PROSES EXTRUSI PADA PEMBUATAN PIPA PVC JENIS AW

TUGAS 1 (PENULISAN ILMIAH)

Sumber:

PROSES EXTRUSI PADA PEMBUATAN PIPA PVC JENIS AW

ATAS NAMA            : JUMADDIN (29410140)

TAHUN PI                 : 2013-12-10

NAMA. UNIV           : UNIVERSITAS GUNADARMA

Nama Blogger:

Fendiapriliyana.blospot.co.id

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1       Pengertian Proses extrusi

            Proses extrusi adalah suatu proses penekanan material yang telah cair, di mana proses penekanannya menggunakan suatu tekanan konstan kemudian material di dorong oleh screw menuju alat pembentuk  berupa cetakan yang berasal dari logam atau bisa disebut dengan (dies)

Gambar 2.1 Gambar alur proses extrusi

            Proses extrusi sangat sesuai dengan material thermoplastic seperti PVC (polyvinyl chloride) yang merupakan bahan dasar pipa, karena dengan pemanasan, material ini akan menjadi lunak. Dan sebaliknya akan mengeras lagi bila di dinginkan, sehingga memungkinkan untuk untuk mendaur ulang pvc sesuai dengan kebutuhan. Proses extrusi menggunakan mesin extruder di mana material dimasukan lewat hoper untuk dipanas kan di barel, untuk temperatur pemanasan harus kita perhitungkan sesuai dengan karakteristik mesin yang ada karena temperatur terlalu rendah maka proses pencampuran material kurang  sempurna danjika temperatur terlalu tinggi maka visual dalam pipa kurang bagus, panas yang di berikan pada material biasanya sekitar 190 °, kemudian material yang telah dipanaskan dan telah mencair di dorong oleh screw menuju dies tempat pembentukanpembentukan pipa sesuai dengan ukuran dan ketebalan yang diinginkan. Dimana untuk ukuran pipa tergantung dari outer cone yang terpasang pada dies sedangkan untuk ketebalantergantung dari gap (jarak) antara inner dan outer cone. Jadi sebelum inner dan outer kita seting pada dies maka harus kita ukur dengan teliti dengan mengunakan alat ukur yang ada. Pada umumnya mesin extruder terdiri dari:

1.      Hooper

2.      Screw

3.      Barrel

4.      Die

Tahap pra extrusi biasanya melibatkan dua langkah utama yaitu:

1.      Pencampuran (Blending)

Pencampuran dari berbagai komponen bahan yang akan diextrusi sesuai dengan  formulasi yang telah ditentukan merupakan salah satu syarat penting dalam proses extrusi. Selain harus memperhatikan ukuran bahan yang akan dicampur, cara mencampur komponen yang benar juga penting untuk di ketahui .

2.      Penambahan air (Moisturizing)

Jumlah penambahan kandungan air pada tahap pencampuran bahan extrusi ini biasanya berkisar diantara 4% hingga 8% hal ini tentu saja bergantung pada banyak faktor, tekstur produk akhir yang diinginkan, dsb. Cara penambahan kandungan air ini harus menjamin penyebaran kelembaban yang merata pada campuran adonan bahan mentah. Ketidakseragaman penyebaran air pada bahan akan mengakibatkanpada kondisi extrusi yang sukar di prediksi, akibatnya produk extrusi yang di hasilkan menjadi tidak konsisten.

2.1.1    Hopper 

           

            Semua extruder pasti mempunyai masukan untuk bahan/biji pallet materual thermoplastic yang melalui lubang yang nantinya mengalir dalam dinding extruder, hopper biasanya terbuat dari lembaran baja atau stainless steel yang berbentuk untuk menampung sejumlah bahan pallet plastic untuk stock beberapa jam pemerosesan. Hopper ada yang disediakan pemanas awal jika diperlukan proses pallet yang memerlukan pemanasan awal sebelum palet memasuki extruder 

Gambar 2.2 Hopper

2.1.2    Screw

            Screw adalah jantung dari extruder, screw mengalirkan material yang telah meleleh menuju cetakan (dies) setelah mengalami proses pencampuran dan homogenisasi.

            Screw terbagi beberapa jenis yaitu:

1.      Single screw extruder

Gambar 2.3 single screw extruder

2.      Counter-rotating twin extruder

Gambar 2.4 Counter-rotating twin screw extruder

3.      Co-rotating twin screw extruder

Gambar 2.5 co-rotating twin extruder

Penggunaan jenis screw tergantung dari material yang digunakan, untuk proses extrusi pada material PVC mesin extruder menggunakan screw jenis counter-rotating twin extruder

Gambar 2.6 Extruder menggunakan counter-rotating twin extruder

Alasan penggunaan screw jenis counter-rotating twin extruder pada material PVC yaitu:

1.      Memakan paksa bubuk

2.      Output tinggi pada kecepatan rendah screw

3.      Tekanan kapasitas tinggi dari screw

4.      Laju geser mencair rendah

Berikut gambar tabel keunggulan penggunaan screw jenis counter rotating untuk material PVC

Tabel 2.1 keunggulan counter-rotating twin extruder

            Karena kita mengetahui PVC adalah material yang tidak stabil dalam keadaan panas, maka untuk proses ini memerlukan screw dengan kedalaman chanel yang lebih, sedikit bahkan tidak ada zona matering sama sekalo, bahan di lapisi dengan hard chrom, ujung screw berbentuk kerucut menghindari material tertahan. Diameter screw berfariasi antara 30mm sampai dengan140mm. L/D rasiao berfariasi antara 16 – 18 untuk counter rotating twin screw extruder, compression rasio berfariasi antara 1.5 – 2,2 : 1

Gambar  2.7 Diameter screw

w=Flight Width(~0.1 D) W=Pitch (1.0d)

H=Flight Diameter(HF~0.1D) δ=FlightTip/barrel Clearance (0.001C)

HF/Hm=Comprission Rasio (2-4)ⱷ= Helix Angle (17.70)

Gambar 2.8 Geometri screw

Gambar 2.9 Gap dari screw

            Kepala  mixing/mixing element daerah metering pada screw standar tidak mempunyai pencampuran yang baik. Aliran lapisan-lapisan halus plastik berjalan secara tetap pada dalm screw. Sehingga jika ada lapisan yang tidak sama tidak akan bercampur dengan baik, kepala mixer dibuat pada screw agar dapat mencampur antara lapisan tersebut sehingga lebih merata dan homogen. Pin Mixer (Dupon Mixer) adalah sample mixer yang menggunakan pin dengan gesekan rendah, alat ini mudah dipasang pada screw yang ada untuk eningkatkan performance dari screw.

Gambar 2.10 Dupon mixer

Type lain dari Mixer adalah Maddock (Union Crabide) dan Egan, mixer jenis ini beroperasi pada lelehan materialdengan gaya gesek tinggi sehingga dapat lebih sempurnapencampurannya. Mixer maddock cara kerja operasi seperti screw type barrier, putarannya mengakibatkan material bergerak maju dan tertekan sehingga membantu material lebih homogen

Gambar 2.11 Maddock mixer

Gambar 2.12 Egan mixer

2.1.3    Barrel

            Barrel bisa di ibaratkan sebagai rumah dari screw yang berfungsi sebagai tempat pemanasan material

Gambar 2.13 Barrel

Barrel terdiri beberapa bagian yaitu:

1.      Barrel heating system

Barrel heating system adalah system pemanasan barrel

Gambar 2.14 barrel heating system

2.      Barrel cooling element

Barrel cooling element adalah system pendingin barrel

3.      Barrel vacuum system

Gambar 2.15 barrel vacuum system

4.      Barrel temperature control system

Barrel temperature control system adalah system yang mengatur temperature dari barrel

Gambar 2.16 Barrel temperature control system

2.1.4        Dies

Dies biasa di sebut juga sebagai cetakan, tipe dies ada bermacam-macam tergantung material yang di gunakan, material jenis PVC adalah bahan yang tidak stabil, maka dies untuk materil jenis PVC harus memiliki alur yang sempurna. Spiral mandrel pada dies berguna untuk membagi lelehan agar menjadi merata dan membantu lebih homogen sehingga aliran menjadi lebih halus dan merata ke luar dies

             

Gambar 2.17 Dies

2.2       Mesin extrusi

            Proses extrusi menggunakan mesin extruder, Extruder adalah mesin yang berfungsi untuk menekan (mendorong) material pipa yang telah di panaskan. Material pipa dipanaskan dan ditekan oleh screw dan barrel menuju ke dies.

Gambar 2.18 Konstruksi mesin extruder

           

           

Komponen utama mesin extruder yaitu:

1.      Main motor

Berfungsi sebagai sumber penggerak

Gambar 2.19 Main motor

-          Motor AC 3 Fasa dengan merk “WEG”,IP 55,weight : 407 kg

-          Inventer merk ABB

Tabel 2.2 spesifikasi motor

2.      Gear box

Berfungsi sebagai penerus daya dan mereduki putaran

Gambar 2.20 Gear box

3.      Coupling

Berfungsi sebagai oenerus daya dari gear box ke pressure box

4.      Pressure box

Berfungsi sebagai penerus daya dari coupling ke screw

Gambar 2.21 Pressure box

5.      Barrel

Barrel adalah rumah dari screw dan berfungsi sebagai tempat pemanasan material

6.      Screw

Berfungsi untuk mendorong material yang telah dipanaskan menuju alat cetak(dies)

7.      Dies (cetakan)

Komponen pendukung mesin extruder:

1.      Sistem pelumasan (oil supply system)

2.      Sistem pengaturan kecepatan motor(regulating motor speed system)

3.      Sistem control temperatur barrel (barrel heating system)

4.      Sistem control temperatur screw (srew temperatur control system)

5.      Sistem vacuum barrel (barrel vacuum system)

2.3       PVC (polyvinyl chloride)

            Polyvinyl chloride itu merupakan jenis material thermoplastic, jenis plastik ini tidak memiliki ikatan silangantar rantai polimernya, melainkan dengan struktur molekul linear atau bercabang. Jenis thermoplastic ini memiliki sifat-sifat khusus sebagai berikut:

1.      Tahan air(water resistant)

2.      Tahan korosi(corrosian resistant)

3.      Tangguh(toughness)

4.      Fleksibel

5.      Cukup keras dan dapat di but kaku

6.      Dapat dibentuk ulang(di daur ulang)

7.      Mudah larut dalam pelarut yang sesuai

8.      Memiliki struktur linear/bercabang

Material thermoplastic jenis polyvinyl chloride biasa di gunakan sebagai bahan dasar dari pipa air, pipa kabel listrik,pipa plastic, botol deterjen, dan lain-lain. Sebagai bahan dasar utama pembuatan pipa PVC material thermoplastic jenis polyvnyil chloride di tambahkan zat adiktif untuk mendapatkan campuran yang homogen guna mendapatkan hasil produksi pipa dengan kualitas terbaik.

Gambar 2.22 Material PVC