25 BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Flowchart Perancangan
Pada awal penelitian dilakukan studi literatur untuk mencari teori dasar dari penelitian. Kemudian dilanjutkan dengan menentukan variabel dari parameter yang akan digunakan serta menentukan material apa yang akan diteliti. Ketika semua persiapan sudah cukup siap, mulailah proses pembubutan pada benda kerja dengan menggunakan mesin bubut konvensional. Pada proses pembubutan dilakukan sesuai dengan variabel yang telah ditentukan dari awal. Setelah proses pembubutan selesai lakukan proses pengambilan data dari kekasaran permukaan dan bentuk geram dengan menggunakan mikroskop digital. Bila semua data sudah terkumpul, maka lakukan menganalisis data yang ada dengan membuat grafik dan tabel. Buat kesimpulan dari menganalisis data tersebut agar penelitian bisa dikatakan selesai.
Berikut ini merupakan diagram alir dari metode eksperimen yang akan dilakukan:
Gambar 3. 1 Diagram Alir Penelitian
Pada pengambilan data eksperimen dilakukan pemilihan material yang akan digunakan penelitian, dalam pemilihan benda kerja akhirnya kita memutuskan untuk menggukana material aluminium 6061 sebagai benda kerja. Selain itu kita
TIDAK
YA MULAI
Menentukan Material Benda Kerja dan Pahat
Material yang di gunakan : Alumunium 6061
Pembubutan Benda Kerja Dengan Mesin Bubut Konvensional
Variasi Kecepatan Potong 59m/min, 72m/min, 98m/min, 120m/min, 199m/min
Pengukuran Kekasaran Permukaan Pengukuran Bentuk Geram
Data Lengkap
Pengolahan Data Dengan Grafik
Analisis Data dan Kesimpulan
SELESAI
juga menentukan variabel kecepatan potong dan akhirnya kita memutuskan untuk menggunakan variasi kecepatan potong 59 m/min, 72 m/min, 98 m/min, 120 m/min, 199 m/min. Setelah material dan variabel sudah ditentukan, lakukan proses pembubutan sesuai dengan variabel yang telah ditentukan. Bila proses pembutuan telah selesai, segera lakukan proses pengambilan data dengan mengukur tingkat kekasaran permukaan benda pada 3 titik yang telah ditentukan, hal itu dilakukan agar dapat merata-rata tingkat kekasaran pada benda. Lakukan juga pengukuran bentuk geram. Setelah semua data terkumpul, lakukan proses penganalisaan data dengan membuat tabel dan grafik dari setiap data yang telah terkumpul. Buat kesimpulan bila telah membuat grafik data dan tabel agar penelitian dapat menyimpulakan hasil dari penelitian.
3.2 Bahan dan Peralatan yang Digunakan
Dalam melakukan proses penelitian ini harus dilakukan penentuan alat dan bahan material apa yang akan digunakan. Berikut bahan dan peralatan yang digunakan dalam penelitian :
3.2.1 Bahan
1. Aluminium 6061
Aluminuim 6061 merupakan paduan aluminium dari grup 6XXX yang paling sering dipakai. Paduan ini termasuk paduan yang tahan terhadap panas. Setelah aluminium, magnesium dan silikon merupakan komposisi utama dalam material ini. Kombinasi antara Aluminium, magnesium, dan silikon pun menghasilkan material yang sangat reaktif terhadap oksigen. Beberapa produsen juga menambahkan sedikit krom dan tembaga untuk memperoleh sifat tertentu. Ketika permukaan Alloy 6061 terkena udara, akan segera terbentuk lapisan tipis yang melindungi logam paduan ini dari karat. Selain tahan terhadap korosi, Alloy 6061 juga mudah untuk dilas, ditempa, maupun dicor.
Terlebih, sebagai produk berbahan utama aluminium, material ini cukup ringan dibandingkan dari material antikarat lainnya. Oleh karena itu, Alloy 6061 pun banyak digunakan pada alat transportasi dan produk- produk lain yang membutuhkan material yang ringan tetapi cukup kuat.
Gambar 3. 2 Aluminium 6061 3.2.2 Peralatan yang Digunakan
1. Mesin Bubut Konvensional
Mesin yang digunakan pada penelitian ini adalah mesin bubut berjenis standart. Mesin bubut standar memiliki ukuran yang besar dan lebih berat. Jenis mesin bubut ini merupakan standar dalam pembuatan mesin bubut pada umumnya. Dengan komponen seperti pada mesin bubut ringan dan sedang serta dilengkapi dengan keran pendingin, lampu kerja, bak penampung beram, dan rem.
Gambar 3. 3 Mesin Bubut 2. Pahat
Dalam penelitian ini, pahat yang digunakan adalah pahat HSS.
Pahat bubut yang terbuat dari baja kecepatan tinggi atau high speed steel (HSS) bisa dikatakan sebagai pahat pengganti pahat bubut baja karbon. Pahat bubut HSS memiliki kecepatan potong sekitar 4 kali lebih
cepat dibandingkan pahat bubut baja karbon. Unsur-unsur paduan yang umum digunakan untuk membuat material HSS adalah wolfram/tungsten (W), kromium (Cr), vanadium (V), molibdenum (Mo), dan kobalt (Co). Unsur-unsur paduan ini akan memberikan sifat- sifat tertentu yang diinginkan, seperti meningkatkan sifat kekerasan panas, ketahanan aus dan kekuatan pada HSS. Karakteristik ini memungkinkan HSS memiliki kecepatan potong yang lebih tinggi dan kinerja yang lebih baik daripada baja karbon.
Gambar 3. 4 Pahat HSS 3. Dial Indicator
Pada penelitian ini dial indikator digunakan untuk mengetes kepresisian dari benda ketika benda di kunci oleh cekam dari mesin bubut. Dial indicator atau yang sering disebut dengan Dial Gauge ialah alat ukur yang digunakan untuk mengukur dan memeriksa kerataan atau kesejajaran pada permukaan benda dengan skala pengukuran yang sangat kecil (Wulandari, 2016), penggunaanya sangat penting dalam dunia pemesinan seperti pengukuran kerataan permukaan benda atau ke bulatan suatu poros, bentuknya menyerupai jam analog dengan menjukan sekala utama dan sekala nonius dan memiliki batang penunjuk yang dapat di tekan yang bersentuhan langsung pada permukaan benda, yang istimewa dari alat ini adalah tingkat simpangannya yang sangat kecil bias mencapai 0.0002 mm.
Gambar 3. 5 Dial Indicator 4. Mistar Sorong/Micrometer
Mistar Sorong atau micrometer digunakan untuk mengukur ketebalan dari material yang di bubut, selain itu juga untuk mengukur ketebalan dari geram yang dihasilkan dari proses pembubutan.
Gambar 3. 6 Mistar Sorong/Micrometer 5. Mikroskop Digital
Mikroskop digital adalah variasi jenis dari mikroskop optik tradisional yang menggunakan penggabungan dari lensa optik dan kamera digital agar dapat menampilkan gambar ke layar monitor ataupun layar elektronik lain seperti layar televisi, layar komputer mapun layar handphone. Mikroskop digital terdiri dari berbagai jenis, sesuai dengan fungsi dan kemampuannya. Pada penelitian ini microskop digital digunakan untuk mengamati bentuk geram yang dihasilkan serta kerapatan dan kerenggangan puncak geram yang dimiliki geram dari tiap variasi cutting speed.
Gambar 3. 7 Microskop Digital 6. Surface Roughness Tester VTS-360
Surface Roughness Testes VTS-360 digunakan sebagai alat pengukur kekasaran permukaan (Ra) benda kerja yang telah dilakukan proses pemesinan dari tiap variasi cutting speed. Pengukuran kekasaran permukaan dilakukan dengan menggunakan panjang sampel 2.5 mm.
Gambar 3. 8 Surface Roughness Tester VTS-360 3.3 Parameter Pemesinan
Parameter pemesinan yang digunakan pada penelitian ini yaitu cutting speed atau kecepatan potong. Dalam penelitian ini kecepatan potong akan divariasi sebanyak 5 variasi. Variasi berkisar 59 m/min, 72 m/min, 98 m/min, 120 m/min, 199 m/min. Dari variasi kecepatan potong tersebut akan mempengaruhi hasil dari nilai kekasaran permukaan benda kerja, serta akan berpengaruh pada bentuk geram dan rasio ketebalan geram
3.4 Metode Pembubutan Benda Kerja
Berikut ini merupakan langkah-langkah yang dilakukan ketika melakukan proses pembubutan
1. Mempersiapkan bahan dan alat-alat yang akan digunakan 2. Memasang pahat HSS pada toolpost
3. Kunci rapat pahat pada toolpost 4. Pasang benda kerja pada cekam 5. Jangan kunci terlalu rapat dahulu
6. Centerkan benda kerja dengan dial indicator
7. Bila sudah center kunci sampai benar-benar rapat benda kerja 8. Hidupkan mesin bubut
9. Cari titik 0 dengan menggoreskan pahat pada benda kerja 10. Atur kecepatan putar benda kerja sesuai keinginan
11. Atur kedalaman feeding atau depth of cut 12. Atur feedrate
13. Bila semua sudah di setting, mulai jalankan pemakanan secara otomatis 14. Lakukan proses pembubutan sampai sesuai dengan ukuran
15. Matikan mesin bila pemakanan sudah selesai 16. Keluarkan benda kerja dari cekam
17. Kumpulkan geram dari pembubutan benda kerja 18. Lakukan lagi step no. 4 — no. 17 sebanyak 2x
3.5 Metode Pengambilan Data
1. Kumpulkan benda kerja dan geram hasil bubutan
2. Ambil nilai kekasaran pada benda kerja pertama dengan menggunakan alat surface Roughness tester.
3. Lakukan pengambilan data pada 5 titik yang berbeda dalam 1 benda kerja.
Gambar 3.9 Skematik Pengambilan Data Kekasaran Permukaan (Ra)
Berdasarkan gambar 3.9 dapat dilihat cara pengambilan data kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan. Pengumpulan data kekasaran permukaan dilakukan menggunakan surface tester VTS-360.
Pertama benda kerja akan diletakkan diatas V-Block agar tinggi benda uji sejajar, kemudian arahkan stylus (jarum pembaca kekasaran permukaan) dari surface tester menuju benda kerja yang telah rata dan sejajar, kemudian stylus akan bergerak mundur mengukur nilai kekasaran permukaan (Ra).
4. Lakukan Pengambilan data seperti no. 2 — No.3 pada variasi cutting speed ke 2 — variasi cutting speed ke 5.
5. Lakukan pengukuran tebal dan lebar geram dari tiap variasi cutting speed menggunakan micrometer guna mendapatkan rasio tebal
6. Lakukan pengambilan nilai kerapatan geram dari tiap variasi cutting speed dengan menggunakan mikrometer digital.
7. Kumpulkan data dari tiap Variasi cutting speed.
3.6 Metode Pengelolahan Data
Dalam melakukan pengolahan data hasil penelitian yang didapat, pengumpulan data dengan metode eksperimen dapat diuraikan dalam bentuk tabel dan grafik agar lebih mudah dilakukan perbandingan. Data yang ada di dalam table dan grafik tersebut berupa variasi dari kecepatan potong dan hasil kekasaran permukaan benda kerja. Dalam melakukan penelitian, parameter pemesinan yang akan dijadikan variabel bebas merupakan kecepatan potong atau cutting speed. Penelitian akan dilakukan dengan lima variasi cutting speed sedangkan parameter yang lain dikonstankan. Dalam tiap variasi cutting speed akan dilakukan pengambilan data sebanyak lima spesimen. Setelah spesimen dari tiap variasi cutting speed diuji, akan dilanjutkan pengambilan data kekasaran permukaan dari tiap spesimen.
Untuk mengukur kekasaran permukaan benda kerja, digunakan alat surface tester. Tiap spesimen akan diukur dan didata. Setelah melakukan pengambilan data kekasaran permukaan, dilanjutkan dengan pengambilan data bentuk geram dari tiap variasi cutting speed. Setiap geram yang dihasilkan dari tiap variasi cutting speed akan dikumpulkan dan dilakukan analisis bentuk geram yang dihasilkan dari tiap spesimen. Kemudian digunakan mikroskop digital untuk melihat morfologi dari
geram yang terbentuk pada tiap variasi dari cutting speed dan dilakukan pengukuran geometri geram.
