PENGOLAHAN BAHAN NON LOGAM

Materi Pembelajaran

Dengan semakin mahalnya harga material logam maka material nonlogam (bukan logam) merupakan material alternative pengganti logam. Material bukan logam banyak dipakai dalam kehidupan sehari-hari dalam berbagai produk rumah tangga, peralatan teknk, komponen kendaraan, aksesoris, kemasan produk, dan sebagainya. Material bukan logam adalah bahan yang tidak termasuk logam atau unsur kimia yang mempunyai sifat elastis (karet, plastic), cair ( bahan bakar dan bahan pelumas), mudah pecah (keramik), peka terhadap api (bahan bakar,plastik), tidak dapat terbakar (asbes), dan lain-lain. Bahan bukan logam diantaranya asbes, plastik, kaca, keramik, stetit, kertas/karton, karet, granit, batu bara, bahan bakar cair, bahan bakar gas, minyak pelumas, minyak rem, intan, dan lain-lain.

Bahan nonlogam

1. Asbes

Asbes ditemukan di alam berbentuk serabut atau serat halus sebagai pembuluh diantara karang-karang, yang terdiri atas asam kersik dan silikat magnesium. Cara memperoleh asbes adalah dengan menghancurkan batu-batu karang hingga memperoleh serat-serat untuk dibuat asbes dan dipintal menjadi benang. Agar mudah dalam pemintalan maka serat-serat asbes dicampur dengan kapas. Setelah menjadi benang maka kapasnya dihilangkan dengan jalan dipanggang atau dibakar hingga tertinggal benang asbes saja. Pada umumnya asbes mempunyai sifat tahan api dan tidak dapat terbakar, berwarna abu-abu perak, massa jenis 2,9-3 dan titik cairnya 1500°C. asbes berkualitas tinggi banyak digunakan pada alat pemadam kebakaran, sarung tangan, sepatu asbes, baju tahan api, kampas rem, paking knalpot, isolasi panas pada peralatan listrik.

2. Plastik

Bahan dasar plastik adalah arang, minyak bumi, gas bumi, garam dan air. Plastik dibuat  secara sintetis, bersifat plastis dan mudah dibentuk. Macam-macam material plastic antara lain Poly Etylene (PE), Poly Propelene (PP), Poly Vinil Clorida (PVC), Poly Steerine (PS), Poly Carbonat (PC), Poly Amid (PA), dan Akrilitiel Butadin Steerine (ABS).

Plastik mempunyai sifat mudah terbakar, ringan, kuat, tahan xat kimia, tahan air, tahan korosi, dapat dicetak dengan baik pada suhu rendah. Sifat fisik plastik : massa jenis 1,0-1,7 dan titik lumer sekitar 400°C. Sifat mekanik plastik mempunyai  kekuatan tarik 2,1-8,4 kg/mm² dan regangan 15-700%. Plastic banyak digunakan untuk kemasan, peralatan rumah tangga , peralatan teknik, peralatan elektronik, dan komponen-komponen kendaraan.

3. Kaca

Kaca dibuat dengan cara mengolah bahan dasar seperti pasir kuarsa dan bahan tambah lainnya (soda, potas, kapur, dan timbel) pada dapur cawan tahan api yang dipanaskan dengan gas sampai suhu 2.000°C. pada umumnya kaca tidak mempunyai titik cair tertentu, bersifat halus/licin, tidak tahan benturan, tidak larut dalam air, tembus cahaya, dapat memantulkan cahaya, tahan pengaruh gas, uap, dan asam.

Macam-macam kaca antara lain kaca bening (kaca natron), kaca kristal, kaca baur, kaca flint, kaca kroon, kaca pyrex, kaca yena, kaca panser (tahan peluru). Kaca bening banyak digunakan untuk jendela,. Kaca pyrex dan kaca yena tahan perubahan suhu , digunakan unt7uk alat-alat ukur laboratorium. Kaca krona digunakan untuk alat-alat optic. Kaca flint digunakan untuk membuat lensa, prisma, dank anta.

4. Keramik

Keramik dibuat dari bahan kaolin (tanah liat pilihan), dibentuk dengan cetakan dan dibakar dengan suhu 900-1200°C.Keramik mempunyai sifat tahan perubahan suhu , keras, getas, dapat pecah, daya sekat tinggi tidak dapat diubah bentuk, tahan perubahan kimia, dan tidak menghisap air. Karena sifatnya itu, keramik digunakan untuk lantai, bahan isolasi listrik, sekring, dan batu tahan api.

5. Stetit

Stetit adalah semacam keramik yang dibuat dari serbuk batu lemak yang dipres dengan tekanan tertentu dan dibakar sampai suhu dan waktu tertentu sesuai kebutuhan. Stetit mempunyai sifat lebih baik dari keramik, yaitu tahan perubahan suhu dan getaran mekanis. Stetit digunakan untuk alat-alat pemanas, setrika, solder, saklar, isolasi jaringan listrik, dan isolator busi motor.

6. Kertas/Karton

Kertas dibuat dari bahan pulp yang dipres/dirol dan dipanaskan hingga menjadi lembaran tipis. Kertas dibagi menjadi 3 kelompok yaitu kertas dan karton dari campuran serat, kertas pararin (dicelupkan ke paraffin atau lilin), kertas prespan (kertas basah dan dipres). Sifat kertas paraffin agak lunak bila dibandingkan dengan kertas prespan. Kertas prespan bersifat keras dan berwarna abu-abu. Dibidang teknik, kertas dan karton dipakai sebagai paking motor dan saringan/filter. Kertas paraffin digunakan sebagai penyekat daun-daun kondensor. Kertas prespan dipakai sebagai bahan untuk membuat lilitan, bahan isolasi alur isolator, dan bahan isolasi transformator.

7. Karet

Sifat karet adalah elastis, kenyal tidak larut dalam air, dapat larut dalam bensol, massa jenis karet 0,9-0,96. Pada suhu 0°C karet masih kenyal, pada suhu yang lebih rendah menjadi keras dan rapuh, pada suhu 50°C karet menjadi lunak dan lengket , pada suhu 200°C karet menjadi kental, karet akan rusak oleh asam dan klor. Sifat mekanis karet tergantung pada bahan vulkanisir dan bahan pengisi yang berupa arang, kapur, antinomy dan timbel.

8. Batu bara

Batu bara berasal dari alam yaitu tumbuh-tumbuhan yang tertimbun tanah dalam waktu yang lama dan mengalami proses pembusukan secara lambat, sehingga unsur-unsur tersebut menjadi gas CO₂ dan H₂O dan sisanya berupa zat arang dalam jumlah yang banyak dan beratnya menurun. Sifat batu bara : mengandung unsur zat arang (karbon), zat air (hydrogen), belerang , gas abu. Kalor atau panas yang dihasilkan oleh batu bara tergantung unsur C,H, dan S.

9. Bahan bakar cair

Bahan dasar untuk bahan bakar cair berasal dari minyak mentah yang disebut petroleum. Untuk mengolah minyak mentah dengan cara memisahkan hidrokarbon dari kotoran-kotorannya, yaitu dengan cara destilasi atau penyulingan yang dilakukan di kilang-kilang minyak hingga diperoleh jenis-jenis bahan bakar, yaitu bensin, solar, dan minyak tanah.

10. Bahan pelumas

Minyak pelumas berfungsi sebagai pembersih, perapat diantara dua komponen yang berenggang, penyerap panas, penyerap tegangan, pencegah keausan, mengurangi kehilangan tenaga akibat gesekan, pencegah karat, dan untuk mengeluarkan kotoran. Sifat dan syarat minyak pelumas : memiliki viskositas, daya lekat yang baik, mudah memindahkan panas, tidak mudah bercampur dengan kotoran, mempunyai titik nyala yang tinggi, mempunyai titik beku yang rendah. 

Pengolahan Bahan Nonlogam

Berikut akan dijelaskan pengolahan bahan nonlogam berupa plastic (polimer).

Pengolahan bahan non logam terbagi dalam beberapa tahap. Tahap pertama adalah prapembentukan. Sebelum dimasukan kedalam mesin cetak, bahan yang sudah tercampur dicetak lebih dahulu sebagai bentuk awal. Ada dua macam pembentukan yaitu untuk bahan termoplastik dan termosetting. Perbedaan kedua macam prapembentukan sebagai berikut :

Bahan termoplastik, prosesnya dilakukan dengan cara bahan dipanaskan hingga mencapai titik plastis, lalu dicetak merupai bentuk rongga cetakan. Keuntungan proses ini adalah menghemat bahan baku dan mempercepat proses.

Bahan termosetting, prosesnya dilakukan dengan cara bahan dicetak dalam kondisi dingin (cold working) menjadi bentuk pelet tanpa pengolahan awal terlebih dahulu.

Pengolahan bahan nonlogam seperti polimer dibagi menjadi beberapa macam, yaitu :

1. Injection molding

Biji polimer (pellet) yang dilelehkan oleh screw gear ke dalam tabung yang berpemanas. Lalu dengan gaya tarik bumi, pellet diinjeksikan ke dalam cetakan . akibat pemanasan pada suhu 120-260°C, pellet berada dititik plastis. Kemudian pellet diinjeksikan ke dalam cetakan tertutup bertekanan besar yaitu 200 MPa. Produk kemudian mengeras dengan bantuan pendinginan air. Penekan lalu ditarik dan produk dikeluarkan dari dalam cetakan.

 Gambar 3.1 Proses Injection Molding

2. Ekstusi

Biji polimer (pellet) yang telah dilelehkan dimasukan ke dalam ruang pemanas melalui screw gear, hingga berubah menjadi kental. Lalu ditekan melalui cetakan (die) sehingga keluar berupa lembaran. Lembaran yang dihasilkan lalu didinginkan dengan udara, air, atau permukaan yang dingin. Produk berupa lembaran akhirnya mengeras selama berada diatas ban dan berjalan (conveyor).

Gambar 3.2 Proses Ekstrusi

3. Thermoforming

Prosesnya berupa menekan lembaran polimer yang telah dipanaskan ke dalam suatu cetakan.

 

Gambar 3.3 Proses thermoforming

5. Blow molding

Biji polimer (pellet) yang dilelehkan oleh screw gear di dalam tabung yang dilengkapi dengan pemanas, kemudian diekstrusi membentuk pipa (parison) kemudian ditiup ke dalam cetakan,

 

Gambar 3.4 Proses Blow Molding

SUMBER : BUKU PAKET SEKOLAH