Proses Manufaktur Keramik Tableware

Moulding

Prosesnya :

1. Pembuatan Master Mould, yaitu berupa cetakan yg menyerupai benda sesungguhnya terbuat dari bahan tidak mudah rusak.

2. Pembuatan Working Mould, yaitu catakan yang terbuat dari plaster/gypsum yg bentuknya merupakan “negative” dari benda sesungguhnya

Seteleh pencetakan dilakukan pengeringan agar mould cukup kuat dan mempunyai “casting rate” sesuai yg diinginkan .

Hal yg perlu diperhatikan yaitu jangan sampai ada kontaminasi clay pada plaster/gypsum pada saat pembuatan mould. Dan pada saat pengeringan mould suhunya jangan terlalu tinggi (biasanya <40 C) agar Mould tidak rapuh atau retak.

Dimensi mastermould harus lebih besar untuk mempertimbangkan shrinkage pembakaran.

Raw material composition

Prosesnya ;

1. Pembuatan komposisi berdasarkan jenis keramik yang ingin dibuat, dan temperatur pembakaran. Bahan –bahannya yaitu Clay sebagai bahan plastis, Feldspar sebagai Flux, dan Quarzt/grog sebagai filler/temper. Untuk mendapatkan komposisi dan temperatur pembakaran yang sesuai biasanya diawali dengan percobaan raw material di Laboratorium yang menyerupai “Mini Manufacturing Process” hasilnya kemudian diuji apakah sudah sesuai dengan yg diinginkan.

Untuk macam-macam jenis keramik komposisi umumnya :

Body Plastic Base Flux Filler

Ball Clay

Kaolin Stoneware clay

Stone Feldspar Quartz Bone ash

Other

Earthenware 25 25 15 35

Stoneware 30–40 25–35 20–25 20–30 (grog)

China 20–25 20–25 15–25 25–30

Porcelain 40–50 20–30 15–25

Bone China 20–25 25–30 45–50

2. Komposisi yang didapatkan kemudian dijadikan acuan/resep untuk menimbang raw material, dan melakukan setting temperature terhadap fasilitas pembakaran. Untuk karakteristik raw material yang sejenis atau yg menggunakan raw material pabrikan biasanya hal ini tidak dilakukan lagi melainkan hanya mengikuti resep yg sudah ada.

3. Penghancuran, penghalusan dan penyaringan (sieving) material di fasilitas Crushing-Grinding-Milling untuk mendapatkan morfologi partikel dan “size distribution” yang sesuai untuk proses pencampuran(mixing) dan pembentukan (Forming) , menghilangkan “impurities” dan mendapatkan kepadatan “finish product” yang sesuai.

4. Apabila menggunakan material-material powder yang sudah mempunyai kandungan, komposisi dan kehalusan tertentu, prosesnya langsung ke mixing selama waktu tertentu agar terbentuk campuran yang homogen kemudian dilanjutkan dengan sieving dengan mesh 400/500 Proses pembuatan tableware umumnya menggunakan material powder. Cairan hasil proses ini dinamakan Slip. Slip bisa langsung digunakan untuk proses pembentukan Casting. Kadar airnya kisaran 20 – 35%.

Yg perlu diperhatikan dalam proses ini adalah pembuatan komposisi campuran dan air, waktu grinding / mixing, mesh yg digunakan untuk sieving dan viskositas.

Pada proses ini sering juga ditambahkan aditif untuk memperbaiki sifat-sifat campuran seperti :

Material Application or function

Sodium polyacrylate Deflocculant for slip casting

Tertiary amide polymer Binder for dry pressing

Starch blended with dry colloidal aluminosilicate

Binder for vacuum forming

Cationic alumina plus organic flocculant Binder for vacuum forming

High-purity sodium carboxymethylcellulose Binder

Inorganic colloidal magnesium aluminium silicate

Suspending agent

Medium-viscosity sodium carboxymethylcellulose added to Veegum

Suspending agent, viscosity stabilizer

Microcrystalline cellulose and sodium carboxymethylcellulose

Thickening agent

Forming and shaping

Proses pembentukan tableware tergantung dari bentuknya. Ada macam-macam proses pembentukan keramik yang biasa digunakan pada tableware seperti :

Casting

Prosesnya yaitu dengan menuangkan cairan slip pada mould yang mempunyai porositas yg cukup yg akan menghisap kandungan air slip melalui permukaannya membentuk lapisan keramik dengan ketebalan yang diinginkan. Casting digunakan untuk membuat bentuk2 yg rumit, tidak simetris, mempunyai rongga di bagian dalamnya.

Hal yang perlu diperhatikan yaitu kandungan air/ moisture content dari slip (pemeriksaan/penentuannya seperti apa), porositas dari mould (jadwal penggantian mould), settling time (waktu tunggu untuk mendapatkan ketebalan yg diinginkan, cara memeriksa ketebalan sebelum sisa slip dikeluarkan).

Jiggering/Jolying

Prosesnya yaitu dengan mencetak adonan plastis keramik pada cetakan yang berputar. Caranya mirip dengan proses pembuatan berputar keramik tradisional “Throwing” namun sudah diotomatisasi dengan mesin. Slip yg didapat diperas kadar airnya sehingga didapat adonan seperti cake, kemudian dilakukan proses mixing pada extruder untuk mendapatkan adonan cake yg homogen dan menghilangkan udara yg terkandung.

Hal yg perlu diperhatikan adalah proses mixingnya cukup untuk mendapatkan adonan yg homogen (speed dari extruder, speed mixernya), Kadar airnya (bagaimana cara mengontrolnya, dan bagaimana mencegah dari penguapan). Cake yang dihasilkan mempunyai kadar air berkisar 16%.

Cake hasil extruding dipotong sesuai dengan bentuk yg akan dibuat, kemudian masuk ke mesin jiggering/Jolliying

Pada proses ini kondisi mesin, keakuratan dan pengaturan yg dilakukan sangat mempengaruhi kualitas dari green body (prosedur setting dan operasi mesin sebelum produk yg dihasilkan bisa diproduksi masal bagaimana, maintenancenya seperti apa).

Pressing

Proses ini dilakukan dengan memberikan tekanan uniaksial(satu sumbu) atau isostatik pada molding yg telah berisi cake, slip atau granulated powder agar terbentuk green body sesuai moldingnya. Untuk mengontrol ketebalannya didapat dengan mengatur besaran gaya tekan sesuai dengan luas bidang tekannya dan lama penekanannya(terutama pada proses pressure casting). Hardness dari cake, viskositas dari slip dan kadar air dari powder juga dikontrol untuk mempengaruhi ketebalannya. Prosedur penggunaan dan penggantian mold yg terbuat dari gypsum juga perlu diperhatikan.

Selanjutnya dilakukan green body machining untuk merapikan sisi2nya, dekorasi clay untuk membentuk tampilan tertentu dan pemasangan pegangan/handle bila ada dengan memanfaatkan daya lekat clay. Yg perlu diperhatikan adalah kadar air pada green body sama dengan handle yg akan dipasang supaya tidak terjadi perbedaan susut yg dapat menyebabkan keretakan.

Drying

Proses drying fungsinya menurunkan kadar air pada green body sebelum memasuki proses pembakaran/sintering. Kadar air yg tinggi dapat menimbulkan gelembung2 udara pada saat pembakaran yg akan mendesak ke permukaan yg dapat menyebabkan cacat pada bodi.

Kecepatan proses drying dan suhunya dijaga agar merata. Kadar air yg dituju setelah proses drying kurang lebih 3-4%.

Glazing

Untuk memperbaiki tampilannya, menutup pori2 di permukaan dan mengurangi penyerapaan air, body keramik diberikan lapisan glasir yang glossy atau matte, bisa bening ataupun berwarna tertentu. Lapisan glasir adalah lapisan yang menggelas(vitrified) yg juga terbentuk dari bahan dasar keramik dengan lebih banyak flux, clay, feldspar dan oksida logam atau dari Frit.

Glasir bisa diaplikasikan dengan cara dicelup(dipping) atau disemprot ke seluruh permukaannya, secara manual ataupun otomatis dengan mesin Kemudian dibakar pada suhu tertentu.

Pemberian lapisan glasir bisa dilakukan setelah proses drying, ataupun setelah 1st firing(bisque firing).

Yg perlu diperhatikan dalam proses ini adalah ukuran partikel yg merata, viskositasnya, proses pencelupan / penyemprotan mempengaruhi kemerataan dan ketebalannya, temperature bakarnya di atas fase lelehnya mempengaruhi kematangan lapisan glasir dan pemilihan jenis glasir yg sesuai dengan jenis keramik yaitu mempunyai koefisien muai/susut yang sama agar tidak terjadi retak glasir(crazing).

Aplikasi lapisan glasir sebelum 1st firing akan menghasilkan glasir yg lebih matang dan melekat namun harus dilakukan lebih hati-hati karena badan keramik belum terlalu keras dan dilakukan pengontrolan lebih ketat pada fase awal pembakarannya agar permukaan glasir tidak rusak akibat kandungan air pada body yang mendesak keluar.

1st Sintering

Pembakaran pertama/bisque firing harus dikontrol dengan ketat, tidak terlalu cepat di awal untuk mencegah terjadinya bubling akibat kandungan air yg terdapat di dalam clay mendidih dan keluar ke permukaan merusak body dan glaze. Biasanya kenaikan suhu dibuat beberapa siklus kenaikan misalnya : siklus pertama kecepatannya 80oC / jam sampai suhu 80°C kemudian ditahan selama 1 jam, siklus kedua kecepatannya 100°C/jam sampai mencapai suhu 500°C, siklus ketiga bisa lebih cepat lagi sekitar 200°C/jam sampai temperature puncak. Pendinginan juga tidak boleh terlalu cepat untuk menghindari terjadinya retak. Body keramik yang lebih besar dibakar lebih lambat dibanding yg kecil.

Pada roller heart oven kecepatan kenaikan suhu didapatkan dengan mengatur temperature pada station2 tertentu dan kecepatan bergeraknya roller conveyor. Pada oven jenis kamar kenaikan suhu diatur pada settingnya, atau dikontrol manual jika tidak ada setting otomatisnya. Pintu oven biasanya tidak dibuka sebelum suhunya berada dibawah 200°C untuk mencegah retak akibat pendinginan tiba2 dan tidak rata.

Decorating color

Pemberian dekorasi/motif pada bodi bisa di bawah glaze atau di atas glaze. Bisa dilukis tangan, machine stamping, ataupun dicetak dengan stiker yg telah didesain terlebih dahulu (decal proses). Pemberian warna menggunakan tinta yg berbahan dasar sama dengan keramik seperti clay, feldspar dan oksida logam. Bisa juga menggunakan frit yaitu bahan warna keramik yg telah mengalami proses pembakaran terlebih dahulu. Yang perlu diperhatikan adalah suhu dan kecepatan pembakaran yg sesuai bahan pewarnannya. Keahlian pemberi warna sangat menentukan kualitas gambar dan kerapihannya.

2nd Sintering

Pembakaran kedua adalah pembakaran yang dilakukan setelah bisque firing setelah pemberian lapisan glasir dan atau dekorasi/warna. Penambahan warna yg berbeda sering kali membutuhkan permbakaran ulang. Kecepatan pembakaran bisa lebih cepat dari 1st firing.

Yg perlu diperhatikan adalah temperature bakar di atas fase leleh bahan warna.

Inspection

Yaitu pemeriksaan badan keramik terhadap cacat body seperti gumpil, retak atau susut body yg tidak merata, cacat glasir seperti retak glasir, pinhole, blister, blemish atau warna yg tidak sesuai, kelekatan handle dengan badannya, dsb.

Yang perlu diperhatikan pada proses ini adalah cahaya yg cukup terang pada tempat pemeriksaan (mungkin punya standar keterangan), inspector yg terlatih, Mempunyai standar mengenai jenis2 cacat