Teknik pembentukan keramik

20.3.6.2 Teknik pembentukan keramik

Keramik yang digunakan untuk aplikasi kebutuhan sehari-hari, seperti cangkir, sampai keramik modern, seperti bagian-bagian komputer, perlu suatu teknik untuk membentuknya sesuai kebutuhan.

Teknik pembentukan keramik meliputi: membentuk dengan tangan (kadang perlu proses pemutaran di atas roda yang disebut ”throwing”), slip casting, tape casting (untuk membuat kapasitor keramik yang sangat tipis, dan sebagainya), gel casting, injection molding, dry pressing, dan variasi lainnya.

Throwing

Proses ini merupakan pembentukan keramik di atas roda putar (Gambar 20.99). Biasanya dilakukan untuk pembentukan keramik tradisional. Beberapa teknik pembentukan keramik tradisional yang lain antara lain, handbuilding (misalnya pinching), soft slab, hard slab, dan konstruksi coil.

Gambar 20.99 Proses throwing

Slip Casting

Slip yaitu powder keramik yang dicampur air atau cairan lainnya sehingga membentuk slurry (bubur) seperti lempung cair. Slip dituangkan ke dalam cetakan. Air dikeluarkan dari slip, sehingga terbentuk lapisan keramik padat pada dinding dalam dari cetakan. Ketika padatan yang terbentuk tersebut telah cukup tebal, slip yang tersisa dikeluarkan dari cetakan. Setelah kering, keramik yang terbentuk juga dikeluarkan dari cetakan. Proses ini disebut juga drain casting.

Gambar 20.100 Proses slip casting (drain casting)

Pori-pori cetakan menyebabkan terjadinya aksi kapiler, sehingga menyerap cairan dari slip. Terbentuklah keramik dengan bentuk yang diinginkan dalam cetakan. Slip yang stabil dengan kandungan padatan dan viskositas tinggi dapat dibuat dengan menambahkan deflokulan pada slip.

Gambar 20.101

Cetakan slip casting

Gambar 20.103 Komponen slip cast yang Gambar 20.102

telah disintering menunjukkan penyusutan Cetakan disatukan,

dari dimensi cetakan awalnya siap untuk proses

penuangan

Cetakan untuk slip casting juga dapat diputar pada roda selama proses (throwing). Keuntungan rotasi ini adalah keramik yang dihasilkan menjadi simetris, uniform, dan seimbang. Jika selama casting, slip tidak dikeluarkan sehingga dihasilkan keramik yang pejal, maka proses ini disebut solid casting.

Gambar 20.104 Drain casting dan solid casting

Tape Casting

Gambar 20.105 Doctor blade

Teknik ini umumnya digunakan ketika membuat material keramik berbentuk lembaran yang sangat tipis dan fleksibel. Slip dicampur dengan plasticiser dan binder polimer untuk meningkatkan kekuatan dan kelenturannya, kemudian dituang ke dalam cetakan tipis yang bergerak dan dilewatkan pada ”doctor blade” untuk menyesuaikan ketebalannya. Slip yang bergerak tersebut selanjutnya dikeringkan di udara.

Gambar 20.106 “Tape” keramik

”Tape” yang terbentuk dikeluarkan dan dipotong, siap untuk diproses lebih lanjut. Tape dapat ditumpuk sampai 100 lapis, disintering untuk menghilangkan polimer, kemudian gunakan sebagai sensor dan kapasitor multilayer, dan sebagainya.

Gel-Casting

Proses gel-casting dimulai dengan pencampuran powder keramik dengan larutan monomer membentuk slurry. Kemudian, ditambahkan binder dan katalis. Slurry di de-airasi agar tidak terbentuk gelembung dalam green body, selanjutnya dituang ke dalam cetakan dan dipanaskan dengan temperatur tinggi agar binder berikatan dan partikel-partikel keramik terpolimerisasi. Proses ini disebut gelasi. Gel dikeluarkan, dikeringkan, dan dibakar sampai binder hilang.

Gambar 20.107 Flowchart proses gel-casting

Keuntungan pemakaian metode gel-casting ini antara lain sebagai berikut : „ Densitas keramik yang dihasilkan lebih tinggi daripada slip-casting „ Kekuatan green body lebih tinggi daripada slip-casting dan dry-

pressing „ Dapat digunakan untuk membuat bentuk-bentuk yang lebih rumit daripada metode lain „ Penggunaan additif organic lebih sedikit, sehingga tidak terlalu beracun „ Menurunkan biaya pembuatan.

Penggunaan metode gel-casting ini menimbulkan beberapa masalah, yaitu :

„ Proses gel-casting kurang teruji „ Prosesnya lama, terutama selama pengeringan „ Tidak boleh terjadi kesalahan selama proses, terutama selama

pengeringan „ Dalam proses ini, keramik mengalami penyusutan dan terjadi warpage

Warpage adalah peristiwa yang terjadi ketika green body keramik dikeringkan, menyebabkan bentuk keramik tidak simetris (Gambar 20.108). Hal ini dikarenakan pengeringan yang tidak merata, yang dipengaruhi oleh kelembaban, temperatur, dan bentuk.

Gambar 20.108 Warpage