BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.6 Cara Penelitian
3.6.1 Pembuatan Sampel Penelitian
Sampel yang dibuat untuk uji kekasaran permukaan dan penyerapan air terdiri dari empat kelompok yaitu:
- Nilon termoplastik yang tidak ditambah serat kaca sebagai kontrol (kelompok A)
- Nilon termoplastik yang ditambah serat kaca 0,5% (kelompok B) - Nilon termoplastik yang ditambah serat kaca 1% (kelompok C) - Nilon termoplastik yang ditambah serat kaca 1,5% (kelompok D)
3.6.1.1 Pembuatan Sampel Nilon Termoplastik (Kelompok tanpa Penambahan Serat Kaca)
1. Penanaman model induk pada kuvet bawah a. Siapkan kuvet khusus untuk injection moulding
b. Kuvet diolesi dengan bahan separasi vaselin
c. Membuat adonan gips dalam mangkuk karet dengan perbandingan 100 gram gips keras : 30 ml air
d. Adonan diaduk dengan spatula hingga homogen dan dituang ke kuvet bawah yang telah disiapkan di atas vibrator
e. Model induk diletakkan pada adonan gips yang mulai mengeras dimana satu kuvet berisi delapan model induk (Gambar 8)
f. Diamkan selama 20 menit hingga gips mengeras
Gambar 8. Penanaman model induk pada kuvet bawah
2. Pemasangan spru dan pengisian kuvet atas
a. Setelah gips mengeras, spru sebagai jalan masuk bahan dilekatkan pada tepi model induk dengan menggunakan malam (Gambar 9)
b. Spru yang berlebihan dibuang dengan lekron
c. Setelah model induk dipasang spru, oleskan vaselin pada permukaan gips, model induk, dan kuvet atas
d. Kuvet atas dipasang di atas kuvet bawah dan dikunci hingga rapat
e. Membuat adonan gips dalam mangkuk karet dengan perbandingan 100 gram gips keras : 30 ml air
g. Kuvet diletakkan diatas vibrator dengan posisi vertikal dan vibrator dijalankan
h. Adonan gips dituang ke dalam kuvet melalui salah satu lubang pengisian pada kuvet hingga adonan keluar dari lubang lainnya
i. Diamkan selama 60 menit hingga gips mengeras
Gambar 9. Pemasangan malam spru
3. Pengangkatan model induk dan pembuangan spru a. Kunci kuvet dibuka dan kuvet dipisahkan
b. Model induk diangkat dari gips dengan menggunakan lekron
c. Kuvet dipasangkan kembali, kemudian dipanaskan dalam air mendidih selama 15 menit untuk membuang spru
d. Kuvet dibuka dan disiram dengan air mendidih hingga tidak ada lagi sisa spru pada gips
4. Injeksi bahan nilon termoplastik ke dalam mold a. Kuvet dipasangkan kembali dan dikunci
b. Cartridge untuk injeksi disiapkan, kemudian letakkan tinfoil yang telah
dipotong berbentuk lingkaran pada dasar cartridge (Gambar 10)
c. Bahan nilon termoplastik ditimbang sebanyak 12 gram dengan menggunakan timbangan digital dan dimasukkan dalam cartridge
d. Cartridge berisi bahan nilon termoplastik ditempatkan dalam furnace untuk
melunakkan bahan nilon termoplastik dengan suhu 248,8-265,5°C selama 10 menit (Gambar 11)
e. Setelah bahan nilon termoplastik meleleh seluruhnya, lapisi plugger
penutup cartridge dengan cincin plastik dan tempatkan pada cartridge
f. Cartridge berisi bahan nilon termoplastik yang telah dipanaskan dipasang di
atas kuvet dan kuvet dipasang pada alat injector
g. Bahan nilon termoplastik diinjeksikan ke dalam kuvet (Gambar 12)
h. Biarkan di bawah tekanan selama 3 menit, lepaskan dari alat injector dan biarkan selama 30 menit hingga mengeras
Gambar 10. Nilon termoplastik di dalam cartridge
Gambar 11. Cartridge dimasukkan
ke dalam furnace
Gambar 12. Nilon termoplastik
diinjeksikan ke dalam kuvet
5. Penyelesaian akhir dan pemolesan
a. Sampel dikeluarkan dari kuvet dan dirapikan dengan fraser bur untuk
menghilangkan bagian yang tajam (Gambar 13)
b. Permukaan sampel dihaluskan dengan kertas pasir waterproof ukuran 800,
1000, dan 1200 yang dipasangkan pada rotary grinder dengan air mengalir masing-
masing selama 5 menit dengan kecepatan 500 rpm. Untuk mencegah terlepasnya sampel pada saat pemolesan maka sampel diletakkan pada pemegang sampel yang terbuat dari stainless steel
c. Pemolesan dilanjutkan dengan Scotch-Brite brush yang dipasangkan pada polishing motor dengan kecepatan 500 rpm dan menggunakan coarse purnice hingga mengkilat
Gambar 13. Sampel dikeluarkan dari kuvet
3.6.1.2 Pembuatan Sampel Nilon Termoplastik dengan Penambahan Serat Kaca 0,5%, 1%, dan 1,5%
Tahap pembuatan kelompok serat kaca 0,5%, 1%, dan 1,5% mulai dari penanaman model induk pada kuvet bawah sampai pengangkatan model induk dan pembuangan spru sama dengan kelompok tanpa penambahan serat kaca. Pada kelompok dengan penambahan serat kaca 0,5%, 1%, dan 1,5% dilanjutkan dengan tahap pencampuran serat kaca dengan nilon termoplastik. Teknik pencampuran serat kaca dengan nilon termoplastik adalah:
a. Serat kaca ditimbang sebanyak 0,5% dari berat nilon termoplastik (0,0075 gr) untuk kelompok dengan penambahan serat kaca 0,5% dan 1% (0,015 gr) dari berat nilon termoplastik untuk kelompok dengan penambahan serat kaca 1% serta
1,5% (0,0225 gr) dari berat nilon termoplastik untuk kelompok dengan penambahan serat kaca 1,5%
b. Serat kaca dimasukkan dalam cairan silane coupling agent (Gamma – methacrylopropytrimethoxysilane / MPS)
Gambar 14. Silane coupling agent
c. Serat kaca dikeringkan dengan suhu kamar selama 40 menit dan kemudian dimasukkan ke dalam oven pemanas selama 1 jam pada suhu 115°C sebelum dimasukkan ke dalam nilon termoplastik
d. Nilon termoplastik ditimbang dengan timbangan digital sebanyak 12 gram, kemudian dimasukkan ke dalam suatu wadah
e. Nilon termoplastik dimasukkan ke dalam cartridge, kemudian masukkan sedikit serat kaca, setelah itu masukkan kembali nilon kemudian letakkan lagi serat kaca diatasnya, begitu seterusnya sampai bahan nilon dan serat kaca berada di dalam
cartridge seluruhnya. Hal ini dilakukan dengan tujuan agar serat kaca tercampur
merata pada bahan nilon termoplastik
f. Cartridge berisi bahan nilon termoplastik ditempatkan dalam furnace untuk
g. Pada saat bahan nilon termoplastik mulai mencair dilakukan pengadukan sebanyak satu kali searah putaran jarum jam
h. Setelah bahan nilon termoplastik meleleh seluruhnya, lapisi plugger
penutup cartridge dengan cincin plastik dan tempatkan pada cartridge
i. Cartridge berisi bahan nilon termoplastik yang telah dipanaskan diatas
kuvet dan kuvet dipasangkan pada alat injector
j. Bahan nilon termoplastik diinjeksikan ke dalam kuvet
k. Biarkan di bawah tekanan selama 3 menit, lepaskan dari alat injector dan
biarkan selama 30 menit hingga mengeras
Selanjutnya sampel dilakukan penyelesaian akhir dan pemolesan sama seperti yang dilakukan pada kelompok tanpa penambahan serat kaca.
Gambar 15. Sampel nilon termoplastik setelah penyelesaian akhir dan pemolesan
3.6.2 Pengukuran Kekasaran Permukaan
1. Alat profile meter dikalibrasi
2. Sampel diletakkan di atas meja sejajar alat profile meter dan alat profile meter dijalankan
3. Pengukuran dilakukan sebanyak dua kali pada permukaan sampel yang dipoles. Pengukuran pertama dimulai dari salah satu tepi permukaan sampel yang
telah ditandai dengan spidol, kemudian alat dijalankan dan membentuk suatu garis lurus melewati titik tengah sampel. Setelah hasil pengukuran pertama dicatat, sampel diputar 90° dan alat dijalankan sehingga garis pengukuran kedua tegak lurus dengan garis pengukuran pertama. Hasil pengukuran kedua dicatat dan rata-rata dari kedua hasil pengukuran dihitung dan dicatat dengan satuan µm.
Gambar 16. Proses pengukuran kekasaran permukaan
3.6.3 Pengukuran Penyerapan Air
1. Sampel yang telah dipoles disimpan dalam sebuah desikator pada suhu 37°C selama 24 jam untuk tujuan desikasi dan menghindari sampel berkontak dengan kelembaban luar
2. Proses desikasi diulang hingga sampel mengalami penurunan berat tidak melebihi 0,5 mg dalam periode 24 jam
3. Setelah itu, sampel dikeluarkan dan ditimbang pada timbangan digital untuk mengetahui berat sampel sebelum direndam (M1)
4. Sampel dari bahan basis gigitiruan nilon termoplastik direndam dalam akuades dan disimpan dalam inkubator selama 7 hari pada suhu 37°C
5. Setelah direndam selama 7 hari, sampel dikeluarkan dari air dan dibersihkan dengan kain bersih dan kering, kemudian sampel dibiarkan di udara terbuka selama 15 detik. Setelah 1 menit, sampel ditimbang kembali (M2)
6. Sampel dimasukkan kembali ke dalam desikator sampai dicatat berat yang konstan. Setelah berat sampel konstan maka sampel ditimbang kembali (M3)
7. Pengukuran nilai penyerapan air adalah berdasarkan rumus berikut:25,37
Keterangan:
Water sorption (Wsp) = nilai penyerapan air (µg/mm3)
M2 = besar sampel setelah perendaman (µg) M3 = besar sampel setelah perendaman dan setelah
dikeringkan dengan desikator (µg)
V = volume sampel (mm3)
Gambar 17. Pengukuran penyerapan air dengan menggunakan
timbangan digital
