Masking pada proses manufaktur

Pada sebagian besar industri yang memiliki proses blasting, etching, coating, spraying, plating, plasma spray dan paint stripping pasti dibutuhkan masking tape. Masking tape dibutuhkan untuk menutup area tertentu yang tidak boleh terkena salah satu proses di atas. Tujuannya bermacam-macam, untuk mencegah kerusakan pada proses blasting dan etching, untuk mencegah overspray atau pengecatan dengan beberapa warna berbeda pada proses pengecatan, untuk menghemat material pada proses plating.

Pada proses blasting, etching, coating, spraying, plating dan paint stripping, kondisi lingkungan (fisik, kimia dan temperatur) dan daya abrasinya berbeda-beda karena itu dibutuhkan berbagai jenis masking tape berbeda untuk memenuhi kebutuhan tersebut.

Sebagai contoh pada proses pain stripping (pengupasan cat) pada pesawat terbang memakai bahan kimia yang sangat keras sehingga beberapa komponen/bagian pesawat tidak boleh kena, misalnya jendela, lubang pitot tube, saluran masuk udara pada mesin turbofan, dll . Sedemikian kerasnya bahan kimia tersebut sehingga tidak ada masking tape dari bahan kertas ataupun plastik yang bisa bertahan sehingga dipakailah lembaran aluminium sebagai bahan masking tape.

Pengupasan cat pada pesawat terbang (sumber: http://www.crestchemicals.com/paint-removers-acidic.php)

Begitu juga pada proses powder coating dibutuhkan oven suhu tinggi untuk pengeringan. Pada suhu tersebut tidak ada masking tape dari bahan kertas yang bisa bertahan maka dipakailah masking tape dari bahan polyester.

Sementara itu pada  proses pengecatan basah di pabrik-pabrik biasanya proses pengeringan dilakukan pada suhu 100 derajad Celsius sehingga masking tape dari bahan kertas bisa dipakai.

Masking pada proses powder coating

Advertisements

Splicing pada proses manufaktur

Setiap industri manufaktur yang memakai bahan baku lembaran berupa roll pasti membutuhkan proses splicing. Industri manufaktur yang memakai bahan baku lembaran dalam bentuk roll antara lain: industri kertas (kertas putih, coklat, tissue), flexible packaging (flexographic, rotogravure), kertas karton, gypsum berlapis kertas, makanan dengan kemasan fleksibel.

Proses splicing atau penyambungan dibutuhkan ketika sebuah roll yang sedang diproses akan habis sehingga roll baru harus disambungkan dengan roll yang sedang berjalan tersebut. Agar produktivitas tidak terganggu maka proses penyambungan harus dilakukan tanpa menurunkan kecepatan atau malah menghentikan proses (zero speed). Agar splicing pada kecepatan penuh bisa dilakukan maka dibutuhkan mekanisme auto-splicer dan double tape untuk menyambung kedua lembaran dari roll berbeda tersebut.

Karena double tape memiliki kekuatan adesi yang berbeda-beda maka harus diuji terlebih dahulu kekuatan adesinya terhadap jenis material yang sedang diproduksi. Material seperti kertas, polyester biasanya lebih mudah menempel ke double tape dibanding polietilen atau polipropilen. Beberapa jenis double tape sengaja dirancang agar mudah menempel ke material polietilen dan polipropilen.

Kegagalan proses splicing bisa disebabkan oleh kesalahan pemilihan double tape, lebar tape yang terlalu sedikit, pemasangan yang salah, kualitas double tape yang tidak konsisten, dan lain-lain. Kegagalan proses splicing pada industri manufaktur berkecepatan tinggi tidak ditoleransi sama sekali. Sebagai contoh, pabrik kertas dengan kecepatan produksi kertas 1000 meter/menit, kegagalan proses splicing akan mengakibatkan downtime selama 25 – 30 menit. Downtime selama itu akan mengakibatkan kerugian setara 1 jumbo roll sepanjang 25000 – 30000 meter

Splicing pada industri flexible packaging (sumber: 3m.com)

Pada industri flexible packaging dengan metode rotogravure berkecepatan 300 meter/menit kegagalan splicing akan mengakibatkan downtime sekitar 10 – 20 menit. Artinya selama selang waktu tersebut terjadi kegagalan memproduksi sebanyak 3000 – 6000 meter.

Pada industri kertas karton (corrugated paper board) kecepatannya tidak terlalu tinggi akan tetapi pada proses produksinya terdapat proses pemanasan dengan uap sampai suhu 120 derjad Celsius. Maka double tape yang dipakai pada proses splicing selain harus kuat menyambung lembaran kertas juga harus tahan suhu tinggi.

Splicing pada industri kertas karton (corrugated paper board)

Selain downtime, kegagalan splicing akan menambah waste dari proses produksi karena material yang terproses tidak sempurna harus dibuang. Panjang material yang harus dibuang bervariasi tergantung dari panjang stasiun pada proses produk si dan lokasi terjadinya kegagalan splicing.

Kekuatan lem epoxy (epoksi)

Jika pekerjaan anda berhubungan dengan proses assembly/perakitan di industri, saya sarakan anda untuk mengunduh (download) Solutions for Your Assembly Challenges – 3M Industrial Adhesives & Tapes – Design & Production Guide.

Ebook tersebut akan memberikan panduan untuk mendapatkan solusi terbaik dari beberapa jenis perakitan yang memakai adhesive, seperti panel to frame, stiffener to panel, small joint assemblies, large surface lamination, mounting and trim attachment, dll.

Jika kita mencari adhesive paling kuat baik itu untuk menahan beban komponen itu sendiri (dead load) ataupun beban dari luar (load bearing) maka kita akan mendapatkan beberapa jenis toughened epoxy adhesive. Jenis lem epoxy yang selama ini dikenal rapuh dan tidak tahan beban kejut dimodifikasi sedemikian rupa sehingga ketangguhannya terhadap beban kejut menjadi sangat baik.

3M™ Scotch-Weld™ Toughened Epoxies

Kita ambil contoh DP420NS yang memiliki overlap shear strength sampai 4500psi pada suhu 24°C. Jika kita konversi ke satuan metrik maka akan didapatkan angka 316kg/cm². Artinya, ketika kita memiliki dua komponen yang kita rakit dengan metode single lap joint memakai adhesive ini ia akan mampu menahan beban (geser) 316 kilogram per sentimeter.

single lap joint

Single lap joint

Maka anda tidak perlu heran ketika lem epoksi ini mampu menahan beban seberat 14.550lb pada sebuah sambungan hook yang tidak terlalu lebar seperti pada video ini, Epoxy Adhesive Strength Demonstration.

Lem epoksi menahan beban 6,5 ton

Lem epoksi (3M DP420NS) menahan beban 6,5 ton

Yang harus diperhatikan adalah overlap shear strength dari sebuah adhesive berbeda-beda tergantung dari jenis bahan yang di-bonding dan perlakuan permukaan yang diberikan kepada bahan tersebut. Tabel di bawah ini diambil dari technical data sheet 3M DP420NS yang bisa diakses dari situs web 3M.

3M DP420NS OLS Table

Kekuatan geser dari beberapa jenis logam yang dilem dengan epoxy

Serba-serbi structural adhesives (lem epoxy, lem acrylic)

Lem atau adhesive menawarkan kemudahan proses bonding atau pengeleman ketika kita bekerja dengan bahan-bahan yang tipis dan berbeda jenis. Saat kita bekerja dengan bahan lembaran plastik kita bisa memakai las ultrasonik untuk menyatukan beberapa komponen akan tetapi ia hanya bisa menyatukan bahan sejenis. Jika di dalamnya terdapat bahan yang berbeda maka las ultrasonik tidak bia digunakan.

Lem atau adhesive mengisi kekurangan yang terdapat pada proses las ultrasonik. Selain tidak memerlukan investasi peralatan yang mahal, lem atau adhesive bisa menyatukan atau mengikat berbagai jenis bahan berbeda, apakah logam dengan kaca, logam dengan plastik, plastik dengan kayu ataupun sesama plastik dengan jenis berbeda (misal PVS dengan ABS, ABS dengan PC, dlsb).

Lem atau adhesive bisa digolongkan menjadi structural adhesive ketika Overlap Shear Strength-nya di atas 1000psi. Artinya 1 inci persegi (6,45 sentimeter persegi) mampu menahan beban 1000 pon (450 kilogram). Beberapa jenis structural adhesive bahkan bisa mencapai 3600psi.

Structural adhesive biasanya terdiri dari dua komponen, biasa disebut komponen A dan komponen B. Komponen A biasanya merupakan base/bahan dasar lem. Komponen biasanya merupakan hardener/bahan pengeras. Adhesive akan mulai bekerja ketika base dan hardener bercampur. Pencampuran bisa dilakukan secara manual, memakai static mixing nozzle atau mixing equipment untuk pekerjaan dalam volume besar.

Beberapa istilah yang terkait structural adhesive al:

Working Life: jangka waktu sebelum adhesive yang sudah bercampur menjadi keras (adhesive masih cukup encer) di dalam nozzle sehingga masih bisa di-dispense/dikeluarkan

Pot Life: jangka waktu saat viskositas adhesive yang sudah bercampur menjadi dobel, misal viskositas awal adalah 15.000 dan menjadi 30.000 dalam waktu 5 menit maka Pot Life adalah 5 menit.

Time to handling strength: jangka waktu yang diperlukan untuk melepas jig/clamping yang digunakan untuk memposisikan atau menjepit komponen setelah proses pengeleman atau definisi lain ketika overlap shear strength mencapai 50psi.

Curing Time: waktu yang diperlukan bagi adhesive untuk mencapai kekuatan maksimal

Rate of Strength Build

Rate of Strength Build. Curing Time Acrylic Adhesive biasanya lebih cepat daripada Epoxy Adhesive

Senang melihat karyawan susah

“Bagaimana, Pak? Lebih mudah dan cepat kan dibanding metode sebelumnya?”

“Iya, Pak. Tapi nanti karyawan saya keenakan dong?” jawab manajer produksi.

Saya sempat kaget mendengar jawaban tersebut. Karena selama sepuluh tahun malang melintang di bagian riset dan pengembangan produk televisi dan kulkas, kami selalu dicekoki dengan konsep design for manufacturability – DFM. DFM bertujuan agar desain kita buat mudah diproduksi. Karyawan dan pekerja di bagian produksi tidak boleh susah dan kesulitan saat memproduksi barang yang kita desain. Haram hukumnya membuat pekerja bagian produksi susah.

Kenapa produksi harus dibuat gampang?

Satu, alasan produktivitas. Semakin mudah sebuah barang dibuat maka produktivitasnya akan semakin tinggi. Produktivitas tinggi akan menurunkan biaya produk.

Kedua, alasan kualitas. Semakin mudah sebuah barang dibuat atau sebuah proses dikerjakan maka peluang kesalahan dan kegagalan akan semakin kecil. Kasarnya dengan mata terpejam atau sebelah tangan pun bisa dilakukan.

Ketiga, alasan tenaga kerja. Semakin mudah sebuah barang dibuat atau sebuah proses dikerjakan maka ketergantungan kepada tenaga kerja terampil semakin kecil. Anak SD pun bisa mengerjakannya.

Ketika industri masih sepi dari pemain, perusahaan tersebut memang masih bisa bertahan dan memegang pangsa pasar cukup besar. Tetapi ketika suatu saat nanti muncul pemain baru dengan produktivitas lebih tinggi, kualitas lebih bagus dan proses yang mudah maka bersiap-siaplah untuk melihat pangsa pasar tergerus oleh pemain baru.

Proses splicing OPP film yang mudah

Agar plastik menempel kuat

Mengapa sebagian besar plastik sulit menempel atau licin? Karena sebagian besar plastik merupakan bahan dengan surface energy rendah (low surface energy material). Contoh lain dari bahan dengan surface enery rendah adalah Wajan Teflon. Sebagian besar plastik gaya tarik molekulernya sangat rendah sehingga ketika ditetesi air, air pun akan tetap menggumpal bukannya membasahi. Bahan-bahan dengan surface energy rendah tidak akan menempel dengan kuat ketika disatukan, diikat atau dilem dengan adhesive.

Tabel surface energy

Misalkan kita punya lem epoxy dimana surface energy-nya sekitar 40mJ/m2 lalu kita pakai untuk menempelkan Polystyrene dimana surface energynya 36mJ/m2 maka hasil penempelan tersebut tidak akan kuat karena surface energy lem di atas surface energy bahan. Dalam konteks daun talas atau wajan teflon tadi, lem epoxy tidak akan membasahi permukaan polystyrene. Atau dengan kata lain molekul-molekul di permukaan bahan polystyrene tidak mampu menarik molekul-molekul  epoxy karena surface energynya lebih rendah.

Agar bahan-bahan dengan surface energy rendah bisa ditempel dengan kuat harus diberikan perlakuan khusus kepada permukaan baik secara mekanik ataupun kimia. Metode perlakuan permukaan secara kimia lebih banyak dipakai karena cepat dan murah tidak membutuhkan perlakuan khusus, yaitu dengan memberikan adhesion promoter (primer) pada permukaan yang akan ditempel atau dilem. Contoh adhesion promoter untuk permukaan plastik yang banyak dipakai adalah 3M Primer 94.

Adhesion promoter (3M Primer 94)

Aplikasinya sangat mudah. Agar primer tidak banyak menguap sebaiknya dipindahkan ke cawan atau kaleng kecil dan kaleng besarnya ditutup. Aplikasi primer bisa memakai busa/foam atau kuas. Permukaan plastik yang akan ditempel cukup dioles tipis dan merata. Setelah primer mengering (2 – 5 menit) maka permukaan plastik siap ditempel dengan adhesive ataupun double tape.

Anamnesa dan kepo ala engineer

Tidak semua pelanggan memberi akses kepada para pemasoknya untuk melihat dan mengamati proses produksinya. Karena itu sering kali dalam usaha memberikan solusi kepada pelanggan hanya berdasarkan wawancara interogatif saja (kadang-kadang gaya wawancara engineer lapangan itu  melebihi interogasi ala polisi :P). Wawancara ini sangat penting untuk mendapatkan semua data yang dibutuhkan untuk mengetahui kebutuhan sebenarnya (exact needs) dari pelanggan sehingga solusi yang diberikan pun tepat sasaran.

Jika dipikir-pikir proses wawancara ini mirip dengan anamnesa yang dilakukan dokter kepada pasiennya. Menurut dr. Razi, anamnesa adalah suatu tehnik pemeriksaan yang dilakukan lewat suatu percakapan antara seorang dokter dengan pasiennya secara langsung atau dengan orang lain yang mengetahui tentang kondisi pasien, untuk mendapatkan data pasien beserta permasalahan medisnya.

Nahh… sebagai technical service engineer, application engineer, field service engineer atau engineer apapun yang sering keluyuran dan jalan-jalan  ke pelanggan, kami juga melakukan hal serupa. Kami pasti cerewet dan kepo saat bertemu pelanggan.

Contoh ke-kepo-an kami saat bertemu pelanggan seperti ini (tentunya setelah melalui serangkaian basa yang tidak basi):

  1. Proses pre-treatment-nya terdiri dari apa saja, Pak?
  2. Masing-masing dilakukan di suhu berapa?
  3. Dip coating dilakukan di suhu berapa?
  4. Pengeringan memakai oven? Pada suhu berapa? Berapa lama?
  5. Kenapa proses masking tidak dilakukan setelah pre-treatment?

Dari proses anamnesa tersebut akhirnya saya dapatkan data pre-treatment terdiri dari proses pencelupan Basa (70C) – Asam (suhu ruang) – Basa (50C). Dip coating (kondisi basa) dilakukan pada suhu ruang. Pengeringan memakai oven pada suhu 100C selama 10 menit. Proses masking tidak dilakukan setelah pre-treatment karena memakai lini produksi kontinyu yang tidak bisa diinterupsi.

Artinya, produk masking yang  ditawarkan akan disiksa pada kondisi basa-asam-basa-basa lalu dipanggang pada suhu 100C.  Dengan kondisi ekstrim seperti itu maka tidak banyak masking tape yang bisa bertahan. Senangnya ketika bertemu aplikasi ekstrim adalah tidak banyak pemainnya 🙂

Dip coating

Kepo ala engineer ini sekarang diganti dengan bahasa yang lebih keren, voice of customerVoice of the Customer is a market research technique that produces a detailed set of customer wants and needs.