Siswa dapat mengklasifikasikan, mengidentifikasi, memilih bahan bukan logam serta sifat-sifatnya.
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 pemakaianya logam pada beberapa alat dan bagian konstruksi, karena bahan bukan logam memiliki sigat yang mirip dengan logam.
Bahan sintetis banyak digunakan pada industry permesinan, dari industry kecil sampai industry 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. Logam-logam besi merupakan logam dan paduan yang mengandung besi (Fe) sebagai unsur utamanya.
Logam-logam non besi merupakan meterial yang mengandung sedikit atau sama sekali tanpa besi. Dalam dunia teknik mesin, logam (terutama logam besi / baja) merupakan material yang paling banyak dipakai, karena pada umumnya kuat, ulet, dan mudah dibuat dalam berbagai bentuk praktis, tetapi material-material lain juga tidak dapat diabaikan. Material non logam sering digunakan karena meterial tersebut mempunyai sifat yang khas yang tidak dimiliki oleh material logam.
a. Tujuan Belajar
b. Uraian Materi
23 Material non logam dapat dibedakan menjadi beberapa golongan, yaitu:
x Keramik
x Plastik (polimer)
x Komposit
Material keramik merupakan material yang terbentuk dari hasil senyawa (compound) antara satu atau lebih unsur-unsur logam (termasuk Si dan Ge) dengan satu atau lebih unsur-unsur non logam. material jenis keramik semakin banyak digunakan, mulai berbagai abrasive, pahat potong, batu tahan api, kaca, dan lain-lain, bahkan teknologi roket dan penerbangan luar angkasa sangat memerlukan keramik.
Contoh keramik : silikon oksida, aluminium oksida, kalsium oksida, magnesium oksida, kalium oksida dan natrium oksida.
Plastik (polimer) adalah material hasil rekayasa manusia, merupakan rantai molekul yang sangat panjang dan banyak molekul MER yang saling mengikat. Pemakaian plastik juga sangat luas, mulai peralatan rumah tangga, interior mobil, kabinet radio/televisi, sampai konstruksi mesin.
Polimer yang dapat dibentuk kembali dengan pemanasan disebut termoplastik, sedangkan yang tidak dapat dibentuk kembali disebut termoset.
Contoh polimer : polietilen, polipropilen, polivinilklorid dan lain-lain. Komposit merupakan material hasil kombinasi dari dua material atau lebih, yang sifatnya sangat berbeda dengan sifat masing-masing material asalnya. Komposit selain dibuat dari hasil rekayasa manusia, juga dapat terjadi secara alamiah, misalnya kayu, yang terdiri dari serat selulose yang berada dalam matriks lignin. Komposit saat ini banyak dipakai dalam konstruksi pesawat terbang, karena mempunyai sifat ringan, kuat dan non magnetik.
Komposit buatan manusia biasanya merupakan gabungan antara material serat yang kuat seperti serat kaca, karbon atau boron yang
24 digabungkan dalam matriks resin seperti epoxy atau polimer. Kelebihan komposit adalah sifatnya yang dapat diatur. Salah satu cara pengaturan sifat pada material komposit adalah dengan mengubah arah orientasi, susunan, dan sudut material penyusunnya.
Sifat mekanik adalah sifat yang menyatakan kemampuan suatu material / komponen untuk menerima beban, gaya dan energi tanpa menimbulkan kerusakan pada material/komponen tersebut.
1) Plastik
Plastik merupakan bahan yang sangat penting dalam dunia permesinan dan industry modern. Plastik adalah bahan sintetis berasal dari minyak mineral, gas alam, atau dibuat dari bahan asal batu bara, batu kapur, udara, air dan juga dari binatang dan tumbuh-tumbuhan. Pengolahanya dapat dikerjakan pada proses panas dan tekanan.
Sifat-sifat plastik pada umumnya adalah sebagai berikut.
a. Tahan korosi oleh atamosfer ataupun ole beberapa zat kimia. b. Berat jenisnya cukup rendah, sebagian dapat mengapung
dalam air.
c. Cukup ulet dan kuat, tetapi kekuatanya dibawah 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 plastic adalah tidak mudah pecah dan rapuh. Beberapa bahan plastic koefisien gesekanya 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.
25 c. Terjadi perubahan polimer selama pemakaianya yang
kemungkinan sekali karena aksi dari sinar ultra violet.
Bahan plastik dibagi dalam dua golongan yaitu plastic termoseting dan thermoplastic.
(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 150 atm. Bahan ini akan mencair dan memenuhi model. Selanjutnya dipanasi lagi sehingga bahan tersebut mengeras, lalu tutup cetakan dibuka dam benda tersebut diangkat. Proses itu berlangsung pada temperatur tinggi. Untuk mendapatkan permukaan benda yang halus cetakan haris dipoles, terutama digunakan dalam pembuatan alat-alat listrik, tread bushing, dan bearing bushing.
(b) Termoplastik
Termoplastik 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 termoplas 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 satu sama lain. Suhu pada saat tersebut dinamakan suhu lumer dan bahan menjadi cair.
26 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 keseimbanganya dan berpindah tempat terhadap satu sama lain. Suhu pada saat tersebut dinamakan suhu lumer dan bahan menjadi cair. Antar fasa padat dan cair terdapat fasa antar tambahan, saat itu bahan berada dalam keadaan lunak. Dalam keadaan itu bahan dikatakan plastic. Jadi termoplastik adalah bahan yang menjadi plastis karena pemanasan dan bentuknya dapat diubah dalam deadaan plastis itu. Bahan-bahan termoplastik adalah polietilen, polivinil khorida, polistiren, poliamide, dan poliester.
(1) Metode pembentukan termoplastik yaitu :
Proses pembentukan vakum, pembentukan cara ini dilakukan untuk komponen 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-pertama 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 plastic, pelapis kabel, pipa plastic, dan film. Ekstrusi adalah proses yang menggunakan panas dan tekanan untuk melelehkan polietelin dan polivinil klorida yang didorong melewati