MATERIAL PABRIKASI GOLONGAN METAL

MATERIAL PABRIKASI GOLONGAN METAL

Soffatul Azizah (G1F009065)

Winahto (G1F009066)

 Rani Febrianti (G1F009068)

 Jurusan Farmasi, Fakultas Kedokteran dan Ilmu-Ilmu Kesehatan, Universitas Jenderal Soedirman (UNSOED), Jln. Dr. Soeparno Karangwangkal, Purwokerto, Banyumas, Jawa Tengah.

 @ http://unsoed.ac.id/, @ http://farmasi.unsoed.ac.id/

 ABSTRAK

 Pada pembuatan sediaan farmasi terutama yang berskala massal/industri, yang tidak kalah pentingnya untuk diperhatikan adalah hal-hal yang berkaitan dengan material-material untuk pabrikasi dan hal-hal yang berkaitan dengan material-material untuk pabrikasi dan hal-hal yang dapat berpeluang menjadi penghambat selama produksi berjalan (korosi alat/ prasarana produksi).   Didalam dunia teknik, material umumnya diklasifikasikan menjadi lima jenis yaitu : material logam, keramik, glass, elastomer, polymer, dan material komposit. Pada artikel ini lebih ditekankan pada penjelasan sifat-sifat dan karateristik material pabrikasi golongan logam. Logam adalah salah satu jenis bahan yang paling banyak dan luas aplikasinya di bidang rekayasa. Logam diklasifikasikan menjadi 2 yaitu ferrous (besi) dan non ferrous (bukan besi).

Keyword : Materia, Logam, Ferrous, Non-Ferrous

Dalam menseleksi material untuk pabrikasi, harus mempertimbangkan beberapa faktor berikut ini :

1. Faktor kimia

Terdapat 2 aspek kimia yang perlu dipertimbangkan, yaitu :

• Kemungkinan kontaminasi produk oleh material pabrikasi
• Efek pada material pabrikasi oleh drugs dan proses kimia yang mungkin terjadi

2. Faktor fisik

• Kekuatan (stremgth)
• Bobot (weight)
• Daya tahan (wearing qualities)
• Kemudahan dalam pembuatan (ease of fabrication)
• Ekspansi panas (thermal expansion)
• Daya hantar panas (thermal conductivity)
• Pembersihan (cleansing)
• Sterilisasi (sterilization)
• Transparansi (transparency)

3. Faktor ekonomi

• Biaya dan perawatan (cost/priece and maintenance)
• Ideal: low cost and easy to maintenance

Terdapat banyak sekali jenis material yang tersedia di alam. Didalam dunia teknik, material umumnya diklasifikasikan menjadi lima jenis yaitu : material logam, keramik, glass, elastomer, polymer, dan material komposit. Gambar 1 menunjukkan klasifikasi material tersebut. Saat ini penggunaan material logam dan berbagai paduannya masih mendominasi bahan peralatan mesin.  Mengingat saat ini komponen mesin umumnya terbuat dari logam maka dalam artikel ini pembahasan lebih fokus pada material logam .

               Gambar 1. Klasifikasi material teknik

Logam adalah salah satu jenis bahan yang paling banyak dan luas aplikasinya di bidang rekayasa. Besi atau Fe terdapat di alam sebagai oksida atau bijih besi. Logam besi sebagian besar diperoleh diperoleh melalui serangkaian proses pemurnian dan reduksi bijih besi. Melalui proses ini diperoleh lelehan besi mentah atau pig iron yang masih mengandung pengotor-pengotor, terutama karbon, silikon, mangan, sulfur, dan fosfor.

Jika ditinjau dari sudut pandang susunan unsur dasar, metal (logam) dibagi menjadi 2 yaitu :

1. Logam murni (hanya terdiri dari satu jenis atom), contoh besi (Fe) murni, tembaga (Cu) murni.
2. Logam paduan atau metal alloy (terdiri dari dua atau lebih jenis atom). Dibagi menjadi 3 jenis yaitu : larut padat interstisi (menyisip), larut padat substitusi, dan senyawa.

Dalam penggunaan serta pemakaiannya, logam pada umumnya tidak merupakam senyawa logam, tetapi merupakan paduan. Logam dan paduannya merupakan bahan teknik yang penting, dipakai untuk konstruksi mesin, kendaraan, jembatan, bangunan, dan pesawat terbang. Sehubungan dengan pemakaiannya pada teknik mesin, sifat logam yang penting adalah sifat mekanis, fisik, dan kimia yang sangat menentukan kualitasnya.

Metal (logam) juga dapat diklasifikasikan menjadi 2 jenis yang lain, yaitu :

1. Ferrous (besi).

Logam ferro adalah suatu logam paduan yang terdiri dari campuran unsur karbon dengan besi. Untuk menghasilkan suatu logam paduan yang mempunyai sifat yang berbeda dengan besi dan karbon maka dicampur dengan bermacam logam lainnya.

Pembagian Logam Ferrous adalah :
1. BKR
2. BKM
3. BKT
4. Besi Cor

Pembagian ini mengacu pada diagram fasa Fe3C.

Adapun contoh golongan metal ferrous adalah sebagai berikut:

• Besi tempa
• mild steel
• Baja karbon
• Baja paduan
• stainless steel

2. Non Ferrous (bukan besi), contoh: Al dan paduannya, Ni dan paduannya.Logam nonferrous adalah logam yang tidak mengandung unsure besi (Fe). Logam nonferro antara lain sebagai berikut.

• Tembaga (Cu)
• Alumunium (Al)
• Timbel (Pb)
• Timah (Sn)

Sifat-sifat Umum Logam adalah sebagai berikut :

1. Besi Cor (Cast Iron)

• Besi cor putih (white cast iron) : Besi cor putih ini bersifat sangat keras dan juga getas. Besi cor ini sulit di mesin dan penggunaannya sangat terbatas seperti untuk lining dan mixer semen dimana kekerasannya sangat diperlukan.
• Besi cor kelabu (grey cast iron) : Besi cor jenis ini paling banyak digunakan. Jenisnya bervariasi dan diklasifikasikan berdasarkan kekuatannya. Penggunaannya diantaranya adalah untuk rangka rangka mesin, blok mesin, tromol rem dan sebagainya.
• Malleable cast iron : Besi cor ini mempunyai kekuatan tarik yang lebih tinggi dibanding besi cor kelabu dan banyak digunakan untuk komponen mesin yang meneriman tegangan lentur.
• Nodular cast iron : Kekuatannya paling tinggi diantara besi cor. Besi cor ini lebih tangguh, lebih kuat, lebih ulet, dan lebih tidak berpori dibanding besi cor kelabu. Material ini biasa digunakan untuk komponen yang menerima beban fatugue seperti piston, poros engkol, dan cam.

2. Baja Cor (Cast Steel) Komposisi kimia baja cor ini sama dengan wrought steel tetapi sifat-sifat mekaniknya lebih rendah daripada wrought steel. Kelebihan baja ini adalah mudah diproses dengan sand casting dan investment casting.Adapun karakteristik bahan logam antara lain adalah : A. Sifat Mekanis Sifat mekanis suatu logam adalah kemampuan atau kelakuan logam untuk menahan beban yang diberikan, baik beban statis atau beban dinamis pada suhu biasa, suhu tinggi maupun suhu dibawah 0°C. beban statis adalah beban yang tetap, baik besar maupun arahnya berubah menurut waktu. Beban statis dapat berupa beban tarik,, tekan lentur, puntir, geser, dan kombinasi dari beban tersebut. Sementara itu, beban dinamis dapat berupa beban tiba-tiba, berubah-ubah, dan beban jalar. Sifat mekanis logam meliputi kekuatan. Kekenyalan, keliattan, kekerasan, kegetasan, keuletan, tahan aus, batas penjalaran, dan kekuatan stress rupture.

1. Sifat logam pada pembebanan tarik

Bila suatu logam dibebani beban tarik maka akan mengalami deformasi, yaitu perubahan ukuran atau bentuk karena pengaruh beban yang dikenakan padanya. Deformasi ini dapat terjadi secara elastis dan secara plastis. Deformasi elastis, yaitu suuatu perubahan yang akan segera hilang kembali apabila beban ditiadakan. Deformasi plastis yaitu, suatu perubahan bentuk yang tetap ada meskipun bebanyang menyebabkan deformasi ditiadakan.

Gambar 2. Alat uji tarik

2. Sifat logam pada pembebanan dinamis

Bahan yang dibebani secara dinamis akan lelah dan patah, meskipun dibebani dibawah kekuatan statis. Kelelahan adalah gejala patah dari bahan disebabkan oleh beban yang berubah-ubah. Kekuatan kelelahan suatu logam adalah tegangan bolak-balik tertentu. Sementera itu, batas kelelahan adalah tegangan bolak-balik tertinggi yang dapat ditahan oleh logam itu sampai banyak balikan tak terhingga.

  Gambar 3. Alat uji dinamis

3. Penjalaran

penjalaran adalah pertambahan panjang secara terus menerus pada beban yang konstan. Bila suatu bahan mengalami pembebanan tarik terteentu dan tetap maka pertambahan panjangnya mungkin tidak berhenti sampai bahan tersebut patah atau mungkin berhenti tergantung pada besarnya beban tarik tersebut.

4. Sifat Logam Terhadap Beban tiba-tiba

Bila deformasi mempunyai kecepatan regangan yang tinggi maka bahan umumnya akan mengalami patah getas, akibat bahan dikenai beban tiba-tiba. Untuk melihat sifat tersebut dilakukan percobaan pukul, yang dilakukan pada bahan uji dan diberikan tarikan menurut standar yang telah ditentukan.

5. Sifat kekerasan Logam

Kekerasan adalah ketahanan bahan terhadap deformasi plastis karena pembebanan setempat pada permukaan berupa goresan atau penekanan. Sifat ini banyak hubungannnya dengan sifat kekuatan, daya tahan aus, dan kemampuan dikerjakan dengan mesin (mampu mesin). Cara pengujian ada yga macam yaitu

• Goresan
• Menjatuhkan bola baja, dan
• Penekanan

6. Sifat penekanan

Sifat ini hampir sama dengan sifat tarikan, untuk bahan getas besaran sifat tekanannya cenderung lebih tinggi dari sifat tariknya. Sebagai contoh, besi cor kelabu sifat tekanannya kira-kira empat kali lebih besar dari sifat tariknya.

Gambar 4. Alat uji penekanan

7. Sifat Logam terhadap Geser dan Puntir

Pengujian geser suatu bahan akan sulit dilakukan dengan cara member beban berlawanan pada titik yang berlainan (tidak terletak pada suatu garis lurus dan salah satu arah beban), karena akan terjadi pembengkokan. Yang lebih praktis adalah memberikan beban punter pada sumbu suatu bahan yang berbentuk tabung. Pada pengujian ini besarnya tegangan geser tidak sama dari permukaan kepusat, tegangan geser di permukaan maksimum dan di sumbu nol.

8. Sifat Redaman Logam

Apabila suatu logam ditarik atau ditekan sehingga terjadi deformasi elastis, kemudian beban tersebut dihilangkan maka energi yang dibutuhkan untuk mengubah bentuk asal selalu lebih rendah dari energi untuk deformasi elastis, karena penekanan atau tarikan tersebut. Hal itu terjadi karena adanya tahanan dalam. Tahanan dalam adalah kemampuan logam untuk meredam beban atau getaran tiba-tiba.

9. Sifat Plastis

Sifat plastis adalah kemampuan suatu logam atau bahan dalam keadaan padat untuk dapat diubah bentuk yang tetap tanpa pecah. Sifat itu penting. Sifat itu penting untuk dipertimbangkan dalam pengolahan bentuk suatu logam. Kebanyakan logam pada suhu tinggi mempunyai sifat plastis yang baik dan cenderung bertambah dngan kenaikan suhu. Logam yang tidak plastis pada suhu tinggi disebut getas panas, yaitu mudah retak karena deformasi disebabkan karena adanya suatu beban pada suhu tersebut. Bila gejala ini terjadi pada suhu kamar biasa disebut getas dingin.

B. Sifat Fisik

Sifat fisik adalah sifat bahan karena mengalami peristiwa fisika, seperti adanya pengaruh panas dan listrik.

1. Sifat karena pengaruh panas antara lain mencair, perubahan ukuran, dan struktur karena proses pemanasan.
2. Sifat listrik yang terkenal adalah tahanan dari suatu bahan terhadap aliran listrik atau sebaliknya sebagai daya hantar listrik

C. Sifat Pengerjaan atau Sifat Teknologis.
Sifat pengerjaan logam adalah sifat suatu bahan yang timbul dalam proses pengolahannya.sifat itu harus diketahui lebih dahulu sebelum pengolahan bahan dilakukan. Pengujian yang dilakukan antara lain pengujiian mampu las, mampu mesin, mampu cor, dan mampu keras.

D. Sifat Kimia

Sifat kimia dari suatu bahan mencakup kelarutan bahan tersebut pada larutan, basa atau garam, dan pengoksidasian bahan tersebut. Hampir semua sifat kimia erat hubungannya dengan kerusakan secara kimia. Kerusakan tersebut berupa gejala korosi. Hal ini sangatt penting dalam praktek.

DAFTAR PUSTAKA

Amstead, dkk. 1993. Teknologi Mekanik Jilid II. Erlangga. Jakarta.

Kurniawan, Dhadang Wahyu & Teuku Nanda, S.S . (2012) Teknologi Sediaan Farmasi. Purwokerto : Laboratorium Farmasetika Unsoed

Lahman, L, Lieberman, H.A., Kanig, J.L., 1989, Teori dan Praktek Farmasi Industri, Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta.