Electrostatic Field Application

Kevin Putra P.K.R. / 135060300111010 / Kelas G Page 1

Electrostatic Field Application

1.) Electro painting

"Electrostatic Painting" menggambarkan suatu proses dimana sifat-sifat listrik yang telah ada digunakan untuk menerapkan lapisan padat untuk setiap bahan konduktif. Menggunakan prinsip tarik menarik muatan, peralatan mengecat dibebankan dengan satu polaritas listrik, sedangkan benda logam yang akan dicat dibebankan dengan polaritas yang berbeda dengan peralatan mengecat. Ketika cat disemprotkan ke logam, maka akan tertarik ke permukaan logam dan hasil nya hampir tidak ada penyemprotan yang berlebih.

Hanya permukaan logam, baja, aluminium, tembaga atau bahan konduktif lainnya yang bisa digunakan untuk pengecatan elektrostatik. Elektrostatic Painting ini digunakan pada jembatan, standpipes, menara radio dan struktur logam luar ruangan lainnya. Electro painting juga digunakan untuk memperbaiki peralatan produksi, rolling stock, peralatan pertanian, truk dan trailer dan benda logam lainnya.

Berikut beberapa keuntungan electro painting:

 Tidak adanya overspray

 Higienis, permukaan tidak berpori

 Tahan terhadap disinfektan dan larutan pembersih umum

 Kering sekitar 1 jam dan siap di gunakan

Gambar berikut menunjukkan besi sebelum dan sesudah electro painting:

Kevin Putra P.K.R. / 135060300111010 / Kelas G Page 2

sebelum sesudah

2) E-coating

E-coating adalah perendaman cat basah atau proses finishing yang menggunakan arus listrik untuk menarik cat ke permukaan logam atau bisa juga disebut deposisi cat. Prinsip dari proses e-coating adalah mencelupkan (perendaman), sistemnya yang sangat mirip dengan apa yang digunakan dalam pelapisan logam, namun penyelesaiannya menggunakan partikel cat organik bukan partikel logam di bagian perendaman.

Aplikasi E-Coating menggunakan partikel tersuspensi yang ada dalam cairan cat. Dalam cat tersebut dibebankan partikel berlawanan, diturunkan ke dalam bak cat agar partikel cat tertarik pada bagian logam. Kemudian, partikel cat memenuhi pada seluruh permukaan bagian logam untuk membentuk logam tersebut secara terus menerus. Proses ini berlanjut sampai ketebalan yang diinginkan tercapai. Ketebalan diatur oleh jumlah tegangan diferensial yang diterapkan. Semakin tinggi tegangan, tebal nya semakin terbentuk. Sistem e-coat mengalirkan muatan listrik ke salah satu bagian logam, atau cairan dalam tangki perendaman. Kemudian cat tertarik ke logam karena adanya bagian yang bermuatan negative (-) dan adanya bagian yang bermuatan positif (+).

Gambar contoh penggunaan e-coating.

Kevin Putra P.K.R. / 135060300111010 / Kelas G Page 3 3.) Elektroplating

Elektroplating adalah proses yang memanfaatkan arus listrik untuk mengurangi kation logam terlarut sehingga mereka membentuk lapisan logam yang koheren pada suatu elektroda.

Istilah ini juga digunakan untuk oksidasi listrik anion ke substrat padat, seperti dalam

pembentukan perak klorida pada kawat perak untuk membuat elektroda perak / perak klorida.

Electroplating utamanya digunakan untuk mengubah sifat permukaan benda lainnya (misalnya abrasi dan ketahanan aus, perlindungan korosi, pelumasan, kualitas estetika, dll), tetapi juga dapat digunakan untuk menambah ketebalan pada bagian-bagian yang berukuran kurang atau untuk membentuk objek dengan electroforming.

Electroplating akan mengubah sifat kimia, sifat fisik, dan sifat mekanik barang yang dilapisi. Contoh perubahan kimia adalah ketika nikel pelapisan meningkatkan ketahanan korosi.

Contoh perubahan fisik adalah perubahan pada penampilan luar. Contoh dari perubahan mekanis adalah perubahan kekuatan tarik atau kekerasan permukaan yang merupakan atribut yang

diperlukan dalam industri perkakas.

Electroplating banyak digunakan dalam berbagai industri untuk pelapisan benda logam dengan lapisan tipis dari logam lain yang berbeda. Lapisan logam yang diendapkan memiliki beberapa properti yang diinginkan, dimana untuk menutupi kekurangan logam objek. Misalnya kromium plating dilakukan pada banyak benda seperti bagian mobil, keran kamar mandi, kompor gas dapur, rims roda dan banyak lainnya karena sesuai fakta bahwa kromium sangat tahan korosi, dan dengan demikian memperpanjang umur benda yang dilapisi. Electroplating memiliki kegunaan yang luas dalam industri. Selain itu elektroplating juga digunakan dalam pembuatan perhiasan murah. Electroplating meningkatkan umur logam dan mencegah korosi.

Elektroplating digunakan untuk memberikan tampilan logam objek lebih baik atau untuk

melindungi mereka dari korosi, keausan, atau karat. Peralatan makan, nampan, benda dekoratif,

dan perhiasan yang disepuh dengan emas atau perak agar mereka lebih menarik. Tembaga

dilapisi dengan kromium untuk melindunginya dari korosi. Untuk alasan yang sama besi dan

baja dilapisi dengan nikel, kromium, timah, seng, atau kadmium. Kaleng misalnya, adalah baja

berlapis timah, dan krom trim pada mobil adalah baja krom berlapis. Platinum, paladium, dan

rhodium digunakan untuk melapisi logam lain dengan, permukaan keras yang tahan korosi.

Kevin Putra P.K.R. / 135060300111010 / Kelas G Page 4 Proses penyepuhan sendok yakni melapisi sendok dengan Ag

agar permukaan sendok tidak berkarat.

4.) Electrostatic Precipitator (ESP)

Sebuah electrostatic precipitator (ESP) adalah perangkat filtrasi yang sangat efisien dalam menghilangkan partikel halus, seperti debu dan asap dari gas yang mengalir dengan menggunakan kekuatan muatan elektrostatik diinduksi minimal menghambat aliran gas melalui unit. ESP juga sangat efisien dalam konsumsi dari energy listrik.

Precipitator yang paling dasar berisi deretan kawat vertikal tipis, dan diikuti oleh tumpukan besar pelat logam datar yang berorientasi vertikal, dengan pelat biasanya berjarak sekitar 1 cm sampai 18 cm tergantung pada aplikasi. Udara atau gas aliran mengalir horizontal melalui ruang antara kabel, dan kemudian melewati tumpukan pelat.

Kinerja precipitator sangat sensitif terhadap dua partikulat sifat:

1.) Resistivitas listrik

2.) Distribusi ukuran partikel

Tahanan, yang merupakan karakteristik partikel dalam medan listrik, adalah ukuran resistensi partikel untuk mentransfer muatan (baik menerima dan menyerah biaya). Tahanan adalah fungsi dari komposisi kimia partikel serta kondisi operasi gas buang seperti suhu dan kelembaban. Partikel dapat memiliki resistivitas yang tinggi, sedang (normal), atau rendah.

Tahanan Normal

Partikel dengan resistivitas yang normal tidak cepat kehilangan muatan ketika mereka

tiba di elektroda koleksi. Partikel-partikel ini perlahan-lahan membocorkan muatan mereka

Kevin Putra P.K.R. / 135060300111010 / Kelas G Page 5 untuk pelat ground dan dipertahankan di pelat koleksi dengan perekat antarmolekul dan kekuatan kohesif. Hal ini memungkinkan lapisan partikel yang akan dibangun dan kemudian copot dari pelat dengan rap. Rentang resistivitas debu normal adalah antara 10

⁷

dan 2 x 10

¹⁰

ohm/cm, fly ash dikumpulkan lebih mudah daripada debu memiliki salah resistivitas rendah atau tinggi.

Tahanan Tinggi

Jika tegangan menurun lapisan debu menjadi terlalu tinggi, tegangan yang menurun terlalu rendah akan mengurangi perbedaan tegangan antara elektroda debit dan koleksi elektroda, dan dengan demikian mengurangi kekuatan dari medan elektrostatik yang digunakan untuk menggerakkan partikel ion bermuatan gas ke lapisan debu yang dikumpulkan. Pada kecepatan migrasi partikel kecil yang paling dipengaruhi oleh penurunan kekuatan medan listrik. Gangguan proses pada korona yang normal sangat mengurangi efisiensi koleksi ESP, yang dalam kasus yang parah, mungkin jatuh di bawah 50%. Ketika korona kembali hadir, partikel debu

membangun pada elektroda membentuk lapisan isolasi. Seringkali hal ini tidak dapat diperbaiki tanpa membawa unit offline. Konslet listrik, terjadi ketika tingkat pemicu melebihi "menetapkan batas tingkat spark," dan pengendali otomatis membatasi tegangan operasi lapangan. Hal ini menyebabkan penurunan pengisian partikel dan mengurangi kecepatan migrasi menuju elektroda koleksi. Resistivitas tinggi umumnya dapat dikurangi dengan melakukan hal berikut:

a. Mengatur suhu menjadi lebih rendah;

b. Peningkatan kadar air;

c. Menambahkan agen pendingin untuk aliran gas;

d. Peningkatan luas permukaan koleksi Tahanan Rendah

Partikel yang memiliki resistivitas rendah sulit untuk mengumpulkan debu karena mereka mudah terkena beban (sangat konduktif) dan cepat kehilangan daya mereka ketika tiba di

elektroda koleksi. Partikel mengambil muatan dari elektroda koleksi, memantul dari pelat, dan menjadi tertahan kembali dalam aliran gas. Dengan demikian, kekuatan listrik yang menarik dan menolak biasanya bekerja di pada resistivitas normal dan tinggi berkurang, dan kekuatan

mengikat pelat yang juga jauh berkurang. Contoh debu yang resistivitasnya rendah adalah

karbon yang tidak terbakar dalam fly ash dan karbon hitam.

Kevin Putra P.K.R. / 135060300111010 / Kelas G Page 6 Gambar ESP

5.) Mesin Fotocopy

Kita semua pasti sudah tau apa itu Mesin Fotocopy. Cara kerja mesin fotocopy ini didasari oleh dua fenomena alam. Yang pertama Daya tarik antara dua bahan yang memiliki muatan listrik berlawan. Yang kedua beberapa bahan akan menjadi penghantar listrik

(konduktor) yang baik ketika terkena cahaya. Ada 5 proses yang digunakan pada mesin Fotocopy yang ada pada jaman ini. Yaitu Charging, Exposure, Developing, Transfer dan Fusing. Lebih jelasnya akan dijelaskan sebagai berikut:

1. Charging :

Sebuah tabung silinder (Drum) ini elektrostatis dan jika di beri beban oleh kawat tegangan tinggi yang disebut Corona Wire atau Charge Roller. Drum memiliki lapisan dari bahan

fotokonduktor. Fotokonduktor adalah semikonduktor yang akan menjadi koduktif bila terkena cahaya ".

2. Exposure :

Sebuah lampu terang menerangi dokumen asli dan daerah putih dari dokumen asli

memantulkan cahaya ke permukaan drum fotokonduktor. Bidang drum yang terkena cahaya

menjadi konduktif dan membuang cahaya keluar. Bidang drum yang tidak terkena cahaya (

Kevin Putra P.K.R. / 135060300111010 / Kelas G Page 7 daerah yang sesuai dengan bagian hitam atau tulisan pada dokumen

asli ) tetap bemuatan negatif, dan menghasilkan gambar gambar listrik laten di permukaan drum.

3. Developing :

Bagian yang berisi toner (serbuk) yang bermuatan positif diterapkan ke drum untuk mengembangkan gambar, toner(serbuk) yang bermutan positif akan tertarik dan menempel pada daerah yang bermuatan negatif ( wilayah hitam atau tulisan pada dokumen asli ).

4. Transfer :

Gambar toner yang dihasilkan pada permukaan drum dipindahkan dari drum ke kertas dengan muatan yang negatif lebih tinggi dari drum.

5.Fusing :

Proses peleburan toner (serbuk) tadi dan menyatunya toner tersebut pada lembaran kertas dengan bantuan gulungan (roller) yang memberikan tekanan.

Gambar mesin fotokopi.

6) Printer laser warna

Prinsip kerja printer laser warna adalah menggunakan rekaman electrophotographic

untuk membentuk gambar penuh warna di atas media cetak. Sistem terdiri dari sebuah Drum dan

sebuah developing unit untuk masing‐masing warna (Cyan, Magenta, Yellow dan Black /

Kevin Putra P.K.R. / 135060300111010 / Kelas G Page 8 CMYK) dan menempatkan gambar toner dari masing‐masing warna ke atas media cetak dengan perantara sebuah transfer belt untuk menghasilkan hasil cetak penuh warna.

Proses cetak printer laser warna adalah sebagai berikut, proses ini berlaku umum pada semua printer laser warna.:

1. Charging

Charge Roller dari Imaging Unit diisi dengan muatan negatif oleh High Voltage Power Supply (HVPS) dan terus-menerus kontak dengan permukaan Drum untuk memberikan muatan negatif yang merata diatas permukaan Drum yang berputar dengan kecepatan konstan. Hal ini terjadi secara bersamaan untuk semua warna CMYK.

2. Exposure

Unit Laser akan memancarkan sinar laser yang diatur oleh image data dari Image Processor Board. Pancaran sinar laser diarahkan ke permukaan Drum melalui sistem yang terdiri dari lensa dan cermin. Oleh cermin polygonal yang dapat berputar, sinar laser diarahkan ke permukaan Drum dari ujung ke ujung secara axial selama ia berputar. Muatan negatif diatas permukaan Drum akan berkurang di tempat yang ditembak dengan sinar laser untuk membentuk image/gambar elektrostatis maya diatas permukaan Drum. Proses ini berjalan bersamaan untuk keempat warna CMYK.

3. Development

Secara elektrostatis toner akan menempel pada gambar elektrostatis maya untuk membentuk gambar nyata diatas permukaan Drum. Toner diumpankan ke Developer menggunakan agitator/pengaduk yang berada di dalam Toner Hoper. Pada area yang belum terkena sinar laser, potensial antara Drum dan partikel toner lebih rendah daripada Developer Roller dengan partikel toner. Pada area yang sudah terkena sinar laser, potensial antara Drum dan partikel toner lebih tinggi daripada Developer Roller dengan partikel toner yang menempel di permukaan Drum. Ketika partikel toner menempel diatas permukaan Drum maka muatan negatif partikel akan mengurangi potensial Drum di tempat tersebut, jadi akan mencegah partikel toner lain yang akan menempel. Proses ini terjadi bersamaan untuk keempat warna CMYK.

4. Primary Transfer

Keempat gambar/image dari masing-masing warna yang terbentuk di permukaan Drum

ditransfer ke permukaan Accumulator Belt secara berurutan untuk membentuk gambar empat

warna.

Kevin Putra P.K.R. / 135060300111010 / Kelas G Page 9 Accumulator Belt bersifat konduktif dan menerima muatan positif yang tinggi dari HVPS melalui Transfer Roller. Image/gambar yang bermuatan negatif diatas permukaan masing-masing Drum akan ditarik oleh potensial positif yang sangat kuat dan berpindah ke Accumulator Belt.

Selama pemindahan/transfer muatan negatif yang tersisa di permukaan Drum akan dinetralkan oleh muatan positif yang kuat dari Accumulator Belt.

5. Cleaning.

Pembersih Drum terdiri dari sebuah Wiper Blade dan sikat yang akan bersentuhan dengan Drum setelah toner ditransfer ke Accumulator Belt. Sikat pembersih menerima voltase tinggi dari HVPS yang secara elektrostatis memungkinkannya menarik setiap toner yang tersisa di permukaan Drum.

6. Secondary Transfer

Gambar yang terbentuk di permukaan Accumulator Belt ditransfer ke permukaan media cetak/kertas menggunakan voltase dari Transfer Roller. Transfer Roller yang bersifat konduktif menerima muatan positif yang sangat kuat dari HVPS sehingga mauatannya lebih tinggi daripada muatan Accumulator Belt. Karena Transfer Roller terletak dibelakang media cetak, maka gambar diatas Accmulator Belt yang terdiri dari empat warna akan tertarik dan menempel diatas media cetak.

7. Cleaning.

Pembersih Accumulator Belt terdiri dari sebuah Cleaner Blade yang akan bersentuhan dengan Accumulator Belt setelah image/gambar ditransfer ke atas media cetak. Toner yang tersisa diatas Accumulator Belt selanjutnya akan masuk ke Waste Bin.

8. Fixing

Gambar yang terbentuk oleh toner di permukaan media cetak bersifat tidak stabil dan mudah

terhapus. Untuk menyatukan gambar dengan media cetak, maka media cetak harus melewat

Fuser Assembly, diantara Pressure Roller dan Heat Roller. Toner akan menyatu dengan media

cetak dengan kombinasi antara tekanan dan pemanasan.

Kevin Putra P.K.R. / 135060300111010 / Kelas G Page 10 Gambar printer laser warna