Jurnal ASIIMETRIK : Jurnal Ilmiah Rekayasa & Inovasi Volume 2.1, JANUARI 2020 Website : http://journal.univpancasila.ac.id/index.php/asiimetrik/ Email    : asiimetrik@univpancasila.ac.id

## PENGARUH PERLAKUAN AWAL TERHADAP DAYA REKAT DAN KEKUATAN LAPISAN PADA PROSES PENGECATAN SERBUK
The Influence of Pre-Treatment to Sticky Power and Layer Strength on Powder Coating Process
Tri Mulyanto 1 *, Supriyono 1 dan Satya Parama Arta 1
1 Universitas Gunadarma, Jl. Margonda Raya no. 100, Indonesia

## Informasi artikel
Diterima: 28/12/2019
Direvisi  : 05/01/2020
Disetujui: 07/01/2020

## Abstrak
Pengecatan serbuk adalah metode pelapisan logam yang merupakan proses akhir  dilakukan  untuk  memperindah  atau  melindungi  logam  dari  serangan korosi.  Proses  menggunakan  bahan  dari  resin  yang  kering  untuk  mencapai daya  rekat  dan  kekuatan  serta  ketahan  korosi  yang  maksimal.  Sebelum dilakukan  pelapisan  dilakukan  proses  pelakuan  awal  untuk  proses pembersihaan permukaan material yang bertujuan untuk meningkatkan gaya adhesi antara serbuk pelapis dengan material logam yang dilapisi. Perlakuan awal  memegang  peranan  yang  sangat  penting  dalam  menentukan  kualitas pelapisan yang dihasilkan. Penelitian untuk mengetahui pengaruh perlakuan awal  terhadap  daya  rekat  dan  kekuatan  lapisan  pada  proses  pengecatan serbuk. Perlakuan awal yang dilakukan adalah amplas grit 150, penembakan pasir  dan  cairan  kimia  phosphat.  Hasil  pengujian  adhesion/kelekatan didapatkan 0% terkelupas. Hasil pengujian ketahanan yang terbaik didapatkan dengan  perlakuan  awal  penembakan  pasir  dan  cairan  kimia  phosphating dengan tidak ada retak pada hasil lapisan. Hasil pengujian daya rekat yang terbaik didapat dengan perlakuan awal phosphating dengan nilai tarik rata- rata 4.3 MPa.
Kata Kunci: daya rekat, kekuatan lapisan, pengecatan serbuk, perlakuan awal.

## Abstract
Powder coating is a metal coating method which is the final process carried out  to  beautify  or  protect  the  metal  from  corrosion.  The  process  uses materials from dried resins to achieve sticky power and Layer strength and corrosion  resistance  maximum.  Before  the  coating  is  carried  out  the  pre- treatment process for the surface cleaning process of the material aims to improve the adhesion force between the coating powder with coated metal material. The pre-treatment plays a very important role in determining the quality  of  the  resulting  coating.  Research  to  determine  the  effect  of pretreatment  on  the  adhesion  and  strength  of  the  coating  on  the  powder painting process. The initial treatment taken was sandpaper grit 150, sand shooting and phosphate chemical liquid.. The adhesion / viscosity test results found 0% peeling off. The impact test results were obtained by pre-treatment of  sand  and  phosphating  chemical  liquids  with  no  cracking  in  the  coating results.  The  best  adhesive  test  results  are  obtained  by  pre-treating phosphating with an average tensile value of 4.3 MPa.
Keywords: sticky power, layer strength, powder coating, pre-treatment.

## 1. PENDAHULUAN
Aplikasi  utama  pengecatan  serbuk adalah untuk meningkatkan sifat-sifat seperti ke-tahanan gores, ketahanan korosi dan lain- lain  pada  permukaan  berbagai  macam produk.  Dengan  demikian  dalam  semua aplikasi  kualitas  lapisan  yang  terbentuk selama  pelapisan  bubuk  sangat  penting. Ketebalan lapisan adalah parameter penting karena  endapan  berlebih  bubuk  akan meningkatkan lapisan material dan ketebalan rendah  akan  menyebabkan  paparan  ke atmosfer  dan  akibatnya  korosi,  berkarat (Karidkar, 2016).
Aktivitas ini dilakukan untuk meningkat- kan pendapatan perusahaan dengan cara me- manfaatkan  perkembangan  teknologi  yang ada.  Salah  satu  teknologi  yang  digunakan adalah untuk meningkatkan ketahanan logam terhadap  kerusakan  struktur  agar  dapat memperpanjang  umur  logam.  Komponen- komponen  yang  terbuat  dari  logam  dapat dilapisi dengan lapisan pelindung, proses ini penting dilakukan agar tidak cepat terserang korosi  selain  untuk  keindahan  penampilan. Korosi  adalah  kehancuran  atau  kerusakan material karena reaksi dengan lingkungannya (Fontana,  1986).  Korosi  dapat  terjadi disebabkan terjadinya reaksi logam tersebut dengan  unsur  bukan  logam  di  lingkungan kerja  komponen.  Korosi  ini  sendiri  bisa mengakibatkan  menurunnya  kualitas  dari baja tersebut sehingga mengakibatkan logam tersebut  menjadi  cepat  lemah  dan  rusak (Yudha et al. 2015 dan Febi, 2017).
Pencegahan dan perlindungan terhadap korosi dapat dilakukan dengan cara pelapisan, yaitu  dengan  menggunakan  bahan  cat  cair yang  biasa  dilakukan  pada  cat  konvensional atau dengan pelapisan dengan sistem powder coating. Powder  coating merupakan  salah satu  sistem  pengecatan  yang  berkembang pesat  saat  ini  dengan  tujuan  untuk  mem- perbaiki  sifat  logam  agar  tahan  korosi  dan dapat  memperindah  penampilan  permukaan logam. Powder  coating adalah  proses pengecatan  kering  dimana  bahan  resin, pigmen  dan  lain  lain  dihaluskan  serta diberikan muatan elektro-statis yang kemudian  disemprotkan  ke  material  yang akan  dilapisi.  Untuk  mencapai  daya  rekat yang  maksimal  maka  sebelum  dilakukan pelapisan,  material  yang  akan  dilapisi dibersihkan  dan  diberikan  pre-treatment tertentu (Carolus et al, 2016 dan Febi, 2017).
Pengecatan  serbuk  ( powder  coating ) memiliki  beberapa  kelebihan  (Ramdhoni, 2015), yaitu :
a. Serbuk  pelapis  cat  dapat  menghasilkan lapisan lebih tebal dari pada lapisan cair konvensional.
b. Serbuk pelapisan overspray dapat didaur ulang dan oleh karena itu mungkin untuk mencapai hampir 100% dari penggunaan lapisan.
c. Pelapisan powder coating menghasilkan limbah yang kurang berbahaya dibandigkan pelapisan menggunakan cat cair konvensional.
d. Benda kerja yang dilapisi dengan serbuk cat powder coating umumnya  memiliki penampilan  sedikit  berbeda  antara permukaan  horisontal  dan  vertikal dibandingakan  benda  kerja  dilapisi  cat cairan.
e. Berbagai efek khusus yang dapat mudah ditambahkan  dengan  menggunakan pelapisan  powder  coating,  yang  sulit didapat  dengan  proses  pelapisan  yang lainnya.
Pada  proses powder  coating selain  dari bahan  cat  terdapat  berbagai  faktor  yang dapat  mempengaruhi  kualitas  pelapisan. Faktor tersebut dapat berupa perlakuan awal proses  lapisan,  proses  lapisannya,  dan pengerjaan  akhir  atau  pengeringan  cat  itu sendiri  (Ramdhoni,  2015).  Keberhasilan  dari proses coating sangat tergantung pada proses surface preparation, dimana proses ini akan mempengaruhi kekuatan adhesi dari material (Hudson, 1982). Salah satu teknik dari surface preparation  yang  umum  digunakan  dalam dunia  industri  adalah  blasting.  Proses  ini merupakan  pembersihan  permukaan  dengan cara menembakan material abrasif ke suatu permukaan  material  dengan  tekanan  tinggi sehingga  menimbulkan  gesekan/tumbukan. Permukaan  material  tersebut  akan  menjadi bersih dan kasar. Pemilihan dan penggunaan material abrasif yang tepat akan menambah daya lekat cat.
Tujuan penelitian ini adalah mengetahui daya  rekat  ( sticky  power )  dan  kekuatan lapisan  ( layer  strength )  pada  hasil  proses pengecatan  serbuk  yang  mendapatkan perlakuan  awal  ( pretreatment )  berbeda yaitu:  cairan  kimia  asam  phospat, sand blasting ( glass  beads )  dan  Power  Tool ( amplas ).  Cat  serbuk  yang  digunakan corro- coat MX series 8 (C001) dan sebagai sampel uji digunakan mild steel A36.

## 2. METODOLOGI
Penelitian  menggunakan  tiga  macam perlakuan  awal.  Dalam  upaya  melakukan penelitian  disusunlah  suatu  langkah-langkah penelitian.  Secara  garis  besar  langkah penelitian  dijelaskan  pada  diagram  alir gambar 1 berikut.
Gambar 1 Diagram alir penelitian

## Spesimen Uji
Sampel uji yang digunakan mild steel A36 memiliki ukuran yaitu: 100x50x4 mm dengan jumlah 18 buah spesimen untuk Cross cut test serta Impact Test dan ukuran 100x100x4 mm dengan  jumlah  9  buah  specimen  untuk Pull Off Test .

## Perlakuan awal
Proses  perlakuan  awal  ( pre-treatment ) bertujuan  untuk  menghilangkan  kotoran seperti  minyak,  karat  dan  pengotor  lainya agar  didapat  hasil coating yang  baik (Rakhmadi,  2008).  Dalam  penelitian  ini diambil 3 (tiga) cara perlakuan awal, yaitu :
a. Phospating .
Proses  perlakuan  awal  terhadap  logam yang  dilakukan  dengan  cara  direndam selama 20 menit didalam zat cair kimia asam phosphat ( H 3 PO 4 ), kemudian dicuci dengan air yang digunakan membersih- kan keseluruhan permukaan logam.
b. Sandblasting . Proses perlakuan awal  terhadap logam dengan  menggunakan glass  beads yang bertekan  4  bar  untuk  membersihkan permukaan  dari  karat,  minyak  dan pengotor lainnya.
c. Power tool . Proses  perlakuan  awal  terhadap  logam yang  dioperasikan  tidak  dengan  tenaga manusia  namun  dioperasikan  dengan menggunakan  listrik,  power  tool  yang digunakan  untuk  membersihkan  per- mukaannya adalah amplas grit 150.
Proses Coating Pada  proses coating yang  dilakukan pertama  yaitu  menyiapkan  sampel  uji  yang telah  dilakukan  proses  perlakuan  awal ( pretreatment ).  Setelah  itu  masing-masing sample digantungkan pada media yang telah disiapkan. Langkah berikutnya yaitu siapkan bubuk  cat  corro-coat  MX  series  8  (C001). Pemilihan jenis bubuk cat ini karena memiliki keunggulan  seperti  tahan  panas,  stabilitas warna.  Setelah  bubuk  cat  siap  maka  bubuk cat dimasukan kedalam tabung spray gun lalu disemprotkan ke sampel uji tersebut sebanyak 2 layer dengan jarak pengecatan yang ideal sebesar 25-30 cm .
Gambar 3 Proses coating

## Pengujian dan Pengukuran
Pengujian  yang  digunakan  pada  hasil pelapisan antara lain:
a. Pengukuran ketebalan lapisan cat . Pengukuran  ketebalan  lapisan  ( coating thickness gauge) dilakukan untuk dapat mengidentifikasi  standar  yang  dapat digunakan  untuk  pengujian  daya  lekat dan lainnya (Rishad, 2016).
Gambar 4 Coating thickness gauge b. Pengujian kerekatan ( ASTM D3359 ). Coating  adhesion  bertujuan  untuk mengukur  tingkat  kerekatan  cat  pada benda  kerja  logam.  Hal  ini  dimaksud- kan untuk mencegah terjadinya penge- lupasan  pada  spesimen  yang  sudah dicat.  Pengujian  dilakukan  dengan menggunakan  metode  cross  cut, potongan  dibuat  sampai  dasar  lapisan cat  pada  spesimen.  Baru  direkatkan selotip  yang  diratakan  meng-gunakan penghapus  di  atas  goresan.  Selotip diangkat  dengan  cepat  mendekati sudut 90 O . Tingkat kerekatan akan diuji dari skala 0-5. (0 berarti lebih dari 65% area terangkat dan 5 adalah area yang terangkat 0% (Azis, Moch. Farid, 2017).
Gambar 5 Cross cut test
c. Pengujian ketahanan ( ASTM D2794 ). Diuji  dengan  menjatuhkan  sebuah impactor dengan  berat  18.1  N  dari posisi  awal  tertinggi  dimana  lapisan dapat  bertahan  tanpa  rusak  oleh impactor . Setelah masing-masing kondisi pelapisan dinilai secara visual, dan  jika  tidak  ada  kerusakan  mekanik
yang  ter-lihat,  penurunan  diulang  dari posisi yang lebih tinggi, sampai terjadi kerusakan (Rodger, 2008).
Gambar 6 Impact Test
d. Pengujian daya tarik ( ASTM D4541 )
Pengujian  ( pull-off  test )  dilakukan dengan  menempelkan  dolly  pada permukaan lapisan cat, lem pada dolly dikeringkan  selama  2  hari,  setelah dolly  menempel  dengan  kuat,  pada bagian sekeliling dolly di kupas dengan menggunakan  dolly cutter sehingga kelihatan  permukaan  material.  Alat elcometer ditempelkan atau memasuk- kan  dolly  kedalamnya  lalu  memutar elcometer hingga  dolly  terlepas  dari permukaan  lapisan  cat  sehingga mendapatkan  nilai  kekuatan  tarik (Maulana, 2015 dan Novi, 2017).
Gambar 7 Pull-Off Test

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil Pengujian Visual
Pengujian  visual  dilakukan  untuk  dapat mengetahui  hasil  coating  pada  permukaan material yang telah di coating.
(a) P ower tool (b) Sandblast (c) Phosphating
Gambar 8 Pengecekan visual pretreatment
Hasil pengujian didapatkan hasil sebagai berikut : a. Phosphating didapatkan  hasil  coating yang  lebih  mengikuti  tekstur  dari permukaan substrat
b. Sandblasting didapatkan  permukaan yang bersih dan halus
c. Power  tool ,  terdapat  cacat  berupa berupa  cacat  jenis dirt  and  dust  clear coat yang  disebabkan  oleh  kurang bersihnya permukaan dari kotoran.

## Hasil Pengujian Ketebalan Lapisan
Pengujian  ketebalan  lapisan  dilakukan untuk mengetahui tebal lapisan yang terdapat pada spesimen dengan menggunakan thickness  gauge dengan  cara  menitikkan thickness  gauge pada  permukaan  spesimen. Hasil pengukuran dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1 Pengujian ketebalan lapisan
No. Tebal Coating ( µ m) Power Tool Sandblasting  Phosphating 1. 134 108 95 2. 113 119 130 3. 123 122 110 4. 103 135 107 5. 96 111 101 6. 121 121 89 7. 96 115 108 8. 121 102 105 9. 113 120 107 Rata-rata 113.3 117 105.7 Dari  hasil  pengujian  ketebalan  lapisan plat  dengan thickness  gauge ini  ketebalan rata-rata lapisan pada power tool 113.3 µ m, sandblasting 117 µ m, phosphating 105.7 µ m. Ketebalan  lapisan  yang  berbeda-beda  ini dikarenakan pada saat proses penyemprotan powder  coating dilakukan  secara  manual sehingga jarak ideal 25-30 cm tidak tercapai.

## Hasil Pengujian Kelekatan
Pengujian  kelekatan  atau  uji  adhesion yang dilakuka adalah metode cross cut test .
Gambar 9 Uji Cross Cut
Pada  pengujian  ini  lapisan  cat  digores menyilang  dan  pada  goresan  tersebut ditempel  dengan  solatip.  Solatip  diangkat dengan  cepat  mendakati  sudut  90 O .  Hasil pengujian cross-cut dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2 Hasil Uji Cross Cut No. % Terkelupas Power Tool Sandblasting Phosphating 1. 0 0 0 2. 0 0 0 3. 0 0 0 Hasil pengujian adhesion ( cross cut test ) diatas  menunjukan  tingkat  kelekatan  atau adhesi  yang  sempurna  antara coating dan base metal pada seluruh pretreatment . Hasil ini  menunjukan  bahwa phosphating , sand- blasting dan power tool hasil coating tahan terhadap  goresan  atau  tidak  mempengaruhi daya lekat coating .

## Hasil Pengujian Ketahanan
Hasil pengujian ketahanan ( Impact Test ) menunjukkan  bahwa  setelah  setelah  pem- bebanan pada setiap spesimen secara visual ada  perubahan  fisik  pada  permukaan  film coating  berupa  adanya  retakan  dan  tidak adanya  retakan.  Pada  pengujian impact dilakukan dengan beban sebesar 18.1 N dan dijatuhkan  pada  ketinggian  yang  bervariasi yaitu 20 cm, 40 cm, dan 60 cm.
Gambar  10 Hasil  uji  ketahanan  (ketinggian 20 cm)
Gambar  11 Hasil  uji  ketahanan  (ketinggian 40 cm)
Gambar  12 Hasil  uji  ketahanan  (ketinggian 60 cm)
Hasil  pengujian  ketahanan  dengan perlakuan  awal  pada  specimen  uji  dapat dilihat pada tabel 3 berikut.
Tabel 3 Hasil uji ketahanan ( Impact Test )
No. Tinggi Ketahanan ( Impact ) Power Tool Sandblasting Phosphating 1. 20 cm Tidak retak Tidak retak Tidak retak 2. 40 cm Retak Tidak retak Tidak retak 3. 60 cm Retak Tidak retak Tidak retak
Pengujian  ketahanan  dengan  perlakuan awal  pada  permukaan  sampel  untuk power tool hasilnya  terjadi  keretakan  pada  beban yang dijatuhkan dengan ketinggian 40 cm dan 60  cm,  pada  ketinggian  60  cm  keretakan hingga  sisi  belakang  permukaan,  sedangkan pada  sampel sandblasting dan phosphating tidak  menimbulkan  retakan.  Hal  ini  me- nunjukkan daya rekatnya baik.

## Hasil Pengujian Daya Rekat
Hasil pengujian daya rekat ( pull-off test ) akan  menunjukkan  nilai  tarik  pada  per- mukaan lapisan coating .
Gambar 13 Hasil uji daya rekat ( Power Tool )
Gambar 14 Hasil uji daya rekat ( Sandblasting )
Gambar 15 Hasil uji daya rekat ( Phosphating )
Power Tool Sandblasting Phosphating Power Tool Sandblasting Phosphating Power Tool
Sandblasting Phosphating
Hasil  uji  daya  rekat  dengan  perlakuan awal  pada  specimen  uji  dapat  dilihat  pada tabel 4.
Tabel 4 Hasil uji daya rekat ( Pull Of Test )
No. Kekuatan Tarik (MPa) Power Tool Sandblasting Phosphating 1. 3.5 3 3.5 2. 4 3 3 3. 5 3 6.5 Rata-rata 4.17 3 4.3
Pengujian  daya  rekat  dengan  perlakuan awal  pada  permukaan  sampel  untuk power tool mempunyai  nilai  tarik  rata-rata  4.17 MPa,  pada sandblasting mempunyai  nilai rata-rata  3  MPa  dan  pada phosphating mempunyai nilai rata-rata 4.3 MPa. Hasil ini menunjukan  bahwa  daya  rekat  yang mempunyai  tertinggi  adalah  sampel  yang mendapatkan perlakuan awal phosphating .

## 4. SIMPULAN
Penelitian  proses  pengecatan  serbuk pada  material  baja mild  steel dengan  tiga macam
proses perlakuan awal
( pretreatment ) power  tool , sandblasting , phosphating dengan cat bubuk corro-coat MX series  8  (C001)  dua  layer  dapat  diambil simpulan  bahwa  dengan  perlakuan  awal phosphating didapat  hasil  terbaik.  Hal  ini dibuktikan  bahwa  dengan  ketebalan  lapisan 105.7 µ m diperoleh daya rekat tertinggi yaitu nilai  tarik  rata-ratanya  4.3  MPa  serta  uji ketahanan tidak ada yang retak.

## DAFTAR PUSTAKA
Azis,  Moch.  Farid,  2017,  Analisa  Pengaruh Material  Abrasif  Pada  Proses  Blasting Terhadap Kualitas Coating Epoxy, Skripsi, Fakultas  Teknologi  Kelautan  Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.
Carolus  Trijatmiko,  Herman  Pratikno,  dan Agung Purniawan, 2016, Analisa Pengaruh  Material  Abrasif  Pada  Blasting Terhadap  Kekuatan  Lekat  Cat  dan Ketahanan Korosi di Lingkungan Air Laut,
Jurnal  Teknik  ITS ,  Vol.  5,  No.  2,  pp.
G231-G235.
Febi  Agusta  Ristanto  dan  Iskandar,  2017, Analisa  Pelapisan Powder  Coating Pada Box  Panel  Terhadap  Kebocoran  Arus Listrik, Jurnal Teknik Mesin , Vol. 05, No. 02, pp 9 – 15
Fontana, Mars Guy, 1986, Corrosion Enginee- ring, Singapore, McGraw-Hill Book Co.
Hudson,  R.,  1982,  Surface  Preparation  for Coating, The National Physical Labotary.
Karidkar, S. and R. Mali, 2016, Optimization of  Powder  Spray  Process  Parameters using Taguchi Methodology, Advances in Intelligent  Systems  Research ,  Vol.  137, pp. 71-76. Maulana Mufti Muhammad, Agung Purniawan dan Hosta Ardhyananta, 2015, Pengaruh Komposisi  Pelarut  Dan  Ketebalan  Cat Epoksi Terhadap Daya Lekat Dan Tingkat Pelepuhan  Blistering  Pada  Lingkungan NaCl  Yang  Diaplikasikan  Pada  Baja Karbon, Prosiding  Seminar  Nasional Material  dan  Metalurgi  (SENAMM  VIII), Yogyakarta, 5 November 2015, Departermen  Teknik  Mesin  dan  Industri, Universitas Gajah Mada, pp. 144-149. Novi, Nur Aidha dan Bumiarto Nugroho Jati, 2017,  Komparasi  Kualitas  Cat  Alkid Menggunakan  Pelarut  Hasil  Pirolisis Limbah Plastik Polietilen dengan Pelarutdi Industri Cat, Jurnal Kimia dan
Kemasan , Vol. 39 No. 2, pp. 87-94.
Rakhmadi, A., 2008, Pengaruh Perlakuan Awal Terhadap Hasil Pelapisan Powder Coating Serta Pengujian Kualitas Dengan Menggunakan  Salt  Spray  Test,  Skripsi, Institut  Teknologi  Sepuluh  November, Surabaya
Ramdhoni,  Mohammad  A,  2015,  Pengaruh Variasi  Temperatur  dan  Accelator  Asam Nitrit  (HNO 2 )  Pada  Proses  Phosphating Diaplikasi  Powder  Coating  Mild  Steel ST37, Skripsi, Fakultas Teknik, Universitas Jember, Jember. Rishad,  Antony  Pratama  dan  Sudiyono Kromodiharjo,  2016,  Studi  Eksperimen
Pengaruh Tebal Cat dan Kekasaran pada Pelat  Baja  Karbon  Rendah  Terhadap Kerekatan  Cat  dan  Biaya  Proses  di  PT. Swadaya  Graha, Jurnal  Teknik  ITS, Vol.
5, No. 2, pp. F-311- F-315.
Rodger  Talbert,  2008,  Paint  Technology Handbook, CRC Press, New York.
Yudha  Kurniawan  Afandi,  Irfan  Syarif  Arief, dan  Amiadji,  2015,  Analisa  Laju  Korosi pada  Pelat  Baja  Karbon  dengan  Varias Ketebalan  Coating, Jurnal  Teknik  ITS , Vol. 4, No. 1, pp G1-G5.