Proses Manufaktur Bahan Keramik, Kaca, dan Superkonduktor

Ada beberapa teknik yang tersedia untuk pengolahan keramik, kaca dan superkonduktor menjadi produk yang berguna. Metode yang digunakan untuk keramik terdiri dari menghancurkan bahan baku; membentuk mereka dengan berbagai cara; dan pengeringan, pembakaran, dan kemudian menerapkan operasi finishing, sesuai kebutuhan, untuk mencapai toleransi dimensi dan permukaan akhir yang diperlukan. Untuk kaca, prosesnya melibatkan pencampuran dan peleburan bahan mentah dalam tungku dan membentuknya dalam cetakan dan dengan berbagai teknik, tergantung pada bentuk dan ukuran bagian. Baik produk diskrit (seperti botol) dan produk berkelanjutan (seperti kaca datar, batang, tabung, dan serat) dapat diproduksi. Kaca juga diperkuat dengan cara termal dan kimia, serta dengan laminasi dengan polimer lembaran (seperti yang dilakukan dengan kaca depan dan kaca antipeluru).

Membentuk Keramik

Tiga proses pembentukan dasar untuk keramik adalah pengecoran, pembentukan plastik, dan penekanan.

Pengecoran / casting

Proses pengecoran yang paling umum adalah pengecoran slip (juga disebut pengecoran saluran pembuangan). Sebuah slip adalah suspensi koloid (partikel kecil yang tidak mengendap) partikel keramik dalam cairan yang tidak bercampur (tidak larut satu sama lain), yang umumnya air. Slip dituangkan ke dalam cetakan berpori. Cetakan juga dapat terdiri dari beberapa komponen.

Pembentukan Plastis

Pembentukan plastis (juga disebut pembentukan lunak, basah, atau hidroplastik) dapat dilakukan dengan berbagai metode, seperti ekstrusi, pencetakan injeksi, atau pencetakan dan jiggering. Pembentukan plastis cenderung mengorientasikan struktur berlapis lempung di sepanjang reksi aliran material dan, karenanya, cenderung menyebabkan perilaku anisotropik material baik dalam pemrosesan selanjutnya maupun dalam sifat akhir produk keramik.

Pressing

Pressing dipakai untuk membuat cetakan keramik memiliki kerapatan yang seragam di seluruh permukaan.

Pengeringan dan Pengapian

Pengeringan adalah tahap penting karena kecenderungan untuk bagian yang melengkung atau retak karena variasi kelembapan isi dan ketebalan. Kontrol kelembaban atmosfer dan suhu lingkungan penting dalam memesan untuk mengurangi bengkok dan retak.

Pengapian (juga disebut sintering) melibatkan pemanasan bagian ke suhu tinggi dalam lingkungan yang terkendali. Beberapa penyusutan terjadi selama penembakan. Pengapian memberi bagian keramik kekuatan dan kekerasannya. Peningkatan sifat ini hasil dari (a) pengembangan ikatan yang kuat antara partikel oksida kompleks dalam itu keramik dan (b) mengurangi porositas. Teknologi yang lebih baru (walaupun belum dikomersialkan) melibatkan microwave sintering keramik dalam operasi tungku di lebih dari 2 GHz. Efektivitas biayanya tergantung pada ketersediaan isolasi tungku yang murah.

Finishing

Karena firing menyebabkan perubahan dimensi, operasi tambahan dapat dilakukan untuk (a) membentuk bentuk keramik akhir, (b) memperbaiki permukaan dan toleransi, dan (c) menghilangkan cacat pada permukaan. Finishing dapat menggunakan beberapa metode sebagai berikut:

1. Grinding
2. Lapping and honing
3. Ultrasonic machining
4. Drilling
5. Electrical-discharge machining
6. Laser-beam machining
7. Abrasive water-jet cutting
8. Tumbling

Pembentukan Kaca

Kaca diproses dengan cara dilebur dan kemudian dibentuk, baik dalam cetakan, dengan alat, atau dengan hembusan. Bentuk kaca yang dihasilkan antara lain lembaran datar dan pelat, batang, tabung, kaca serat, dan produk diskrit seperti botol, bola lampu, dan lampu depan. Produk kaca mungkin setebal cermin teleskop besar dan setipis ornamen pohon. Kekuatan kaca dapat ditingkatkan dengan perawatan termal dan kimia (yang menginduksi tegangan sisa permukaan tekan) atau dengan melaminasinya dengan lembaran tipis plastik keras.

Pembentukan lembaran

Pembentukan Bahan Superkonduktor

Jenis superkonduktor

• Logam, yang disebut superkonduktor suhu rendah, termasuk kombinasi niobium, timah, dan titanium. Misalnya, paduan niobium-timah, didinginkan oleh helium cair, merupakan magnet superkonduktor yang digunakan di sebagian besar magnetis pencitraan resonansi (MRI) scanner untuk rekam medis.
• Keramik, yang disebut superkonduktor suhu tinggi, mencakup berbagai tembaga oksida. Di sini, suhu “tinggi” berarti “mendekati suhu lingkungan”, meskipun jenis ini penting secara komersial mempertahankan superkonduktivitas di atas titik didih titik nitrogen cair (-196°C, atau -321°F).

Dasar manufaktur superkonduktor

• Mempersiapkan bubuk, mencampurnya, dan menggilingnya dalam ball mill hingga ukuran butir 0,5 hingga 10 mikrometer
• Membentuk bubuk menjadi bentuk yang diinginkan
• Perlakuan panas pada produk.

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL SEPUTAR TEKNOLOGI MANUFAKTUR LAINNYA!

Kontributor: Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Kalpakjian, Serope dan Schmid, Steven R. (2009). Manufacturing Engineering and Technology (6^th ed). New Jersey: Prentice Hall.

Author: admin