
Lembaran, profil, pipa
PC
300 ÷ 340
Lembaran, profil
PA
260 ÷ 300
Selang, bungkus kabel, pipa
POM
170 ÷ 200
Pipa, profil
Bentuk-bentuk yang biasanya diekstrusi adalah:
Gambar 2.7 Bentukan yang biasa diekstrusi
9
Prinsip Kerja mesin Ekstrusi
Gambar 2.8 Bagian-bagian mesin ekstrusi
Pertama-tama Thermoplastik baik berupa tepung atau granulat dilelehkan pada Ekstruder (1), kemudian diinjeksikan melalui cetakan (2), setelah keluar dari cetakan yang sesuai dengan profil yang diinginkan dinasukkan ke dalam alat kalibrasi (3). Keluar dari alat kalibrasi masuk tangki air (4) untuk didinginkan, setelah dingin dimasukkan ke ban penarik (5) kemudian dipotong-potong sesuai dengan ukuran yang diminta pada alat potong (6) dan disusun pada alat penyusun (7). Suatu proses yang dikenal dengan nama pelapisan ekstrusi digunakan secara meluas untuk melapisi kertas, kain, dan lembaran l embaran logam. Bahan thermoplastik diekstrusi melalui cetakan yang pipih (lihat gambar di bawah ini) pada lembaran kertas/kain atau logam yang bergerak dibawahnya, lapisan yang diekstrusi yang masih lunak, melekat pada lapisan bawahnya kemudian ditekan oleh rol karet pada rol logam.
Gambar 2.9 Prinsip kerja roll dalam ekstrusi
10
Sisi lapisan dipotong sebelum digulung. Meskipun setiap bahan thermoplastik dapat diekstrusi untuk pelapis, bahan yang paling banyak digunakan adalah vinil, polietilen, dan polipropilen. Proses lapis ekstrusi lainnya yang penting juga adlah penyalutan isolasi pada kawat dan kabel.
Roll
Tidak hanya metal yang dapat diroll, Thermoplastik pun dapat dikerjakan dengan cara ini. Secara prinsip semua Thermoplastik dapat dikerjakan dengan cara ini. Tetapi pada kenyataannya Thermoplastik yang banyak dikerjakan dengan sistim roll ini adalalah PVC keras,PVC lunak,PS,ABS,PE l unak,PS,ABS,PE,PP. ,PP.
Bentuk Roll Biasanya Roll untuk pengerjaan lembaran ini terdiri dari 4 atau 5 roll utama. Susunan dari roll ini ada bermacam – macam , yaitu susunan I, L, F, dan Z.
Gambar 2.10 Skema letak roll dalam pengerjaan plastik
Prinsip kerja mesin Roll . Termoplasti dilelehkan pada ekstuder kemudian diekstrusi keluar. Plastic yang diekstrusi ini dipindahkan pada ban berjalan dan di-roll awal. Dan roll ini dipndahkan pada ban berjalan lagi, dibawa pada alat pengaduk, keluar dari alat ini dipindakan dengan ban berjalan kemesin rollnya.
11
Di mesin ini Thermoplastic diroll sesuai dengan ukuran yang diinginkan dan dilakukan pada roll penarik kemudian didinginkan pada roll pendingin dan kemudian digulung. Ekstrusi plastik lembaran tiup
Untuk pembuatan kantong plastik dimana bahan dasarnya adalah plastik lembaran yang tepinya tanpa sambungan, atau seperti selang besar yang tipis. Biasanya bahan yang diproses cara cara ini adalah PE, PP, PVC, dan PS.
Pembuatan lembaran ini menggunakan mesin ekstrusi tiup.
Gambar 2.11 Mesin ekstrusi tiup
Cara kerjanya : Thermolastik pertama kali dilelehkan pada ekstruder (1) kemudian diinjeksikan pada alat tiup (3). Kemudian didinginkan pada ring pendingin (4). Setelah didinginkan
Thermoplastik
mengembung karena ada udara yang ditiupkan dan ditarik keatas
kemudian dilipat dengan roll (5) dan ditarik kebawah akhirnya digulung pada penggulung.
Cara kerja mesin injeksi : Cetakan plastik yang digunakannya ini terdiri dari dua bagian. Yaitu bagian tetap dan bagian yang bergerak. Cetakan bagian yang tetap akan dicekam pada meja mesin yang tetap, sedang cetakan bagian yang bergerak akan dipasang pada meja mesin yang dapat bergerak maju mundur, dalam hal ini akan membuka dan menutup kedua belah cetakan plastik tadi. Penginjeksian berlangsung pada saat cetakan tertutup. Setelah penginjeksian akan ada tekanan berikutnya yang disebut “back pressure” supaya tidak ada tekanan balik dari cetakan dan untuk memadatkan struktur plastik. Setelah proses ini berlangsung beberapa detik, maka ada proses pendinginan. Proses pendinginan inipun berlangsung beberapa 12
detik dan kemudian cetakan membuka, setelah membuka produk yang ada dalam cetakan akan didorong jatuh. Kemudian cetakan akan kembali menutup untuk penginjeksian selanjutnya. Satu putaran proses tersebut disebut siklus injeksi. 2.2.4
Vacum Forming (Thermo forming)
Proses pemberian bentuk vakum (vaccum snappack forming) seperti pada gambar x di bawah ini. Setelah lembaran plastik dipanaskan dijepit, ruang cetakan divakumkan, akibatnya lembaran tersebut tertarik kebawah, lihat garis putus. Cetakan atas kemudian ditekankan pada lembaran yang akan dibentuk. Vakum ditiadakan dengan perlahan-lahan yang menyebabkan lembaran tersebut kembali kecetakan atas. Pada gambar c dipaparkan cara pemberian bentuk pada lembaran dengan menggunakan tekanan udara. Di sini lembaran yang telah dipanaskan ditiupkan pada permukaan cetakan. Proses i ni digunakan untuk membuat produk yang rumit yang tidak memerlukan ketelitian yang ketat. Cacat permukaan yang tidak terlalu mencolok masih diperbolehkan. Dengan menggunakan pelumas sintetis khusus dalam cetakan, kecenderungan untuk terjadi cacat permukaaan dapat ditekan.Pada pembentukan selubung (drape forming), lembaran plastik dijepit kemudian direntangkan di atas permukaaan cetakan, atau cetakan ditekankan ke dalam lembaran tadi. Contoh produk dari proses thermoforming ini, diantaranya: tempat penyimpanan telur, bungkus tablet, tempat tempat jelly, pintu bagian bagian dalam interior mobil,dll.
Gambar 2.12 Pemberian bentuk vakum
2.2.5 Pembentukan lembaran plastik (Calendaring)
Penggilingan (Calendaring) adalah proses pembuatan lembaran yang tipis dengan cara mendesak bahan termoplastik di antara rol seperti pada gambar 2.13. Bahan yang terdiri dari resin, plastisor, pengisi dan zat pewarna diaduk dan dipanaskan sebelum 13
diumpankan ke dalam pen gilingan. Tebal lembaran yang dihasilkan ter antung pada sela antara kedua rol yang me ndesak plastik tersebut dan pada kecepatan rol penyelesaian yang merentang plastik te rsebut. Sebelum lembaran digulung, plastik melalui rol yang didinginkan dengan air.Fi m dan lembaran vinil, polietilindan asetat s elulosa dan ubin vinil dibuat dengan cara karet vulkanisir mentah untuk memvulkan isir ban. Contoh produk dari proses penge jaan ini, diantaranya: plastik film mobil, ta lak meja, karpet (alas) plastik,dll.
Gambar 2.13 Pembuatan lembaran dengan proses penggili gan
2.2.6 Rotational Casting (Rot o Casting)
Pada cetak rotasi
uatu cetakan yang berdinding tipis berp tar melalui dua
sumbu secara serempak. S mbu pertama dan kedua tegaki lurus sesama nya. Setelah diisi bahan plastik, sambil berp tar cetakan dipanaskan, hal ini menyebabka partikel meleleh pada bagian dalam cetaka membentuk lapisdan-lapisan hingga akhirn a bahan menjadi satu. Cetakan kemudian di buka sehingga dapat dikeluarkan dan c etakan siap diisi kembali. Proses ini teruta ma digunakan untuk membuat produk bero ngga dari bahan termoplastik.
14
Gambar 2.14 Skema alat untuk proses cetakan rotasi dengan dua sistem pe
asangan cetakan.
Metode serbuk ro asi berbeda dengan proses cetak lainnya, p ada proses cetak lainnya diperlukan panas an tekanan untuk plastisitasi resin sedang dal am proses serbuk rotasi hanya memerlukan p emanasan cetakan. Cetakan aluminiu
cor yang tipis dapat digunakan dalam ceta an rotasi, begitu
pula tembaga yang dibent k secara elektro atau lembaran logam. Bagia n-bagian cetakan harus rapat sambungann ya sehingga cairan tidak dapat memas ki cetakan dan menyebabakan pelengken ungan. Kedua sumbu cetakan biasanya dijal nkan oleh motor yang berbeda; biasanya dengan perbandingan 3:1 antara sumbu ut ama dan sumbu tambahan. Kecepatan put r sumbu utama biasanya kurang dari 18 p pm sedang suhu cetakan berkisar antara 26 sampai 370ºC. Prinsip cetakan rot asi dapat dilihat dalam gambar 2.14. pada ga bar sebelah kiri terlihat cetakan tunggal,
edang pada lainnya mpat cetakan dirakit p ada satu lengan.
Lengan dipasang sedemiki an sehingga dapat dimasukkan ke dalam ruan pendingin, lihat gambar 2.15.
15
d engan lengan-putar Gambar 2.15 Skema sistem cetak dengan sumbu dan cetakan dapat berputar 90ºC, dari dapur pemanas dan ruang pendingin. Penambahan ruang pendingin kedua dan gerak putar (garis terputus-putus) mengurangi waktu siklus cetak. Beberapa desain lainnya mempunyai motor dan sumbu putar pada tr ak sehingga dapat digerakkan ke luar masuk dapur, ruang pendingin dan tempat pengeluaran. pengeluaran. Keunggulan dari cetak rotasi diantaranya : a. Biaya investasi yang rendah. b. Fleksibilitas yang memungkinkan dibuatnya berbagai jenis produk pada mesin yang sama. c. Biaya peralatan yang murah. d. Benda cetak yang tertutup seluruhnya maupun yang terbuka ujung-ujungnya. e. Detil yang tajam. f. Penyelesaian permukaaan yang halus dan biaya produksi yang rendah Produk dengan menggunakan cetak rotasi dari serbuk dapat mencapai ukuran yang cukup besar. Sebagai contoh: kursi anak-anak, drum untuk menyimpan bahan makanan berkapasitas 0,2 m³, kotak gramafon, pelindung mesin, tempat sampah dan 16
tangki bahan bakar. Perangkat mesin yang sama dapat digunakan untuk mencetak serbuk termoplastik atau plastisol.
2.2.7 Foaming (Expanding)
Plastik dapat dibusakan/dileburkan ( Foaming ) dalam beberapa cara. Plastik yang telah dibusakan merupakan selular atau pelemuran plastik, memiliki banyak kegunaan yang sangat penting. Langkah-langkah pembuatan plastik dengan foaming pertama-tama adalah udara dikocok dan dimasukan ke dalam dispersi plastik, yang kemudian akan mengeras karena panas atau keadaan katalik dari keduanya. Kemudian cairan dengan titik didih rendah dimasukan juga dan bercampur akibat panas. Gas karbon dioksida akan dihasilkan dalam plastik akibat reaksi kimia. Kemudian gas nitrogen, dilarutkan juga dalam plastik di bawah tekanan dan akan meluas dengan pengurangan tekanan ketika peleburan terjadi. Maka terbentuklah manik-manik berongga kecil yang tertanam dalam matriks resin.
Gambar 2.16 Skema daur ulang dengan proses foaming
17
Gambar 2.17 Contoh mesin foaming
Produk yang dihasilkan dari proses foaming adalah styrofoam, plastik polistiren.
Gambar 2.18 Produk hasil foaming
2.2.8 Spinning
Spinning, sebagaimana proses yang digunakan untuk fiber alami, dengan cara menggulung fiber-fiber pendek menjadi panjang secara berkelanjutan. Dalam industri fiber modern, cara ini digunakan untuk semua proses produk yang berkelanjutan. Suatu fiber dapat didefinisikan sebagai sebuah unit yang memiliki panjang sekurang-kurangnya 100 kali diameternya. Satu individu dari panjang yang berkelanjutan disebut filamen. Gulungan bersama-sama beberapa filamen menjadi satu disebut benang filamen. Proses pabrikasi utama pembuatan fiber adalah spinning. Dalam beberapa kasus polimer akan meleleh atau larut dalam larutan pelarut dan dihasilkan dihasilkan bentuk filamen.
18
Gamba 2.19 Skema 3 jenis pengerjaan Spinning
Gambar 2.20 Proses pengerjaan dengan Spinning
19
Gambar 2.21 Penggulungan fiber dalam Spinning
Gambar 2.22 Ske a produksi fiber polyacrylonitrile dengan Spi nging
20
Gambar 2.23 Mesin pengerjaan Spinning
Contoh Produk yang dihasilkan dari proses Spinning adalah jaring, benang layangan, jala ikan.
Gambar 2.24 Contoh produk hasil pengerjaan Spinning 2.2.9 Blown Film
Blown film extrusion adalah proses pembuatan lembaran plastic untuk kebutuhan pengepakan di industry. Mesin ini memproses plastic dengan cara menarik plastic melalui
circular die, dan metode ini adalah metode umum dalam pembuatan plastic yang dapat digunakan untuk menghasilkan bermacam macam jenis pengepakan dan laminasi. Plastik cair ditarik melalui sebuah die di dalam mesin untuk dibentuk manjadi sebuah pipa yang tipis. Pipa tipis ini akan ditiup oleh udara sehingga pipa ini seperti balon, lembaran panas dari plastic kemudian didingainkan dengan menggunkan udara dingin dan kemudian diratakan. Jenis resin yang digunakan adalah HDPE, LLDPE, LDPE, dll.
21
Gambar 2.25 Diagram pengerjaan plastik dengan blown mold
Gambar 2.26 Skema sederhana blown mold
22
Gambar 2.27 Contoh mesin blown mold
Gambar 2.28 Contoh produk hasil blown mold 2.3 Proses Pengerjaan Pada Thermosetting 2.3.1 Hand Lay Up
Proses ini adalah proses pengerjaan yang termurah, dimana disini kita hanya membutuhkan model sebagai cetakan dan beberapa peralatan lainnya seperti kwas, Roll busa, Roll grip terbuat dari PTFE, PE, atau Alumunium.
23
Gambar 2.29 Pengerjaan plastik dengan hand lay up
Cara mengerjakannya: mengerjakannya: 1.Siapkan 1. Siapkan cetakan. Cetakan biasanya biasanya terbuat dari kayu, gips, atau metal. 2.Lapisi 2. Lapisi cetakan dengan bahan pemisah. Bahan pemisah ini nanti akan menjaga jangan sampai resin melekat pada cetakan. 3.Lapisi 3. Lapisi cetakan dengan resin dengan menggunakan menggunakan kwas. 4.Setelah 4. Setelah resin, lapiskan potongan serat gelas dalam bentuk lembaran, ditekan j uga dengan menggunakan roll. Untuk mendapatkan ketebalan yang diinginkan tinggal mengulang urutan seperti diatas, hanya tidak perlu lagi melapiskan bahan pemisah. Pengerasannya pada temperatur kamar atau dalam ruangan khusus yang dipanaskan pada 40-60ºC. Adapun ciri-ciri dari proses pengerjaan ini, diantaranya: untuk produk dengan jumlah yang sedikit, bagian luar produk halus, dan bagian dalam produk tidak presisi. Sebagai contoh: papan luncur/perosotan, bak mandi, kursi pada bus,dll.
2.3.2 Reaction Injection Moulding (RIM)
Untuk pengerjaan dengan proses injeksi ini dibutuhkan cetakan tertutup. Kemudian dengan vakum atau dengan tekanan campuran resin diinjeksikan kedalam cetakan. Pengerasan bisa dengan suhu kamar atau langsung bila cetakannya dari metal dipanaskan pada cetakannya.
24
Gambar 2.30 Pengerjaan plastik dengan RIM
2.3.3 Cetak Tekan (Compression Moulding)
Prinsip cetak tekan dapat dilihat pada gambar,sejumlah bahan dimasukan dakam cetakan logam yang telah dipanaskan terlebih dahulu.Ketika cetakan ditutup, bahan yang telah lunak tertekan shg mengalir mengisi rongga cetakan.Bahan yang digunakan dapat berupa serbuk atau tablet pembentuk. Tekanan yang lazim digunakan berkisar antara 0,7 sampai 55 Mpa,tergantung pada bahan yang digunakan dan bentuk produk.Suihunmya berkisar antara 120 hingga 205°C . Panas sangat penting bagi termoseting, karena pertamatama diperlukan untuk plastisasi, kemudian untuk polimerisasi atau pengerasan. Serbuk uintuk dipanaskan secara merata suatu hal yang cukup sulit karena daya hantar panas bahan tidak baik. Suatu siklus pemanasan dan pendinginan cetakan yang cepat akan menimbulkan kesulitan. Produk mungkin cacat sewaktu dikeluarkan bila pendinginan cetakan tidak sempurna.Ada sempurna.Ada berbagai berbagai macam jenis mesin mesin press hidrolik mulai dari yang dikendalikan oleh tangan sampai dengan yang otomatis. Fungsi dari pres ialah memberikan tekanan dan panas yang ckp sekaligus sehingga terjadi plastisasi yang sempurna dari bahan. bahan. Panas yang diperlukan diperlukan dapat dialirjkan melalui pelat pemanas, pemanas, atau langsung dari ua, cairan yang dipanaskan, listrik, atau arus berfrekuensi tinggi.
25
Gambar 2. 1 Proses dengan reaction injection molding 2.3.4 Cetak Transfer (Tr nsfer Moulding)
Pada cetak transf r, serbuk termoseting atau benda prabentu
diletakan pada
tempat tersendiri atau dalam ruang tekanan di atas ronnga cetakan.Pada proses ini bahan mengalami plastisasi akibat panas dan tekanan dan di injeksikan ke dala
rongga cetakan,
sebagai cairan panas, disin bahan tersebut kemudian mengalami pengera san.
Gambar 2.32 Proses cetak transfer
26
Gambar 2.33 Siklus pengerjaan plastik dengan transfer m ld
2.3.5 Spraying
Pengerjaan plastik d engan cara spraying menggunakan suatu alat penyemprot yang dikendalikan oleh seorang operator atau control computer, dan hal ini me rupakan hal yang cukup popular yang digun kan sejak pertengahan abad 21. Hal ini dim ngkinkan dengan secara hati-hati meregulasikan deposit material dan akan sanga t efektif dalam pembentukan plastik di ind ustry. Pembuatan produk dengan cara spraying sering digunakan se bagai komponen pendukung untuk struktur olid dan aplikasi lainnya. Alat penyemprot it sendiri biasanya dilengkapi dengan mekani me yang dapat memotong serat fiber menjad i helaian-helaian, yang kemudian didistrib sikan sepanjang permukaan cetakan. Ke ajuan teknologi dengan cara spraying tel h terbukti lebih efisien dan merupakan siste m penyemprotan yang lebih bersih, dengan mengurangi emisi stirena, kapasitas penyem rotan yang lebih besar dan keseragaman lebih baik diantara polam penyemprotan. dihasilkan
dengan
kon igurasi
yang
bermacam-macam,
lat penyemprot
masing masing
dengan
kemampuan yang berbeda- beda.
27
Gambar 2.34 Pengerjaan plastik dengan cara spraying
Produk yang dihasilkan dari proses pengerjaan ini adalah kolam renang, rak piring, bagian belakang wajan.
Gambar 2.35 Contoh produk hasil pengerjaan spraying
2.3.6 Casting (Pengecoran)
Bahan termoset yang dicor antara lain adalah phenol, polyester, epoksi dan resin alyl. Yang terakhir ini sangat cocok untuk lensa optik dan penggunaan lainnya yang memerlukan plastik yang sangat jernih. Resin ini mudah dicor karena memiliki sifat fluiditas yang baik. Akrilik digunakan untuk mengecor benda yang tembus cahaya dan lembaran Plastik di cor apabila jumlah tidak seberapa. Sering kali dibuat cetakan terbuka dari timah hitam dengan menceluokan mandril baja dengan bentuk tertentu dalam timah hitam cair yang kemudian dilepaskan dilepaskan setelah membeku. Dapat digunakan inti timah hitam, adukan semen atau karet bila diperlukan. Cetakan yang kosong dibuat dengan cara pengecoran ‘slush-casting’ :yaitu bahan baku dituang dalam cetakan, lalu kelebihannya dikeluarkan kembali. Benda padat dapat dibuat dengan menggunakan menggunakan cetakan dari adukan semen,gelas, kayu, logam, atau karet sintetis. 28
Cetakan, baik untuk proses kompresi atau proses injeksi dibuat dari baja yang telah mengalami perlakuan panas. Pembuatan cetakan memerlukan pemesinan dan presisi yang sama dengan cetakan untuk pengecoran tekan pada logam terdapat perbedaaan dalam konstruksi karena ciri khas bahan yang diproses, diantaranya : a. Diperlukan tirus dan sudut-sudut untuk memudahkan pengeluaran benda dari cetakan. b.Pen b.Pen ejector hendaknya ditempatkan di titik-titik dimana jejak pen tersebut tidak menggangu. Plastik menglami penyusutan antara 0,003 hingga 0,009 per milimeter (0,3- 0,9%), itupun tergantung pada jenis bahan dan cara pemrosesan. Ada dua jenis cetakan tekan, yaitu : a.Cetakan a. Cetakan Tangan Cetakan ini diisi dan dibongkar di atas bangku. Pada pres terdapat sarana pemanasan dan pendinginan. b.Cetakan b.Cetakan Semi Otomatis Cetakan ini terpasang kokoh pada mesin pres dan dipanaskan atau didinginkan oleh pelat. Pada waktu cetakan membuka, benda dikeluarkan secara otomatik dari cetakan jenis tunggal ataupun ganda. Cetakan injeksi terdiri dari dua bagian, satu bagian yang terpasang dan bagian lainnya yang dapat digerakan. Permukaaan kedua bagian ini diselesaikan dengan teliti dan saling menutupi dengan tepat. Ruang cetak harus sentral terhadap saluran turun pada cetakan tetap sehingga bahan dari tekanan diteruskan secara merat. Pen pemandu dilekatkan pada belahan cetakan. cetakan. Namun, sebaliknya diusahakan agar bagian luar dari benda cetak terdapat di belahan cetakan tetap. Pada proses pendinginan bahan cenderung menyusut dan terlepas dari dinding cetakan, produk kemudian dapat dikeluarkan bila cetakan dibuka. Produk yang masih melekat pada inti belahan cetakan yang dapat bergerak, dikeluarkan dikeluarkan dengan menggerakan mekanisme ejector. Pada cetakan injeksi terdapat saluran pendingin pada kedua belahan cetakan agar dapat dijaga suhu benda cetak yang uniform yang umumnya terbuat dari bahan termoplastik. Bahan didesak masuk ke dalam cetakan di bawah tekanan 30 sampai 275Mpa dan memasuki ruang cetak pada suhu sekitar 50°C. Benda dikeluarkan oleh pen ejector atau pelat setelah cetakan terbuka.Inti yang diperlukan diletakan pada belahan cetakan yang bergerak. 29
Karena penyusuta , ada kecenderungan dari produk untuk
elekat pada inti,
sehingga memudahkan pe geluarannya dari belahan cetakan tetap ketik cetakan dibuka. Saluran udara yang memu ngkinkan keluarnya udara yang terperangkap sangat kecil dan dibuat sedemikian sehingg memudahkan keluarnya udara dengan cepat.
Gambar 2.36 Skema perubahan sistem plastisol dari dispersi liquid ke solid
30
BAB III KESIMPULAN DAN SARAN
3.1 Kesimpulan
Tidak dapat disangkal lagi bahwa dalam kehidupan sehari-hari manusia modern sekarang ini pasti selalu ditemani oleh kehadiran barang dengan material plastik, baik pergi ke kantor, ke sekolah, pariwisata, atau sedang diam di rumah pun barang bermaterial plastik selalu menemani segala bentuk kegiatan manusia, karena plastik merupakan barang yang sangat penting dan berguna baik dalam proses belajar mengajar, komunikasi, transportasi dan lain-lainnya. Jenis-jenis material plastik yang bermacam-macam, baik itu bentuk, komposisi yang dimilikinya, dan berjuta-juta kegunaannya untuk manusia, menyebabkan terlahirnya bermacam-macam cara dalam pembuatannya / pengerjaannya. Setiap pengerjaannya ini dilakukan dengan cara yang berbeda-beda pula, dilihat dari sifat dan komposisi plastik dan juga kegunaan yang dapat dihasilkan dari plastik yang bermcam-macam bermcam-macam tersebut.
3.2 Saran
Dengan banyaknya kegunaan yang dihasilkan oleh barang bermaterial plastik untuk kepentingan manusia, dan banyaknya pula populasi manusia yang hamper semuanya menggunakan plastik, seharusnya dibangun industri-industri yang memproduksi barang berbahan plastik, yang akan membawa keuntungan yang juga akan melimpah ruah, namun dengan ilmu pengetahuan dan teknologi t eknologi yang cukup untuk pengerjaannya.
31
DAFTAR PUSTAKA
Indrawibawa, Nyoman. 2009. Pengetahuan Pengetahuan Bahan Plastik. Bandung : Polman
TecRep Engineering. 2003. Thermoplastic blow mold. http://www.tecrep.com/ thermoplastic_blowmold.asp (27Mei 2010)
TecRep Engineering. 2003. Thermoplastic Gas Inject. http://www.tecrep.com/ thermoplastic_gasinject.asp (27Mei 2010)
TecRep Engineering. 2003. Thermoplastic profile. http://www.tecrep.com/ thermoplastic_profile.asp (27Mei 2010)
TecRep Engineering. 2003. Thermoplastic rotate. http://www.tecrep.com/ thermoplastic_rotate.asp (27Mei 2010)
TecRep Engineering. 2003. Thermoplastic shortinject. http://www.tecrep.com/ thermoplastic_shortruninject.asp (27Mei 2010)
TecRep Engineering. 2003. Thermoset Resin Transfer Molding. http://www.tecrep.com/thermoset_resin.asp (27Mei 2010) The All India Plastics Manufacturers. 2010. Plastic Process. http://www.aipma.net/info/plasticprocess.htm (27 Mei 2010) Thomas Net. 2010. Spray-Up Plastic Molding. http://www.thomasnet.com/articles/custom-manufac http://www.thomasnet.com/a rticles/custom-manufacturing-fabricating/spray turing-fabricating/spray- plastic-molding (27 Mei 2010)
iv
