Bahan
adalah merupakan asal dari benda jadi.
Banya jenis bahan yang digunakan dalam
kehidupan sehari-hari, baik
itu bersifat teknik
maupun untuk keperluan yang lain.
Bahan
teknik dapat digolongkan dalam kelompok logam dan bukan logam.
A.
Bahan logam, adalah
semua jenis bahan
yang mengandung unsur
logam, atau hanya sedikit mengandung unsur non logam.
Bahan logam dibedakan menjadi :
1. Logam Besi (Ferro),
yaitu semua jenis logam yang mengandung unsur besi hingga 100%.
Logam besi sendiri
dikelompokkan menjadi baja
dan besi tuang.
2. Logam
Bukan Besi (Non
Ferro), semua logam
yang tidak mengandung unsur besi
atau hanya sedikit
mengandung unsur besi.
Logam bukan besi dikelompokkan lagi menjadi logam berat
dan logam ringan.
Selain dua kelompok tersebut ada kelompok lain
yang dikenal dengan nama metaloid (menyerupai logam) yang sebenarnya termasuk
bahan bukan logam. Logam dapat digolongkan pula dalam kelompok logam ferro
yaitu logam yang mengandung besi, dan logam non ferro atau logam bukan besi.
Dari semua jenis logam dapat digolongkan menjadi logam murni dan logam
paduan. Logam paduan
artinya logam yang
dicampur dengan logam
lain atau bahkan dicampur dengan bukan logam. Ilmu logam
adalah suatu pengetahuan tentang logam-logam yang menjelaskan tentang
sifat-sifat, struktur, pembuatan, pengerjaan dan penggunaan dari logam dan paduannya.
Bahan/material merupakan kebutuhan bagi
manusia mulai zaman
dahulu sampai sekarang. Kehidupan manusia selalu berhubungan dengan
kebutuhan bahan seperti pada transportasi, rumah, pakaian, komunikasi,
rekreasi, produk makanan dll.
Perkembangan peradaban manusia
juga bisa diukur
dari kemampuannya
memproduksi dan mengolah
bahan untuk memenuhi
kebutuhan hidupnya (jaman batu, perunggu dsb). Pada tahap awal manusia hanya mampu mengolah bahan apa adanya seperti yang tersedia
dialam misalnya : batu, kayu, kulit, tanah dsb.
Dengan perkembangan peradaban manusia
bahan–bahan alam tsb bisa diolah sehingga bisa menghasilkan kualitas bahan yang
lebih tinggi. Pada 50 tahun terakhir para saintis menemukan hubungan
sifat–sifat bahan dengan elemen struktur
bahan.Sehingga bisa diciptakan puluhan ribu jenis bahan yang mempunyai
sifat–sifat yang berbeda.
Bahan adalah wujud asal benda kerja. Menurut
asalnya bahan terdiri dari:
·
Bahan alami yang langsung dipakai: kayu,
batu
·
Bahan
alami yang diproses
fisika dan kimia:
bijih-bijih logam menjadi
logam.
·
Bahan
buatan yang tidak
didapat secara alami
tetapi dari bahan
mentah
melalui
proses kimia yang rumit: gelas, seluloid, dll.
Dewasa ini
terdapat berbagai jenis
bahan yang dapat
digunakan sebagai bahan baku
industri. Jenis-jenis yang
beragam kadang-kadang menyulitkan pemilihan yang
tepat. Bahan yang
satu mempunyai keunggulan
ditinjau dari segi keuletan, lainnya terhadap korosi,
mulur atau suhu kerja yang tinggi
namun cukup mahal. Oleh
karena itu pemilihan
sering tidak semata-mata berdasarkan pertimbangan teknis
tetapi pertimbangan ekonomis
juga memegang peranan
yang sangat penting pula.
Pemilihan bahan yang
tepat pada dasarnya
merupakan kompromi antara beragai sifat, lingkungan dan
cara penggunaan dan sampai dimana sifat bahan dapat
memenuhi persyaratan yang telah ditentukan.
Beberapa sifat teknis yang harus diperhatikan sewaktu memilih bahan
adalah:
a) Sifat fisik,
·
Kekuatan adalah tahanan
suatu bahan terhadap
perubahan bentuk (tarik, tekan, geser, bengkok, torsi, dan
tekuk).
·
Sifat mulur
adalah kemampuan bahan
berubah bentuk sebagai
akibat pembebanan.
·
Sifat getas adalah dimiliki oleh bahan
yang pada pembebanan sampai pecah, tidak menunjukkan perubahan bentuk tetap.
·
Sifat liat adalah kemampuan suatu bahan
untuk berubah bentuk dalam skala yang cukup besar sebelum pecah akibat
pembebanan.
·
Sifat elastisitas adalah
sifat bahan yang
setelah pembebanan kembali kebentuk semula.
·
Sifat
plastisitas (ductilitas) adalah
sifat bahan untuk bertahan pada bentuk yang diberikan melalui
pembebanan dari luar.
·
Kekerasan adalah tahanan
bahan terhadap desakan
benda lain. Dalam penggunaan teknis, intan digolongkan
sebagai bahan paling keras, sebalinya natrium dan kalium adalah sangat lunak.
·
Daya hantar panas adalah kemampuan bahan
untuk memindahkan panas di dalam strukturnya. Sifat ini sangat baik pada bahan
perak, sebaliknya kurang baik pada baja.
·
Sifat muai
panas pada berbagai
bahan sangat berbeda-beda. Misalnya aluminium pemuaiannya
lebih besar dari pada baja.
·
Daya
hantar listrik adalah
kemampuan bahan untuk
menghantarkan arus listrik. Sifat
tersebut dipengaruhi antara
lain parameter kisi, garis
tengah badan atom, dan jumlah elektron yang tersedia. Perak dan tembaga
termasuk penghantar listrik yang
baik, sedangkan paduan konstantan
dan air
raksa adalah pengahantar listrik yang tidak baik.
·
Massa
jenis bahan adalah massanya dalam 1
cm'. Perbedaan antara logam
ringan dan berat didasarkan atas massa
jenis. Logam ringan < 5 gr/cm3 dan 3 logam berat >5 gr/cm
·
Titik cair/lebur suhu tertentu di mana
keadaan agregasi bahan berubah dari padat
menjadi cair. Titik
cair logam mempunyai arti
penting pada pembentukan
paduan.
b)
Sifat teknis,
·
Sifat mampu cor adalah sifat
dapat dicairkan dan
selanjutnya dituang sedemikian
rupa sehingga benda kerja bebas pori-pori dan gelembung. Besi tuang termasuk mudah dituang,
sebalinya baja sulit dituang.
·
Sifat
mampu bentuk panas
(sifat mampu tempa
dan mampu roll)
adalah kemampuan bahan untuk
berubah bentuk secara
tetap oleh pengaruh
beban dari luar yang bekerja di atas batas suhu tertentu.
·
Sifat mampu bentuk dingin
(membengkok, cetak dalam)
adalah kemampuan bahan untuk diubah kedalam bentuk yang telah
ditentukan, tanpa pemberian panas
·
Sifat
mampu las adalah sifat
bahan yang dapat
disambung dengan cara mencairkan sebagian bahan itu. Baja
dapat dilas dengan baik, sebaliknya besi tuang sulit dilas.
·
Sifat mampu mesin adalah kemampuan bahan
untuk diubah kedalam bentuk yang telah ditentukan dengan cara penyayatan. Bahan
keras sulit dikerjakan dengan
penyayatan tatal sebab
tahanan potongnya terlalu
besar, sedangkan bahan lunak juga sulit dikerjakan dengan
penyayatan tatal karena cenderung melumuri alat potong.
·
Sifat
mampu keras adalah
kemampuan bahan (khusus
logam besi) untuk dinaikkan kekerasan alaminya melalui
perubahan structure.
c)
Sifat kimiawi.
·
Sifat tahan korosi; tahanan bahan
terhadap serangan air, gas, asam, larutan
garam atau bahan kimia lain.
·
Sifat
tahan panas; sifat bahan yang
tetap tahan pada suhu tinggi dan tidak membentuk lapisan oksida.
A.Bahan
Bukan Logam
Bahan bukan logam digunakan dalam
bidang teknik, karena memiliki sifat-sifat yang dibutuhkan dari suatu bagian
konstruksi yang tidak dimiliki oleh bahan lain. selain itu bahan bukan logam
digunakan untuk menggantikan pemakaian logam pada beberapa alat dan bagian
konstruksi, karena bahan bukan logam memiliki sifat yang mirip dengan
logam.
Bahan sintetis banyak
digunakan digunakan pada industri
permesinan, dari industri kecil sampai industri besar. Pengolahan bahan-bahan
sintetis lebih murah dibandingkan dengan bahan yang didapat dari pertambangan.
Sehingga kalau ditinjau dari segi ekonomi dan proses, bahan sintetis lebih
murah dan lebih cepat dari pada bahan tambang.
(1). Plastik
Plastik merupakan bahan yang sangat penting dalam
dunia permesinan danindustri modern. Plastik adalah bahan sintetis berasal dari
minyak mineral,gas alam, atau dibuat dari bahan asal batu bara, batu kapur,
udara, air danjuga dari binatang dan tumbuh-tumbuhan. Pengolahannya dapat
dikerjakan pada proses panas dan tekanan.
Sifat-sifat plastik pada umumnya adalah sebagai
berikut.
a. Tahan
korosi oleh atmosfer ataupun oleh beberapa zat kimia.
b. Berat
jenisnya cukup rendah, sebagian dapat mengapung dalam air.
c. Cukup ulet
dan kuat, tetapi kekuatannya di bawah logam.
d. Bahan termoplastik
mulai melunak pada suhu yang rendah,
sedikit
mempunyai wujud yang menarik dan dapat diberi warna,
ada yang
transparan.
Sifat mekanik dari plastik adalah tidak mudah pecah
dan rapuh. Beberapa
bahan plastik koefisien geseknya sangat rendah sehingga
sering digunakan
sebagai bantalan kering.
Keburukan-keburukan dari plastik adalah sebagai
berikut.
a.
Kecenderungan memuai yaitu menjadi lebih panjang dengan adanya
beban.
b. Suhu
diatas 2000 C sifatnya menjadi kurang baik.
c. Terjadi perubahan
polimer selama pemakaian yang kemungkinan
sekali karena aksi dari
sinar ultra violet.
Bahan plastik dibagi dalam dua golongan yaitu
plastik termoseting dan
thermoplastik.
(a).
Termoseting
Bahan ini keras dan mempunyai daya
tahan panas yang tinggi. Proses pengerjaan plastik termoseting adalah sebagai
berikut. Bahan baku (resin) berbentuk biji-biji kering dan bahan tambahan dimasukkan kedalam cetakan lalu
dipanaskan hingga 1500 C, kemudian ditekan dengan gaya kira-kira 150 atm. bahan ini akan mencair dan
memenuhi model. Selanjutnya dipanasi lagi hingga bahan tersebut mengeras, lalu
tutup cetakan dibuka dan benda tersebut diangkat. Proses itu berlangsung pada
temperatur tinggi. Untuk mendapatkan permukaan benda yang halus cetakan harus
dipoles, terutama digunakan dalam pembuatan alat-alat
listrik, tread bushing, dan bearing bushing.
(b). Termoplastik
Thermoplastik tersusun
dari molekul-molekul panjang. Jikalau molekul panjang itu diumpakan sebagai
sebuah garis yang ditarik dan kita letakkan dua buah molekul panjang
berdampingan maka memperlihatkan suatu gambaran dari suatu termoplas dalam
keadaan padat.
Jika termolas dipanaskan untuk menjaga
keseimbangan maka molekul panjang akan bergerak lebih banyak. Suhu pemanasan
yang menyebabkan proses ini dinamakan suhu pelunak. Bila termoplastik
dipanaskan lebih lama, molekul panjang akan bergerak keluar dari
keseimbangannya dan berpindah tempat terhadap satu sama lain. suhu pada saat
tersebut dinamakan suhu lumer dan bahan menjadi cair.
Antara fasa padat dan cair terdapat
fasa antara tambahan, saat itu bahan berada dalam keadaan lunak. Dalam keadaan
itu bahan dikatakan plastik. Jadi termoplastik adalah bahan yang menjadi
plastis karena pemanasan dan bentuknya dapat diubah dalam keadaan plastis itu.
Bahan-bahan termoplastik adalah polietilen, polivinil khlorida, polistiren,
poliamide dan poliester.
Ø Metode
pembentukan termoplastik yaitu.
·
Proses pembentukan vakum, pembentukan cara ini
dilakukan untukkomponen yang relatif besar, dalam metode ini tidak dibutuhkan
cetakan yang mahal ataupun mesin yang mahal.
·
Pembentukan dengan injeksi, pembentukan
injeksi khususnya dilakukan untuk polistiren, politilen, poliamide. Resin tersebut pertama-tama dipanaskan
pada silinder pemanas kemudian ditekan melalui lubang laluan menuju ke cetakan
yang mana dengan pendinginan akan menjadi cepat padat.
·
Pembentukan dengan proses ekstrusi,
mesin extruder dapat juga digunakan
untuk pembentukan injeksi tetapi terutama untuk menghasilkan bahan-bahan
yang panjang seperti lembaran plastik, pelapis kabel, pipa plastik, dan film.Ekstrusi
adalah proses yang menggunakan panas dan tekanan untukmelelehkan polietilen dan
polivinil klorida yang didorong melewati cetakan dengan ukuran yang sangat
teliti pada produksi bersambung.
(2). Bahan Isolasi
Bahan isolasi adalah
bahan yang menyekat, artinya yang tidak menghantarkan. Bahan isolasi dibedakan
atas bahan penyekat listrik, penyekat suara, penyekat getaran, penyekat panas,
penyekat bangunan, dan bahan penyekat konstruksi bangunan mesin.
(a).
Bahan penyekat listrik, bahan ini harus tahan terhadap tegangan, arus
listrik dan tidak boleh menghantarkan listrik, walaupun lembabnya udara dan
buruknya keadaan suhu. Bahan-bahan penyekat listrik yaitu sebagai berikut.
· Produk
alam yaitu mika (kolektor) dan asbes (oven listrik).
· Bahan
keramik yaitu porselen dan steatif (isolator) dan kaca (lampu dan pipa).
· Zat
cair yaitu minyak isolasi (transformator dan kabel) dan lak isolasi (kawat).
· Lapisan
tekstil dan kertas yang diintgrasikan yaitu prespan (isolasi alur), kertas
isolasi (kondensator), dan tekstil isolasi (kumparan).
· Produk
organik sintetis yaitu polieten, polivinil klorida, polisterin dan karet (kawat
dan kabel), dan formaldehid (bahan penghubung).
(b).
Bahan penyekat suara, bahan ini harus sedikit mungkin dapat ditembus
suara dan bahan ini sangat penting dalam konstruksi bangunan kapal. Zat
penyekat suara yang paling baik ialah udara dinding. Sifat ini digunakan pada
konstruksi dinding berganda yaitu terdiri dari dua dinding terpisah sama
sekali. Bahan penyekat suara yang lain adalah pelat serat kayu, pelat kumparan lunak (soft brand
plate), dan pelat jerami.
(c).
Bahan penyekat getaran, bahan ini harus dapat meredam getaran dalam
konstruksi bangunan-bangunan mesin dan kendaraan. Bahan penyekat getaran yang
terpenting adalah kulit dan karet.
(d). Bahan penyekat panas, bahan ini
tidak boleh menghantarkan panas dari konstruksi bangunan gedung dan konstruksi
bangunan mesin. Bahan penyekat panas harus memenuhi syarat-syarat sebagai
berikut.
·
Koefisien panas harus rendah
·
Daya tahan lembab yang baik
·
Daya tahan suhu yang tinggi
·
Masa jenis yang rendah
(e).
Bahan penyekat bangunan, yang baik adalah udara diam mempunyai koefisien daya
hantar yang paling rendah yaitu 0,02 J/det
0Cm. Konstruksi dinding berlaois dimana udara diam terdapat suara yang
baik, juga bekerja sebagai isolasi panas yang sempurna. Bahan penyekat panas
yang lain ialah, kayu, pelat serat kayu, pelat gabus, pelat damar buatan, pelat
beton batu apung, pelat semen asbes, dan kertas yang dipreparasikan.
(3). Bahan Paking
Bahan
paking ialah bahan yang digunakan untuk perapat ruangan yang berisi zat cair
atau gas. Sifat perapatannya dibedakan atas dua jenis yaitu;
(a). Perapat statis, adalah perapatan bagian yang
tidak bergerak terhadap satu sama lain, seperti paking tutup silinder head, karter, dan lain-lainnya.
(b). Perapat dinamis, adalah perapatan
bagian-bagian yang bergerak terhadap satu sama lain. perapatan dinamis ini
dapat dibedakan dalam dua kelompok, yaitu perapatan bagian-bagian yang bergerak
bolak-balik terhadap satu sama lain dan perapatan bagian-bagian yang berputar
terhadap satu sama lain.
Bahan
paking dibedakan dalam kelompok bukan metalik, setengah metalik
dan
metalik.
(a). Bahan paking bukan metalik.
Ø Alat
perapat statis
·
Kertas dan karton, bahan yang terbuat dari
campuran serat yang ditambah dengan perekat dan bahan pengisi. Sebagai serat
digunakan serat kayu, serat kain tua, serat jerami dan serat kertas tua.
·
Fiber, bahan terdiri dari lapisan-lapisan kertas yang
diimpregnasikan (dijenuhkan) dengan damar buatan, fiber ini biasanya digunakan
sebagai paking pelat .
·
Gabus, bahan ini berasal dari kulit
pohon gabus. Gabus ini diikat
berupa pelat dan digunakan sebagai
paking pelat.
Ø Alat
perapat statis dan dinamis
·
Kulit, adalah bahan kulit binatang yang
disamak dengan asam krom mineral dinamakan kulit krom. Kulit selain dipakai
dalam bentuk gelang juga paking pelat-pelat, terutama digunakan dalam bentuk
manset sebagai paking perapat untuk batang.
·
Karet, bahan ini terbuat dari karet alam
dan jenis karet sintetis karena kekenyalanya yang besar termasuk bahan paking
yang terbaik. Akan tetapi bahan paking ini hanya sesuai untuk media tertentu
yaitu pada suhu, tekanan, dan kecepatan yang
tidak terlampau tinggi. Paking karet digunakan untuk perapat pipa-pipa
air, dan lain-lain.
·
Asbes, adalah silikat magnesium yang
ditemukan di alam dalam bentuk serat. Dalam bentuk itu daya tahan suhunya
kira-kira 500 0C, akan tetapi, asbes biasanya diberi campuran karet dan grafit.
Asbes digunkan sebagai paking pelat dan paking sumbat tabung, paking ini dibuat
dalam berbagai bentuk.
·
Politetrafluoreten, ialah plastik
termoplastis dalam keadaan murni daya tahan kimianya baik dan daya tahan
suhunya kira-kira 260 0C akan tetapi, bahan ini sering juga ditambahkan kepada
asbes sebagai bahan impegnasi. Politetrafluoereten digunakan sebagai paking
pelat dan paking sumbat tabung dan terseia dalam berbagai macam bentuk.
Ø Alat
perapat dinamis
·
Katun dan rami, bahan ini berasal dari
tumbuh-tumbuhan, seperti benang kenaf, katun, dan rami diimpregnasikan dengan
bahan pelumas yang dipilih secara khusus dan dijalin menjadi paking bujur
sangkar untuk digunakan sebagai paking sumbat tabung.
(b). Bahan paking setengah metalik.
Ø Alat
perapat statis
·
Karet dengan kasa tembaga, tersedia
dalam bentuk palet.
·
Asbes dengan kasa tembaga, paking ini
terdiri dari kain asbes yang ditenun dengan tembaga. Keseluruhannya
diimpregnasikan dengan suatu massa tahan panas dan kemudian diberi grafit pada
salah satu sisi atau kedua belah sisinya.
·
Asbes dengan kasa baja, pada kedua belah
sisi kasa baja yang ditenun rapat dan kuat ditempelkan dengan tekanan tinggi
suatu lapisan tipis.
·
Asbes dengan salut tembaga yang tipis,
asbes diberi sati lapisan tipis salut
tembaga dan dapat diperoleh sebagai barang jadi (gelang dan paking
kepala).
(c).
Bahan paking metalik
Ø Alat
perapat statis, terbuat dari baja, tembaga, loyang, timbel, aluminium, dan
nikel. Bahan ini digunakan dalam bentuk gelang persegi panjang, bulat, bulat
telur, bentuk lensa, atau bentuk lain yang diinginkan.
Ø Alat
perapat dinamis terbuat dari bahan logam putih yang digunakan sebagai paking
sumbang tabung dalam berbagai bentuk.
No comments:
Post a Comment