commit to user 49
Tabel 4.2. Data pengukuran diameter serat optik yang dicetak dengan pemberian beban massa 510 gram pada suhu 190
C
Panjangcm Diametermm
1 0,115
2 0,120
3 0,120
4 0,115
5 0,130
6 0,130
7 0,120
8 0,120
9 0,120
10 0,115
11 0,115
12 0,125
13 0,130
14 0,120
15 0,110
16 0,115
17 0,115
18 0,125
19 0,125
20 diameter rata-rata mm
0,120 0,120
Kesalahan Relatif: 0,086
4.2.2. Pembahasan
Dalam penelitian ini, fabrikasi serat optik polimer dilakukan dengan menggunakan metode pre-casting, yang bermula dari bakal core berupa silinder
pejal yang apakah dari bakal ini bisa langsung dicetak di dalam cetakan. Dengan memberikan penekanan dari atas, dan dipanaskan diharapkan bakal dapat keluar
dari cetakan sebelum bakal kembali keras atau terbentuk fase kristalisasi pada suhu tertentu. Dari pemikiran itu dilakukanlah penelitian pengujian terhadap
bahan PMMA yang disiapkan untuk membuat serat optik. Dari sini muncul gagasan lain yaitu ketika bakal core berupa silinder pejal dimasukkan ke dalam
bakal cladding berupa silinder pejal, struktur yang terbentuk menyerupai struktur dari serat optik yaitu serat optik terdiri dari core dan cladding. Oleh sebab itu
commit to user 50
dilakukan percobaan dengan cara yang sama dengan memasukkan langsung bakal core dan cladding ke dalam cetakan di dalam furnace.
Pada proses fabrikasi, dalam setiap pengambilan data digunakan bahan PMMA yang dipotong sepanjang 20 cm. panjang dari bakal core disesuaikan
dengan panjang alat penekan yang digunakan untuk menekan bahan agar keluar dari cetakan. Bakal dipotong dan dicuci hingga bersih. Hal ini memperhatikan
tentang cara memfabrikasi serat optik agar bahan clean dan terbebas dari material lain yang dapat menjadi material pengotor. Kebersihan lingkungan juga tetap
dijaga dengan membersihkan lingkungn sekitar alat pencetak dan penekan yang digunakan Romaniuk, 2008. Gambar 4.9 Menunjukkan bakal core ketika
ditekan keluar dari cetakan.
Gambar 4.9. Bakal core diberi penekanan pada saat pencetakan
Selama proses pemanasan, bahan mengalami proses perubahan fase dari keras menjadi lunak sampai membentuk rubbery cair-karet. Pencetakan
dilakukan di antara suhu glass transisi dan suhu kristalisasi. Untuk mengurangi loss maka serat optik harus bebas dari Kristal Pearson, dkk. Dalam kondisi
F
Furnace
commit to user 51
seperti ini bahan tersebut mengalami fenomena perubahan fase keras menjadi materi dalam bentuk rubbery. Pada suhu rendah, polimer amorf merupakan
material gelas yang tersusun dari unit yang berulang dari molekul yang terkarakterisasi dengan baik dan ketika dipanaskan akan meleleh membentuk
cairan yang encer. Akan tetapi, sebelum pelelehan biasanya terjadi keadaan seperti karet rubbery. Sebelum bahan mengalami perubahan fase kembali di
dalam cetakan dan komponen serat optik, maka bahan ditekan dari atas hingga bahan keluar dari cetakan. Besarnya tekanan konstan. Oleh sebab itu, alat penekan
menggunakan beban yang dapat memberikan gaya tekan ke bawah. Hal ini dimaksudkan untuk mendorong bahan keluar dari cetakan.
Langkah selanjutnya adalah melakukan penarikan terhadap bahan yang telah keluar dari lubang cetakan. Penarikan dilakukan secara manual dengan
penggunakan pinset sampai serat mencapai motor penggulung. Selanjutnya serat optik diposisikan lurus antara motor penggulung dengan lubang cetakan agar kuat
tarikan motor penggulung tidak terpengaruh oleh sudut akibat pembengkokan di antara lubang cetakan yang dapat mengakibatkan permukaan yang tidak rata di
dalam serat optik. Penggulungan selanjutnya menggunakan motor penggulung dengan kecepatan konstan yaitu 0,095 rad second. Diameter core yang terbentuk
pada awal penarikan belum memiliki diameter yang homogen, dikarenakan penarikan awal masih dilakukan secara manual sehingga besarnya gaya tarikan
yang diberikan tidak sama. Diameter core cenderung konstan ketika sudah digulung menggunakan motor penggulung. Dari hasil pencetakan dihasilkan
sebanyak 6 serat optik polimer dengan core PMMA dan cladding udara yang dicetak dengan variasi suhu, sehingga didapatkan pula perbandingan diameter
serta rugi-rugi serat optik dari hasil karakterisasinya. Viskositas dari suatu bahan ketika dipengaruhi oleh suhu dan penekanan
menjadikan mudah atau tidaknya bahan keluar dari cetakan, sifat ini menggambarkan cepat atau lambatnya cairan tersebut mengalir. Karena pengaruh
dari suhu bahan mengalami perubahan fase. Perubahan gaya kohesi bahan dipengaruhi oleh suhu sehingga ketika suhu bertambah maka gaya kohesi semakin
berkurang. Viskositas dipengaruhi oleh temperatur, tekanan, kohesi dan laju
commit to user 52
perpindahan momentum molekularnya. Gaya-gaya kohesi pada zat akan menurun seiring dengan bertambahnya temperatur.
Disini jelas bahwa kenaikan suhu akan mengakibatkan terjadinya penurunan viskositas polimer. Terjadinya penurunan viskositas polimer pada suhu
tinggi disebabkan karena terjadinya perenggangan ikatan molekul polimer tersebut dan perubahan densitas. Dalam penelitian ini, ketika bakal core dan bakal
cladding dimasukkan ke dalam cetakan di dalam furnace, besarnya gaya penekan mempercepat laju viskositas bahan. Dengan melakukan variasi penekanan
menunjukkan seberapa mudah bahan dikeluarkan dari cetakan serta melihat bagaimana pengaruhnya terhadap serat optik yang dihasilkan dari penerapan
metode pre-casting. Homogenitas core dan cladding yang dihasilkan belumlah sesempurna seperti yang dihasilkan oleh serat optik yang menggunakan satu inti
core. Namun dalam penelitian ini dapat dihasilkan serat optik polimer yang dapat membandingkan bahwa suhu, penekanan, dan variasi putar memiliki pengaruh
yang besar terhadap diameter. Semakin besar diameter core yang terbentuk seiring dengan meningkatnya
suhu fabrikasi. Ketika bahan dipanaskan, maka molekul-molekul penyusun bahan akan bergetar, energi kinetik bahan bertambah. Ikatan antara molekul yang satu
dengan yang lain semakin renggang, sehingga ketika jatuh ke bawah pengaruh gaya tarik gravitasi bumi dan beban massa alat penekan akan lebih kuat dibanding
gaya ikat antara molekul-molekul penyusun bahan, akibatnya semakin tinggi suhu fabrikasi maka diameter core yang terbentuk juga semakin besar.
4.3. Karakterisasi Serat Optik Polimer 4.3.1. Keseragaman Diameter
