33
SIFAT PEMESINAN PAPAN BLOK BERBASIS KOMPOSIT PARTIKEL
KKS-PS SEBAGAI BAHAN BAKU MEUBEL
Indra Mawardi1*, Hanif2, dan Ramli2
1,2
Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Lhokseumawe Jl. Banda Aceh-Medan km. 280 Buketrata – Lhokseumawe
*
Email: ddx_72@yahoo.com
Abstrak
Pemesinan kayu adalah proses pengolahan kayu menjadi produk-produk seperti meubel. Kualitas pemesinan akan menentukan kualitas produk nantinya. Penelitian bertujuan untuk mengetahui sifat pemesinan papan blok yang menggunakan inti dari komposit partikel KKS-PS. Metode penelitian dimulai dari pembentukan material inti, pembentuk menjadi papan blok sampai pengujian proses pemesinan. Proses pemesinan yang diuji adalah penggergajian dan pengamplasan. Luas cacat sifat pemesinan dinyatakan dalam persentase luas bagian permukaan bercacat dari seluruh permukaan spesimen uji. Pengujian penggergajian menggunakan gergaji tangan dan mesin gergaji circular. Gergaji tangan yang digunakan divariasikan jumlah mata potong (gigi) per inchi, yaitu: 7, 9, dan 12. Sedangkan untuk gergaji circular menggunakan mata gergaji berdiameter 180 mm dengan variasi jumlah gigi 24, 40, dan 60 gigi per diamter. Setiap variasi pengujian potong dilakukan pengulangan 5 kali untuk masing-masing variasi papan blok. Amplas yang digunakan bernomor 120, 150 dan 180. Hasil penelitian menunjukan sifat pemesinan gergaji,dan pengampelasan menunjukan hasil yang positif. Penggergajian dengan menggunakan mata gergaji circular dengan mata potong 40 T dan 60 T mempunyai tingkat cacat yang lebih kecil dibandingkan mata gergaji 24 T, yaitu 10-20%. Permukaan hasil pemotongan dengan gergaji non circular cenderung lebih halus dibandingkan dengan pemotongan menggunakan mata potong circular. Proses pengampelasan menghasilkan cacat serat berbulu dan cacat bekas garukan dengan kisaran cacat 2 – 5%.
Kata kunci: Papan blok, KKS-PS, sifat pemesinan, gergaji, pengamplasan
Pendahuluan
Permintaan terhadap barang-barang yang terbuat dari kayu semakin meningkat dan bervariasi, seperti: perkakas rumah tangga, furniture, dinding penyekat, dan lainnya. Disisi lain kayu mulai sulit didapat, baik jumlah maupun kualitasnya sehingga industri furniture beralih menggunakan kayu olahan seperti blockboard atau papan blok sebagai material alternatif pengganti kayu. Papan blok merupakan salah satu bahan baku industri furniture yang paling banyak digunakan saat ini, dikarenakan bentuk atau konstruksi papan blok tersebut yang sangat universal. Papan blok dapat dibentuk beraneka ragam produk furniture tanpa menggunakan kayu sebagai rangka produk.
34 Kemudahan pembentukan dan jenis perkakas potong juga perlu ditinjau. Didasari permasalahn tersebut, maka penelitian ini rasa sangat penting karena kekuatan material saja tidak cukup tanpa diikuti kemudahan dalam proses pembentukannya.
Pada tulisan ini akan dibahas sifat pemesinan papan blok KKS-PS dalam hal penggunaan gergaji dan pengamplasan. Melalui pengkajian sifat-sifat pemesinan akan menghasilkan pemilihan peralatan kerja dan teknik kerja yang tepat bagi industri meubel dalam menggunakan papan blok dengan material inti komposit partikel KKS-PS sebagai bahan baku pembuatan meubel.
Penelitian sifat pemesinan kayu kelapa sawit terkompregnasi menunjukkan bahwa jenis cacat yang muncul pada masing-masing proses pemesinan adalah serat patah
(torn grain), serat terangkat (raised grain) dan serat berbulu (fuzzy grain), dengan cacat yang paling dominan berupa serat berbulu. Pada pengujian proses pengetaman dengan konsentrasi PF 30% dan 40% total bebas cacatnya turun pada saat waktu kompregnasi dinaikkan menjadi 90 menit, akibat peningkatan jenis cacat serat berbulu pada vascular bundies. Jenis cacat yang ditimbulkan pada proses pembentukan didominasi oleh jenis cacat serat berbulu. Seperti halnya pengetaman, bahwa cacat serat berbulu timbul karena adanya kelembaban kayu [2].
Asep [2], juga mendapatkan persentase bebas cacat proses pengampelasan menunjukkan nilai yang jauh lebih tinggi dari pada sifat pengetaman. Hal ini dapat diartikan bahwa proses pengampelasan kayu sawit terkompregnasi yang sudah diketam kualitasnya dapat ditingkatkan dengan mereduksi jenis cacat yang timbul yaitu berupa serat berbulu dengan proses pengampelasan. Sifat .pemboran kayu kelapa sawit terkompregnasi menunjukkan peningkatan kualitas permukaan bebas cacat yang cukup besar dengan bertambahnya konsentrasi PF, begitu puia halnya dengan peningkatan waktu kompregnasi. Pada konsentrasi PF 40% menunjukkan persentase cacat yang kecil sekali cacat dari ditimbulkan baik berupa cacat serat patah, serat terangkat dan serat berbulu.
Asdar [3], meneliti sifat pemsinan kayu surian dan kepayang asal Sulawesi. Penelitian bertujuan untuk mengetahui sifat pemesinan kayu surian dan kepayang asal Sulawesi. Pengujian sifat pemesinan mengacu pada ASTM D 1666-64 meliputi aspek uji penyerutan, pembentukan, pembubutan, pemboran dan pengampelasan. Mutu hasil pemesinan dinilai dari persentasi cacat yang muncul setelah proses pemesinan yang selanjutnya ditetapkan dalam lima kelas mutu. Hasil penelitian menunjukkan kayu surian dan kepayang memiliki sifat pemesinan sangat baik atau kelas I kecuali sifat pengampelasan pada kayu surian dan sifat pembubutan kayu kepayang yang tergolong baik atau kelas II. Kayu surian dan kepayang cocok digunakan sebagai bahan baku meubel dan moulding.
Jenis kayu berpengaruh terhadap sifat pemesinan yang menunjukkan bahwa semakin tinggi nilai berat jenis, semakin tinggi pula nilai bebas cacatnya. Kayu yang memiliki kerapatan yang tinggi memiliki kerapatan sel-sel juga semakin tinggi sehingga cenderung lebih tahan terhadap kemungkinan cacat akibat penyerutan [4,5]
35
Metode Penelitian
Material yang digunakan dalam penelitian ini antara lain ; partikel kayu kelapa sawit, sebagai matriks atau perekat digunakan styrofoam yaitu polimer jenis polystyrene (PS), NaOH (alkali), peroksida,coupling agent, pelarut organik (silena), vinir menggunakan
plywood sebagai pelapis material inti papan blok dan urea formaldehida sebagai perekat material inti dan vinir
Rancangan percobaan
a. Pembuatan material inti
Material inti papan blok dibuat dari komposit partikel KKS. Partikel KKS disortir ukurannya diameter < 5mm melalui pengayakan. Partikel KKS direndam di dalam 5% NaOH selama 4 jam. Partikel KKS kemudian dinetralkan dari efek NaOH dengan mencuci dengan air dan kemudian dikeringkan.
Unsur-unsur pembentuk material inti dapat dibagi dalam dua unsur, yaitu partikel KKS sebagai penguat atau pengisi dan strofoam, pelarut, coupling agen, dan peroksida sebagai unsur pengikat/pembentuk. Proses pembentukan material inti dilakukan dengan mencampur hingga rata semua unsur pembentuk (pelarut, coupling agent dan peroksida) dalam suatu wadah. Styrofoam di masukan ke dalam campuran unsur pembentuk secara sedikit demi sedikit hingga melarut menjadi sebuah cairan yang mempunyai viskositas, dan diaduk hingga rata. Cairan yang mempunyai viskositas ini selanjutnya disebut matriks.
Untuk menghasilkan material inti berupa komposit partikel, maka partikel KKS dicampur dengan matriks styrofoam dan diaduk hingga rata. Proses pengadukan (mixer) partikel KKS dengan matriks styrofoam menggunakan mesin ekstrusi dengan putaran 50 rpm pada temperatur 50-600C. Material inti (komposit partikel) dibuat dengan ukuran 300 mm x 300 mm dengan ketebalan 20 mm. Variasi unsur pembentuk material inti, partikel KKS dan styrofoam berdasarkan fraksi berat, yaitu perbandingan 30:70, 40:60 dan 50:50.
b. Pembentukan papan blok
Proses pembentukan papan blok dilakukan dengan melapisi material inti dengan vinir atau plywood pada bagian atas dan bawah. Perekatan vinir pada material inti
menggunakan urea formaldehida (UF) dan ditekan menggunakan alat press sebesar 20 kgf/cm2. Papan blok dibuat dengan dimensi 300 mm x 300 mm.
c. Pengujian Pemesinan Penggergajian (sawing)
Pengujian ini dilakukan dengan memotong spesimen papan blok dengan menggunakan gergaji tangan dan mesin gergaji circular. Pengujian berguna untuk mendapatkan tingkat kemudahan potong dan cacat hasil pemotongan. Gergaji tangan yang digunakan divariasikan jumlah mata potong (gigi) per inchi, yaitu: 7, 9, dan 12. Sedangkan untuk gergaji circular menggunakan mata gergaji berdiameter 180 mm dengan variasi jumlah gigi 24, 40, dan 60 gigi. Setiap variasi pengujian potong dilakukan pengulangan 5 kali untuk masing-masing variasi papan blok.
d. Pengujian Pengampelasan (sanding)
36
Hasil dan Pembahasan
Penggergajian (sawing). Pengujian pemesinan pengergajian papan blok
menggunakan dua model mata gergaji yaitu circular dan non circular menunjukan hasil yang positif. Papan blok dapat dengan mudah dipotong menggunakan kedua model gergaji tersebut.
Cacat pemesinan yang terjadi pada proses penggergajian papan blok KKS adalah bekas garukan (scratching) dan kekasaran (roughness). Gambar 1 memperlihatkan hasil pengergajian menggunakan mata gergaji circular. Cacat garukan dan kekasaran terjadi pada ketiga variasi papan blok KKS yang menggunakan mata gergaji 24 T (40-50%). Semakin bertambah mata potong (40 dan 60 T) kedua bentuk cacat yang terjadi semakin mengecil (10-20%). Bentuk cacat garukan yang terjadi selain berupa jejak pemotongan juga penumpukan matrik pada daerah permukaan terpotong.
a. 24 T b. 40 T c. 60 T
Gambar 1 Hasil pengergajian menggunakan gergaji circular
Fenomena ini dapat terjadi dikarenakan gergaji dengan mata potong yang lebih sedikit mempunyai kisar yang lebih besar. Kisar pemotongan yang besar dapat menyebabkan permukaan potong menjadi kasar dan kontur pemotongan akan terlihat dengan jelas.
Pada pemotongan dengan gergaji non circular (gergaji tangan), permukaan pemotongan cenderung lebih halus dibandingkan dengan pemotongan menggunakan mata potong circular (Gambar 2). Cacat bekas garukan hampir tidak terjadi pada penggergajian menggunakan mata potong 7 dan 9 gigi per inchi.
a. Mata 7 dan 9 gigi per inchi b. Mata 12 gigi per inchi
Gambar 2. Hasil pengergajian menggunakan gergaji tangan
37 dikarenakan timbulnya panas yang dapat melumerkan matriks (polimer) akibat gesekan yang besar antara mata gergaji dengan material inti saat terjadi pemotongan. Melumernya matriks pada kedua komposisi matrial inti (30:70 dan 40:60) dapat menghambat pergerakan gergaji akibat menempelnya matriks pada mata gergaji. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya cacat bekas garukan.
Pengamplasan (sanding). Pengujian pengamplasan pada papan blok dengan inti
komposit KKS berguna untuk melihat tingkat kemudahan hasil pemotongan papan blok dihaluskan menggunakan amplas. Amplas yang digunakan bernomor 120, 150 dan 180. Spesimen uji ini diambil dari hasil pengujian penggergajian.
Cacat pengampelasan yang sering terjadi pada material kayu adalah serat berbulu (fuzzy grain), bekas garukan (scratching). Dari hasil pengujian menunjukan hasil yang positif untuk proses pengamplasan papan blok KKS. Cacat serat berbulu terjadi pada bagian vinir dan cacat bekas garukan pada bagian inti. Kedua cacat tersebut terjadi pada kisaran cacat 2 – 5%.
Penggunaan amplas yang mempunyai grade tinggi (150 dan 180) dapat menyebabkan amplas lebih cepat aus dibandingkan dengan grade yang lebih kecil (120). Struktur inti dari papan blok yang berupa komposit polimer dapat menyebabkan kertas amplas lebih cepat aus. Gambar 3 memperlihatkan hasil pengamplasan papan blok KKS dengan komposisi inti yang berbeda.
Gambar 3. Permukaan hasil proses pengamplasan
Kesimpulan
Dari hasil penelitian dapat disimpulkan proses pemesinan gergaji dan pengampelasan menunjukan hasil hasil yang positif. Cacat pemesinan yang terjadi pada proses penggergajian adalah bekas garukan (scratching) dan kekasaran (roughness). Penggergajian dengan menggunakan mata gergaji circular dengan mata potong 40 T dan 60 T mempunyai tingkat cacat yang lebih kecil dibandingan mata gergaji 24 T, yaitu 10-20%. Permukaan hasil pemotongan dengan gergaji non circular cenderung lebih halus dibandingkan dengan pemotongan menggunakan mata potong circular. Untuk semua variasi papan blok, cacat bekas garukan akibat penggergajian menggunakan mata potong 7 dan 9 gigi per inchi mempunyai kisaran 2-5%. Proses pengampelasan menghasilkan cacat serat berbulu terjadi pada bagian vinir dan cacat bekas garukan pada bagian int dengan kisaran cacat 2 – 5%.
.Referensi
38 [2] Asep Mulyono. 2000. Kajian Sifat Pemesinan Kayu Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) Terkompregnasi Sebagai Bahan Bangunan dan Perabotan Rumah Tangga. Skripsi IPB Bogor.
[3] Asdar,M. 2009. Sifat Pemesinan Kayu Surian (Toona sinensis (Adr.Juss.) M.J. Roemer) dan Kepayang (Pangium edule Reinw). Balai Penelitian Kehutanan Makassar
[4] Asdar, M., M. Aksar, Zainuddin, Hajar, Palalunan dan H. Hermawan. 2006. Sifat Pengerjaan Jenis Kayu Kurang Dikenal Andalan Setempat. Laporan hasil penelitian Balai Penelitian dan Pengembangan Kehutanan Sulawesi, Makassar. Tidak dipublikasikan.
[5] Supriadi, A dan O. Rachman. 2002. Sifat Pemesinan Empat Jenis Kayu Kurang Dikenal Dan Hubungannya Dengan Berat Jenis dan Ukuran Pori. Buletin Penelitian Hasil Hutan 20 (1): 70-85. Pusat Litbang Hasil Hutan. Bogor.
