mata kuliah pemilihan bahan dan proses with H. Ahsan ST,.MT
Fakultas Teknik Universitas Islam 45 Bekasi

Teknologi extrusi adalah suatu proses manufaktur kontinu yang mengkombinasikan beberapa proses pengolahan meliputi pencampuran, pemanasan, dan pencetakan dalam satu rangkain proses. Teknologi extrusi diaplikasikan dalam bidang pengolahan thermoplastic yaitu pada pembuatan pipa PVC (Polyvinyl Chloride)

PVC berasal dari kata Polyvinil Clorida yaitu salah satu polymer  yang banyak di gunakan saat ini di seluruh dunia, masyarakat umum biasa menyebutnya dengan paralon.

Flow Proses sederhana Extrusi pada Pipa PVC

  1. Pemilihan bahan
  2. Proses pencampuran bahan (mixing process
  3. Proses extrusi pada pipa

  1. Vacum dan Cooling 
  2. Pengaturan ukuran diameter pipa
  3. Identifikasi pipa (pemberian label )
  4. Pemotongan pipa( cutting process)
  5. Inspeksi produk

A. Proses Mixing

Pipa PVC yang ada selama ini merupakan hasil perpaduan dari berbagai macam bahan kimia yang berfungsi sebagai penyusun, mengokohkan bentuk pipa dan memberi kekuatan ataupun elastisitas pada pipa jenis tetentu. Berikut adalah komposisi dasar pembentukan pipa yaitu

  1. Resin

Adalah unsur utama dalam membuat pipa PVC (Polyvinly Chloride ). Resin memiliki kelenturan serat sifat plastik yang tidak terdapat pada benda lain. Sehingga pipa memiliki daya tahan impact dan kekuatan yang baik namun ringan

  1. CaCo3 (kapur)

Adalah zat yang mempengaruhi kegetasan pipa sesuai dengan jumlah konsentrasi yag dicampurkan. Campuran dengan kadar resin dan kapur tertentu sangat mempengaruhi tingkat harga pipa serta kegunaannya dari segi beban kerja. Seperti pipa golongan ringan dan murah untuk pelindung kabel diluar tembok. Pipa jenis ini digunakan pada lingkungan yang tidak terlalu ekstrim dari segi tekanan dan beban kerjanya.

  1. Stabilizer

Merupakan gabungan dari 3 bahan lainnya, digunakan dengan perbandingan 1 Kg untuk setiap 100 Kg resin.

  • Pipe Complex jenisnya yaitu:

–          Normal lead stearid

–          Dibasic lead stearid

–          Tribasic lead stearid

–          Steraic acid

  • Lubricant untuk melicinkan pipa jenisnya yaitu

–          Paraffin

–          G 20

–          G 60

–          PEW

  • Pigmen jenisnya yaitu

–          Black carbon

–          Titanium

–          Yellow

–          B orange

–          Marine blue

Dari ketiga jenis zat tersebut, tidak semuanya dipakai. Tergantung pipa yang akan dibuat. Jadi sebelumnya beberapa jenis dari zat tersebut akan ditakar dengan perbandingan tertentu untuk pipa jenis tertentu. Setelah bahan-bahan tersebut ditakar . barulah disatukan dengan resin dan CaCO3 ditempat pencampuran yaitu mixer. Proses mixing berjalan dengan cara pengadukan secara cepat sampai bahan-bahan tercampur rata dan menjadi compound. Kemudian compound tersebut didinginkan dengan perantara air. Selanjutnya compond ditiup keluar oleh tenaga angin menuju karung yang akan membawanya menuju proses berikutnya.

Semua pipa dibuat tergantung permintaan pelanggan, sehingga pembuatannya juga mempunyai komposisi yang berbeda-beda. Ada juga jenis pipa tertentu yang tidak membutuhkan resin sebagai bahan utamanya misalnya pipa indosat. Bahan yang dipakai hanya high density polyetine dan pigmen sebagai pewarnanya. Hasilnya menjadi pipa selentur pipa air, digunakan untuk melindungi serat optic sebagai perangkat komunikasi.

B. Ekstrusion

Ekstrusion adalah suatu proses pembuatan plastik (termoplastik) yang berbentuk profil atau bentukan yang sama dengan ukuran panjangnya yang cukup besar. Proses ini digunakan untuk membuat pipa, selang, sedotan, dsb. Teknik ini merupakan metode tertua dalam pencetakan plastik, dan saat ini masih digunakan untuk mencetak plastik termoset.

Compond selanjutnya mengalami proses pengelolahan. Bubuk compond dimasukkan ke sebuah hopper yang berhubungan langsung dengan mesin extruder. Dalam mesin itu terdapat screw panjang yang berputar, mengaduk compond memampatkannya menjadi sebuah bentuk awal silinder badan pipa. Proses ini berlangsung dengan temperature antara 140 derajat celcius sampai 200 derajat celcius, biasanya dimulai pada suhu 150 derajat cecius. Dengan pemanasan yang tinggi maka compond menjadi lunak dan mudah dicetak oleh dyes dengan diameter tertentu yang berada di ujung mesin.

Prinsip kerja mesin Ekstrusi

1)      Thermoplastik baik berupa tepung atau granula dilelehkan pada ekstruder.

2)      Kemudian  diinjeksikan melalui cetakan

3)      Setelah keluar dari cetakan yang sesuai dengan profil yang diinginkan dimasukkan dalam alat kalibrasi.

4)       Keluar dari alat kalibrasi masuk ke tangki air untuk didinginkan.

5)      Setelah dingin dimasukkan ke ban penarik

6)      Kemudian dipotong-potong sesuai dengan ukuran yang diminta pada alat potong dan kemudian disusun pada alat penyusun

C. Vacuum dan cooling

Hasil yang keluar dari dyes didinginkan dalam ruang vacuum untuk menjaga keutuhan bentuk pipa. Lalu spray mendinginkan pipa dengan air dingin. Proses mendinginkan dapat berlangsung selama 2 kali yaitu pertama  dilakukan untuk mengeraskan pipa dan menurunkan suhu permukaan pipa. Namun karna proses yang pertama belum menjamin pipa sudah dingin, maka dilakukanlah proses pendinginan yang kedua, sama saja dengan proses pertama hanya saja ruangan tidak perlu di vacuum. Proses ini berlangsung sampai dihasilkan pipa yang panjang.

D. Haull off dan cutting

Untuk memudahkan mesin extruder pada saat mendorong material pvc, dipakailah haul off yang menggunakan tenaga angin untuk menarik pipa menuju proses pemotongan (cutting). Pemotongannya diatur dengan sensor yang ada pada haull off. Selanjutnya pipa melewati alat printing untuk mencetak merek atau kode pada permukaan pipa.

E. Inspection

Untuk permintaan pelanggan, diameter ujung pipa dapat diperbesar untuk sambungan (socket). Pada proses ini mesin yang digunakan adalah mesin belling, dengan cara ujung pipa yang ingin diperbesar diameternya dipanaskan kembali. Dengan proses pemanasan, pipa kembali menjadi lunak sehingga dapat dibentuk sesuai diameter yang diinginkan. Langkah selanjutnya yaitu pendinginan untuk pengeraskan pipa kembali.

Sebelum dipasarkan ke konsumen produk-produk yang dihasilkan akan melewati tahap pengujian kualitas. Pengujian kualitas tersebut berdasarkan standard ISO 9001 tentang kualitas produk jadi. Adapun jenis-jenis pengujian yang dilakukan sebagai berikut

1. Pengujian Ovalitas

Pengujian yang dilakukan cukup dengan pengukuran jangka sorong yaitu dengan cara mengukur selisih antara diameter luar maksimum dengan diameter luar maksimum.

2. Pengujian Eksentrisitas

Mengukur ketebalan maksimum pipa dikurangi ketebalan minimum.

3.Pengujian Flattening

Pada proses ini, silinder pipa ditekan sampai pipih. Dilakukan untuk semua jenis pipa kecuali pipa jenis PE (polyetilene). Standar penekanannya adalah untuk pipa PVC 50% dari diameter luar dan untuk pipa Telkom 40% dari diameter luar.

4. Pengujian terhadap tekanan udara

Pengujian dilakukan dengan tekanan udara selama 50 menit sebesar 10 bar. Setelah pengujian, pipa tidak boleh bocor ataupun pecah bila ingin lolos spesifikasi.

5. Pengujian terhadap perubahan arah panjang

Dilakukan untuk mengetahui seberapa jauh penambahan panjang pipa setelah pemuaian.

 

semoga bermanfaat.

Iklan