Hasrin : Desain Dan Pabrikasi Helmet Industri Yang Ergonomik, 2008 USU Repository © 2008
Tabel 3.2 Peralatan produksi No. Nama Alat No. Nama Alat
1. Helm Standard 11. Kertas pasir
2. Sendok pengaduk 12. Gunting Plat 3.
Cawan 13. Cutter 4.
Kuas pemoles 14. Tang jepit 5.
Obeng - 15. Mesin Grinda Tangan 6.
Skrap 16. Kikir 7.
Hand Roller 17. Martil 8.
Glass Ukur 18. Mesin Bor Tangan 9.
Plat Aluminium 19. Besi Pemberat 70 Kg 10.
Plat Strip 20. Circular Saw Machine
Sumber: Peralatan Laboratorium
3.2.3. Desain dan metode pembuatan helmet komposit
Dalam pelaksanaan penelitian ini helm yang digunakan sebagai acuan adalah helm standard dengan nomor standarisasi ASNZS 1801 Type. 1 EN 397 SS 98
yang dibuat dari jenis polimer: Polyethylene PE, Polyprophylene PP, dan Acrylic Butadien Styrene ABS. Helm standard ini digunakan sebagai cetakan bentuk
cangkang helm bagian I. Sedangkan bentuk kerangka bawah bagian II dengan mendesain model cetakan terpisah, dan dibuat dari bahan plat lembaran setebal 1.3
mm, kemudian dibentuk sesuai dengan dimensi hasil pencetakan cangkang helm komposit. Selanjutnya dari hasil pencetakan kedua bagian helm tersebut digabungkan
dengan cara menyambung dari jenis material yang sama sehingga membentuk sebuah helm sesuai bentuk yang diinginkan.
Hasrin : Desain Dan Pabrikasi Helmet Industri Yang Ergonomik, 2008 USU Repository © 2008
Geometri helm disesuaikan dengan antropometri kepala manusia, yang mengikuti geometri helm standard. Helm komposit dibuat dengan cara hand lay up
dari bahan komposit Glass Fibre Reinfored Plastic GFRP, yang terdiri dari polyester resin tak jenuh BTQN 157 EX unsaturated resin sebagai matrik, dan serat
kaca E-Glass jenis CSM sebagai penguat yang disusun dua lapis. Serat E-Glass ini dalam bentuk lembaran, susunan serat ke segala arah acak, dan mudah dibentuk.
Jenis serat ini sangat sesuai untuk proses pencetakan helm dengan metode hand lay up, dan memiliki sifat yang homogen sebagai penguat terhadap matrik.
. Berikut ini langkah-langkah pembuatan helm komposit, yang dimulai dari
persiapan pengadaan cetakan, peralatan, bahan resin, serat, katalis, mirror glaze dan peralatan pendukung lainnya seperti pada tabel 3.2, dan dilanjutkan dengan proses
pencetakan yang secara skematis dapat ditunjukkan pada Gambar 3.2 dan 3.3.
Gambar 3.2. Flow Chart Pembuatan Helm Komposit
1. Siapkan cetakan helmet, cetakan helmet yang digunakan untuk membuat helmet
komposit adalah helmet standard. 2. Posisi cetakan helmet menghadap
keatas, karena pencetan dilakukan dari permukaan dinding sebelah
4. Ratakan resin dengan menggunakan kuas, kemudian letakkan lembaran
serat yang telah dipotong sesuai bentuk yang diinginkan ke dalam cetakan.
3. Setelah mencampur resin dengan pengeras secara merata ditandai
dengan perubahan warna, kemudian cairan resin dituang kedalam cetakan.
5. Tuangkan campuran resin kembali keatas lapisan serat pertama secara
merata. 6. Letakkan lembaran serat kedua
diatasnya, dan tuangkan campuran resin di atas serat kedua tersebut.
8. Biarkan campuran membeku selama 6 jam, setelah itu buka cetakan dan
helmet komposit telah terbentuk. 7. Ratakan permukaan campuran matrik
dan serat kedua kembali hingga resin tadi merata keseluruh
permukaan.
Hasrin : Desain Dan Pabrikasi Helmet Industri Yang Ergonomik, 2008 USU Repository © 2008
Gambar 3.3 Desain dan Pabrikasi dengan Metode Hand lay up
Kerangka bawah di buat dari bahan plat
tebal 2 mm. 300
228
45 22
188 230
Brim
d. Dimensi kerangka Cetakan Brim Lembaran Serat Glass
e. Pelapisan Serat pada Cetakan Brim.
a. Pemolesan awal resin pada cetakan helm standard.
Resin
b. Penyusunan dan pembentukan dua lapis Serat pada cetakan cangkang helm.
238
140
c. Bentuk Cangkang.
17 8
f. Bagian Helm sebelum disambung. Cangkang
Brim
Hasrin : Desain Dan Pabrikasi Helmet Industri Yang Ergonomik, 2008 USU Repository © 2008
Pada proses pembuatan atau pencetakan helm komposit seperti pada Gambar 3.3 diatas. Dalam hal ini, untuk keberhasilan suatu proses produksi helm tersebut
dengan mempertimbangkan berbagai faktor yang mempengaruhi adalah sebagai berikut:
1. Tersedianya material, cetakan, dan peralatan produksi yang cukup. 2. Rentang waktu pada proses pencetakan dan pengeringan adalah mencapai: 6 s.d 12
jam atau lebih untuk setiap bagian komponen helm, dan kondisi seperti ini helm sudah dapat dibuka dari cetakannya. Setelah itu dilanjutkan dengan proses
penyambungan pada kedua komponen helm tersebut, dan dikeringkan lagi selama 6 jam, hingga helm terbentuk.
3. Kapasitas produksi yang dapat dihasilkan oleh seorang pekerja secara manual adalah selama 48 jam yang terdiri dari: waktu pencetakan, proses pengeringan,
dan jumlah cetakan yang digunakan, dengan keterampilan yang tinggi diperoleh 4 s.d 6 buah helm, dan dilanjutkan dengan pembentukan ventilasi udara.
4. Proses pengecatan pewarnaan, dan pengeringan dilakukan selama 2 jam atau lebih.
Dari proses produksi yang dilakukan secara manual tersebut diatas, dengan
metode hand lay up menggunakan jenis serat CSM, tentu dilihat dari segi waktu produksi kurang efisien, sehingga helm dapat diproduksi dalam jumlah yang relatif
kecil dibandingkan dengan hasil pencetakan yang menggunakan cetakan secara mekanis yaitu: Injection molding, vacum molding dan lain sebagainya.
Hasrin : Desain Dan Pabrikasi Helmet Industri Yang Ergonomik, 2008 USU Repository © 2008
3.2.4. Pembuatan Spesimen Uji Tarik
Pembuatan spesimen uji dicetak menggunakan metode hand lay up,
spesimen ini di uji untuk mendapatkan sifat mekanik material komposit. Pada proses pembuatan spesimen uji menggunakan jenis material komposit GFRP yang sama
seperti pembuatan helm, dan peralatan cetak spesimen uji terdiri dari: plat strip setebal 2 mm sebagai pembatas ketebalan, plat aluminium berukuran 20 cm x 20 cm
dengan tebal 5 mm yang berfungsi sebagai landasan untuk proses pelapisan lembaran serat kaca, roller untuk perataan resin pada serat, dan alat pemberat 70 kg digunakan
untuk pengepresan. Hasil dari pencetakan tersebut berupa plat lempengan komposit yang tebalnya 2 mm, selanjutnya spesimen dibentuk menurut standard ASTM 638-D.
Prosedur pembuatan spesimen plat komposit GFRP meliputi tiga proses utama, yakni persiapan, pencetakan, dan pembentukan. Setelah proses persiapan
dilakukan, maka dilanjutkan dengan proses pencetakan di atas plat aluminium yang berukuran 20 cm x 20 cm, untuk mendapatkan bentuk lembaran plat komposit.
Selanjutnya dikeringkan pada temperatur kamar selama 6 s.d 12 jam. Plat komposit ini dibentuk menjadi spesimen uji sesuai dengan standard ASTM 638-D dan
dikerjakan dengan proses pemesinan. Berikut ini penjelasan langkah-langkah pembuatan lembaran plat komposit, yang diuraikan secara flow chart seperti
ditunjukkan pada Gambar 3.4, dan dijabarkan secara skematis pada Gambar 3.5. Bentuk dan ukuran spesimen plat komposit ditunjukkan pada Gambar 3.6. Set up
peralatan uji statik dapat dilihat pada Gambar 3.7.
Hasrin : Desain Dan Pabrikasi Helmet Industri Yang Ergonomik, 2008 USU Repository © 2008
Gambar 3.4 Flow Chart Pembuatan Spesimen Plat Komposit
1.
Setelah mencampur resin dengan pengeras secara merata, kemudian
tuangkan campuran resin kedalam cetakan, selanjutnya diratakan dengan
kuas.
4. Tuangkan campuran resin kembali di atas
lapisan serat pertama.
5.
Ratakan kembali campuran resin tersebut dengan menggunakan roller
sehingga cairan dapat meresap kedalam serat dengan baik sekaligus mendorong
keluar gelembung udara yang terperangkap.
8. Selanjutnya langkah 3 sd 7 di ulangi
kembali hingga lapisan serat terakhir
9. Kerjakan pada lapisan akhir, proses
finishing dengan meratakan permukaan campuran resin , dan
kemudian di tutup dengan penutup
2. Tutup lembaran pertama dengan serat
secara merata.
3. Ratakan matrik dan serat dengan
menggunakan roller
6. Letakkan lembaran serat kedua
diatasnya.
7. Ratakan dengan roller campuran
matraiks dan serat kedua kembali hingga campuran tadi merata
10. Tekan penutup cetakan dengan beban
te kanan 70 kg. Tujuan penekakanan ini untuk memperoleh kerataan
permukaan komposit dan menghilangkan gelembung udara .
11. Biarkan spesimen membekumengeras
selama
±
6 jam. Setelah itu cetakan dapat dibuka dan spesimen berbentuk
lembaran plat telah tercetak.
