Upload
others
View
4
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
TUGAS AKHIR
“DESAIN POLA UNTUK PENGECORAN FLANGE
ALUMINIUM (Al) DENGAN MEDIA CETAKAN PASIR CO₂”
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusunoleh :
AZIS ABDUL KAHAR
D 200.130.021
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2018
ii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir dengan
judul “DESAIN POLA UNTUK PENGECORAN FLANGE ALUMINIUM
(Al) DENGAN MEDIA CETAKAN PASIR CO₂“yang dibuat sebagai salah
satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana pada Jurusan Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan
merupakan tiruan atau duplikasi dari penelitian atau skripsi yang sudah
dipublikasikan dan atau digunakan untuk mendapatkan gelar sarjana di
lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun,
kecuali bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana
mestinya.
Surakarta, 16 Januari 2018
Yang Menyatakan
Azis Abdul Kahar
iii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas Akhir yang berjudul“DESAIN POLA UNTUK PENGECORAN
FLANGE ALUMINIUM (Al) DENGAN MEDIA CETAKAN PASIR
CO₂”Disusun Sebagai Syarat Untuk Menyelesaikan Program Studi Strata
Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama : Azis Abdul Kahar
NIM : D 200 130 021
Telah disetujui dan disahkan pada :
Hari :
Tanggal :
Mengetahui,
PembimbingUtama
Ir. Masyrukan., M.T.
iv
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir yang berjudul “DESAIN POLA UNTUK PENGECORAN
FLANGE ALUMINIUM (Al) DENGAN MEDIA CETAKAN PASIR
CO₂”Disusun Sebagai Syarat Untuk Menyelesaikan Program Studi Strata
Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Disusun oleh :
Nama : Azis Abdul Kahar
Nim : D 200 130 021
Disahkan pada
Hari :
Tanggal :
Tim Penguji :
Ketua :Ir. Masyrukan, M.T. (….………....)
Anggota 1 :Ir. Bibit Sugito,M.T. (….……..…..)
Anggota 2 :Patna Partono, S.T.,M.T. (………….....)
Mengetahui,
Dekan
Ir. Sri Sunarjono, M.T.,Ph.D.
KetuaJurusan,
Ir. Subroto, M.T.
v
vi
HALAMAN MOTTO
“Belajardarikemarin, hidupuntukhariini, berharapuntukhariesok. Dan yang
terpentingadalahjangansampaiberhentibertanya”.
(#Albert Einstein)
“Tiadalahkeyakinanlah yang membuat orang
takutmenghadapitantangandansayapercayadiripadasayasendiri”.
(#Muhammad Ali)
“Man jaddah wajadah, selama kita bersungguh-sungguh, maka kita akan
memetik buah yang manis. Segala keputusan hanya ditangan kita sendiri,
kita mampu untuk itu”.
(#B.J. Habibie)
“Hiduplah seakan kamu akan mati besok, belajarlah seakan kamu akan
hidup selamanya”.
(#Mahatma Gandhi)
“Tidak ada yang tidak mungkin selagi kamu mau berusaha dan berdo’a”
(#Penulis)
vii
HALAMAN PERSEMBAHAN
Syukur Alhamdulillah, dipanjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah
dan rahmat-Nya, Beserta Rasulnya. Alhamdulillah penulis selalu
bersyukur atas kemampuan yang dimiliki. Rasa bangga, terharu, serta
bahagia atas karunia dan kemudahan yang Engkau berikan akhirnya
skripsi ini dapat terselesaikan. Saya persembahkan Tugas Akhir ini
kepada :
1. Ayahanda (M. Bahran.) dan ibunda (Rudi tri Astuti) yang dengan ikhlas
dan sabar mengasuh, membesarkan, membimbing serta mendoakanku
selalu.
2. Kakek (Wardi, Sukirman), nenek (Musyirotun,Sakinah) yang dengan
segala kasih saying dan penuh pengorbanannya senantiasa
membimbing dan mendoakanku.
3. Pakde (Samsuri) dan Bude (Sumarni), keluarga besar Nglangak
gemolong, serta teman – teman SD,SMP,SMK yang selalu mendukung,
mendoakan, memotivasi dan memberi solusi dalam setiap masalah.
4. Saudara-saudaraku Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Surakarta angkatan 2013 khususnya anggota geng kos “IMAGON”
yang tidak bisa saya sebutkan satu per satu, terima kasih atas
persahabatan layaknya saudara, kepedulian, keceriaan dan semangat
yang kalian berikan.
5. Teman seperjuangan (Ibnu, Andri, Frabangasta, Ayub, Febri, Dimas
ambogo, Andre, Supri, Danang, Gladito, Raffel, Gilang, Yunus, Dimas
viii
Budi. ) mahasiswa bimbingan Bapak Ir. Masyrukan., M.T. yang selalu
memberi semangat, saling membantu dan berjuang bersama.
6. Dosen Universitas Muhammadiyah Surakarta Teknik Mesin yang telah
membimbing saya didalam perkuliahan.
7. Bapak dosen pembimbing akademik .Ir PramukoI lmu Purboputro M.T.,
Bapak dosen pembimbing tugas akhir Ir. Masyrukan.,M.T. yang telah
membimbing dalam melakukan tugas akhir saya.
ix
DESAIN POLA UNTUK PENGECORAN FLANGE ALUMINIUM (Al)
DENGAN MEDIA CETAKAN PASIR CO₂
Azis Abdul Kahar,Ir.Masyrukan.,MT.
TeknikMesinUniversitasMuhammadiyah Surakarta
Jl. A. YaniTromolPos I Pabelan, Kartasura
Email :[email protected]
Abstrak
Pola merupakan gambaran dari bentuk produk yang akan dibuat.
Pola dapat dibuat dari kayu, plastik, sterofoam atau logam. Pemilihan
material pola tergantung pada bentuk dan ukuran produk cor, akurasi
dimensi, jumlah produk cor dan jenis proses pegecoran yang digunakan.
Penelitian ini menggunakan pola kayu mahoni sebagai bahan
pembuatan pola dan alumunium bekas atau rosok yang di remelting
dalam dapur induksi untuk pengecoran dengan cetakan pasir CO₂.
Analisa data menunjukkan bahwa Proses mendesain
menggunakan software solidworks 2014 sangat menguntungkan dan
mempermudah dalam pengerjaan gambar 2D dan 3D. Dalam pembuatan
pola flange dengan kayu mahoni mempermudah peneliti dalam
pembuatan pola dan harga yang ekonomis serta pola yang terbuat dari
kayu dapat digunakan berulang kali dengan melalukan pengecoran
meggunakan metode cetakan pasir CO₂ mempermudah dalam pembuatan
produk, Karena cetakan telah mengeras dan cetakan tidak akan mudah
rusak saat pelepasan pola dari cetakan pasir Co₂. Karakteristik aluminium
dari hasil pengujian komposisi kimia dari material aluminium didapatkan
beberapa unsure antara lain (Al) 98,46%, (Zn) 0,60%, (Fe) 0,38%, (Si)
0,180%, (Cu) 0,16%. Dan pengujian foto mikro dalam larutan secara
merata adalah aluminium (Al) dengan warna khasnya keputihan.
Sedangkan untuk warna putih kehitaman adalah Al-Zn yang dipisahkan
batas butir aluminium. Serta untuk pengujian kekerasan dengan
menggunakan pengujian Brinell menunjukkan bahwa pada titik 1 sebesar
21,23 , titik 2 sebesar 21,23 , titik 3 sebesar 21,23 , titik 4 sebesar 21,23
danpadatitik 5 sebesar 21,23 , dandidapatkanhasil rata-rata sebesar 21,23
BHN.
Kata Kunci :Pola, Alumunium (Al), portable hardness
brinell,kekerasan, strukturmikro, komposisikimia
x
DESAIN POLA UNTUK PENGECORAN FLANGE ALUMINIUM (Al)
DENGAN MEDIA CETAKAN PASIR CO₂
Azis Abdul Kahar,Ir.Masyrukan.,MT.
TeknikMesinUniversitasMuhammadiyah Surakarta
Jl. A. YaniTromolPos I Pabelan, Kartasura
Email :[email protected]
Abstract
Pattern is a description of the shape of the product to be made.
Patterns can be made of wood, plastic, sterofoam or metal. The choice of
pattern material depends on the shape and size of the cast product,
dimensional accuracy, the number of cast products and the type of casting
process used.
This study uses the pattern of mahogany wood as a pattern
making material and used aluminum or rubbers that are remelting in
induction kitchen for casting with sand mold co₂.
Data analysis shows that the process of designing using software
solidworks 2014 is very profitable and simplify in the work of 2D and 3D
images. In making flange pattern with mahogany wood facilitate
researchers in making patterns and economical prices and patterns made
of wood can be used repeatedly By foundry using the sand mold method
Co₂ makes it easier to manufacture the product, because the mold has
hardened and the mold will not be easily damaged when the pattern
release from the Co₂ sand mold. The aluminum characteristic from the test
of the chemical composition of the aluminum material is found some
elements, among others (Al) 98.46 %, (Zn) 0.60%, (Fe) 0.38%, (Si)
0.180%, (Cu) 0.16%. And testing of photo micro in solution evenly is
aluminum (Al) with its whitish color. As for the blackish white color is Al-Zn
separated aluminum grain boundary. And for hardness testing using
Brinell test showed that at point 1 of 21,23, point 2 was 21,23, point 3 was
21,23, point 4 was 21,23 and at point 5 was 21,23, and got result average
of 21.23 BHN
Keywords: Patterns, Aluminum (Al), portable hardness brinell ,
hardness,micro structure, chemical composition.
xi
KATA PENGANTAR
بـ بـ ب الر س م ب الر ب س ــــــــــــــــــ ب سSyukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang
telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan dan menyusun Laporan Tugas Akhir yang berjudul
“DESAIN POLA UNTUK PENGECORAN FLANGE ALUMINIUM (Al)
DENGAN MEDIA CETAKAN PASIR CO₂”, dengan baik dan tepat pada
waktunya. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih
kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Ir. Subroto, M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, M.T. selaku Koordinator Tugas Akhir.
4. Bapak Ir. Masyrukan., M.T.selaku Dosen Pembimbing utama Tugas
Akhir yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan kepada
penulis.
5. Bapak Ir.PramukoI lmuPurboputro, M.T., selaku dosen Pembimbing
Akademik yang memberikan arahan dan semangat kepada penulis.
6. Kedua orang tua serta semua keluarga yang telah membesarkan,
mendo’akan memotivasi serta membiayai semua kebutuhan penulis
sampai sekarang.
7. Bapak Ismail (Pak Mail) beserta keluarga besar CV.ARBA JAYA
LOGAM ,yang telah memberi fasilitas, membimbing proses penelitian
di lapangan serta memberi semangat dalam penelitian dari awal
xii
hingga selesai.
8. Firman beserta keluarga serta keluarga besar CV. Kembar Jaya, yang
telah memberi fasilitas, membimbing proses penelitian di lapangan
serta memberi semangat dalam penelitian dari awal hingga selesai.
9. Teman seperjuangan (Ibnu, Andri,Frabangasta, Ayub, Febri, Dimas
ambogo, Andre, Supri, Danang, Gladito, Raffel, Gilang, Yunus, Dimas
Budi) mahasiswa bimbingan Bapak Ir. Masyrukan., M.T.
10. Rekan-rekan Teknik Mesin khususnya angkatan 2013 dan semua
pihak yang telah membantu dalam penelitian penulisan Laporan Tugas
Akhir ini baik moril maupun materiil.
Semoga laporan ini bermanfaat bagi semua pihak dan juga bisa
menjadi referensi untuk laporan-laporan yang akan dilakukan di kemudian
hari.
Akhirkata, penulis mohon maaf sebelum dan sesudahnya, jika
sekiranya terdapat kesalahan dan kekurangan dalam penulisan Tugas
Akhir ini, yang disebabkan adanya keterbatasan-keterbatasan antara lain
waktu, dana, literatur yang ada, dan pengetahuan yang penulis miliki.
Harapan penulis semoga laporan ini bermanfaat untuk pembaca.
Surakarta,16 Januari 2018
Azis Abdul Kahar
xiii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................. ...i
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ............................................. ..ii
HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................... .iii
HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... .iv
LEMBAR SOAL ....................................................................................... ..v
LEMBAR MOTTO .................................................................................... .vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................... vii
ABSTRAK ............................................................................................... .ix
KATA PENGANTAR ................................................................................ .xi
DAFTAR ISI ........................................................................................... .xiii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ .xvii
DAFTAR TABEL ................................................................................... ..xxi
DAFTAR SIMBOL....................................................................................xxii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ...................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................ 3
1.3 Batasan Masalah .................................................................. 3
1.4 Tujuan Penelitian .................................................................. 4
1.5 Manfaat Penelitian................................................................. 4
1.6 Sistematika Penulisan ........................................................... 5
xiv
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka .................................................................. 6
2.2. Dasar Teori .......................................................................... 8
2.2.1.PerancanganGambarPola............................................ 8
2.2.2.PembuatanPola (pattern) ............................................ 8
2.2.3. MesinBubut ................................................................ 9
2.2.4. MesinBor (Drilling) ................................................... 10
2.2.5.PasirCetak CO2 .......................................................... 11
2.2.6.Proses Pengecoran ................................................... 13
2.2.7.Aluminium .................................................................. 14
2.2.8.PaduanAluminium ...................................................... 15
2.2.9.DapurPengecoran ...................................................... 16
2.3.Sifat Fisis ..........................................................................…16
2.3.1.Komposisi Kimia.………………..………….……………16
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Penelitian ........................................................ 18
3.2 TempatPenelitian ................................................................ 19
3.3 AlatdanBahan ...................................................................... 19
3.3.1 Alat ............................................................................. 19
3.3.2Bahan .......................................................................... 26
3.4PembuatanDesainPola Flange ............................................. 28
3.4.1Alat yang digunakan .................................................... 28
3.4.2Sofware Solid Works 2014 ........................................... 28
xv
3.4.3Desain Pola.................................................................. 29
3.5 PembuatanPola Flange ....................................................... 30
3.6PembuatanCetakanPasir CO2 .............................................. 31
3.7 Proses Pengecoran Flange ................................................. 37
3.7.1Peleburan Logam ......................................................... 37
3.7.2 PenuanganLogamCair ................................................ 38
3.7.3 LangkahPengujian ...................................................... 39
3.8 Proses PersiapanPengujian ................................................ 40
3.9 PengujianSpesimen .......................................................... 44
3.9.1 PengujianKekerasan ................................................... 44
3.9.2 PengamatanStrukturMikro .......................................... 45
3.9.3 PengujianKomposisi Kimia.......................................... 47
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Proses PembuatanDesainPola Flange................................ 50
4.1.1 DesainPola Flange ..................................................... 50
4.1.1.1 Rencana hasil produk flange .......................... 51
4.1.1.2 Pembuatan desain pola .................................. 52
4.2 Proses pembuatanPola Flange. .......................................... 53
4.2.1Pemilihan BahanPola Flange. ..................................... 53
4.2.2 Proses Machining ...................................................... 54
1. Proses Machining Facing ....................................... 54
2. Proses Machining Memanjang ............................... 56
3. Proses Boring ......................................................... 58
xvi
4. HasilJadiPola Flange .............................................. 63
4.3 Proses PembuatanCetakan CO2 ......................................... 64
4.4 Proses Pengecoran Flange. ................................................ 70
4.5Komposisi Kimia Hasil Produk Cor Aluminium. .................... 72
4.5.1Pembahasan Komposisi Kimia. .................................. 73
4.6Penyusutan .......................................................................... 74
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan............................................................................ 77
5.2 Saran ..................................................................................... 78
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xvii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Gambar Desain Pola ............................................................ 8
Gambar 2.2 Pola Kayu…………… .......................................................... ..9
Gambar 2.3 PasirCetak CO2 .................................................................... 13
Gambar 2.4 Proses Pembuatan Benda Coran(Surdia,1976) ................... 14
Gambar 3.1 Diagram AlirPenelitian .......................................................... 18
Gambar 3.2 Laptop ASUS X450CC-WX142 ............................................ 19
Gambar 3.3 Tampilan Software Solidwork 2014 ...................................... 19
Gambar 3.4 Mesin Bubut ......................................................................... 20
Gambar 3.5 Cangkul ................................................................................ 20
Gambar 3.6 Penumbuk ............................................................................ 21
Gambar 3.7 Tabung silinder..................................................................... 21
Gambar 3.8 Lanset .................................................................................. 22
Gambar 3.9 Ladel .................................................................................... 22
Gambar 3.10 Dapur Peleburan ................................................................ 23
Gambar 3.11 Kowi ................................................................................... 23
Gambar 3.12 Linggis ................................................................................ 24
Gambar 3.13 Gergaji Besi........................................................................ 24
Gambar 3.14 Digital Kaliper ..................................................................... 24
Gambar 3.15 Alat Uji Sperktometer ......................................................... 25
Gambar 3.16 Alat uji Kekerasan Portable Hardness Brinell ..................... 25
Gambar 3.17 Mikroskop Metalografi ........................................................ 26
xviii
Gambar 3.18 Alumunium Bekas .............................................................. 26
Gambar 3.19 Kayu Mahoni ...................................................................... 27
Gambar 3.20 Pasir silika CO₂ .................................................................... 27
Gambar 3.21 kalsium karbonat ................................................................ 27
Gambar 3.22 Water Glass (air kaca) ....................................................... 28
Gambar 3.23 Laptop ASUS X450CC-WX142 .......................................... 28
Gambar 3.24 Tampilan Software Solidwork 2014 .................................... 29
Gambar 3.25 Desain Pola Flange ............................................................ 29
Gambar 3.26 Desain pola Flange pandangan atas .................................. 29
Gambar 3.27 Desain pola Flange pandangan depan .............................. 30
Gambar 3.28 Kayu Mahoni ...................................................................... 30
Gambar 3.29 Mesin Bubut ....................................................................... 31
Gambar 3.30 Bentuk pola flange ............................................................. 31
Gambar 3.31 Persiapan Cetakan ............................................................. 32
Gambar 3.32 Pengadukan Pasir silika dan water glass ........................... 32
Gambar 3.33 Pengisian Cetakan Pasir CO₂ ............................................ 33
Gambar 3.34 Meratakan Permukaan ....................................................... 33
Gambar 3.35 Melapisi bagian cetakan ..................................................... 34
Gambar 3.36 Mencabut tabung silinder sprue ......................................... 34
Gambar 3.37 Membuat saluran masuk gas co₂ ....................................... 35
Gambar 3.38 Memberi gas CO₂ ............................................................... 35
Gambar 3.39 Mengambil pola .................................................................. 36
Gambar 3.40 Membuat saluran gas co cetakan bawah ........................... 36
xix
Gambar 3.41 Membuat ingate ................................................................. 37
Gambar 3.42 Cetakan Pasir Co2 .............................................................. 38
Gambar 3.43 Pembongkaran Cetakan .................................................... 39
Gambar 3.44 Hasil mounting ................................................................... 41
Gambar 3.45 Mesin Grinding ................................................................... 42
Gambar 3.46 Alat uji Kekerasan Portable Hardness Brinell ..................... 45
Gambar 3.47 Olympuss Metallurgical Microscope ................................... 47
Gambar 3.48 Pemasangan Spesimen ke Detector .................................. 49
Gambar 3.49 Spectrometer (Lab Bahan Polman Ceper,2017) ................ 49
Gambar 4.1 DesainPola Flange ............................................................... 50
Gambar 4.2 Rencana Hasil Produk Flange.............................................. 51
Gambar 4.3 Desain pola .......................................................................... 52
Gambar 4.4 Kayu Mahoni ........................................................................ 54
Gambar 4.5 Kayu Mahoni Sebelum di Facing.......................................... 56
Gambar 4.6 Kayu Mahoni Sesudah di Facing.......................................... 56
Gambar 4.7 Hasil Machining Memanjang ................................................ 58
Gambar 4.8 Hasil Boring Dengan Mata bor 10mm ............................... ...60
Gambar 4.9 Hasil Boring Dengan Mata Bor 20 mm .............................. ...61
Gambar 4.10 Hasil boring denganmatabor 40mm ................................... 63
Gambar 4.11 Pola Flange ........................................................................ 63
Gambar 4.12 Persiapan Cetakan ............................................................. 64
Gambar 4.13 Pengadukan Pasir silika dan water glass ........................... 64
Gambar 4.14 Pengisian Cetakan Pasir CO2 ................................................65
xx
Gambar 4.15 Meratakan Permukaan ....................................................... 65
Gambar 4.16 Melapisi bagian cetakan ..................................................... 66
Gambar 4.17 Mencabut Tabung Silinder Sprue ....................................... 67
Gambar 4.18 Membuat saluran masuk gas CO₂...................................... 67
Gambar 4.19 Memberi gas CO₂ ............................................................... 68
Gambar 4.20 Mengambil pola .................................................................. 68
Gambar 4.21 Membuat Saluran Gas CO2 Cetakan Bawah ...................... 69
Gambar 4.22 Membuat ingate ................................................................. 70
Gambar 4.23 Penuangan logam cair ke cetakan ..................................... 70
Gambar 4.24 Proses pelepasan coran. ................................................... 71
Gambar 4.25 Hasil jadi produk cetakan pasir Co₂ .................................... 71
Gambar 4.26 Hasil jadi produk setelah di machining ............................... 72
Gambar 4.27 Penyusutan produk flange setelah pengecoran ................. 74
Gambar 4.28 Pola dan Hasil Jadi Flange................................................. 75
xxi
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Tabel penyusutan paduan logam ............................................. 51
Tabel 4.2 Hasil Uji Komposisi Kimia ........................................................ 72
Tabel 4.3 Prosentase penyusutan ........................................................... 76
xxii
DAFTAR SIMBOL
Al = Aluminium
Co₂ = Karbondioksida
d0 = Diameter mula (mm)
d1 = Diameter akhir (mm)
Lt = Panjangpemesinan (mm)
a =Kedalamanpemotongan (mm)
f = Feeding/gerakmakan (mm/putaran)
n =Putaranporosutama (bendakerja) (putaran/mm.Rpm)
Lv = panjangawalan
Lw = panjangpemotongan
Ln = Panjangakhir