NASKAH PUBLIKASI
KARYA ILMIAH
Pengaruh Bahan Terak Aluminium dan Besi Terhadap
Pengujian Keausan Pada Pembuatan Batu Gerinda
Disusun Sebagai Syarat Untuk
Menyelesaikan Program Studi Strata Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh :
ANANTA RENDY ERVANA NIM: D 200 090 007
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
▸ Baca selengkapnya: jika label batu gerinda rg 38 d 170 l 5 sb be maka memiliki butiran
(2)(3)PENGARUH BAHAN TERAK ALUMINIUM DAN
BESI TERHADAP PENGUJIAN KEAUSAN
PADA PEMBUATAN BATU GERINDA
Ananta Rendy E, Bambang Waluyo F, Agus Hariyanto
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
email : tarzanervana@gmail.com
ABSTRAKSI
Gerinda merupakan sebuah alat yang digunakan untuk proses pemotongan atau pengurangan sebuah benda kerja secara abrasif melalui gesekan antara material abrasif dengan suatu benda kerja atau logam. Selain untuk memotong dan mengurangi benda kerja sesuai ukuran, menggerinda dapat juga digunakan untuk proses finishing (memperhalus permukaan) ataupun sebagai pengasah logam seperti pisau dan pahat. Didalam penelitian ini menggunakan gerinda rancangan sendiri dengan bahan terak aluminium dan besi sebagai serbuk abrasifnya yang bertujuan untuk mengetahui seberapa besar laju keausan dan kekuatan impak batu gerinda spesimen sendiri dan batu gerinda pabrikan yang ada dipasaran dengan merk Lippro.
Proses pembuatan batu gerinda dimulai dengan mempersiapkan bahan-bahan yang akan digunakan yaitu terak aluminium dan terak besi dengan ukuran mesh 12 dan mesh 40, resin epoxy dan hardener, serta serat fiberglass. Setelah itu mencampur bahan-bahan pembuat batu gerinda sesuai komposisi yang ditentukan. Selanjutnya dikompaksi dengan mesin press dengan tekanan 374,9 N/cm2 selama 1 jam. Kemudian setelah dikompaksi proses selanjutnya di sintering dengan suhu 140o selama 1 jam. Pengujian spesimen yang dilakukan adalah pengujian keausan dengan standard ASTM D3702, dan uji impak dengan standard ASTM E23.
Hasil penelitian menunjukan bahwa nilai keausan dan nilai impak dari batu gerinda spesimen sendiri dengan menggunakan terak besi lebih baik dibandingkan dengan batu gerinda spesimen sendiri yang menggunakan terak aluminium sebagai butiran asahnya. Sementara batu gerinda pabrikan merk Lippro memiliki tingkat keausan dan nilai impak yang lebih baik dibandingkan dengan batu gerinda spesimen hasil rancangan sendiri.
A. PENDAHULUAN 1. LATAR BELAKANG
Gerinda merupakan sebuah alat yang digunakan untuk proses pemotongan benda kerja secara abrasive melalui gesekan antara material abrasive dengan benda kerja. Gerinda merupakan alat yang berfungsi menggerinda benda kerja. Menggerinda bertujuan untuk memotong benda kerja sesuai ukuran dan proses penggerindaan ini juga untuk proses finishing (memperhalus dan membuat ukuran yang akurat pada permukaan benda kerja). Menggerinda dapat pula bertujuan untuk mengasah benda kerja seperti pisau dan pahat (Amstead, 1992).
Evaluasi tentang metode pengujian batu gerinda pada benda kerja marmer dengan bahan silicon carbide (SiC) dan diamond sebagai serbuk abrasif atau batu asahnya . Hal ini dilakukan untuk mengetahui ukuran kekasaran permukaan benda kerja yang digerinda dan besarnya pemakanan (Gorgulu dan Ceylanoglu, 2008).
Sebuah metode baru untuk menggembangkan roda gerinda, yaitu dengan menggunakan sinar ultraviolet untuk mengeringkan resin yang telah dicampurkan dengan butiran asah. Hal ini diharapkan supaya butiran asah dapat bercampur secara merata dengan resin dan juga dimungkinkan untuk memproduksi roda gerinda dengan bentuk yang komplek (Tanaka dan Isono, 2001).
Dalam penelitian menggunakan gerinda rancangan sendiri yang bertujuan untuk mengetahui laju keausan batu gerinda dari penggunaan silicon carbide sebagai serbuk abrasifnya dengan variasi ukuran mesh 10, 12, dan 14 dicampur dengan daur ulang gerinda bekas mesh 40 sebagai pengisinya (Susanto, 2009).
Dengan adanya problem yang terjadi, maka penulis akan membuat batu gerinda dengan menggunakan terak aluminium dan besi sebagai batu asahnya untuk mengetahui pengaruhnya terhadap keausan dan pengujian impak pada batu gerinda.
2. TUJUAN PENELITIAN
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka penelitian ini bertujuan untuk :
2. Mengetahui kekuatan impak batu gerinda spesimen sendiri dan batu gerinda pabrikan merk lippro dengan standar pengujian ASTM E23.
B. KAJIAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 1. KAJIAN PUSTAKA
Gorgulu dan Ceylanoglu (2008) menyatakan sebuah metode tentang pengujian gerinda pada marmer dengan silicon carbide (SiC) dan diamond sebagai serbuk abrasifnya. Hal ini untuk mengetahui kekasaran permukaan benda yang digerinda dan pemakanannya. Langkah eksperimen dimulai dari menyiapkan alat dan bahan yang terdiri dari batu gerinda yang batu asahnya dibandingkan dengan diamond, akan tetapi pemakannya pada gerinda diamond lebih besar dibandingkan pada batu gerinda yg terbuat dari SiC.
Tanaka dan Isono (2001) menyampaikan sebuah metode untuk mengembangkan roda gerinda dengan sinar ultraviolet untuk pengeringan campuran antara resin dan butiran asah. Metode ini menggunakan resin Aronix M series dan hardener Irgacure 651. Langkah eksperimen ini dengan mencampur butiran asah dengan resin di dalam kotak bersih kemudian diaduk. Campuran selanjutnya dituangkan dalam cetakan silinder kecil yang ditutupi dengan plat kaca. Sinar ultraviolet diarahkan ke campuran melalui lubang berdiameter 3 mm dengan jarak 450 mm dari cetakan. Karakteristik pengeringan diketahui berdasarkan tebal dan lebar resin pada plat kaca. Berdasarkan hasil analisa diketahui bahwa pengeringan campuran antara resin dan butiran asah untuk membuat gerinda dengan sinar ultraviolet membutuhkan waktu hanya 5-10 detik.
penekanan sejuk sebesar 100 kN dengan mesin penekan hidrolik serta temperatur sintering awal 70o C selama 3 jam dan dilanjutkan pada suhu 250o C selama 24 jam. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa semakin kecil ukuran mesh maka keausan gerinda semakin kecil. Pada ukuran mesh 14 didapat nilai keausan rata-rata paling rendah yaitu 1,066 gr/menit sedangkan nilai keausan rata-ratanya yang paling tinggi terdapat pada batu gerinda dengan mesh 10 yaitu 2,53 gr/menit.
2. LANDASAN TEORI a. Gerinda
Gerinda merupakan sebuah alat yang digunakan untuk proses penghilangan material dengan pengikisan (material removal). Proses ini terjadi diakibatkan oleh terkikisnya material oleh butiran asah yang berbentuk iregular yang ujungnya tajam dan berfungsi sebagai bagian yang akan mengikis material. Prinsip kerja mesin gerinda adalah batu gerinda berputar bersentuhan dengan benda kerja sehingga terjadi pengikisan, penajaman, pengasahan, atau pemotongan. Pada pemutaran roda gerinda dengan kecepatan tinggi dan diberi gaya penekanan yang akan membuat batu gerinda mempunyai kemampuan yang kuat untuk mengikis material (Marinescu, 2004).
b. Komposit
Kata komposit (composite) merupakan kata sifat yang berarti susunan atau gabungan. Composite ini berasal dari kata kerja to composite yang berarti menyusun atau menggabung. Jadi definisi komposit dalam lingkup ilmu material adalah gabungan dua buah material atau lebih yang digabung pada skala makroskopis untuk membentuk material baru yang lebih bermanfaat, ini berbeda dengan alloy (paduan) yang digabung secara mikroskopis. Pada material komposit sifat unsur pendukungnya masih terlihat dengan jelas, sedangkan pada alloy (paduan) sudah tidak kelihatan lagi unsur-unsur
c. Metalurgi Serbuk
Metalurgi serbuk adalah suatu kegiatan yang mencakup pembuatan benda komersil dari serbuk logam melalui penekanan. Proses ini dapat disertai pemanasan akan tetapi suhu harus berada di bawah titik lebur serbuk. Pemanasan salama proses penekanan atau sesudah penekanan yang dikenal dengan istilah sintering menghasilkan pengikatan partikel halus. Dengan demikian kekuatan dan sifat-sifat fisis lainnya meningkat. Produk dari metalurgi serbuk dapat terdiri dari produk campuran serbuk berbagai logam atau terdiri dari campuran bahan bukan logam untuk meningkatkan ikatan partikel benda jadi secara keseluruhan (Amstead, 1992).
d. Proses Kompaksi
Proses kompaksi adalah proses pemadatan serbuk sehingga serbuk akan saling melekat dan rongga udara antar partikel akan terdorong keluar. Semakin besar tekanan kompaksi, jumlah udara (porositas) diantara partikel akan semakin sedikit, namun porositas tidak mungkin mencapai nilai nol. Hasil kompaksi biasanya disebut Green Body (German, 1984). Proses ini membutuhkan alat mekanik berupa alat press untuk memadatkan serbuk logam maupun non logam sesuai dengan bentuk dies atau cetakan, sehingga didapat hasil akhir sesuai dengan yang diinginkan.
e. Sintering
Sintering adalah pengikatan bersama antar partikel pada temperatur tinggi. Pada proses sintering benda padat terjadi karena terbentuk ikatan-ikatan. Panas menyebabkan bersatunya partikel dan efektivitas reaksi tegangan permukaan meningkat. Dengan perkataan lain, proses sintering menyebabkan bersatunya partikel sedemikian rupa sehingga kepadatan bertambah. Saat sintering spesimen akan menyusut yang akan menaikan densitas, namun untuk mendapatkan hasil yang baik perlu mengatur suhu dan waktu sintering sehingga setiap tahap yang ada dalam sintering dapat dilalui dengan sempurna (Amstead, 1992).
f. Pengujian Keausan
bergerak satu terhadap yang lain (Yuwono, 2009). Pengujian keausan dilakukan untuk mengetahui laju keausan dari spesimen. Keausan terjadi apabila dua buah benda saling bergesekan dan saling menekan. Tekanan merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi tingkat keausan. Semakin besar tekanan pada permukaan kontak benda, maka material akan cepat aus.
Pengukuran nilai kekerasan suatu material diberikan dengan rumus :
C. METODOLOGI PENELITIAN
Kegiatan penelitian ini dilaksanakan sesuai dengan diagram alir pada gambar di bawah ini.
D. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN 1. Hasil Pengujian Keausan
Gambar 2. Histogram perbandingan hasil pengujian keuasan.
Hasil foto makro dari semua jenis batu gerinda setelah pengujian keausan:
Gambar 3. Batu gerinda pabrikan merk Lippro setelah pengujian keausan sebelum dan sesudah foto makro
Gambar 4. Batu gerinda dengan terak aluminium sebagai batu asahnya setelah pengujian keausan sebelum dan sesudah foto makro
Gambar 5. Batu gerinda dengan terak besi sebagai batu asahnya setelah pengujian keausan sebelum dan sesudah foto makro
Resin
Batu Asah
Batu Asah Resin
2. Hasil Pengujian Impak
Gambar 6. Histogram perbandingan hasil pengujian impak.
Berikut hasil foto makro dari semua jenis batu gerinda setelah pengujian impak:
Gambar 7. Spesimen batu gerinda pabrikan merk Liprro setelah pengujian impak sebelum dan sesudah foto makro
Gambar 8. Spesimen batu gerinda dengan terak alumunium sebagai batu asahnya setelah pengujian impak sebelum dan
sesudah foto makro
Gambar 9. Spesimen batu gerinda dengan terak besi sebagai batu asahnya setelah pengujian impak sebelum dan sesudah foto makro
Resin Batu Asah
Resin
Batu Asah
Resin
E. PENUTUP KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka hasil yang diperoleh dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Batu gerinda pabrikan dengan merk Lippro memiliki tingkat keausan yang lebih rendah dibandingkan dengan dua batu gerinda spesimen sendiri. Berdasarkan standard pengujian ASTM D3702, batu gerinda pabrikan memiliki nilai laju keausan rata-rata sebesar 0.0031 gr/mnt. Sedangkan pada batu gerinda spesimen sendiri baik yang menggunakan terak aluminium ataupun terak besi sebagai butiran asahnya memiliki nilai laju keausan rata-rata yang lebih tinggi dibandingkan dengan batu gerinda Lippro, yaitu sebesar 0.0274 gr/menit pada batugerinda berbahan terak alumunium dan 0.0119 gr/menit pada batu gerinda berbahan terak besi.
2. Dalam pengujian impak dengan standard ASTM E23, batu gerinda merk Lippro memiliki nilai impak yang paling baik atau tinggi yaitu dengan nilai rata-rata 0.0342 joule/mm2. Berikutnya diikuti oleh batu gerinda rancangan sendiri yang menggunakan butiran asahnya dari terak besi dengan nilai impak rata-rata 0,0125 joule/mm2, kemudian batu gerinda dengan menggunakan terak alumunium sebagai butiran asahnya memiliki kekuatan impak yang paling rendah yaitu nilai rata-ratanya hanya sebesar 0.01112 joule/mm2.
SARAN
Saran-saran dalam melakukan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Pelajari referensi, jurnal atau pedoman dalam pembuatan batu gerinda dan standart-standart pengujian batu gerinda sehingga akan didapatkan hasil yang baik dan kualitas batu gerinda yang tidak terlampau jauh dengan batu gerinda pabrikan.
2. Pastikan alat-alat yang akan digunakan dalam kondisi baik dan sudah terkalibrasi supaya hasil yang diperoleh lebih maksimal dan akurat sesuai dengan yang diinginkan.
3. Pemilihan bahan perekat untuk pembuatan batu gerinda sangat berpengaruh terhadap hasil pengujian, sehingga diharapkan untuk menggunakan perekat dengan kualitas yang baik.
DAFTAR PUSTAKA
Achir.,Harun., 1992, Petunjuk Teknik Menggerinda, PT. Dharma Karsa Utama, Jakarta.
Amstead, B.H., Oswald, P.F., Begeman, M.L., DjaprieSriati 1995,
Teknologi Mekanik, Jilid 1, Erlangga.
German, R.M., 1984, Powder Metallurgy Science, 2nd edition, Metal Powder Industries Federation, USA.
Gibson, R.,F., 1994, Principle of Composite Material Mechanics, McGraw-Hill International Book Company, United States of America.
Gorgulu, K., Ceylanoglu, A., 2008, Evaluation of Continuous Grinding Test on Some Marble and Limestone Units With Silicon Carbide and Diamond Type Abrasives, Journal of Materials Processing Technology,204, hal 264-268.
https://danidwikw.files.wordpress.com/2010/12/izodcharpy.jpg
http://en.m.Wikipedia.org/wiki/Zinc okside/2013
http://materialteknik2013.weebly.com/uploads/2/4/0/7/24071633/9678677_ orig.png
http://www.batan.go.id/ptlr/08id/u1/jurnal/13no02/39-44.pdf
http://www.gorillaglue.com
Klocke, Fritz., 2009, Manufacturing Processes 2, Springer, Germany. Marinescu, I.D.,Hitchiner, M., Uhlmann, E., Rowe. W.B., Inasaki. I., 2004,
Hand Book of Machining With Grinding Wheels, Toledo, United States of America.
Tanaka, T., Isono, Y., 2001, New Development of A Grinding Wheel With Resin Cured by Ultraviolet Light, Journal of Materials Processing Technology, 113, hal 385-391.
Widarto., 2008, Teknik Permesinan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta.
Wuryanto, Agus., 2010, Buku Laporan Praktikum Metalurgi (Logam), Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta.