Proses Pengerjaan Plastik [PDF]

Citation preview

PAPER PENGETAHUAN BAHAN ( PLASTIK ) “PROSES PENGERJAAN PLASTIK”



DISUSUN OLEH : STEPHANUS RIARDO BISMO PRANOTO NIM : 215313027 KELAS : 3 MED



POLITEKNIK MANUFAKTUR BANDUNG 2018



PROSES PENGERJAAN PLASTIK Plastik merupakan salah satu bahan yang sangat umum ditemukan dalam kehidupan kita sehari – hari. Ada kurang lebih 350.000 item berbahan plastik yang ada di dunia. Tentu untuk menjadi sebuah barang yang dapat digunakan diperlukan sebuah proses pengerjaan dari plastik dari bahan mentah menjadi barang yang siap pakai. Plastik secara umum memiliki 2 jenis yaitu : Thermoplastic & thermosetting, tidak semua proses pengerjaan plastik bisa digunakan untuk keduanya. Oleh sebab itu berikut adalah cara/proses pengerjaan plastik dari masing – masing jenis plastik. 1.1



Proses Pengerjaan Pada Thermoplastic Berikut adalah proses – proses yang dapat digunakan untuk pengerjaan thermoplastic :  Pengerjaan Pemesinan  Pengeleman  Pengelasan  Pengerolan/Calendering  Ekstrusi  Injeksi  Cetak tiup/Blowing  Thermoforming/vacum forming  Rotate casting  Expanding foming  Spinning  Blow film



1.1.1



Pengerjaan Pemesinan 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



Beberapa Pengerjaan yang termasuk pemesinan :



yang



tinggi



dan



pemakanan



rendah.







Menggores dan memotong Plastik yang cukup sensitif terhadap takik seperti contohnya PMMA lembaran, dapat seperti kaca



digores dan dipatahkan. Plastik lunak seperti PVC lunak dapat dengan pisau khusus dipotong. Lembaran dan plat sampai 3 mm dari bahan thermoplastik dapat dipotong dengan pengerat baik dalam bentuk garis lurus atau lengkung. 



Kikir Proses pengikiran pada plastik biasanya digunakan untuk pembuatan chamfer atau debured. Untuk



thermoplastik digunakan kikir untuk non ferous (misalnya Al) dan dikikir ke satu arah saja. Kikir yang digunakan tergantung permukaan yang diinginkan, untuk permukaan kasar menggunakan kikir kasar (9 gigi / 25 mm) dan untuk permukaan sedang menggunakan kikir sedang (12 gigi / 25 mm). 



Bor Untuk pengeboran dapat menggunakan bor spiral normal yang mempunyai sudut mata bor dari 60⁰ s/d



120⁰ untuk pendinginan mungkin dipilih pemakanan besar dan pendinginan dengan udara bertekanan, ini karena emulsi dan air tidak cocok untuk semua plastik. Untuk plastik lunak seperti PE dan PP adalah baik bila kecepatan pemotongannya rendah dan pemakanan besar, dimana panas hasil gesekan dapat dibawa oleh tatalnya. Plastik pada pemanasan akan memuai lebih banyak daripada metal yang mana akan menyebabkan lubang hasil pengeboran akan lebih kecil dari diameter bornya. Untuk itu orang memilih mata bor kurang lebih 0,05 s/d 0,1 mm lebih besar. 



Gergaji Bisa menggunakan gergaji tangan atau gergaji mesin, yang harus diperhatikan adalah daun gergajinya



dimana gigi-giginya harus sedikit menyilang seperti pada daun gergaji untuk kayu lunak. Untuk thermoplastik gigi gergaji sedikit menyilang, untuk termosetting bisa menggunakan gergaji pita metal atau gergaji pita khusus dari baja chromvanadium. Untuk pemotongan sisi yang bersih bisa dicapai dengan gergaji piringan dengan kecepatan kurang lebih 3000 m/menit dan gigi gergajinya tidak menyilang. Jarak antar gigi 2 mm s/d 20 mm. 



Pembuatan ulir Untuk memotong ulir luar dan dalam lazimnya digunakan pahat ulir dan tap (bor berulir). Tetapi untuk



plastik yang sensitif terhadap takik sebaiknya dihindari pembuatan ulir ini. Untuk pengikatan dengan baut yang sering buka pasang sebaiknya menggunakan insert dari metal.







Gerinda dan poles Pada penggerindaan perlu diperhatikan adalah ukuran grain gerinda yang dipakai. Grain bisa dipilih



dari 60-500. Semakin dalam pengerjaan semakin besar grain yang dipakai. Step pertama dengan yang kasar (biasanya kering), dan pengerjaan selanjutnya dengan halus dan step terakhir sebelum poles (bila ingin dipoles) harus digerinda basah. Di bawah ini ada step-step untuk mendapatkan permukaan yang baik.







-



Gerinda awal grain 60



-



Gerinda selanjutnya grain 120



-



Gerinda selanjutnya grain 240



-



Gerinda halus grain 400-600



-



Poles dengan gerinda menggunakan pasta poles



Bubut RPM yang digunakan saat membubut harus tinggi, untuk pendinginannya bisa dengan udara dan cairan.



Bentuk dan ukuran dari pahat harus diubah sesuai untuk plastik. Bahan thermoplastik bisa menggunakan pahat HSS, sedangkan thermosetting dan kebanyakan plastik dengan penguat serat gelas harus menggunakan pahat hardmetal. 



Frais Tatal frais kebalikan dari tatal bor dan bubut yang tidak kontinyu, mesin harus disetting cepat



dengan demikian bisa dicapai kecepatan potong yang tinggi. Pisau potong untuk plastik bertolak belakang dengan untuk metal dimana jumlah pemotongannya sedikit. Pisau potongnya harus dari HSS atau hardmetal dan harus tajam. 1.1.2



Pengeleman



Pengeleman adalah suatu sistim penyambungan modern. Dengan pengeleman bahan yang akan disambung tidak perlu dilelehkan seperti pada pengelasan, oleh karena itu pengeleman lebih baik beberapa segi dari pengelasan. -



Pengeleman bisa dipakai untuk menyambung plastik yang tidak bisa atau tidak baik untuk dilas. Misalnya : Acrylglass.



-



Pengeleman bisa dipakai untuk penyambungan bahan yang berbeda- beda, yang mana hanya dengan pengeleman saja bisa dibuatnva. Misalnya dalam pengerjaan teknik anti korosi, interior rumah dan pembuatan meubel.



-



Pengeleman juga sangat ekonomis untuk pekerjaan assembling. Misalnva : penyambungan pipa atau komponen-komponen. Kekuatan ikat suatu sambungan lem dihasilkan oleh/melalui Adhesi dan Kohesi. Dalam Adhesi



kekuatan sambungan didapat pada daerah batas permukaan benda dan bahan lem sedang. Kohesi kekuatan sambung didalam bahan lem itu sendiri. Adhesi itu terjadi berdasarkan /pada pokoknva akibat pertukaran elektromagnit antara bahan lem dan permukaan bahan yang disambung. Pertukaran elektromagnit ini adalah penumpukan muatan negatif atau positif pada permukaan bahan yang disambung. Bahan yang mempunyai penumpukan muatan disebut polar. Bahan yang meneruskan elektrik dalam keadaan netral disebut unpolar. Sedang kohesi adalah kekuatan sambung atom-atomnya sendiri. 1.1.3



Pengelasan Pengoperasian welding terdiri dari tahapan : persiapan plat plastik yang hendak dijoining serta



pakan welding rodnya, welding (pengelasan), weld finishing (tahap dressing/perapihan). Persiapan material :



pemilihan



material



antara



welding rod dan



plastiknya



haruslah



polymer



plastik yang



setipe/sama. Penting untuk memastikan keduanya bersih dan kering. Bilamana tebal plat plastik kurang dari 6 mm, cukup dengan membuat sudut 60° V-chamfer satu sisi, bila tebal yang dipakai lebih dari 6 mm gunakan 60° double V-chamfer.



Bilamana weldingnya berbentuk ‘T’ tidak perlu di chamfer, meskipun begitu kedua permukaannya perlu diamplas. Setelah persiapan material, kedua permukaan yang akan diwelding didekatkan satu sama lainnya



pada posisi seharusnya, selanjutnya di ‘tack’ menggunakan tacking nozzle dengan maksud agar kedua substrat yang hendak disatukan dapat ‘berpegangan’ , sesaat setelah substrat saling memegang, kedua materialpun dapat diwelding dengan menggunakan round nozzle ataupun high speed nozzle. Tack welding membantu mengurangi pemakaian clamps, jigs, atau tambahan bantuan tenaga manusia.



Heat Tacking Plastics



Round nozzle welding (Low speed welding)



Pada welding plastik, material difusikan dengan cara kombinasi yang tepat antara panas dan tekanan. Pada hot gas dengan menggunakan round nozzle welding, welding rod diumpankan pada alur welding dengan tekanan tangan sementara pada saat yang sama dengan tangan satunya lagi memegang welding torch menggerakkan dan mengarahkan nozzle mengikuti alur welding (welding torch bergerak seperti gerakan pendulum) sampai selesai.



Mulailah dengan memegang welding torch dan berikan jarak welding tip dari material yang akan diwelding antara 6-20 mm, panaskan area yang diwelding dan welding rod sampai terlihat agak ‘shiny’ (terang/cerah) dan ‘tacky’ (menempel), pegang welding rod pada sudut 90° untuk plastic PVC, (untuk plastik polyethylene, polypropylene, fluorocarbon dll sebaiknya 45°) dari dasar material plastic. Gerakan welding torch secara vertical keatas dan kebawah (kira-kira dua kali gerakan atas-bawah per-detiknya) seperti gerakan pendulum dengan maksud supaya panas menyebar merata antara rod dan material plastiknya. Pada saat yang sama tekan rod ke material dengan tekanan ringan (kurang lebih 3lb – 1.5kg). Karena welding rod mempunyai kepadatan yang lebih rendah dari material dasarnya maka dipastikan welding rod akan



lebih cepat panas dibanding material dasarnya, untuk itu sebagai kompensasinya konsentrasikan 60% dari waktu gerakan kepada material dasarnya. Kecepatan rata-rata welding antara 150-200 mm per menit.



Pada pilihan dengan menggunakan metode ini, penting untuk menjaga agar tekanan dan kecepatan pengumpanan pada welding rod konstan mengikuti substratnya (terlalu kuatnya tekanan pada rod berakibat pada meregangnya bead menyebabkan hasil welding yang kurang baik), Terlalu panaspun akan mengakibatkan substrat gosong, meleleh, dan rusak. Untuk itu setelan panas hot gun, kecepatan pengumpanan dan tekanan welding rod harus dikombinasikan dengan tepat, untuk itu usahakan agar posisi kita senyaman mungkin pada saat welding. Round nozzle hot gas welding umumnya dipakai ketika kita sulit mendapatkan akses untuk me-welding, sebagai contoh welding pada posisi di sudut.



Speed welding Las plastik kecepatan tinggi (speed welding) menggabungkan metode-metode dasar yang digunakan dalam pengelasan kecepatan lambat (low speed welding). Perbedaan utamanya terletak pada penggunaan ujung (tip nozzle) kecepatan tinggi yang dirancang khusus yang memungkinkan tukang las untuk menghasilkan lasan yang lebih seragam dan bekerja di tingkat yang lebih cepat. Seperti juga pada low speed welding, panas yang konstan dan tekanan harus dipertahankan. Laju peningkatan las di las kecepatan tinggi dimungkinkan melalui pemanasan baik dari batang las (welding rod) dan bahan dasar



(parent material) sebelum mencapai titik fusi. Batang las ini dipanaskan saat melewati tabung di ujung nozzle yang mirip kaki (toe). Parent material dipanaskan oleh aliran gas panas yang melewati lubang di ujung nozzle disebelah belakang toe. Toe nozzle memberikan tekanan pada batang sekaligus menghilangkan kesulitan bagi operator untuk menerapkan tekanan yang konstan sebagaimana menggunakan cara low speed welding. Bentuk ujung nozzle seperti ini memungkinkan operasi pengelasan yang lebih cepat dan seragam, kecepatan pengelasan rata-rata dengan nozzle ini sekitar 1000 mm per menit.



Untuk memulai las dengan metode ini, mula-mula pegang welding torch seperti memegang belati, angkat di atas material parent sekitar 75 mm sehingga udara panas tidak mengenai material parent terlebih dulu, selanjutnya masukkan batang las ke tabung pemanasan awal, dan letakkan ujung runcing toe pada parent material pada titik awal las, selanjutnya dorong batang las tegak lurus terhadap parent material sampai berhenti pada titik awal las, angkat sedikit sehingga memungkinkan batang las lewat di bawah toe dan berikan tekanan ringan pada batang las dengan tangan kiri selanjutnya tarik perlahan welding torch. Selanjutnya welding torch dibawa tarik ke sudut 45° dan batang las akan mengumpan secara otomatis tanpa tambahan bantuan tekanan pada batang las. Welding torch diarahkan bergerak sepanjang alur las yang telah disiapkan pada tahap tacking welding sebelumnya.



Perhatikan hasil las selama pengelasan berlangsung secara visual. Sebagai contoh hasil las dengan tepi coklat atau hangus (seperti pada pvc) dapat disebabkan laju pengelasan terlalu lambat. Pada polyethylene maupun polypropylene terlalu lambatnya pengelasan ditandai dengan ‘bead’ welding rod yang terlalu mendatar dan garis welding yang transparan. Terputusnya garis las dapat disebabkan batang las terlalu panas; kurangnya tekanan ataupun laju welding terlalu cepat.



Sudut antara welder dan parent material akan menentukan tingkat kecepatan pengelasan. Karena lubang preheater di ujung sepatu mendahului kecepatan. Maka sudut antara welder dengan material yang akan dilas menentukan seberapa dekat antara lubang nozzle dengan material dasar dan berapa besar ‘preheating’ yang sebelumnya terjadi. Inilah alasan mengapa welding torch pada awal pengelasan dipegang pada sudut 90° dan selanjutnya 45°.



Ketika berlangsung inspeksi visual selama pengelasan yang mengindikasikan laju welding terlalu cepat, maka welding torch seharusnya dibawa pada posisi semula sudut 90° dengan maksud memperlambat laju pengelasan, selanjutnya sudut kembali disesuaikan untuk mendapatkan kecepatan pengelasan yang tepat.. Yang penting untuk selalu diperhatikan adalah sekali memulai pengelasan, kecepatan welding harus dijaga konstan. Untuk menghentikan pengelasan sebelum batang las diisi kembali bawa posisi torch kesudut 90° dan potong batang las dengan ujung toe nozzle. Setelah itu batang rod yang tertinggal dalam preheater tube harus segera disingkirkan. Batang rod tersisa yang tidak segera dibuang dalam preheating tube akan menyebabkan gosong atau meleleh didalam dan menyebabkan sumbatan pada pipa nozzle. Laju kecepatan las yang tepat pada ‘V’ join akan terlihat seperti ‘mahkota bead’ yang rapi, halus, mengkilap (pada tiap sisi) serta seragam. Untuk menjaga hasil yang baik, ujung nozzle seharusnya dibersihkan sewaktu-waktu dengan wire brush untuk membuang sisa kotoran (lelehan) batang rod. Berikut dapat kita saksikan melalui video youtube bagaimana proses pengerjaan welding plastics dengan menggunakan cara tacking nozzle, round nozzle, dan speed welding. Mesin hot gun welding yang digunakan LEISTER.



1.1.4



Calendering/Roll Calendaring adalah sebuah proses dimana lembaran – lembaran dari material thermoplastik dibuat



dengan cara melewatkan polimer halus yang dipanaskan diantara dua buah rol atau lebih. Biasanya roll untuk pengerjaan lembaran ini terdiri dari 4 – 5 roll utama. Susunan roll tersebut ada bermacam-macam yaitu susunan I,L,F, dan Z. Dalam proses calendering, plastik dibuat menjadi gulungan antara dua rol yang membuatnya ke sebuah yang kemudian lewat sekitar satu atau lebih tambahan gulungan sebelum melepas sebagai film



berkelanjutan. Kain atau kertas dapat diberi umpan melalui gulungan yang terakhir, sehingga mereka menjadi diresapi dengan plastik. Prinsip Kerja Mesin Roll/Calendar Thermoplastik dilelehkan pada ekstruder kemudian di ekstruksi keluar. Plastik dalam keadaan leleh ditempatkan diantara bantalan rol dan dirol untuk membentuk menjadi lembaran. Plastik yang diektrusi ini dipindahkan pada ban berjalan dan di roll awal. Bantalan rol tersebut dalam keadaan panas, dan menjaga keadaan plastik dalam keadaan bentuk yang semi-leleh sehingga memungkinkan untuk di rol dalam bentuk yang lebih tipis sebagaimana dihasilkan dari roller tersebut yang posisinya semakin dekat dan semakin dekat satu sama lainnya. Dari roll ini dipindahkan pada ban berjalan lagi, dibawa pada alat pengaduk, keluar dari alat ini, dipindahkan lagi dengan ban berjalan ke mesin rollnya. Di mesin ini thermoplastik di roll sesuai dengan ukuran yang diinginkan dan dilakukan pada roll penarik. . Apabila ketebalan lembaran sudah sesuai dengan kriteria, kemudian didinginkan pada roll pendingin dan kemudian digulung. Contoh Produk Plastik Hasil Calendaring :



1.1.5



Ekstrusi



Pada prinsipnya semua thermoplastik dapat diekstrusi, tetapi disini berlaku thermoplastik yang mempunyai viskositas tinggi. Dibawah ini ada tabel thermoplastik yang dapat diekstrusi :



Temperatur Bahan



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



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



pengikat



Bentuk-bentuk yang biasanya diekstrusi adalah :



Gambar 1.9 Bentukan yang biasa diekstrusi



Prinsip Kerja Mesin Ekstrusi



Gambar 1.10 Bagian-bagian mesin ekstrusi



Awalnya 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 dimasukkan 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 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 1.11 Prinsip kerja roll dalam ekstrusi 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 adalah penyalutan isolasi pada kawat dan kabel.



1.1.6



Injeksi



Pengerjaan dengan cara ini adalah untuk membuat produk dari plastik dalam jumlah massal/banyak. 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 pengaruh gaya gravitasi dari pengumpan (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 cetakan diatur antara 120-260°C, tergantung 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 : -



Jauh lebih cepat dibandingkan cetak tekan.



-



Cetakan berada pada suhu tetap biasanya 75 sampai 95°C.



-



Siklus produksi berkisar antara dua sampai enam cetakan per menit.



-



Harga cetakan lebih murah karena lebih sederhana.



-



Berbagai bentuk produk, baik rumit maupun yang tipis dapat dihasilkan.



-



Pemakaian bahan hemat karena spru dan saluran masuk dapat digunakan kembali.



Gambar 1.3 Mesin cetak injeksi untuk plastik



- 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 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.



- Press Dingin Pada pengerjaan ini biasanya resin + pengeras + katalisator sudah menjadi satu. Bahan tersebut dicetak pada suatu cetakan press dan dibiarkan dalam temperatur ruangan. Untuk pengerasan cepat dapat dibantu dengan temperatur sampai 60°C. Biasanya bahan untuk proses pengerjaan ini berupa lembaran.



Gambar 1.4 Pengerjaan plastik dengan press dingin



- Press Panas Pada prinsipnya prosesnya sama dengan proses press dingin. Tetapi bahan yang digunakan disini adalah resin + pengeras + panas. Jadi bukan katalisator seperti pada press dingin. Panas yang



dibutuhkan adalah 90° - 110°C , dan cetakan yang digunakan adalah dari aluminium, baja, besi tuang. - Injeksi Press Pengerjaan dengan injeksi press ini menggunakan mesin otomatis, dimana bahan akan dicetak disimpan dalam suatu tempat penyimpanan diinjeksikan melalui gate (lubang masukan) kedalam cetakan tertutup yang dipanaskan untuk dipress.



Gambar 1.5 Pengerjaan plastik dengan injeksi press



- Injeksi Tuang Pengerjaan dengan injeksi ini persis sama dengan pengerjaan injeksi untuk thermoplastik. Untuk pengerjaan ini dibutuhkan temperatur cetakannya antara 1450 sampai 180°C. Tekanan injeksinya 50 – 150 N/mm2.



Gambar 1.6 Pengerjaan plastik dengan injeksi tuang



1.1.7 Cetak Tiup/Blowing 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 ini adalah PE, PP, PVC, dan PS. Pembuatan lembaran ini menggunakan mesin ekstrusi tiup.



Gambar 1.12 Mesin ekstrusi tiup



1.1.8 Thermo forming/Vaccum Forming Proses pemberian bentuk vakum (vaccum snappack forming) seperti pada gambar dibawah ini. Setelah lembaran plastik dipanaskan dijepit, ruang cetakan divakumkan, akibatnya lembaran tersebut tertarik ke bawah, lihat garis putus. Cetakan atas kemudian



ditekankan pada lembaran yang akan dibentuk. Vakum ditiadakan dengan perlahan-lahan yang menyebabkan lembaran tersebut kembali ke cetakan atas. Pada gambar tersebut dipaparkan cara pemberian bentuk pada lembaran dengan menggunakan tekanan udara. Di sini lembaran yang telah dipanaskan ditiupkan pada permukaan cetakan. Proses ini 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 thermo forming ini, diantaranya : tempat penyimpanan telur, bungkus tablet, tempat jelly, pintu bagian dalam interior mobil, dan lain-lain.



Gambar 1.13. Pemberian bentuk vakum 1.1.9 Rotate Casting Pada cetak rotasi suatu cetakan yang berdinding tipis berputar melalui dua sumbu secara serempak. Sumbu pertama dan kedua tegak lurus sesamanya. Setelah diisi bahan plastik, sambil berputar cetakan dipanaskan, hal ini menyebabkan partikel meleleh pada bagian dalam cetakan membentuk lapisdan-lapisan hingga akhirnya bahan menjadi satu. Cetakan kemudian di buka sehingga dapat di keluarkan dan cetakan siap diisi kembali. Proses ini terutama digunakan untuk membuat produk berongga dari bahan termoplastik.



Gambar 1.15 Proses cetakan rotasi



Metode serbuk rotasi berbeda dengan proses cetak lainnya, pada proses cetak lainnya diperlukan panas dan tekanan untuk plastisitasi resin sedangkan dalam proses serbuk rotasi hanya memerlukan pemanasan cetakan. Cetakan aluminium cor yang tipis dapat digunakan dalam cetakan rotasi, begitu pula tembaga yang dibentuk secara elektro atau lembaran logam. Bagian-bagian cetakan harus rapat sambungannya



sehingga



cairan



tidak



dapat



memasuki



cetakan



dan



menyebabakan



pelengkengungan. Kedua sumbu cetakan biasanya dijalankan oleh motor yang berbeda, biasanya dengan perbandingan 3 : 1 antara sumbu utama dan sumbu tambahan. Kecepatan putar sumbu utama biasanya kurang dari 18 rpm sedangkan suhu cetakan berkisar antara 260º sampai 370º Celcius.



Gambar 1.16 Skema sistem cetak dengan lengan-putar Sumbu cetakan dapat berputar 90º, 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 trak sehingga dapat digerakkan keluar masuk dapur, ruang pendingin dan tempat 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 tangki bahan bakar. Perangkat mesin yang sama dapat digunakan untuk mencetak serbuk termoplastik atau plastisol. 1.1.10 Foaming 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 1.17 Skema daur ulang dengan proses foaming



Gambar 1.18 Contoh mesin foaming Produk yang dihasilkan dari proses foaming adalah styrofoam, plastik polistiren.



Gambar 1.19 Produk hasil foaming



1.1.11 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 bentuk filamen.



Gambar 1.20 Skema 3 jenis pengerjaan Spinning



Gambar 1.21 Proses pengerjaan dengan



Spinning



Gambar 1.22.Skema produksi fiber polyacrylonitrile dengan Spinning



Gambar 1.23 Contoh produk hasil pengerjaan Spinning 1.1.12 Blown Film Blown film extrusion adalah proses pembuatan lembaran plastic untuk kebutuhan pengepakan di industri. Mesin ini memproses plastik dengan cara menarik plastik melalui circular die dan metode ini adalah metode umum dalam pembuatan plastik 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 plastik kemudian didingainkan dengan menggunkan udara dingin dan kemudian diratakan. Jenis resin yang digunakan adalah HDPE, LLDPE, LDPE, dan lain-lain.



Gambar 1.24.Diagram pengerjaan plastik dengan blown mold



Gambar 1.25. Skema sederhana blown mold



Gambar 1.26. Contoh mesin blown mold



Gambar 1.27. Contoh produk hasil blown mold 1.2



Proses Pengerjaan Plastik Thermosetting Berikut adalah bebrapa proses pengerjaan untuk Thermosetting : • Hand lay up • RIM (Reaction Injection Moulding) • Compression molding • Transfer moulding • Spraying • Casting



1.1.1 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.



Gambar 1.28 Pengerjaan plastik dengan hand lay up Cara mengerjakannya : 1. Siapkan cetakan. Cetakan biasanya terbuat dari kayu, gips, atau metal. 2. Lapisi cetakan dengan bahan pemisah. Bahan pemisah ini nanti akan menjaga jangan sampai resin melekat pada cetakan. 3. Lapisi cetakan dengan resin dengan menggunakan kwas. 4. Setelah resin, lapiskan potongan serat gelas dalam bentuk lembaran, ditekan juga dengan menggunakan roll. Untuk mendapatkan ketebalan yang diinginkan tinggal mengulang urutan seperti di atas, 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, diantarany a: 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. 1.1.2 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.



Gambar 1.30 Pengerjaan plastik dengan RIM 1.1.3 Cetak Tekan (Compression Moulding) Prinsip cetak tekan dapat dilihat pada gambar, sejumlah bahan dimasukan ke dalam cetakan logam yang telah dipanaskan terlebih dahulu. Ketika cetakan ditutup, bahan yang telah lunak tertekan sehingga 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. Suhunnya berkisar antara 120 hingga 205°C. Panas sangat penting bagi termoseting, karena awalnya 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 berbagai macam jenis mesin press hidrolik mulai dari yang dikendalikan oleh tangan sampai dengan yang otomatis. Fungsi dari press ialah memberikan tekanan dan panas yang cukup sekaligus sehingga terjadi plastisasi yang sempurna dari bahan. Panas yang diperlukan dapat dialirkan melalui pelat pemanas, atau langsung dari uap, cairan yang dipanaskan, listrik, atau arus berfrekuensi tinggi.



Gambar1.31 Proses dengan reaction injection molding



1.1.4 Cetak Transfer (Transfer Moulding) Pada cetak transfer, serbuk thermoseting atau benda prabentuk diletakan pada tempat tersendiri atau dalam ruang tekanan di atas rongga cetakan. Pada proses ini bahan mengalami plastisasi akibat panas dan tekanan dan diinjeksikan ke dalam rongga cetakan, sebagai cairan panas, disini bahan tersebut kemudian mengalami pengerasan.



Proses cetak transfer



Ganbar 1.32 Siklus pengerjaan plastik dengan transfer mold



1.1.5 Spraying



Pengerjaan plastik dengan cara spraying menggunakan suatu alat penyemprot yang dikendalikan oleh seorang operator atau kontrol komputer, ini merupakan hal yang cukup popular yang digunakan sejak pertengahan abad 21. Hal ini dimungkinkan dengan cara hati-hati meregulasikan deposit material dan akan sangat efektif dalam pembentukan plastik di industri. Pembuatan produk dengan cara spraying sering digunakan sebagai komponen pendukung untuk struktur solid dan aplikasi lainnya. Alat penyemprot itu sendiri biasanya dilengkapi dengan mekanisme yang dapat memotong serat fiber menjadi helaian-helaian, yang kemudian di distribusikan sepanjang permukaan cetakan. Kemajuan teknologi dengan cara spraying telah terbukti lebih efisien dan merupakan sistem penyemprotan yang lebih bersih, dengan mengurangi emisi stirena, kapasitas penyemprotan yang lebih besar dan keseragaman lebih baik diantara pola penyemprotan. Alat penyemprot dihasilkan dengan konfigurasi yang bermacam-macam, masingmasing dengan kemampuan yang berbeda-beda.



Gambar 1.33. Pengerjaan plastik dengan cara spraying Produk yang dihasilkan dari proses pengerjaan ini adalah kolam renang, rak piring, bagian belakang wajan.



Gambar1.34 Contoh produk hasil pengerjaan spraying 1.1.6 Casting (Pengecoran) Bahan termosetting 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 mencelupkan mandril baja dengan bentuk tertentu dalam timah hitam cair yang kemudian 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 cetakan dari adukan semen, gelas, kayu, logam, atau karet sintetis. 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) Pin ejector hendaknya ditempatkan di titik-titik dimana jejak pen tersebut tidak mengganggu. Plastik mengalami 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 Tangan Cetakan ini diisi dan dibongkar di atas bangku. Pada pres terdapat sarana pemanasan dan pendinginan. b) Cetakan Semi Otomatis Cetakan ini terpasang kokoh pada mesin pres dan dipanaskan atau didinginkan oleh pelat. Pada waktu cetakan membuka, benda dikeluarkan secara otomatis dari cetakan jenis tunggal ataupun ganda. Cetakan injeksi terdiri dari dua bagian, satu bagian yang terpasang dan bagian lainnya yang dapat digerakan. Kedua permukaan pada 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 merata. Pen pemandu dilekatkan pada belahan 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 dengan menggerakkan 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 275 Mpa 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. Karena penyusutan, ada kecenderungan dari produk untuk melekat pada inti, sehingga memudahkan pengeluarannya dari belahan cetakan tetap ketika cetakan dibuka. Saluran udara yang memungkinkan keluarnya udara yang terperangkap sangat kecil dan dibuat sedemikian sehingga memudahkan keluarnya udara dengan cepat.



Polyethylene Terephthalate (PETE atau PET), juga dikenal sebagai plastik #1, merupakan plastik yang paling umum digunakan di seluruh dunia. Tidak mengherankan, ini juga merupakan plastik yang paling banyak didaur-ulang, terutama botol air kemasan yang mengerikan itu. PET lahir pada tahun 1973, dan pertama kali di daur-ulang tahun 1977 – Masih terngiang the Bee Gees bernyanyi, “More than plastic, More than plastic to me.” Tahun 2005, rata-rata rumah tangga di Amerika menggunakan lebih dari 20 kilo plastik jenis ini, ini memang terlalu banyak. Sifat & Karakteristik : 



Kekuatan ( Strength ) Tinggi







Kaku ( Stiffness )







Dimensinya stabil







Tahan bahan kimia & cuaca







Tahan panas







Daya serap air rendah







Sifat Elektrikal baik







Pembuatannya : o



Ekstrusi di suhu 518-608°F



o



Cetak Injeksi



o



Cetak Tiup



*Sebelum dicetak Resin PET Dikeringkan hingga kandungan uap air maksimum 0,02% untuk mencegah proses hidrolisis



Contoh Penggunaan :