Studi Tentang Pengaruh Variasi Temperatur Dan Putaran Ekstruder Berkapasitas Maksimum 900 Kg/Jam Pada Proses Pembuatan Pipa Air Dengan Komposisi Beberapa Jenis Thermoplastik.

 2  37  100  2017-01-18 05:19:22 Report infringing document
Informasi dokumen

STUDI TENTANG PENGARUH VARIASI TEMPERATUR DAN PUTARAN EXTRUDER

  STUDI TENTANG PENGARUH VARIASI TEMPERATUR DAN PUTARAN EXTRUDERBERKAPASITAS MAKSIMUM 900 KG/JAM PADA PROSES PEMBUATAN PIPA AIR DENGAN KOMPOSISI BEBERAPA JENIS THERMOPLASTIK SKRIPSISkripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik HENDRA PRAWIRA GINTING NIM. 080421008 DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA2 0 11 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA FAKULTAS TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK MESIN MEDAN TUGAS SARJANA STUDI TENTANG PENGARUH VARIASI TEMPRATUR DAN PUTARAN EXTRUDERBERKAPASITAS MAKSIMUM 900 KG/JAM PADA PROSES PEMBUATAN PIPA AIR DENGAN OLEH :HENDRA PRAWIRA GINTING NIM : 080421008 DISETUJUI OLEH : DOSEN PEMBIMBING Ir.

DOSEN PEMBANDING

  I DOSEN PEMBANDING II Ir. 19491012 198103 1 002 NIP.

STUDI TENTANG PRNGARUH

  VARIASI TEMPRATUR DAN PUTARAN EXTRUDER BERKAPASITAS MAKSIMUM 900 KG/JAMPADA PEROSES PEMBUATAN PIPA AIR DENGAN KOMPOSISI BAHAN THERMOPLASTIK HENDRA PRAWIRA GINTING NIM : 080421008 Telah Disetujui dari Hasil Seminar SkripsiPeriode ke 158 ,pada Tanggal 17 September 2011 Pembanding I, Pembanding II, Ir. 194910121981031002 NIP.195512101987101001 DEPARTEMEN TEKNIK MESIN AGENDA : 248 / TS / 2011FAKULTAS TEKNIK USU DITERIMA TGL.

TUGAS SARJANA

  N A M A : HENDRA PRAWIRA GINTINGN I M : 080421008MATA PELAJARAN : METALURGI SERBUKSPESIFIKASI : STUDI TENTANG PENGARUH VARIASI TEMPERATUR DAN PUTARAN EKSTRUDERBERKAPASITAS MAKSIMUM 900 KG/JAM PADAPROSES PEMBUATAN PIPA AIR DENGAN KOMPOSISI BEBERAPA JENIS THERMOPLASTIK DIBERIKAN TANGGAL : 15 MEI 2011SELESAI TANGGAL : 12 SEPTEMBER 2011 MEDAN, SEPTEMBER 2011KETUA DEPARTEMEN TEKNIK MESIN, DOSEN PEMBIMBING, Dr. Ikhwansyah Isranuri Ir.

KATA PENGANTAR

  Adapun Skripsi yang dipilih, diambil dari mata kuliah Metalurgi Serbuk, yaitu “Studi Tentang Pengaruh Variasi Temperatur Dan Putaran Ekstruder Berkapasitas Maksimum 900 Kg/Jam Pada Proses Pembuatan Pipa Air Dengan Komposisi Beberapa Jenis Thermoplastik Dalam penulisan skripsi ini, penulis telah berupaya dengan segala kemampuan pembahasan dan penyajian, baik dengan disiplin ilmu yang diperoleh dari perkuliahan,menggunakan literatur serta bimbingan dan arahan dari Dosen Pembimbing. Teristimewa buat kedua Orangtua tercinta, atas doa dan dukungan mereka yang selalu menyertai penulis dalam menyelesaikan pendidikan dan pembuatan tugasskripsi ini.

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Penelitian

  Oleh karena itu, untuk menghasilkan suatu produk yang efisien dan dapat bersaing perlu pertimbangan dalam pembuatan produk tersebut, mulai daripemilihan bahan baku, proses pengerjaan, sampai produk yang dihasilkan. Untuk meminimalisir angka produk yang cacat inilah yang mendasari penulis melakukan penelitian pengaruhvariasi temperatur dan putaran pada proses ekstrusi untuk pembuatan pipa dengan bahan baku Polivinil klorida yang biasa disingkat dengan PVC, dikaitkan dengan produk akhiryang dihasilkan.

1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian

1.2.1 Tujuan Penelitian

  Tujuan dari penelitian ini adalah : 1 Mengidentifikasi pengaruh temperatur pemanasan dan putaran bahan baku PVC pada proses ekstrusi terhadap produk akhir sehingga bisa mengetahui cacat produkhasil pengujian dengan perbandingan berbagai sample produk yang dihasilkan. 2 Mengidentifikasi temperatur dan putaran yang optimal terhadap bahan baku PVC pada proses ekstrusi.

1.2.2 Manfaat Penelitian

  Manfaat dari penelitian ini adalah : 1 Dihasilkan suatu produk dari hasil proses Ekstrusi dengan variasi temperatur dan putaran pemanasan dengan bentuk mold yang sederhana yaitu berupa spesimen ujitekan dan lentur (skala kecil) dan bisa untuk bidang industri PVC (skala besar). 3 Sumbangan bagi kalangan akademis dalam bidang manufaktur tentang proses pembuatan berbagai produk dari PVC dan kesalahan-kesalahan yang sering terjadi dilapangan.

1.3 Batasan Masalah

  Agar pembahasan lebih mengena dan tidak terjebak dalam pembahasan yang tidak perlu, maka perlu dibuat batasan masalah. Sedangkan putaran yang digunakan dalam pengujian ini yaitu :25 rpm dan 30 rpm.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Dasar Bahan Polimer

2.1.1 Definisi Bahan Polimer

  Umumnya suatu polimer dibangun oleh satuan struktur tersusun secara berulang diikat oleh gaya tarik-menarik yang kuat yang disebut ikatan kovalen, dimana Bahan polimer yang mempunyai berat molekul besar dan ikatan kovalen, samasekali menunjukkan sifat-sifat yang berbeda dari bahan organik yang mempunyaiberat molekul rendah. Berat jenis polimer adalah rendah dianding logam dan keramik, yaitu 1,0 – 1,7 yang memungkinkan dapat diproduksibarang yang kuat dan ringan.3) Banyak diantara polimer bersifat isolator yang baik.

2.1.2 Jenis-jenis Bahan Polimer

  Menurut id.wikipedia.org/plastik (2011) Plastik adalah bahan sintetis yang dapat diubah bentuk dan dapat mempertahankan perubahan bentuk serta dikeraskantergantung pada strukturnya. Contoh bahan thermoplastik adalah : Polistiren, Polietilen, Polipropilen, Nilon, Plastik fleksiglass dan Teflon.2) Bahan Thermoseting (Thermosetting) yaitu plastik dalam bentuk cair dan dapat dicetak sesuai yang diinginkan serta akan mengeras jika dipanaskan dan tetap tidakdapat dibuat menjadi plastik lagi.

2.2 Sifat-sifat Mekanik Bahan Polimer

  Kekuatan tarik penting untuk polymer yang akan ditarik, contohnya fiber, harus mempunyai kekuatan tarik yang baik. Segala sesuatu yang harus menahan berat daribawah harus mempunyai kekuatan tekan yang bagus.3) Flexural strength (Rahmat, 2007) Adalah ketahanan pada bending (flexing).

2.2.1 Sifat Lenturan

  Material komposit mempunyai sifat tekan lebih baik dibanding tarik, pada perlakuan uji bending spesimen, bagian atas spesimen terjadi proses tekan dan bagianbawah terjadi proses tarik sehingga kegagalan yang terjadi akibat uji bending yaitu mengalami patah bagian bawah karena tidak mampu menahan tegangan tarik. Dimensibalok dapat kita lihat pada gambar 2.2.

1 R

  Seperti ditunjukkan pada gambar 2.3, kalau batang uji di tumpu pada R 1 dan R 2 dan beban tekuk (P) diberikan ditengah, tegangan tekuk maksimum pada titik nol ditengah adalah :Di mana : σ = kekuatan bending (MPa)P = beban yang diberikan(N)L = jarak antara titik tumpuan (mm)B = lebar spesimen (mm)D = tebal spesimen (mm) = defleksi (mm)Kekuatan lentur berubah menurut ukuran batang uji L/ oleh karna itu, umumnya ditentukan pada . Modulus elastisitas (E) didapat dari persamaan :Dimana : = defleksi (mm)Eb = modulus elastisitas (MPa) Umumnya pada bahan polimer modulus elastik untuk tekan berbeda dengan untuk tarik, tegangan tekan yang besar terjadi pada bagian yang mengalami tegangan tekan ( gambar 2.3 ).

2.2.2 Teori Uji Tekan Statik

  Misalnya pada tiang- Gambar 2.4 Perubahan benda yang disebabkan oleh tegangan tekan aksial Keterangan :A = Luas PenampangF = Gaya yang bekerja sebagai penekananL0 = Panjang AwalΔL = Perubahan panjang, dimana : ΔL = L0 – L1 Dalam perancangan teknik yang sebenarnya sebagian besar kita bertumpu pada tegangan teknik. Berarti yang harusdilakukan untuk menghindari gaya gesekan ini harus dengan meningkatnya energi selama proses penekanan.

2.2.3 Respon Material Akibat Beban Tekan Statik

  Dalam penelitian ini terdapat bahan yang mengalami deformasi plastis jika terus diberikan tegangan dan bahan ini tidak akan berubah kebentuk semula. Tegangan yang dihasilkan pada proses ini disebut dengan teganganteknik ( σeng), dimana didefinisikan sebagai nilai pembebanan yang terjadi (F) pada suatu luas penampang awal (A0).

2.2.4 Perpatahan (Fracture)

2.2.4.1 Dasar-dasar Perpatahan

  Kasus yangsering terjadi adalah pemilihan bahan dan proses yang tidak tepat dan perancangan komponen kurang baik serta penggunaan yang salah. Patah sederhana didefinisikan sebagai pemisahan sebuah bahan menjadi dua atau lebih potongan sebagai respon dari tegangan static yang bekerja dan pada temperaturyang relative rendah terhadap temperatur cairnya.

2.3 Pemanfaatan Polimer

  Selain dakron dikenal pula Mylar , yang digunakan sebagai pita perekam magnetik 8) Polyurethanes Polyurethanes banyak digunakan untuk produk-produk yang terbuat dari foam, serat, dan yang digunakan untuk elastomer dan pelapis (coating). Aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari misalnya untuk pembuatan wadah dari foam, untukindustri garmen, untuk aplikasi bahan bangunan dan sebagainya.9) Karet alam dan karet sintetis Karet diperoleh dari getah pohon karet (lateks).

2.4 Bahan Baku Polyvinil Chlorida (PVC)

  PVC ditemukan secara tidak sengaja oleh Henri Victor Regnault pada tahun 1835 dan Eugen Baumann di tahun 1872 . Di awal abad ke 20, ahli kimia Rusia, Ivan Ostromislensky dan Fritz Klatte dari perusahaan kimia Jerman Griesheim-Elektron mencoba menetapkan penggunaan PVC sebagai produk komersial.

B. F. Goodrich mengembangkan metode menjadikan PVC 'benar-benar

  Akan tetapi sifat-sifat tersebut dapat berubahtergantung pada sistem produksi yang menyangkut keteraturan stereo pada polimer dan derajat polimerisasinya, oleh karena itu perlu dipilih bahan yang cocok untuk memenuhikeperluan. Sifat-sifat yang dituju meliputi warna, kefleksibelan bahan, 1) PVC dapat diekstrusi, artinya dipanaskan dan dialirkan melalui suatu cetakan berbagai bentuk, sehingga dihasilkan produk memanjang yang profilnya mengikuti bentuk cerakan tersebut, misalnya produk pipa, kabel dan lain-lain.

2.5 Bahan Tambahan

2.5.1 Bahan Penyetabil

  Mekanisme bahanpenyetabil itu adalah sebagai berikut : 1) Sebagai titik pemula dehidroklorinasi mengurangi keaktifan klor yang kurang stabil dengan cara koordinasi dan reaksi.2) Menetralkan asam klorida yang dihasilkan oleh dihidroklorinasi dan menghilangkan warna.3) Mengurangi peroksida. Berikut beberapa kegunaan dari bahan pengisi : 1) Penguat : sebagai penguat : karet dan karbon hitam maupun serat gelas dan berbagai polimer termal dsb.2) Perbaikan dari temperatur deformasi termal.3) Meperbaiki sifat isolasi listrik dan ketahanan permeabilitas gas4) Perbaikan sifat pencetakan dan pelekatan.5) Pengurangan harga produksi.

2.6 Ekstrusi

  Pada ekstruder ulir tunggal daya untukmenggerakkan bahan berasal dari pengaruh dua gesekan, yang pertama adalah gesekan yang diperoleh dari ulir dan bahan sedangkan yang kedua adalah gesekan antara dinding barrel ekstruder dan bahan. Hal iniakan mengakibatkan produk yang masih belum matang dan bentuk yang dihasilkan tidak sesuai dengan keinginan.3) Semua faktor yang berpengaruh pada pengolahan dengan proses ekstrusi dapat diatur lebih baik dengan menggunakan ekstruder ulir ganda.

2.7 Proses Pembuatan Pipa PVC

  Pembuatan PVC hanya memerlukan 40% dari energi yang diperlukan untuk memproduksi besi baja dan hanya13% dari energi yang diperlukan untuk memproduksi aluminium. Berikut ini diagram alir pembuatan pipa PVC : Gambar 2.13 Bagan Alir Proses Pembuatan Pipa PVC Pertama Thermoplastik baik berupa tepung dilelehkan pada Ekstruder, kemudian diinjeksikan melalui cetakan (Die), Gambar2.14 Cetakan Mesin Ekstrusi Untuk Pipa setelah keluar dari cetakan yang sesuai dengan profil yang diinginkan dinasukkan ke dalam tangki air (Cooling) untuk didinginkan.

BAB II I METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tahapan Penelitian

Data Hasil Pengujian Neraca AnalitikPersiapan bahan baku : Resin PVC, kalsium karbonat, Stabilizer, Kalsuim Sterate, Pewarna, Titanium Dioksid. Selesai MulaiMixer Ekstrusi 170 C,175 C dan 180 C Hydraulic Hot Press170 C,175 C dan 180 C Analisa Data Kesimpulan Secara sistematik diagram alir penelitian ini adalah sebagai berikut : Gambar 3.1 Diagram alir proses Spesimen Uji Tekan(ASTM D 695 – 02a) Spesimen Uji Lentur(ASTM D 790) Uji Lentur Uji Tekan

3.2 Peralatan

3.2.1 Mesin Mixer

  Adapun Spesifikasi Mesin mixer yang digunakan yaitu:  Putaran : 3000 – 4000 rpm Kapasitas : 5 - 8 Kg  Buatan : Taiwan  Pabrikan : Chyau Long Machinery CO,LTD Gambar 3.2 Mesin Mixer Alat ini dilengkapi dengan screw dengan kecepatan maksimum 36 rpm dan memiliki temperature proses hingga 400 O C. Adapun Spesifikasi Mesin Ekstruder : Merek : HMG / REFEC Twin Screw Extruders  Model : REX 110/27 Daya : 90 Kw  Kapasitas : 800 – 900 Kg/Jam Buatan : Kuala Lumpur, Malaysia Gambar 3.3 Mesin Ekstruder 3.2.3 Neraca Analitik Alat ini berfungsi sebagai timbangan dimana bahan – bahan diukur beratnya sebelum dimasukkan dan dicampurkan di mixer.

3.2.5 Mesin Uji Tekan dan Uji Kelenturan

  Sifat mekanik yang dapat dilakukan oleh mesin ini adalah : kekuatan tarik (tensile strength),Kekuatan Tekan (compressive strength), Kekuatan Bending (flexural strength). Gambar 3.7 Mesin Uji tekan dan uji kelenturan Menggunakan piston yang digerakkan oleh pompa hidraulik.

3.2.6 Hydraulic Hot Press

  Penekanannya menggunakan dongkrak hidrolik dan panas yang dihasilkan berasal dari listrik. Suhu untuk mencetakspesimen ini adalah 160 – 200 o C.

3.3 Bahan Baku

  Adapun bahan baku yang digunakan untuk pembuatan pipa PVC yakni: 1. Resin PVC SIP 65 2.

3.4 Proses Pembuatan Spesimen ASTM D 695 dan D 790

3.4.1 Penimbangan Komposisi Formula

  C)  Stabilizer  Kalsium karbonat  Calsium Sterate  Pigment warnaBahan-bahan yang tidak mencair dalam proses pembuatan pipa PVC : Bahan-bahan yang mencair dalam proses pembuatan pipa pvc: Resin PVC  Titanium Dioksid: 160 C  Calcium Stearate: 155 C Sebelum menuju kearah pembuatan spesimen, bahan baku ditimbang terlebih dahulu untuk mendapatkan komposisi yang diinginkan. Dalam hal ini, penulis ingin menggunakan100 gram polimer, yaitu campuran PVC dan bahan yang lain.

3.4.2 Pembuatan Spesimen

  Setelah mengalami pencampuran di dalam internal mixer, campuran polimer tersebut akan dibuat spesimen yaitu dengan memasukkannya ke dalam cetakan sesuai ketentuanuntuk uji karakteristiknya yaitu standard ASTM D 695 dan D 790 dan ditekan dengan menggunakan hydraulic hot press. Lamanya penekanan dengan hydraulic hot press yaitu30 menit.

3.4.3 Cara Pengambilan Data

  Spesimen uji lentur dan uji tekan diuji pada mesin uji yang terhubungdengan komputer dan dicetak melalui kertas grafik sehingga setelah pengujian selesai dilakukan, data hasil pengujian akan didapatkan melalui kertas grafik Pengujian inidimaksudkan untuk mengetahui sifat-sifat mekanis bahan. Deformasi bahan disebabkan oleh adanya beban lentur dan tekan adalah dasar dari pengujian dan studi mengenaikekuatan, hal ini disebabkan beberapa alasan : 1.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  Pada sub-bab ini hasil akan dibagi menjadi dua yaitu gambar dari kondisi specimen yang telah diuji dan hasil dari pengujian serta perhitungannya. o Gambar 4.8 Kondisi spesimen uji tekan pada suhu 170 C o Gambar 4.9 Kondisi spesimen uji tekan pada suhu 175 C o Gambar 4.10 Kondisi spesimen uji tekan pada suhu 180 C Gambar 4.11 Kondisi spesimen uji tekan pada suhu 170 o C Gambar 4.12 Kondisi spesimen uji tekan pada suhu 175 o C Gambar 4.13 Kondisi spesimen uji tekan pada suhu 180 o C o o o temperatur 170 C 175 C dan 180 C setelah diuji tekan mengalami patah di tengah specimen uji.

4.2.1 Perhitungan uji lentur

  Besarnya modulus ini sama dengan angka kemiringan dari kurva tegangan –regangan yang berupa garis lurus pada bagian yang dekat ke titik 0. Dalam hal putaran, 25 rpm juga memiliki kekuatan lentur lebih besar dari pada putaran 30 rpm.

4.2.2 Perhitungan uji Tekan

  Sebaliknya semakinrendah temperatur (170 C) maka beban yang diberikan pada spesimen kecil begitu pula dengan defleksinya. Jadi pada bahan polimer perlu mengenal jenis temperatur khas tersebut (titik lunak, titik transisi gelas)b) Pengaruh Putaran  Pada penelitian ini, putaran pada ekstruder kurang begitu berpengaruh terhadap sifat mekanik dari PVC.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

  Dari data diatas maka dapat disimpulkan bahwa pada pipa PVC dari tiap – tiap putaran pada temperatur 180 C memiliki beban maksimum dan kekuatan tekan yangjauh lebih besar dibandingkan dengan temperatur 170 C dan 175 C. 2) Dari penelitian ini diperoleh data dan dapat disimpulkan bahwa pada proses pembuatan pipa PVC temperatur yang paling optimum sebesar 180 C karenamemiliki kekuatan lentur dan kekuatan tekan yang jauh lebih besar dibandingkan dengan temperatur 170 C dan 175 C.

5.2 Saran

  Sebaiknya untuk penelitian lebih lanjut, bentuk spesimen uji berupa pipa agar dapar dilakukan uji hidrostatik yang sesuai dengan kegunaan bahan PVC yaitu pipa air,dimana dengan uji hidrostatik ini kita dapat mengetahui perbandingan seberapa besar tekanan yang mampu diberikan pada tiap – tiap spesimen uji dengan variasitemperatur dan putaran. Sebaiknya untuk penelitian lebih lanjut, temperatur yang diberikan lebih banyak tetapi masih dalam batas temperatur proses PVC yaitu 160 C – 200 C agar dapatdiketahui berapa temperatur proses PVC yang optimum.

DAFTAR PUSTAKA

  Jakarta : Direktorat Jenderal Pendidikan Dasar dan Menengah. Jurnal: Sifat Karakteristik Material Plastik dan Bahan Aditif.

Studi Tentang Pengaruh Variasi Temperatur Dan Putaran Ekstruder Berkapasitas Maksimum 900 Kg/Jam Pada Proses Pembuatan Pipa Air Dengan Komposisi Beberapa Jenis Thermoplastik. Kesimpulan KESIMPULAN DAN SARAN kondisi spesimen setelah pengujian Latar Belakang Penelitian Tujuan dan Manfaat Penelitian Pemanfaatan Polimer Bahan Baku Polyvinil Chlorida PVC Pembuatan Spesimen Cara Pengambilan Data Perhitungan uji lentur Hasil Perhitungan uji Tekan Hasil Proses Pembuatan Pipa PVC Respon Material Akibat Beban Tekan Statik Saran 41.92 N 90.92 N KESIMPULAN DAN SARAN Sifat Lenturan Sifat-sifat Mekanik Bahan Polimer Teori Uji Tekan Statik
Dokumen baru
Aktifitas terbaru
Penulis
Dokumen yang terkait
Upload teratas

Studi Tentang Pengaruh Variasi Temperatur Da..

Gratis

Feedback