ProsidingPertemuanIlmiah SainsMater; 1997
/SSN 14/0 -2897
STATUS PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN BAHAN KERAMIK INDUSTRI NASIONAL MENGHADAPI ERA GLOBALISASI Meda Sagala 2
DALAM 1 S S.lo
ABSTRAK STATUS PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN BAHAN KERAMIK DALAM INDUSTRI NASIONAL MENGHADAPI ERA GLOBALISASI. Sejak tahun 1980, industri Keramik Konvensional di Indonesia berkembang dengan pesat. Pertumbuhan rata-rata pada tahun 1990 s/dl995 adalah 10 % dan tahun 1995 sid 1997 menjadi 17 %. Namun industri ini masih menghadapi masalah utama yaitu bahan baku yang tidak konsisten. Inovasi proses produksi, substitusi bahan amu rekayasa bahan harus terns diupayakan agar industri keramik dapat bersaing dipasar global. Kebijakan yang diambil adalah pemanfaatan sumber daya alam secara optimal dan penyediaan bahan setengahjadi. Untuk itu telah dilakukan berbagai kegiatan litbang bahan baku keramik guna mendukung perkembangan industri keramik nasional menghadapi Era Globalisasi.
ABSTRACT CURRENT STATUS OF RESEARCH & DEVELOPMENT OF THE CERAMIC MATERIALS IN NATIONAL INDUSTRIES ENTERING GLOBAL MARKET. Since 1980s,conventionalceramic industry in Indonesia has shown a tremendousgrowth. The averagegrowth from 1990to 1995was 10 % and increasedto 17 % from 1995to 1997. However, the industry still face many problems,particularly in obtaining consistentquality of raw material. Productionprocess innovation, researchand developmentfor substitutingmaterials and material engineeringhave becomenecessaryto support our ceramik industryso the productsof our ceramicindustrycould competewith that of other countriesin the globalmarket. Policy undertaken has to be directedto the optimization in the utilization of local natural resourcesand productionof semi-processed material. To supportand keephigh level growthof nationalceramicindustryin facing globalizationera,variousR & D activitiesto promotethe useof local ceramicraw materialshavebeendone. KEY WORD
Substitutingmaterial,Material engineering,Ceramicraw materials
PENDAHULUAN Pengertian keramik serta penggolongannya
sebagaimatrik diantara kristal yang terdispersi didalamnya. Bahan baku utamanya adalah lempung.
Keramik Maju berstruktur mikro sebagian besar terdiri dari fasa kristal. Bahan baku utamaBahan di alam ini sebenamya hanya terdiri dari 3 jenis saja yaitu : Keramik, Logam clan nya adalah oksida clannon oksida. Sistematika pengelompokan produk keramik Polimer atau kombinasinya. adalah sebagai berikut : Keramik adalah bahan anorganik non 1. Produk keramik konvensional : logam yang dalam proses produksinya dilakukan a. Keramik Bahan Bangunan dari Lempung pada suhu tinggi clan produknya terdiri dari rasa -Bata, genteng daDpipa kristalin atau gelas atau campuran keduanya. -Ubin lantai dan ubin dinding Keramik saat ini bukan lagi sekedar -Barang-barang sanitari barang seni semata,tetapi karena keunggulan sifatb. Keramik Bahan Bangunan dari Gelas sifatnya, keramik telah menjadi bahan utama -Kaca lembaran dan produk dari kaca yang fungsinya tidak dapat digantikan oleh -Genteng kaca logam alan polimer. -Blok gelas berongga Keunggulan keramik dibanding logam c. Keramik Bahan Bangunan dari Semen dan sebagai bahan industri antara lain adalah : tidak korosif, ringan, keras, clan stabil pada suhu tinggi. Kapur -Semen Portland Keramik mencakup komoditi yang sangat luas. -Semen Portland Pozolan ( SPP ) Atas dasar fungsi clan mikrostruktur produknya, -Semen Pozolan Kapur ( PK ) keramik dapat dibagi alas dua golongan yaitu : d. Keramik Rumah Tangga (ART) / TableI. Keramik Konvensional ware 2. Keramik Maju c. Keramik Teknik / Technical Ceramics Keduanya dibedakan terutama alas dasar f. Keramik Seni / Art Ceramics presisinya (ketepatannya) dalam pemakaiannya g. Bata Tahan Api / Refractories seperti antara lain: h. Gelas Wadah (Container glass) -Ketepatan dimensi 2. Keramik Maju ( Advanced Ceramics) -Sifat fisis, mekanik, maknit, listrik, optik daD a. Keramik Konstruksi ( Structural Ceramics) termis. -Suku Cadang Konstruksi Mesin ( Engine Keramik Konvensional mempunyai struktur Contruction Parts) makro, sebagian besar teridiri dari rasa gelas , Otpresentasikan pada P~uan llmiah Sains-Materi 1997 2 Kepala Balai Besar lndustri Keramik 4'
Prosidin Pertemuan/lmiah SainsMateri /997
/SSN/410- 2897
-Alat Pemotong ( Cutting Tools) -Keramik Tahan Aus -Keramik Nuklir -8 u s i ( Spark Plugs) -Keramik Hayati ( Bio Ceramics) -Keramik Pelapis ( Ceramic Coatings) -Komposit Keramik -Keramik Suhu Tinggi -Serat Kaca b. Keramik Elektronika ( Electronic Ceramics) -Kapasitor -Substrat -Keramik Magnet -Piezoelektrik / Piezoelectrics -Resistor / Termistor / Resistor / Themistors -Sensor -Transduser, Superkonduktor, Varistor, Keramik Non Linier dll -Isolator Keramik / Isolator Gelas
menguntungkan. Potensi bahan baku ini bukansajauntuk keramikkonvensionaltetapi juga untuk keramikmaju. 3. Industri keramik merupakan salah satu industri yang padat energi. Namun Indonesiatermasukberuntungkarena selain memiliki jumlah sumberenergi yang besar juga tersedia sumber energi yang beragam yaitu minyak, gas, batubara dan tenaga surra. 4. lumlah penduduk Indonesia yang besar merupakanpotensipasardalam negeri yang sangat mendukung pengembanganinqustri keramik. Konsumsi per kapita keramik di Indonesia masih rendah dibanding negaranegara lain sebagaicontoh konsumsi ubin keramik di Indonesiabarn 0,8 M2 sementara di Eropa 3 m2, Singapur2,5 m2 dan Thailan 1,5m2,Konsumsikaca lembarandi Indonesia 2,04 kg sedangkandi Eropa 15 kg, Jepang PerkembanganIndustri Keramik di Indonesia 13,3 kg, Singapur 10,8, Thailand 2,5 dan Industri keramik di IndoneSiatermasuk Malaysia 4,7 kg. Dengan meningkatnya industri gelas dan kaca serta semen,berkembang tingkai kesejahteraanrakyat Indonesia daD denganpesat sejak tahun 1980 terutama untuk dari data konsumsi keramik diatas maka industri ubin keramik. Saat ini Indonesiamenjadi kondisi ini akan sangat mendukung produsenubin keramikke 5 di dunia setelahItalia, berkembangnya Industri Keramik di China, Spanyol dan Brasil. Sedangpertumbuhan Indone~iapactamasamendatang. rata-rataindustri keramikdari tahun 1990sId 1995 Kapasitasproduksipada4 tahun terakhir ini dan adalah 10 % dan dari tahun 1995sId 1997:t 15%. perkembanganpacta tahun 1998 adalah seperti Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor tabell . pendukungyaitu : 1. Adanya iklim usaha yang mendukung Keramik Majo pertumbuhanindustri 2. Tersedianya sumber bahan baku yang Industri keramik maju di Indonesia belum melimpah seperti tanah liat, pasir kuarsa, berkembang -Industri yang ada saat ini baru barn kapur dll. Hal ini akan memberikan industri isolator listrik tegangan menengah/ kemudahanbagi pengusahauntuk memilih tegangantinggi denganjumlah jenis dan lokasi pabrik yang relatif lebih Tabel
KapasitasProduksilndustri Keramik
48
1
ProsidingPertemuanI/miah SainsMateri 1997
/SSN /4/0
industri 13 buah. Oari 13 industri tersebut barn 5 industri yang "Full Manufacturing" selebihnya masih asembling saja. Oemikian pula industri busi, seluruhnya masih asembling. Sedang keramik elektronik barn ada I industri di Batam yang selurnh bahan bakunya masih diimpor. Barn-barn ini telah diresmikan industri "Honeycomb" yaitu suatu produk convertor gas basil pembakaran yang bahan bakunya masih 100 % impor.
Bila dilihat dari perkembanganindustri elektronika, industri automotif serta kebutuhan tenaga listrik yang selallu meningkat maka kebutuhankeramik elektronik, Strukturalkeramik serta isolator akan selalu meningkat berarti perkembanganindustri keramik maju di Indonesia sebenarnyamempunyaiprospekyangbaik. Bahan Baku Keramik Pada umumnya bahan mentab keramik adalah bahan alam tanpa atau melalui proses pemumian. Pembagianbahanmentahkeramik adalahsebagai berikut : 1. Berdasarkan asafuya: a. Bahan mentah keramik alam seperti kaolin, felspar, kuarsa, lempung, piropilit daDsebagainya. b. Bahanmentahkeramikbuatansepertimulit, silikon, karbida, borida, nitrida clan sebagainya. 2. Berdasarkansifat keplastisannya. a. Bahan mentah keramik plastis seperti lempung plastis ( ball clay), bentonit daD lain-lain. b. Bahan mentah keramiktidak plastis seperti felspar,kuarsa,kapur, dolomitclanlain-lain. Tabel 2
-2897
3. Berdasarkan penggunaannya a. Bahan mentah keramik untuk pembuatan badan seperti kaolin, kuarsa, felspar, le!UPungplastis, dolomit, kapur, piropilit clanlain-lain. b. Bahan mentah keramik untuk pembuatan glasir: -Bahan pelebur : borax, asam borat, karbonat, timbal oksidadll. -Bahan opagcifier : SnO2,zrO2 clanlain-lain -Bahan pewama : oksida-oksidapewama c. Bahanpenolong Bahan ini sangat penting dalam proses pembuatanuntuk mencapaikondisi tertentu seperti: detlokulan (water glass, sodium karbonat), tlokulan (asam -asam lunak ), perekat( dextrin, gom arab ), mineralizer dll. 4. Berdasarkan fungsinya dalam komposisi keramik a. Bahanpembentukkerangka ataupengisi : lempung, silika, zirkon, titania, bauksit clanlain -lain. b. Bahanpembentukgelasataubahanpengikat : silika, oksdiaboratclanlain-lain. c. Bahan pelebur : felspar, nephelin, bahan yang mengandungoksida Li, Na, K,Ca, Mg clanlain -lain. d. Bahan yang dapat memberikan sifat khusus seperti wama, sensitivity, tekstur, mempunyaikuat mekanik tinggi dan lain lain. Jadi bahan baku utama industri keramik konvensionaladalah lempung, pasir kuarsa clan felspar. Ketiga bahan baku tersebut tersedia melimpah di Indonesia clan tersebar diberbagai daerah,
Kebutuhanbahanbakukeramik SatuandalarnTon
No
2
Jenis Bahanbaku
1994
-Lempung -Felspar -Kaolin
lndustri Saniter .Lempung .Felspar -Kaolin
3
4.
IndustriTa Ware .Lempung -Felspar -Kaolin lndustri Genteng Glasir -Lempung
1998
1995
1996
815.300 472.095 44.961
976.699 565.552 53.862
1.170.122
20.000 10.000
23.035 11.517
30.539
20.000
23.035
26.519 13.259 26.519
131.484 131.484 157.781
142.881 142.881
174.289
171.457
209.147
200.605 200.605 240.726
230.964
174.289
144.643
159.109
175.020
192.521
211.773
49
677.551-
64.529
1997
1.401.930 811.780 77.312
15.270
30.539
1.679.762 972.656 92.634
35.170 17.585 35.170
230.964 277.156
ProsidingPertemuanIlmiahSainsMateri 1997
/SSN/4/0-
Dilihat dari kapasitas produksi keramik seperti diuraikan dimuka maka kebutuhan bahan baku keramik konvensional saat ini adalah seperti berikut :
kibatkan
kebutuhan lempung adalab 1,825 juta ton pada tahun 1997 dan diperkirakan menjadi 2,158 juta ton pada tab un 1998, sedang kebutuhan felspar 1,028 juta ton pada tabun 1997 clan menjadi 1,221 juta ton pada tabun 1998. Kebutuhan ini belum termasuk kebutuhan baban untuk industri kecil bata, genteng clan keramik seni. Perlu diketahui bahwa belum seluruh baban -bahan ini dipenuhi dari dalam negeri. Sebagian besar felspar dan sebagian lempung plastis masih diimpor. Sedang glasir dan pewarna masih banyak yang diimpor. Namun penggunaan baban-bahan ini hanya :t 5 -10 % dari berat produk. Sebagaimana diuraikan dimuka babwa keramik maju dibuat dari baban-bahanoksida clan non oksida, maka bahan baku utamanya antara lain adalah : Zirconia ( zrO ), Barium Oksida (BaO), Alumina ( AI2O3), Silika (SiOv, Titania (TiO), Silikon Carbida (SiC), Silikon Nitrida (Si3N4) clan lain-lain. Bahan-bahan tersebut dituntut kemumian yang tinggi oleh karena itu tidak dapat menggunakan baban alam langsung melainkan harus melalui proses pemumian dari bahan alamo Sebenamya Indonesia memiliki
sumber daya alam sebagaisumber dari oksidaoksida diatas seperti Barit sebagai sumber BaO, kaolin sebagai sumber AI2O3 clan SiO2, Pasir Ilmenit sebagai sumber TiO2, sekam padi sebagai sumber SiC, SiO2 atau SiN clan fosfat sebagai sumber CaO clan P2Os clan lain-lain. Sampai saat ini baban-bahan ini sarna sekali belum dimanfaatkan.
YANG DtHADAPI
bahannya
sangat
beragam.
Sedangkansampai saat ini belurn ada industri bahan baku keramik yang melakukan proses
Oari tabel tersebut tampak babwa
PERMASALAHAN
mutu
2897
pencampuran atau pemumian kecuali pengolahan kaolin di Bangka -Belitung. Hal ini ;mengakibatkan pasokan bahan baku ke industri keramik mutunya tidak konsisten. Mutu bahan baku yang tidak konsisten ini menyulitkan bagi industri untuk mempertahakankan mutu sesuai dengan standar produk yang telah ditetapkan. Akibatnya banyak produk yang rejek clan biaya pengendalian bahan menjadi tinggi. Hal inilah yang menyebabkan efisiensinya belum optimal. Upaya lain untuk meningkatkan efisiensi
adalah dengan melakukan inovasi proses produksi seperti berkembangnyateknik pem-
bakaran " Single fast firing " atau teknik pembentukan dengan sistem " High pressure casting ". lnovasi proses produksi tersebut bertujuan untuk
mengurangi energi sehingga dapat mengurangi biaya produksi. Naum akibat dari diterapkannya proses produksi tersebut diperlukan bahan baku dengan persyaratan tertentu sebagai contoh untuk proses single fast firing felspar yang diperlukan adalah Sodium Potasium Felspar. Sedang lempung plastis ( ball clay) yang diperlukan harns mempunyai kuat lentur kering 20 -25 kg/cm2 bahkan untuk produk " Homogenius Vitrified Tile " dituntut lempung plastis dengan kuat lentur sampai 30 kg/cm2. Persyaratan-persyaratan bahan baku ini belum dikuasai oleh para pemasok bahan
baku.
IN-
nUSTRI kERAMIK DALAM ERA GLOBALISASI. Pada Era Globalisasi dimana tidak ada lagi batasantaranegaramaka persaingandipasar global menjadi sangatterbuka. Oleh karena itu hanya industri-industri yang unggul yang dapat bersaing. Untuk dapat b~rsaing di pasar global suatu pel"Usahaanhams berproduksi dengan efisien. Guna mencapaiefisiensi produksi harns dilakukan inovasi proses produksi, substitusi bahan atau rekayasabahan. Industri keramik di Indonesia saat ini belum dapat bekerja dengan produktivitas yang tinggi. Hal ini disebabkanoleh beberapahambatan, utamanya adalah masalah bahan baku . Sebagaimanadiketahui bahwa industri keramik menggunakan bahandari alam,mengingatkeadaan geologi Indonesia yang masih muda menga-
Pennasalahanbahan baku ini tidak hanya dari sisi kualitas namun juga kuantitasnya. Sebagaimana diuraikan dimuka bahwa sebagian besar industri keramik berlokasi di Jakarta clan Jawa Barat, sementara cadangan lempung di Jawa Barat ( Sukabumi clan Tangerang )sudah makin menipis, sehingga perlu dipikirkan altematif lokasi cadangan endapan yang lain seperti dengan memanfaatkan cadangan bahan baku yang banyak terdapat diluar Jawa.
STATUS PENELITIAN DAN BANG AN BAHAN KERAMIK
PENGEM-
Berdasarkan potcnsi perkembangan industri keramik di Indonesia, potensi cadangan bahan baku yang dimiliki serta permasalahan bahan baku yang dihadapi, maka kebijakan yang diambil dalam pengembangan bahan keramik di Indonesia untuk menghadapi era globalisasi adalah : Pemanfaatan somber daya alam lokal secara optimal. Bertitik tolak dari kebijakan tersebut Bal~i Besar Keramik telah melakukan berbagai upaya melalui kegiatan penelitian clan
50
pengembangan dibidang bahan baku keramik sebagai berikut : I). Keramik,Konvensional a. Inventarisasi daD Karakterisasi Cadangan Bahan Baku Keramik di
maka Balai Besar Keramik juga melakukan berbagai pengembangan bahan baku seperti : mencari altematif lempung disekitar Yogyakarta untuk mengganti lempung
Kasongan yang mutunya kurang baik. Dengan mencampur lempung Kasongan
Indonesia Kegiatan ini dilaksanakan oleh Balai Besar Keramik bekerjasama dengan PPTM dan DSN melalui " Kelompok Kerjasama Bahan Galian Industri " ( KKSBGI ). Selain melalui
dan Godean diperoleh produk yang memiliki kekuatan lebih baik sehingga tidak pecah dalam transportasi ;
Pengembangan badan keramik jenis dolomit untuk memperoleh barang seni
KKSBGI kegiatan sejenis dilakukan juga oleh Balai Besar Keramik bekerjasama
dengan kekuatan mekanik yang tinggi namun densitinya rendah sehingga beratnya Investor yang akan mendirikan industri rendah, akibatnya biaya pengiriman dapat ditekan. keramik. Dari kegiatan ini disusunsuatu Bank Data Selain itu yang lebih penting lagi adalah upaya yang memuat lokasi, jumlah cadangan, pengembangan bahan siap pakai untuk industri Kecil Keramik Hias. Dengan tersedianya bahan ini karakter bahan serta kemungkinan para perajin hanya memikirkan masalah desain penggunaannya. saja, tidak perlu memikirkan masalah bahan baku b. Studi Pengembangan Bahan Baku dan pengendaliannya yang memerlukan keahlian Keramik terutama Felspar daD Lempung clan peralatan khusus clan diperoleh produk dengan mutu yang lebih baik. Plastis ( Ball Clay)
dengan berbagaiPEMDA diluar Jawa alan
Kegiatan ini terlaksanaataskerjasamaBalai Besar Keramik dengan JICA ( Japan International CooperationAgency). Hasil dari studi ini adalah: I) Dikuasainyateknologipengolahanfelspar sehingga diperoleh felspar dengan berbagaitingkat mutu yaitu felspar mutu tinggi untuk barang saniter dan alat makanminurn sertafelspar denganmutu sedanguntuk ubinkeramik. 2) Dikuasainya teknik penambangandan pencampuran ( mixing) lempung sehinggadiperolehlempungdenganmutu yang konsisten. 3) Dikuasainya metoda karakterisasiserta interpretasi bahan baku keramik untuk berbagaijenis produkkeramik. 4) Tersedianya Pra Studi Kelayakan Pengolahan Felspar Banjarnegara clan Lempung Sukabumi. Pra Studi Kelayakan ini dapatpula dikembangkan untuk endapanbahanbakuyang lain. c.
Guna meningkatkan efisiensi produksi dengan teknologi yang makin maju, telah dilakukan litbang untuk penggunaan bahanbahan aditif seperti : penggunaan wolastonit untuk mengurangi " moisture expantion " yang banyak menyebabkan terjadinya popping pada aplikasi ubin keramik ; penggunaan alumina untuk
meningkatkan kekuatan makanik pada barang-barang table ware dan lain-lain. d. Mengingat lndustri Kecil Keramik Hias juga makin berkembang dan dibeberapa daerah seperti Plered, Kiaracondong, Kasongan dan Dinoyo telah banyak melakukan expor,
2). Keramik Maju Kebijakan yang diambil dalam litbang keramik maju guna menghadapi era globalisasi adalah penyediaan bahan setengah jadi dari bahan alam yang dimiliki. Dengan menguasai teknologi penyediaan bahan setengahjad\ ini akan diperoleh nilai tambah yang besar.
Kegiatanyangtelah dilakukanadalah: a) Pengolahanpasir ilmenit untuk diperoleh Titan Oksida b) Pembuatan SiC dari sekampadi c) PembuatanSIALON dari kaolin d) Pengolahanlimbah penambangantimah untuk diperolehZircon e) Pengolahanlimbah bittern garam untuk diperolehMgO f) PembuatanHidrosilipatit dari barn kapurdan fosfatalam g) Barium titanat dari barium oksida yang diperolehdari borit dantitan oksida Selain penelitian-penelitantersebut diatas guna mengikuti perkembangan Teknologi Keramik Maju Balai Besar Keramik juga aktif menjalin kerjasama dengan instansi litbang luar negeri sebagaiberikut : a) Aktif dalam sidang-sidangclan penyusunan StandarISO/TC-206Fine Ceramic. b) Joint Researchdengan national Industrial ResearchInstituteNagoya,Jepang. c) Selalu mengikuti Group Training JICA dibidangAdvanceMaterial.
51
Pros;d;ngP~rtemuanIlm;ah Sa;nsMater; 1997 d)
Menjadi anggota dan hadir dalam International Congress of Glass ( ICG ) e) Meningkatkan keahlian para Peneliti Balai Besar Keramik dibidang Material Science melalui pendidikan S2, S3 atau trainingtraining didalam dan luar negeri. f) Selalu memperoleh laporan kegiatan litbang Advance Ceramic dari National Science and Technology Council, USA dan Annual Report dari JapanFine Ceramic Assosiation. Bila dilihat dari kemajuan yang sangat pesat dinegara-negara maju seperti Amerika dan Jepang, maka apa yang telah dilakukan Indonesia ini masih sangatjauh. Bahakn dibanding dengan China dan Malaysia, Indonesia masih tertinggal. Oleh karena itu melalui seminar ini kami menghjimbau agar kerjasama antar instansi litbang dapat lebih ditingkatkan guna memanfaatkan segala sumber daya dan sarana sehingga dapat diperoleh basil yang lebih optimal. Dengan demikian hila industri keramik maju berkembang di Indonesia landasan litbangnya telah kuat.
ISSN1410 -2897
Inovasiprosesproduksi, substitusibahandan rekayasa bahan mutlak diperlukan agar industri dapat bekerja lebih efien sehingga dapatbersaingdalampasarglobal. 3 Kebijakan dalam pengembangan bahan keramik di Indonesia adalah pemanfaatan sumber daya alam secara optimal dan penyediaanbahansetengahjadi untuk industri keramikmaju. 4. Kegiatanlitbang yang telahdilakukan adalah: Bank Duta Bahan Mentah Keramik; Pengembangan bahan felspar dan ball clay; litbang rekayasabahan untuk meningkatkan efisiensi; penyediaanbahansiap pakai untuk industri kecil keramik maju dari bahan alam lokal. 5 Perlu peningkatankerjasama antar instansi litbang dalampengembangan bahankeramik. 2,
DAFT AR PUSTAKA
[1] Balai BesarIndustri Keramik, ProgramPelita VI Balai BesarIndustri Keramik,(1994). [2] Pola PengembanganIndustri Bahan Galian KESIMPULAN Non Logam, Direktorat IBGNL Ditjen 1. Sejak tahun 1980 Industri KeramikNasional ILMK, (1995). berkembang dengan pesat, namun masih [3] Study on Developmentof Raw Material of mengalami hambatan utama yaitu tidak Ceramic Industry in Indonesia, Unico konsistennyakwalitas clan kwantitas suplai International Corporation, Tokyo Japan, bahanmentah. (1977).
52
