KATA PENGANTAR
Puji syukur dinaikan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, karena berkat dan rahmat-Nya saya dapat menyelesaikan Proposal ini. Maksud dari penyusunan Proposal ini adalah untuk melengkapi salah satu syarat kelulusan program D-IV Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Manado.
Saya menyadari bahwa tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak dari masa perkuliahan sampai pada penyusunan proposal ini, sangatlah sulit bagi saya untuk menyelesaikannya. Oleh karena itu, saya memberikan penghargaan stinggi tingginya dengan uncapan terima kasih kepada :
1. Dra. Mareyke alelo, MBA, selaku Direktur Politeknik Negeri Manado 2. Niko pinangkaan, ST, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
3. Dr. Winda S.Slat,SST,M.Eng, selaku Koordinator Program Studi D-IV Teknik Mesin Produksi Dan Perawatan
4. Dr. Winda S.Slat,SST,M.Eng, selaku Panitia Pelaksana Ujian Proposal 5. Dr. Winda S.Slat,SST,M.Eng, selaku pembimbing 1
6. Adriyan Warokka, ST.,M.Eng, selaku pembimbing 2
7. Orang tua dan keluarga saya yang memberikan bantuan berupa dukungan material dan moral
8. Sahabat yang telah banyak membantu saya dalam menyelesaikan proposal ini
Akhir kata, dengan segala keterbatasan saya selaku penulis menyadari bahwa penulisan proposal ini masih jauh dari sempurna, harapan saya semoga proposal ini dapat memberi tambahan wawasan pengetahuan bagi pembaca khususnya didunia Teknik Mesin.
Manado, 6 April 2022 Yang Menyatakan,
iii
Willy S. Rondonuwu Nim : 18031089
DAFTAR ISI
JUDUL...i
HALAMAN PENGESAHAN...ii
KATA PENGANTAR...iii
DAFTAR ISI...iv
BAB I...1
PENDAHULUAN...1
1.1 Latar Belakang...1
1.2 Rumusan Masalah...3
1.3 Tujuan...3
1.4 Pembatasan Masalah...3
BAB II...4
TINJAUAN PUSTAKA...4
2.1 Pengertian Sampah...4
2.2 Alat / Mesin Pencacah Sampah Organanik...5
2.3 Mata Pisau...6
2.4 Baja ST 41...6
2.5 Heat Treatment...6
2.6 Macam – Macam Proses Heat Treatment Dan Pendingin...7
2.7 Unsur – Unsur Tambahan ST (Stainless Steel)...8
BAB III...9
METODE PENELITIAN...9
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian...9
3.2 Diagram Alir...9
DAFTAR PUSTAKA...10
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sampah selama ini dianggap tidak berguna, bahkan ada yang menggapnya kotoran. Jika sampah terus ada, semakin dibiarkan sampah akan tertimbun seperti TPA Sumompo dan akan memunculkan masalah baru. Bahkan sampah sudah menjadi isu dunia, oleh karena itu tidak mengherankan jika ruang mahluk hidup menjadi semakin terbatas dikarenakan adanya sampah. Padahal manusialah penyebab dari penumpukan sampah tersebut, saat ini banyak masalah lingkungan yang dihadapi, salah satunya adalah sampah dan yang semakin banyak di produksi oleh rumah tangga yaitu sampah organik.
Semakin berkembangnya teknologi dan perkembangan gaya hidup, mengakibatkan berkembangnya juga cara dan metode dalam mengelola ataupun mengelolah sampah ini. Dalam penanganan penumpukan limbah sampah, maka diperlukan proses pengolahan dan pengelolaan sampah. Maka perlu ada perubahan, diantarannya yang dapat dilakukan adalah dengan mengubah sampah rumah tangga yang bersifat organic menjadi kompos maupun bahan bakar.
Untuk dapat mempercepat proses penguraian sampah organic menjadi potongan – potongan kecil maka diperlukan mesin pencacah sampah yang dapat memudahkan mencacah sampah dimana diperlukan mata pisau mesin pencacah sampah organik jenis pisau potong dan pencacah. Untuk dapat digunakan sebagai mata pisau maka diperlukan sifat material yang sesuai dengan penggunaannya, terutama tahan terhadap keausan sehingga tetap awet tajamnya dan juga tahan karat. Kemajuan industri tidak terlepas dari perkembangan industri perkakas atau pandai besi besar maupun kecil meningkatkan persyaratan penggunaan baja keras yang dibutuhkan oleh perancang mesin pencacah sampah organik / konsumen.
Teknologi pengerasan logam ini semakin meningkat, maka peneliti telah mencoba untuk mengaplikasikan pengetahuan tentang pengerasan logam pada pisau dengan 1
bahan baja karbon rendah. Pandai besi sering menggunakan baja ini untuk membuat membuat peralatan rumah tangga, pada industri pembutan pisau atau pandai besi sendiri mengalami beberapa permasalahan, diantaranya terjadinya keausan dan kekuatan dari pisau yang di produksi.
Terdapat beberapa yang memengaruhi keausan dan kekuatan pisau, diantaranya adalah media pendinginan pada proses perlakuan panas (Heat Treatment). Sehingga diperlukan penelitian yang dapat dilakukan untuk meningkatkan kekuatan fisik dan mekanis pisau perkakas. Cara yang dapat di tempuh untuk mengatasinya adalah dengan melakukan perlakuan panas (Heat Treatment) dengan metode yang berbeda. Dalam penelitian kali ini peneliti melakukan carburizing, dilanjut dengan Hardening dan diselesaikan dengan Tempering, dengan menggunakan media pendingin quenching dengan menggunakan air laut diharapkan dapat menambah ketahanan aus dan kekuatan dari pisau yang diproduksi dari bahan baja karbon ST 41.
Baja ST 41 adalah baja karbon dengan perpaduan antara logam besi dan karbon dengan persentase tertentu. Selain karbon, pada baja juga terdapat juga elemen paduan logam lainnya, di alam banyak terdapat panduan logam yang memiliki cara perlakuan panas dan komposisi yang berbeda. Pada baja st 41 terdapat kandungan karbon 0.20% dari total panduan yang ada, banyaknya unsur yang terdapat pada baja pada umumnya adalah : karbon, mangan, fosfor dan belerang dengan komposisi beragam tergantung jenisnya. Baja karbon dapayt dibedakan atas banyaknya kadar karbon menjadi beberapa jenis yaitu :
1. Baja dengan kandungan 0,10% - 0,30% C biasa bias disebut karbon rendah ( low carbon steel )
2. Baja dengan kandungan 0,30% - 0,60% C disebut karbon sedang ( medium karbon steel )
3. Baja dengan kandungan 0,60% - 1,7% C disebut karbon tinggi ( high carbon steel )
2
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan masalah yaitu : 1. Bagaimana cara mengetahui pisau pencacah yang menggunakan material
baja st 41 agar supaya tahan karat ?
1.3 Tujuan
Sesuai dengan latar belakang dan rumusan masalah yang telah di kemukakan maka tujuan material baja st 41 ini yaitu :
1. Untuk mengetahui pisau pencacah yang menggunakan material baja st 41 agar supaya tahan karat
1.4 Pembatasan Masalah
Dalam penelitian alat / mesin pencacah sampah organic ini ruang lingkup yang ada sangat luas, maka disusun pembatasan masalah yaitu :
1. Pisau pencacah pada alat / mesin pencacah sampah dengan mnggunakan material baja st 41
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Sampah
Sampah adalah sisa buangan dari suatu produk atau barang yang sudah tidak digunakan lagi, tetapi masih dapat di daur ulang menjadi barang yang bernilai. Sampah organik adalah sampah yang berasal dari sisa mahkluk hidup yang mudah terurai secara alami tanpa proses campur tangan manusia untuk dapat terurai. Sampah organik bisa dikatakan sebagai sampah ramah lingkungan bahkan sampah bisa diolah kembali menjadi suatu yang bermanfaat bila dikelola dengan tepat.
Gambar 2.1 Penumpukan sampah di Sumompo
Tetapi sampah bila tidak dikelola dengan benar akan menimbulkan penyakit dan bau yang kurang sedap hasil dari pembusukan sampah organik yang cepat. Sampah anorganik adalah sampah yang sudah tidak dipakai lagi dan sulit terurai. Sampah anorganik yang tertimbun di TPA (Tempat Pembuangan Akhir) dapat menyebabkan pencemaran tanah karena sampah anorganik tergolong zat yang sulit terurai dan sampah itu akan tertimbun dalam tanah dalam waktu lama, ini menyebabkan rusaknya lapisan tanah.
Adapun produksi dan volume sampah di kota Manado 2018 adalah 412,9 ton (Finneke & Rizki, 2018) 264 m3 per hari dengan volume sampah yang terangkut ke Tempat Pembuangan Akhir (TPA) sumompo sebanyak 1680 m3 per hari (80% dari
4
volume total sampah kota). Saaat ini TPA sumompo telah melebihi kapasitas penampung sampah dari kota Manado TPA ini masih bersifat tempat penampung akhir dan sebelum ada pengelolaan sampah organik yang memiliki kapasitas 60% dari volume sampah harian. Hasil pengelolaan sampah organik diantaranya dapat di manfaatkan menjadi pupuk, kompos, dan juga bisa menjadi bahan bakar.
2.2 Alat / Mesin Pencacah Sampah Organanik
Dalam proses daur ulang membutuhkan sebuah alat bantu yang digunakan untuk mencacah sampah menjadi potongan-potongan kecil menggunakan pisau pencacah sampah organik, sebelum dilakukannya proses daur ulang. Maka dari itu dibuatlah alat bantu untuk mencacah sampah, agar memudahkan dalam proses pendaur ulangan sampah organik. Alat bantu pencacah sampah ini mempunyai bagian-bagian yang mempunyai fungsinya masing-masing, agar alat ini dapat bekerja sesuai dengan fungsinya dalam membantu proses daur ulang.
Gambar 2.2 Alat / Mesin Pencacah Sampah
Kapasitas : < 250 kg/jam
Motor penggerak : dinamo listrik 1 hp (konsumsi listrik 1500watt) Dimensi keseluruhan/terluar : + (p x l x t ) : 50 x 40 x 60 cm Bilah pencacah : 12 pisau pencacah
5
2.3 Mata Pisau
Alat untuk mencacah atau memotong samapah organik menjadi serpihan – serpihan kecil dan juga jadi kompos, dengan menggunakan bahan baja karbon ST 41 yang memiliki karbon rendah, memiliki sifat yang lunak dan mudah di bentuk.
2.4 Baja ST 41
Merupakan jenis logam medium karbon, artinya logam ini terdiri dari campuran ferrite dan pearlite yang kandungannya sama – sama besar atau setara dengan baja S 40 (JIS, G4051), dengan komposisi panduan 0,37 – 0,43% C, 0,5 – 0,35% Si, 0,60-0,90% Mn. Daya tahan baja ST 41 ini memeliki kekuatan dan keuletan yang cukup baik.
Gambar 2.3 Baja ST 41
2.5 Heat Treatment
Suatu proses mengubah sifat logam dengan cara struktur mikro yang di ubah melalui proses pemanasan dan pengaturan kecepatan pendinginan atau tanpa merubah komposisi kimia logam yang bersangkutan. Perubahan sifat logam akibat proses perlakuan panas dapat mencakup keseluruhan bagian dari logam atau sebagian logam.
6
Gambar 2.4 Contoh Heat Treatment
2.6 Macam – Macam Proses Heat Treatment Dan Pendingin
Hardening
Perlakuan panas terhadap logam dengan sasaran meningkatkan kekerasan alami logam hardening juga dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi, kekuatan dan fatigue / strength yang lebih baik.
Tempering
Perlakuan untuk menghilangkan tegangan dalam dan menguatkan baja dari kerapuhan disebut dengan memudakan (tempering), tempering dapat didefinisikan sebagai proses pemanasan logam setelah dikeraskan pada temperatur tempering dibawah suhu kritis yang dilanjutakan dengan proses pendingin. Baja yang telah dikeraskan bersifat rapuh dan tidak cocok digunakan. Melalui proses tempering kekerasan dan kerapuhan dapat diturunkan sampai memenuhi persyaratan penggunaan. Kekerasan turun, kekuatan tarik akan turun pula sedangkan keuletan dan ketanguhan baja akan meningkat.
Tempering pada suhu (150o – 300oC) tempering ini hanya untuk mengurangi tengangan – tegangan kerut dan kerapuhan dari baja, biasanya untuk alat potong, mata bor dan sebagainya. Tempering pada suhu (300o – 550oC) pada suhu sedang ini bertujuan untuk menambah keuletan dan kekerasannya sedikit berkurang proses ini digunakan pada alat – alat kerja yang mengalami beban berat.
Tempering pada suhu (550o – 650oC ) pada suhu tinggi bertujuan memberikan daya keuletan yang besar dan sekaligus kekerasannya menjadi agak rendah.
7
Quenching / pendingin
Melibatkan beberapa faktor yang saling berhubungan pertama yaitu jenis media pendingin dan kondisi proses yang digunakan, yang kedua adalah komposisi kimia dan hardenbility dari logam tersebut. Hardenbility merupakan fungsi dari komposisi kimia dan ukuran butir pada temperatur tertentu. Selain itu, dimensi dari logam juga berpengaruh terhadap hari proses quenching.
2.7 Unsur – Unsur Tambahan ST (Stainless Steel)
Kromium
Kandungan yang memberikan pengaruh besar pada material baja st, unsur kromium berguna untuk membentuk lapisan pasif ini bertujuan untuk mencegah / melindungi dari pengaruh suhu dan zat – zat kimia yang akan mengakibatkan korosi.
Nikel (Ni)
Unsur nikel (Ni) dalam bahan baja sebagai penstabil austenite, meningkatkan sifat mekanik, meningkatkan ketahanan korosi pada lingkungan asam mineral.
Mangan (Mn)
Unsur mangan (Mn) tidak memberikan pengaruh besar pada struktur. Hanya membantu untuk meningkatkan sifat mekanik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada lingkungan asam mineral.
Nitrogen (N)
Unsur nitrogen membentuk duplex stainless steel dengan meningkatkan sifat mekanik stainless steel.
8
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian
Bertempat di bengkel Teknik Mesin Politeknik Negeri Manado
Waktu pelaksanaan pada bulan April sampai dengan juli 2022 3.2 Diagram Alir
9 Mulai
Studi Literatur
Selesai Kesimpulan Analisa Penguatan Pisau Persiapan Alat Dan Bahan
DAFTAR PUSTAKA
https://jurnal.umk.ac.id/index.php/cra/article/download/6024/2587
http://e-journal.upstegal.ac.id/index.php/Oseatek/article/view/210
http://eprints.unpam.ac.id/6313/3/BAB%20II.pdf
10
