UNIVERSITI PENDIDIKAN SULTAN IDRIS
ASAS ELEKTRO MEKANIKAL DAN ENJIN
(SHT 2123)
TAJUK:
KEJURUTERAAN INDUSTRI
(SERAMIK)
NAMA PELAJAR : HAMZANIZA NOR BINTI HAMDAN
NO. MATRIK : D20071029716
KOD PROGRAM : AT31
NAMA PROGRAM : PENDIDIKAN KEMAHIRAN HIDUP
SEMESTER : TIGA (2008/2009)
KUMPULAN B : TMN B 13
5.00 – 7.00 PETANG
NAMA PENSYARAH : ENCIK AZHAR BIN AHMAD
TARIKH HANTAR : 24 SEPTEMBER 2008
1
BAB 1 : PENGENALAN
Menurut Kamus Za’ba Pustaka Antara (2001), kejuruteraan bermaksud
kepandaian, kepakaran atau perbuatan mereka atau membuat jentera. Industri pula
bermaksud kerja tangan dan kerajinan atau perusahaan yang biasanya secara besar-
besaran untuk membuat, menghasilkan, mengeluarkan barang-barang manakala
seramik pula bermaksud seni atau teknik yang digunakan untuk menghasikan barang-
barang yang diperbuat daripada tanah liat, tembikar dan lain-lain. Oleh itu, kejuruteraan
industri seramik membawa maksud kepakaran yang digunakan dalam sesebuah
perusahaan bagi menghasilkan barang-barang daripada tanah liat.
Industri seramik tradisional yang kadang-kadang disebut industri tembikar
(industri gerabah) atau industri tanah liat menghasilkan pelbagai jenis produk yang pada
dasarnya adalah tanah liat. Beberapa tahun kebelakangan ini, pelbagai produk baru
telah dikembangkan sesuai dengan perkembangan keperluan akan bahan yang tahan
suhu tinggi, tekanan yang lebih besar, sifat-sifat mekanik yang lebih baik, serta sifat
kuasa elektrik yang khusus, atau tahan terhadap bahan kimia yang korosif.
Jenis-jenis produk seramik ialah:
1. Seramik putih (whiteware) = porselen cina, seramik tanah, gerabah, porselin,
seramik batu, dan keramik vitreo.
2. Produk-produk tanah liat struktural = bata bangunan, bata bangunan, bata dinding,
tera-kota, pipagot dan ubin comber.
3. Refraktori = bata tahan api; silika, kromit magnesit, bata magnesit-kromit; refraktori
silikon karbida dan zirkonia; aluminium silikat dan produk alumina.
4. Jubin = jubin lantai, jubin dinding.
5. Atap atau genteng
6. Produk seramik khusus
7. Email dan logam lapis email
2
BAB 2 : SEJARAH PEMBUATAN SERAMIK
Perkataan seramik semakin popular di Malaysia. Sebut sahaja seramik, orang
ramai sudah mengetahui apa yang dimaksudkan, walaupun perkataan seramik atau
keramik itu berasal dari Eropah, iaitu seorang Yunani yang bernama Keramos, seorang
pembuat barang-barang tembikar (gerabah) pada abad ke-17. Adakah orang Erpah
yang pertama sekali membuat seramik? Bukan! Tiongkok adalah negeri asal tempat
membuat barang-barang seramik, kira-kira 206 tahun sebelum Masihi.
Barang-barang yang dibuat oleh negeri Tiongkok antara lain adalah jag porselin
untuk menyimpan anggur. Semasa mereka membuat jag persolin yang pertama, mereka
masih belum mengenal pasu seramik (gelasur). Pada tahun 220, barulah mereka
membuat mula membuat pasu seramik atau tembikar. Tembikar yang mereka buat
adalah barang seramik yang berwarna dan pasu seramik yang digunakan diperbuat
adalah daripada timah hitam.
Pada zaman dinasti Han, iaitu pada abad ke-8 sehingga dinasti Tang pada abad
ke-10, seramik di Tiongkok berkembang dengan pesat. Pada abad ke-10 dalam dinasti
Song, barang-barang porselin yang halus, putih suci dan biru-putih, yang dihasilkan
masih digemari orang sehingga sekarang. Pada abad ke-17, barang-barang seramik
berkembang dengan pesat, sehinggakan pada zaman dinasti Ming, barang-barang
tersebut diimport ke negara-negara Eropah dan Asia dengan banyak sekali. Pada
zaman itulah banyak negara-negara Eropah dan Asia meniru membuat barang-barang
porselin. Pada abad itulah Keramos dari Yunani mula membuat barang-barang seramik,
sehingga nama seramik atau keramik itu kekal sehingga sekarang.
Demikian juga negara Jepun yang mula membuat barang-barang seramik pada
abad ke-17.Mereka belajar terus daripada orang-orang Tiongkok. Kemudian muncullah
nama “Satsuma” yang tersohor pada abad ke-18 sehingga abad ke 20, dan nama “Sino
Yapacino” untuk barang-barang seramik biru-putih yang mereka tiru dari orang-orang
Tiongkok. Dalam persaingan antara negara-negara maju, negara Jepun mewakili Asia
kerana teknologi mereka sudah jauh lebih maju daripada Tiongkok sendiri.
3
BAB 3: PERKEMBANGAN INDUSTRI SERAMIK DI MALAYSIA
Di Malaysia sendiri, perkembangan industri barangan seramik secara besar-
besaran kini semakin menggalakkan. Ianya dipelopori oleh syarikat ternama Franklin
Porcelain dari Amerika Syarikat dengan tertubuhnya kilang mereka di kawasan
perindustrian Kulim pada tahun 80-an. Dengan perlaksanaan projek tersebut dan
disusuli pula dengan projek pembesarannya beberapa tahun berikutnya, keupayaan
para pekerja Malaysia di dalam bidang ini tidak menjadi tanda tanya lagi. Seperti di
dalam industri-industri lain yang berkembang di negara ini, pengusaha-pengusaha
Jepun telah mula mengorak langkah untuk mendirikan projek-projek berasaskan
seramik di Malaysia.
Perkembangan ini didorongi oleh faktor kos.Sepertimana yang kita sedia
maklum, kos pengeluaran di negara Jepun telah melambung naik. Bagi syarikat-syarikat
seperti Takagi, yang sebahagian besar pasarannya bergantung kepada permintaan
Disneyland, mereka tidak ada jalan lain melainkan memindahkan operasi mereka ke
negara-negara membangun seperti Malaysia. Sungguhpun Malaysia kini tidak lagi boleh
dianggapkan sebagai negara kos rendah, namun masih banyak lagi syarikat seperti
Takagi yang bercadang mendirikan kilang mereka di Malaysia.
Selain daripada Syarikat Takagi, yang mana pelaburan modalnya adalah
sebanyak RM12 juta, pelaburan modal di dalam industri ini dari tahun 1980 hingga bulan
November 1991 berjumlah RM166.4 juta. Daripada jumlah tersebut, RM118.5 juta atau
71.2 peratus adalah sumbangan pelaburan asing, majoritinya syarikat Jepun.
Sungguhpun angka-angka ini agak kecil jika dibandingkan dengan angka-angka bagi
industri- industri lain seperti elektronik, kesannya adalah besar daripada segi 'spin-off
effects'. Di samping itu, ia juga mengharumkan nama Malaysia di pasaran dunia dan
hakikat ini tidak harus dipandang ringan. Sejumlah 15 buah projek yang diluluskan sejak
1989 dijangka memberi peluang pekerjaan kepada hampir 4,000 orang rakyat Malaysia.
Syarikat Takagi misalnya akan menambah tenaga pekerjanya dari 275 orang pada
masa sekarang kepada 800 orang menjelang 1996.
Daripada segi nilai eksport barangan 'ceramic figurines' pula, ianya telah
meningkat dengan pesat dari M$50.6 juta pada tahun 1990 kepada hampir M$70 juta
pada tahun 1991. Ini berpandukan kepada statistik masakini serta mengambilkira jumlah
pengeluaran dan penjualan projek-projek yang sedang beroperasi dan yang akan
dilaksanakan kelak. Jika diambilkira bahawa sebahagian besar daripada barangan ini
akan dijual di Disneyland serta di kedai-kedai eksklusif di Amerika Syarikat, Eropah,
4
Jepun, Australia dan Kanada, imej Malaysia sebagai pengeluar barangan bermutu akan
diperkukuhkan lagi.
Bagi menentukan bahawa momentum yang kini telah mencapai satu tahap yang
menggalakkan dapat dipercepatkan, industri seramik negara ini harus diberi tumpuan
serta bimbingan yang serius. Ini berdasarkan dua faktor penting. Satu daripadanya ialah
negara kita mempunyai sumber "kaolin", iaitu bahan utama di dalam pembuatan
barangan seramik. Difahamkan bahawa "deposit kaolin" terdapat di kawasan Bidor-
Tapah di Perak, kawasan Jemaluang di Johor dan juga di Sarawak. Oleh itu tindakan
yang segera perlu diambil untuk memastikan Ceramic Technology Centre (CTC) yang
dipelopori oleh Kerajaan Negeri Perak menjadi realiti secepat mungkin. Dengan adanya
infrastruktur serta kemudahan-kemudahan sokongan seperti kawasan perindustrian
khusus untuk industri seramik dan pusat Penyelidikan dan Pembangunan atau R & D, ini
akan mencerminkan komitmen Kerajaan Malaysia kepada kemajuan dan perkembangan
industri seramik.
Selain itu, penyertaan rakyat Malaysia di dalam industri yang merupakan
kepelbagaian kepada aktiviti yang telah lama disertai oleh syarikat-syarikat tempatan,
iaitu barangan berasas tanah liat. Syarikat-syarikat tempatan perlu memandang jauh di
dalam merancang strategi korporat jangka panjang masing-masing kerana dalam abad
ke 21, "scenario" perdagangan antarabangsa akan bertukar wajah selaras dengan
perkembangan serta pergolakan politik dunia semasa. Justeru itu, untuk memastikan
penyertaan yang lebih bermakna oleh syarikat tempatan di dalam arena perdagangan
antarabangsa menjelang tahun 2000, proses pelbagaian seperti ini amat penting. Oleh
itu, adalah malang sekali jika kita berpeluk tubuh sahaja dan membiarkan syarikat-
syarikat asing menggunakan sumber tempatan dan mendapat keuntungan daripadanya.
Sungguhpun buat masa kini kebanyakan syarikat pengeluar barangan seramik
menggunakan bahan-bahan mentah diadun yang diimport, namun, dengan
bertambahnya bilangan syarikat-syarikat pengeluar barangan seramik kelak, akan tiba
masanya apabila jumlah keperluan mereka terhadap bahan- bahan mentah itu akan
membuka peluang penubuhan kilang pemprosesan berbagai jenis "formulated clay
mixture" yang diperlukan. Oleh itu, kerajaan telah menyarankan supaya syarikat-syarikat
tempatan yang telah lama berkecimpung di dalam bidang industri barangan tanah liat
mengkaji dengan lebih mendalam peluang-peluang yang kini kian terbuka dalam industri
barangan seramik.
5
BAB 4 : BAHAN-BAHAN ASAS UNTUK SERAMIK
Tiga bahan batuan utama yang digunakan untuk membuat produk seramik klasik, atau
“triaksial” adalah tanah liat, feldspar, dan pasir.
Tanah liat adalah aluminium silikat hidrat yang tidak terlalu tulen yang terbentuk
sebagai hasil pelapukan dari batuan beku yang mengandungi feldspar sebagai salah
satu mineral asli yang penting. Persamaan kimianya adalah seperti berikut:
K2O·AI2O3·6siO2 + CO2 + 2H2O K2CO3 + AI2O3·2SiO2·2H2O + 4SiO2
Feldspar potas Kaolinit Silika
Ada sejumlah jenis mineral yang disebut mineral tanah liat (clay mineral) yang
mengandungi campuran kaolinit (AI2O3·2SiO2·2H2O), montmorilonit [(Mg, Ca)
AI2O3·5siO2·nH2O], dan ilit (K2O, MgO, AI2O3, SiO2, H2O) masing-masing dalam pelbagai
kuantiti. Dari sudut pandangan seramik, tanah liat berwujud plastik dan boleh dibentuk
apabila cukup halus dan basah, kaku apabila kering, dan kaca (vitreous) apabila dibakar
pada suhu yang cukup tinggi. Prosedur pembuatannya memerlukan sifat-sifat di atas.
Terdapat tiga jenis feldspar yang umum, iaitu potas (K2O·AI2O3·SiO2), soda
(NaO·Al2O3·6SiO2), dan gamping (CaO·Al2O3·6SiO2), yang semuanya dipakai dalam
produk seramik. Feldspar sangat penting sebagai pemberi sifat fluks dalam formulasi
seramik. Feldspar boleh terdapat di dalam tanah liat hasil pelombongan, atau boleh juga
ditambah sesuai dengan keperluan.
Penyusun seramik yang ketiga penting adalah pasir atau batu api (flint). Sifat-
sifatnya yang penting dari segi industri seramik dirangkumkan bersama sifat-sifat tanah
liat dan feldspar seperti dalam jadual 1.1. Untuk membuat produk seramik yang
berwarna muda, produk seramik yang dipilih haruslah mempunyai kandungan besi yang
rendah.
Jadual 9.2 Bahan Asas Pembuatan Seramik
Kaolinit Feldspar Pasir atau
Flin
Rumus AlO2SiO2HO KOAlO6Sio SiO
Plastisitas Plastik Nonplastik Nonplastik
Fusibilitas (keleburan) Refraktori* Pelekat mudah
lebur
Refraktori*
Titik cair 1785C 1150C 1710C
Kekecutan pada pembakaran Sangat kecut Lebur Tidak kecut
*Tidak melebur pada suhu tertinggi api batu bara (1400C)
6
BAB 5 : PEMERIKSAAN TANAH
Sekiranya kita ingin mengetahui adakah sesuatu jenis tanah itu sesuai atau
tidak untuk digunakan sebagai bahan untuk membuat seramik, perkara pertama yang
perlu dilakukan ialah melakarkan sebuah peta yang menunjukkan tempat tanah itu
dimbil bagi memudahkan pusat-pusat berkaitan menyelidik tanah tersebut. Dengan
demikian, keluasan tanah dan sifat-sifatnya dapat ditaksir. Selain itu, lubang-lubang
digali untuk mengambil contoh tanah tersebut bagi mengetahui keadaan lapisan-lapisan
tanah tersebut. Seterusnya, contoh tanah yang telah dihantar ke pusat-pusat berkaitan
akan menyelidik seterusnya memberikan maklumat tentang kawasan tanah yang sesuai
digunakan sebagai bahan untuk membuat seramik.
5.1 Nutrien-nutrien dalam tanah
i. Kaolinit
Persenyawaan dari oksida silika air yang memenuhi yang memenuhi teori A1O. 2 Si
O. 2H atau dengan perkataan lain 39.5 A1 O 46.5% Si O dan 14%HO.
Bahan ini lazim pula dikatakan pelikan tanah atau bahan tanah dan berada dalam
tanah sebagai butir-butir yang sangat halus.
ii. Pelikan Silika
Kelebihan dari oksida silika yang diketemukan dalam tanah, umumnya berada
sebagai kwarsa bebas. Jika dapat dilihat dengan mata ia dinamakan pasir. Oleh itu,
tanahnya disebut tanah berpasir. Pada umumnya kelebihan silika ini sedemikian
halusnya, sehingga harus dilihat dengan alat pembesar. Sifat-sifat kwarsa yang
halus berlainan dari yang kasar.
iii. Pelikan Alumina
Kelebihan oksida alumina (alumina bebas) dapat bersenyawa dengan air dan
diketemukan sebagai Gibbsip (A1 O. 3 H O). Ba A1 O. 2 H O dan Diaspor (A1 O . H
O). Juga ditemui dalam butir-butir dari pelikan batu asal, misalnya ortoklas, mika,
dan sebagainya.
iv. Pelikan Alkali
Yang lazim ditemui ialah oksida kalium (K O) dan oksida Natrium (Na O) dan berada
sebagai butir-butir halus dari batu asal ortoklas dan Albit.
v. Nutrien Arang (karbon)
Tanah keabu-abuan sehingga hitam disebabkan oleh zat arang yang terbagi merata
dalam tanah. Ini berasal dari bahan-bahan tumbuh-tumbuhan yang menjadi busuk
dan meninggalkan zat arang.
7
BAB 6 : MENGHALUSKAN DAN MENCAMPURKAN BAHAN
Dewasa ini, kita masih banyak menggunakan alat-alat jentera atau mesin yang
sederhana moden, bahkan terdapat juga yang sama sekali tidak menggunakan alat-alat
jentera dalam mengerjakan tanah itu. Untuk mengolah tanah, supaya dapat dijadikan
bahan untuk membuat barang-barang seramik, tanah itu harus dalam keadaan basah
dicampur dengan bahan-bahan tertentu. Kemudian untuk mencampur dan memisahkan
yang halus-halus dari bahagian-bahagian yang keras, campuran itu dipijak-pijak dengan
kaki atau dengan tenaga kerbau atau sapi.
Oleh kerana proses ini banyak pengaruhnya kepada barang-barang yang akan
dihasilkan, maka dapat dimengertikan bahawa proses yang dilaksanakan dengan
prasarana-prasarana yang sangat sederhana itu pada umumnya tidak dapat
menghasilkan barang-barang yang baik. Oleh itu, jentera-jentera yang berteknologi
tinggi dan moden semestinya berupaya menghasilkan barang-barang seramik yang
baik.
6.1 Kogelmolen
Untuk pembuatan barang-barang seramik yang halus, perlulah cara
pencampuran yang lebih sempurna dan tidak dapat diperoleh dengan menggunakan
alat-alat mahupun bahan-bahan seramik yang kasar. Sebaiknya, bahan-bahannya
dicampur dengan air yang banyak sehingga membentuk seperti bubur yang cair dan
mudah diaduk. Alat yang biasa digunakan adalah yang kita kenali sebagai “kogelmolen”
(gambar 1). Alat ini terdiri dari sebuah silinder membujur yang diperbuat daripada besi.
Oleh kerana besi ini dapat memberi pengaruh yang buruk kepada campuran bahan-
bahan untuk pembuatan barang-barang yang putih, maka bahagian dalam dari silinder
itu diberi lapisan porselin. Silinder diisi dengan batu-batu penggiling (bebola dari batu
8
Gambar 1: Kogelmolen
kwarsa yang keras atau bebola yang diperbuat dari porselin), kemudian diberi air yang
secukupnya dan bahan-bahan yang akan digiling dimasukkan ke dalamnya.
Penggilingan terjadi dalam kogelmolen, disebabkan oleh daya pergeseran dan
saling bertumbuknya batu-batu penggiling. Jika silinder berputar, batu-batu penggiling
akan turut bergeser ke atas hingga ketinggian tertentu. Kemudian sebahagian akan
jatuh dan sebahagian besar akan bergeser ke bawah. Maka bahan yang berada di
antara batu-batu itu akan tertumbuk dan tergeser menjadi halus.
Syarat-syarat terpenting untuk mencapai hasil penggilingan yang baik ialah:
i. perbandingan yang baik antara batu-batu penggiling, air dan bahan yang akan
digiling,
ii. kecepatan dari putaran silinder.
Kelebihan air akan mengurangi daya penggilingan, begitu pula kekurangan air akan
menghambat penggilingan itu. Apabila putaran silinder terlalu cepat, maka disebabkan
oleh daya pusingan pusat yang terlalu cepat itu, batu-batu akan turun berputar dan
menempel pada dinding, sehingga daya penggilingnya praktis tidak ada lagi.
Sebaliknya, apabila ia berputar lambat, maka batu-batu tidak terbawa ke atas, sehingga
daya penggilingnya sangat rendah.
6.2 Batu-Batu Penggiling
Batu-batu penggiling dibuat dari bahan-bahan yang keras. Biasanya bahan-
bahan yang banyak digunakan ialah batu-batu kwarsit atau bola-bola dari porselin.
Bentuk dari batu-batu penggiling itu tidak boleh bersiku tajam. Siku-siku tajam akan
menjadi tumpul, sehingga dengan tidak disengaja kita menambahkan sesuatu bahan
yang berasal dari batu-batu penggiling kepada bahan-bahan yang digiling. Untuk
meningkatkan keupayaan menggiling, aspek penggeseran diperlukan sebanyak
mungkin. Dulu, batu-batu bundar banyak digunakan, tetapi kajian demi kajian
membuktikan bahawa batu-batu yang leper dan berbentuk silinder mempunyai daya
penggilingan yang lebih tinggi. Keadaan dari batu-batu penggiling perlu dikawal dari
semasa ke semasa supaya batu-batu pecah atau yang sudah menjadi terlalu kecil tidak
lagi turut tergiling.
9
Gambar 2:Kogelmolen berbentuk konis
Untuk menjimatkan masa dan proses menggiling yang lebih efektif lagi,
kogelmolen yang berbentuk konis (gambar 2) banyak dipakai kini. Bahan-bahan kasar
yang dimasukkan ke dalam bahagian silinder yang terbesar digiling oleh batu-batu
besar, kemudian dalam bahagian silinder dengan diameter yang kecil, batu-batu kecil
menggiling bahan-bahan yang sudah hampir halus dan selanjutnya bahan-bahan yang
hampir halus itu keluar melalui saluran yang ada pada silinder dengan diameter yang
terkecil. Kecuali untuk menggiling bahan-bahan yang basah, terdapat juga kogelmolen
yang dipakai untuk menggiling bahan-bahan yang kering. Biasanya alat ini dilengkapi
dengan alat penyedut udara, sehinggan bahan-bahan halus dapat disedut keluar.
6.3 Filterpres
Alat ini mempunyai daun-daun persegi yang dibuat dari kayu atau logam. Tiap-
tiap daun diselubungi dengan kain penapis, sehingga masing-masing merupakan
kantung yang dapat diisi dengan adunan tanah. Tiap kantung mempunyai lubang,
sehingga jika kantung-kantung itu disusun bersebelahan, adunan tanah dapat memasuki
semua kantung-kantung itu. Oleh kerana adunan tanah itu dimasukkan dengan tenaga
tekanan, maka air yang berlebihan akan merembes keluar dari kain-kain penapis dan
meninggalkan campuran yang hanya mengandungi air secukupnya untuk diberi bentuk.
Penggunaan kogelmolen bagi mencampur bahan yang memerlukan banyak air
menyebabkan berlakunya kelebihan air. Maka dengan menggunakan alat Filterpres, kita
dapat memisahkan air yang berlebihan tadi sehingga bubur tanah tersebut hanya
mengandungi air yang secukupnya untuk diberi bentuk sahaja.
10
Gambar 3 : Filterpres
Teknik pembuatan seramik kini semakin maju lagi dengan adanya alat-alat untuk
mencampur bahan-bahan yang kering. Bahan-bahan (kering) yang akan dicampur harus
diayak dahulu sesuai dengan keperluan. Alat yang sederhana moden ialah suatu mesin
pencampur bahan-bahan untuk membina bangunan. Alat-alat lain ialah yang
mempunyai kelengkapan seperti berikut:
1. bekas silinder,
2. kolergang
Bekas silinder dan alat-alat pengaduk dapat berputar untuk mencampurkan
bahan-bahan. Putaran dari bekas silinder berlawanan dengan putaran tangan-tangan
alat pengaduk. Dengan demikian, bahan-bahan dapat dicampur tanpa suatu tenaga
penggilingan. Kecuali alat-alat yang tersebut di atas, ada juga dipergunakan alat seperti
kolergang.
Perbezaan bak silinder dari kolergang yang biasa ialah:
1. dasarnya dibuat dari bekas silinder dan dapat berputar,
2. roda hanya satu dan tidak dibuat untuk menggiling, jadi kecil dan tidak seberat
seperti roda-roda kolergang,
3. putaran roda adalah lebih baik dari putaran bekas silinder,
4. putaran vertikal dari roda tidak berada di tengah-tengah dasar bekas silinder
sehingga arah putaran roda terhadap landasan tidak selalu sama.
11
Gambar 4 : Bekas silinder pengaduk
bahan
Gambar 5 : Kolergang
BAB 7 : PEMBUATAN BARANG-BARANG SERAMIK
Terdapat pelbagai cara pembentukan barang-barang seramik. Antaranya ialah:
a. Cara membuat barang-barang seramik denga alat putaran.
b. Cara membuat barang-barang seramik dengan cetakan.
7.1 Cara membuat barang-barang seramik dengan alat putaran
Untuk membuat barang seramik dengan alat putaran, seperti pasu bunga, kita perlu
menyediakan alat-alat yang diperlukan. Apakah alat-alat tersebut? Marilah kita lihat satu
persatu. Alat putaran dengan menggunakan tangan ataupun kaki mestilah baik. Untuk
lebih jelas, perhatikan gambar-gambar di bawah ini.
Alat-alat yang ada pada gambar ini adalah:
1) Alat putaran kaki; 2) Meja kerja; 3) Besen tempat air; 4) Bahan tanah siap untuk
dipakai; 5) Kawat pemotong; 6) Alat pemotong pinggir yang lonjong; 7) Alat
pemotong pinggir segitiga; 8) Alat pelicin segitiga; dan 10) Pisau kecil.
Langkah-langkah untuk membuat barang-barang seramik
1. Ambil tanah yang sudah diaduk kira-kira sebesar
kepalan tangan. Letakkan dengan hati-hati di tengah-
tengah piring putaran. Setelah diletakkan di tengah-
tengah, tekan tanah tersebut dengan kedua belah
tangan seperti dalam gambar. Sepit tanah tersebut
dengan kedua ibu jari, sehingga terbentuk lubang di
tengah-tengahnya dengan lekukan yang bagus.
(Gambar 7.1)
2. Setelah lebarnya sesuai dengan kehendak anda,
barulah kita tarik ke atas dengan menyepit
menggunakan jari telunjuk dan jari tengah. (Gambar 7.2)
12
Gambar 6 :Alat-alat putaran
7.1
7.2
3. Tanah tersebut ditarik terus ke atas sehingga tingginya
sesuai dengan keinginan anda. (Gambar 7.3)
4. Seterusnya, setelah tinggi bentuk melebihi barang yang anda inginkan, mulakan
dengan membuat bentuk seperti pada gambar dengan tekanan lebih kuat dari
dalam ke luar. (Gambar 7.4)
5. Pasu kembang tersebut sekarang sudah siap, hanya
tinggal bahagian bawahnya yang belum siap. Angkat
pasu bunga tersebut dan jemur di bawah cahaya
matahari atau simpan di dalam rak, sehingga pasu
bunga itu cukup keras dan kuat untuk diterbalikkan dan
diratakan di bahagian bawahnya. (Gambar 7.5)
6. Setelah pasu bunga agak keras, terbalikkan bahagian
atas ke bawah dan sebaliknya lalu letakkan pasu
tersebut di atas piring putaran. Mulut pasu bunga yang
kini berada bawah dibagi tanah liat di sekelilingnya.
Kemudian barulah diperbaiki bentuknya. (Gambar 7.6)
7. Seperti yang kita lihat dalam gambar, bahagian bawah
kini dibentukkan dengan menggunakan pisau dan
diberi pinggiran lalu dihaluskan dengan span basah.
(Gambar 7.7)
8. Sekarang pasu bunga itu sudah siap. Kemudian
disimpan dalam rak pengering. Biarkan di sana
sehingga kering dan siap untuk dibakar. (Gambar 7.8)
Selain putaran tangan dan putaran yang digerakkan dengan kaki, ada juga
putaran yang digerakkan dengan mesin dan dilengkapi dengan ‘friksi-kopeling’, supaya
kecepatan putaran sentiasa dapat dikawal. Orang yang baru belajar membuat barang-
barang dengan alat putaran, sukar untuk membuatnya sama tebal, terutama barang-
barang yang agak tinggi seperti pasu bunga. Mereka sebaiknya membuat barang-
barang yang agak pendek dan tebal.
13
7.3
7.4
7.8
7.5
7.6
7.7
7.2 Cara membuat barang-barang seramik dengan cetakan
Mencetak dengan menggunakan cetakan tangan
Cetakan untuk pekerjaan tangan biasanya dibuat dengan kayu yang kuat, terdiri dari
empat potong papan untuk dijadikan dinding cetakan. Hubungan keempat-empat
dinding itu dibuat dengan tanggam kayu. Jika kayu-kayu itu dipaku, cetakannya tidak
akan kuat. Cetakan kayu ini biasanya digunakan untuk membuat batu bata.
Jika tidak digunakan, alat-alat cetakan harus direndam dalam air. Apabila
hendak digunakan, maka bahagian dalamnya harus dikeringkan terlebih dahulu. Untuk
memudahkan melepaskan batu bata dari cetakannya, dinding bahagian dalam dari
cetakan itu harus dilapis dengan pasir atau tepung dari batu bata yang sudah dibakar.
Cetakan yang sudah berpasir itu diletakkan di atas sekeping papan.
Kemudian ambil tanah agak lebih dari yang diperlukan untuk satu bata lalu
dibuat berbentuk suatu persegi dengan panjang dan lebar yang agak kurang dari ukuran
cetakan, tetapi lebih tebal. Tanah itu dimasukkan ke dalam cetakan tanpa merosakkan
lapisan pasirnya, kemudian tanah itu dipukul-pukul dengan kepalan tangan, agar
cetakan penuh seluruhnya dengan tanah. Bahagian bawahnya juga harus terisi penuh.
Tanah yang berlebihan dipotong dari cetakan dengan wayar ( ± 1mm) yang diikatkan
pada busur buluh.
Jika cetakan diangkat, maka batanya akan tinggal di atas papan dan dapat
diangkut ke tempat pengeringan. Tangan kanan memegang papan manakala tangan kiri
memegang bata, kemudian dekat dengan tempat pengeringan, dengan setengah
balikan dari kedua tangan, bata dapat diturunkan dengan hati-hati.
Kesukaran-kesukaran semasa mencetak terutama kerana batanya melekat pada
cetakan dan sukar dikeluarkan. Ini dapat kita atasi jika kita mengingati hal-hal berikut:
a) Cetakan harus dibuat dengan rapi.
b) Cetakan harus selalu lembab, jangan terlalu basah.
c) Lapisan pasir harus rata (pasir pelapis ini harus kering)
14
Gambar 8 : Cetakan kayu
Mencetak dengan menggunakan mesin
Antara proses pencetakan dengan menggunakan mesin yang disesuaikan
dengan sifat tanahnya dan keadaan tanahnya ialah proses dengan menggunakan
strengpres untuk bahan yang agak keras dan biasanya digunakan untuk membuat batu
bata. Proses pembuatan ini menggunakan “strengpres hampa udara” atau yang lazim
disebut “strengpres vakum”. Kapasiti atau kemampuan strengpres sangat tinggi iaitu
2000 cetakan per jam. Tetapi terdapat juga strengpres yang boleh mencapai 15,000
cetakan per jam.
Pres vakum digunakan bagi mengeluarkan udara dari tanah untuk meningkatkan
kekenyalan tanah tersebut. Tanah dimasukkan ke dalam ruang pres vakum melalui
lubang-lubang kecil. Oleh kerana tekanan udara di dalam ruangan pres vakum lebih
rendah dari tekanan udara di luar, maka apabila tanah dimasukkan, tanah akan
memecah dan udara yang terbebas akan dihembus ke luar.
Setelah tanah tidak mengandungi udara lagi, tanah tersebut akan dilalukan ke
pres ulir seterusnya dilalukan pula ke rak pemindahan. Gambar 10 menunjukkan proses
pembuatan atap genteng dengan strengpres model vakum. Mesin ini hanya digunakan
untuk membuat atap-atap genteng jenis model daun (vlaams).
Setelah atap-atap genteng tersebut keluar dari strengpres vakum dan melalui
landasan pemindahan (track transfer), ia akan terus tersusun dalam rak beroda
(Gambar 11). Seterusnya ia akan ditarik dengan menggunakan lok kecil apabila rak
tersebut sudah penuh untuk dihantar ke tempat pengeringan.
15
Gambar 9 :Strengpres model
vakum
Gambar 10 Gambar 11
BAB 8 : PENGERINGAN DAN TEMPAT PENGERINGAN
Barang-barang yang sudah selesai dibentuk perlu dikeringkan supaya tahan untuk
dikerjakan selanjutnya. Apabila barang-barang yang sudah dibentuk itu telah benar-
benar kering, barulah ia dapat dibakar. Namun, masa pengeringan adalah tidak tetap. Ini
bergantung kepada kandungan wap air dalam udara serta cuaca. Perkara yang harus
diperhatikan dalam mengeringkan barang-barang itu ialah pemeluwapan air dan
penyejatan (diffusion) air dari barang-barang seramik yang basah.
8.1 Jenis-jenis cara pengeringan
Terdapat beberapa jenis cara pengeringan iaitu:
i) Temperatur (suhu) rendah, kelembapan rendah,
ii) temperatur (suhu) tinggi, kelembapan rendah,
iii) temperatur (suhu) dinaikkan, kelembapan rendah,
iv) temperatur (suhu) dinaikkan, kelembapan tinggi, dan
v) temperatur (suhu) dinaikkan, kelembapan mula-mula tinggi kemudian rendah.
8.2 Tempat Pengeringan
Perusahaan-perusahaan bata, genteng, dan sebagainya rata-rata mempunyai
bangsal tempat pengeringan, ada yang terbuka dan tidak menggunakan dinding, dan
ada pula bangsal tertutup yang mempunyai atap terus sampai ke bawah. Biasanya
bangsal yang terbuka bertujuan untuk melindungi barang-barang seramik dari terik
matahari atau hujan sahaja, dengan mengabaikan pengaruh angin dari yang terlalu kuat
yang boleh menjejaskan proses pengeringan barang-barang seramik.
Bangsal tertutup lebih baik dari bangsal terbuka kerana angin tidak terlalu
berleluasa masuk. Namun begitu, kekurangannya ialah kita tidak dapat mengawal
proses pengeringan supaya berjalan dengan lancar. Ini adalah kerana peredaran
udaranya tidak baik, dan menyebabkan proses pemeluwapan terganggu seterusnya
mengakibatkan proses pengeringan mengambil masa yang lama.
8.3 Proses Pengeringan
Bagi mengeringkan barang-barang seramik seperti batu bata, tempat meletakkan
batu bata tersebut hendaklah dilapis dengan lapisan pasir terlebih dahulu. Bata yang
masih basah tidak boleh disusun kerana ia masih lembik. Ia hanya boleh disusun
setelah ia agak kuat.
16
Pengusaha boleh menggunakan rak-rak untuk menyusun batu bata tersebut,
tetapi ia akan memakan perbelanjaan yang agak banyak. Namun, pengeringan di rak-
rak lebih cepat dari di atas lantai kerana pemeluwapannya bertambah dan peredaran
udaranya lebih baik.
Seterusnya, bata hendaklah disusun mengiring bagi menjimatkan ruang. Setelah
batu bata itu kering, barulah ia disusun dengan cara berbaring. Seperti dalam gambar
12, seorang pekerja wanita sedang menyusun batu bata yang agak keras untuk disusun
mengiring di atas lantai di bawah terik matahari. Manakala di sebelah kirinya, batu bata
yang dicetak dengan tangan dibaringkan di atas lantai. Gambar 13 pula menunjukkan
proses pengeringan dengan menggunakan rak lori yang ditarik oleh lok diesel
(locomotive diesel).
8.4 Sumber-sumber haba panas untuk pengeringan
Udara panas untuk pengeringan dapat diperoleh dengan beberapa cara:
ii) Udara dipanaskan dengan cara mengalirkannya melalui paip atau tong-tong yang
berisi wap air panas (steam) atau gas, hasil pembakaran suatu bahan bakar.
iii) Udara panas yang terdiri dari campuran udara dan gas hasil pembakaran langsung
dialirkan ke ruang pengering.
iv) Udara dapat dipanaskan dengan pemanas elektrik.
v) Panas ruangan dari tungku-tungku pembakar yang sedang menyejuk dapat
digunakan untuk pengeringan.
Udara pengeringan yang diperoleh melalui cara nombor i, ii, dan iii lebih mudah
dikawal. Pemanfaatan panas yang terbuang dari tungku dapat meninggikan kecekapan
penggunaan bahan bakar, tetapi pengaturan keadaan udara pengering yang diperoleh
dari sini adalah sukar. Akibatnya ialah tidak diperoleh hasil bahan kering yang sama.
Apabila sumber tenaga yang digunakan ialah mesin diesel, panas yang terbuang dari
mesin diesel dapat digunakan untuk pengeringan.
17
Gambar 12 Gambar 13
BAB 9 : PEMBAKARAN DAN TUNGKU
Apabila barang-barang seramik sudah kering, barulah kita teruskan dengan
memulakan pembakaran. Untuk itu, kita memerlukan bahan bakar dan tungku. Pertama
sekali, kita akan memulakan dengan membincangkan bahan bakar dan pembakaran,
seterusnya kita akan membincangkan pula tentang tungku dan alat-alat pengukur panas
yang digunakan.
9.1 Bahan Bakar
Bahan bakar yang digunakan untuk membuat barang-barang seramik terbahagi kepada
tiga iaitu:
1) Bahan bakar pepejal, seperti kayu bakar, arang batu, yang mempunyai nilai bakar
masing-masing 3200-3900 dan 7200-7600. nilai bakar kayu lebih rendah daripada
nilai bakar arang batu, lebih-lebih lagi jika kayu bakar itu segar. Bahan terpenting
dalam kayu dinamakan selulosa (C6 H10 O5) dan lignine, bahan aromat yang
mengandungi kumpulan O CH3 dan C H3 CO.
2) Bahan bakar cair seperti minyak, mempunyai nilai bakar lebih kurang 10.000 kilo
kalori. Minyak tanah kasar adalah hasil perubahan-perubahan alam, sisa-sisa
binatang dan tumbuh-tumbuhan yang sangat kecil di laut, yang lazim disebut
plankton. Sebahagian plankton yang telah mati mendap pada dasar laut, kemudian
tertimbun oleh lumpur dan sebagainya, lalu menjadi busuk, tetapi kerana
kekurangan zat asid, proses membusuk ini berlangsung lebih lama. Setelah
berpuluh-puluh abad, lumpur busuk itu tertimbun lebih banyak lagi lumpur; pasir dan
sebagainya. Akhirnya kerana tekanan dan temperatur yang tinggi, terjadilah minyak
tanah.
3) Bahan bakar gas, baik gas semulajadi mahupun gas buatan, banyak digunakan
dalam industri-industri yang besar, termasuk industri seramik. Di atas telah disebut
suatu gas yang terbentuk bersama-sama dengan minyak tanah. Di Amerika yang
mempunyai banyak sumber-sumber minyak, gas ini dipakai untuk pembakaran
dalam perindustrian-perindustrian. Seperti di Malaysia, pusat sumber-sumber minyak
seperti di Terengganu, Sarawak dan Sabah, banyak perusahaan-perusahaan batu
bata dan pembakaran kapur menggunakan gas itu sebagai bahan bakar. Gas
semulajadi terdiri dari bahan-bahan zat air-arang seperti C H4 (metana) dan C2 H6
(etanol) dan sebagainya.
18
9.2 Pembakaran
Seperti yang diketahui, bahan bakar terdiri dari beberapa unsur atau zat organisma.
Semasa pembakaran, unsur-unsur atau bahan-bahan bersenyawa dengan zat asid
serta hasil haba. Oleh kerana bahan bakar itu tidak terdiri dari satu unsur sahaja, maka
haba yang dikeluarkan itu adalah hasil dari beberapa persenyawaan. Ada tiga jenis
pembakaran iaitu :
1) Pembakaran Oksida, suatu pembakaran yang dilakukan dengan kelebihan udara
sehingga sesudah reaksi pembakaran masih ada sisa zat asid.
2) Pembakaran Reduksi, suatu pembakaran yang dilakukan dengan kekurangan
udara, sehingga persenyawaannya tidak sempurna atau masih ada bahan-bahan
yang belum habis terbakar. Haba yang dihasilkan pada masa pembakaran ini,
dinyatakan dengan kilokalori (kg. kal). Apabila pembakaran terlalu bereduksi
maka suhu dapur akan turun dibuatnya. Sungguhpun pembakaran reduksi itu
sering diperlukan, tetapi harus dijaga jangan sampai berlebih-lebihan.
9.3 Tungku (oven)
Sekarang kita beralih ke persoalan tungku (oven) iaitu salah satu alat yang sangat vital
dalam industri seramik. Tungku-tungku yang dipakai dalam industri seramik terdiri dari
pelbagai jenis. Antara jenis tungku yang selalu digunakan ialah tungku periodik
(berkala).
Tungku periodik adalah suatu tungku yang sesudah selesai membakar, segera
dikeluarkan (ertinya barang-barang yang telah dibakar dikeluarkan dari dalamnya,
kemudian diisi lagi barang-barang mentah, lalu ditutup untuk dibakar dan dikeluarkan,
demikian selanjutnya). Proses mengisi, membakar dan mengeluarkan ini terus-menerus
berganti-ganti.
Selanjutnya, tungku periodik ini terbahagi kepada 2 jenis iaitu:
1) jenis tungku dengan api yang menaik, dan
2) jenis tungku dengan api yang berbalik
9.3.1 Tungku periodik dengan api yang menaik
Tungku kampung
Perusahaan-perusahaan kecil di kampung-kampung sekarang banyak
menggunakan tungku kampung. Tungku ini lebih baik daripada tungku ladang. Model
19
lain yang juga banyak dipakai ialah tungku-tungku model bak, yang dindingnya lebih
rendah daripada tungku kampung. Sudah tentu hasilnya kurang memuaskan.
Tungku Jerman model lama
Tungku ini lebih baik lagi daripada tungku-tungku model yang telah kita
kemukakan di atas. Tungku ini mempunyai dinding, langit-langit, dan lubang-lubang
pembakaran yang tetap. Isinya pun berlubang-lubang untuk memasukkan gas-gas
panas. Demikian juga lelangitnya mempunyai lubang-lubang yang tidak dapat ditutup. Ini
untuk mengatur hisapan tungku, terutama untuk mengatur isapan setempat apabila
pembakaran tidak merata.
Dengan panas tungku ini, pembakaran dapat digunakan lebih baik daripada dengan
tungku-tungku yang di atas, kerana ia merupakan ruangan tertutup, sehingga gas-gas
pembakaran tidak dapat ke luar terlalu cepat. Begitu juga pendinginannya dapat
dihambat, sehingga meningkatkan mutu barang-barang, tetapi sebaliknya, kerana
pendinginannya agak lambat maka produksinya juga berkurang.
9.3.2 Tungku api yang berbalik
Tungku ini didasarkan pada prinsip yang memungkinkan gas-gas pembakaran
naik sehingga ke lelangit. Kemudian gas-gas itu dihisap atau ditekan kembali ke bawah
untuk selanjutnya ke luar melalui lubang-lubang pada lantai dan terus melalui saluran-
saluran asap menuju ke cerobong.
20
Gambar 16 : Tungku Jerman model lama
Gambar 17 : Lakaran Tungku Model Api Menaik
Gambar 18: Aliran tungku api menaik
Gambar 14:Tungku kampung
Gambar 15:Tungku model bak
Tungku jenis ini merupakan lebih baik daripada tungku api menaik. Pertama,
haba panas dapat digunakan dengan lebih efisien, kerana jarak yang ditempuh oleh
gas-gas panasnya lebih panjang. Kedua, barang-barang yang di lantai tungku dan
saluran-saluran yang di bawah lantai lebih lama dan ketiga, pembakaran bahan bakar
lebih sempurna.
9.4 Alat-alat pengukur suhu
Bagi mengukur suhu dalam ruangan tungku, pelbagai jenis pirometer digunakan,
antaranya ialah pirometer-optis dan pirometer thermo-elektrik.
9.4.1 Pirometer Optis
Pirometer-optis adalah suatu alat peneropong dengan lampu terang di dalamnya.
Bateri digunakan bagi menyalakan lampunya, di mana antara lampu dan bateri terdapat
pengatur tahanan arus. Dengan mengatur tahanan arus yang mengalir dari bateri,
warna wayar lampu terang berubah dari warna kemerah-merahan kepada merah tua
dan akhirnya putih, sesuai dengan arus yang mengalir. Kekuatan arus yang diperlukan
untuk memberi warna tertentu dibaca pada pengukur volt menurut skala yang sudah
digabungkan pembahagian suhunya sesuai dengan kekuatan arus yang mengalir. Di
antara kelebihan pirometer optis ialah:
1) sangat praktikal, kerana boleh dibawa ke
mana-mana,
2) tahan lama, kerana tidak dicucuhkan dengan
api atau gas,
3) dapat mengukur suhu di tempat-tempat
dalam tungku dengan cepat,
4) dapat digunakan serentak untuk beberapa tungku.
Kelemahan pirometer optis pula ialah:
1) Hasil pengukuran yang kurang tepat, kerana bahan dalam tungku juga
menyinarkan cahaya api,
2) Cara pembakaran yang tidak jernih,
3) Suhu tidak dapat diukur sebelum mencapai panas kurang daripada 700°C.
21
Gambar 20: Aliran tungku api berbalik
Gambar 21: Pirometer Optis
Gambar 19: Tungku model api berbalik
9.4.2 Pirometer Elektrik
Pirometer thermo-elektrik terdiri dari thermo-kopel, skala, dan wayar penghubung
yang menyambungkan kopel dengan skala. Thermo-kopel terdiri dari dua wayar logam
yang berlainan. Kedua-dua wayar itu masing-masing dibalut dengan bahan pengasingan
yang tahan panas dan disambungkan di hujung satu sama lain.
Apabila hujung sambungan itu disambungkan, maka berlaku perbezaan
tegangan elektrik di antara kedua wayar itu, satu bersifat positif dan yang satu lagi
bersifat negatif. Perbezaan tegangan antara kedua wayar itu bertambah besar apabila
suhu pemanasan meningkat. Apabila perbezaan tegangan itu disalurkan ke pengukur
volt dengan skala yang sudah disesuaikan dengan tinggi suhu untuk mengakibatkan
tegangan tersebut, maka dengan segera, dapatlah diketahui berapa ukuran pemanasan
termo-kopel itu.
Setiap kopel mempunyai skala suhunya yang tersendiri yang telah ditentukan
oleh perusahaan yang membuatnya. Jika skala yang dipasang tidak menepati skala
yang telah ditentukan, pirometer ini tidak dapat mengukur suhu yang tepat.
9.4.3 Pancang Seger
Di Amerika, pancang-pancang ini dinamakan “Orton”, manakala pancang-
pancang yang dibuat oleh Dr. Seger dinamakan “Seger”. Pancang akan menunjukkan
suhu yang sesuai dengan takat lebur bagi bahan-bahan yang dibakar. Apabila
campuran dibakar terlalu lambat, titisan air akan terbentuk sehingga titik lembutnya akan
turun dan pancang itu jatuh pada suhu yang lebih rendah daripada takat leburnya.
Sebaliknya, apabila pembakaran dilakukan dengan cepat, pancang akan jatuh setelah
suhu tungku melebihi takat leburnya. Apabila pancang jatuh secara normal, maka takat
lebur bagi bahan-bahan yang dibakar telah dicapai. Pancang jatuh secara normal ialah
22
Gambar 22: Pirometer Elektrik
Gambar 23: Pancang Seger
apabila pancang membengkok secara perlahan-lahan dan teratur dan akhirnya kepala
pancang sama tinggi dengan alasnya.
10.0 Bibliografi
Barnes, R. M. (1980), Motion and Study, Wiley Ltd., New York.
Frechette, V. D., L. D. Pye, Dan J. S. Reed (1994), Ceramic Engineering And Science,
Emerging Priorities, Materials Science Research, Vol. 8, Plenum, New York.
George T.A. Dan E. Jasjfi (1996), Industri Proses Kimia Edisi Kelima, Penerbit Erlangga,
Jakarta.
Hare, T. M. Dan H. Palmour III, Dalam G. Y. Onoda Dan L. L. Hench (Ed.) (1978),
Processing Of Ceramics Before Firing, Wiley, New York.
Herzog, D. R. (1985), Industrial Engineering Methods and Controls,Prentice Hall,
Virginia.
Kingery, W. D., D. H. Brown, Dan D. R. Williams (1976), Introduction To Ceramics, Eds.
2, Wiley, New York.
Popper, P. (Ed), Special Ceramics, Proc 6th Symp. Special Ceramic Brit. Ceramic Res
Association, 1974. Proceedings Of The 5th Annual Conference On Composite
And Advanced Ceramic Materials, Jan. 1981, diterbitkan Dalam Ceramic English
Science Proc. July-August 1981.
R.A Razak. (1993), Industri Keramik, Balai Pustaka, Jakarta.
23
Top Related