commit to user
RANCANG BANGUN MESIN
SPIN COATING
( BAGIAN RANGKA )
PROYEK AKHIR
Disusun guna memenuhi persyaratan
memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md)
Oleh :
TETRA YOGIARTA
I8113035
PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN PRODUKSI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena
atas berkat rahmat dan karunia-Nya, penulis dapat melaksanakan dan
menyelesaikan proyek akhir ini dengan baik dan lancar. Proyek akhir merupakan
salah satu mata kuliah wajib yang harus ditempuh oleh mahasiswa Program Studi
Diploma Tiga Teknik Mesin Produksi, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik,
Universitas Sebelas Maret Surakarta sebagai syarat kelulusan dalam menempuh
perkuliahan. Pelaksanaan proyek akhir kemudian dilaporkan dalam bentuk
laporan sebagai pertanggungjawaban kepada pihak Program Studi.
Melalui proyek akhir ini, penulis dapat menyalurkan banyak ilmu yang
diperoleh di bangku kuliah lalu diterapkan kedalam sebuah mesin dari proyek
akhir ini.
Selama proses pelaksanaan proyek akhir maupun penulisan laporan tentunya
tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu penulis menyampaikan
terima kasih atas dukungan dan bimbingan kepada:
1. Dr. Budi Santoso, S.T., M.T. selaku ketua jurusan Diploma Tiga Teknik
Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta
2. Indri Yaningsih S.T., M.T., selaku Koordinator Proyek Akhir Jurusan
Diploma Tiga Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
3. Dr. Miftahul Anwar S.Si., M.Eng. selaku pembimbing I dari penulis
4. Dr. Triyono,S.T., M.T. selaku pembimbing II dari penulis
5. Keluarga yang senantiasa memberikan doa, dukungan dan motivasi untuk
bersemangat dalam menyelasaikan setiap tugas perkuliahan
6. Teman-teman diploma tiga yang bersama-sama membuat proyek akhir
Penulis menyadari dalam pelaksanaan serta laporan proyek akhir ini masih
terdapat kesalahan dan kekurangan. Oleh karena itu, penulis memohon maaf dan
meminta kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan laporan proyek
akhir ini. Semoga proyek akhir serta laporan yang telah terselesaikan bermanfaat
commit to user
v
Surakarta, 08 Juni 2016
commit to user
vi
RANCANG BANGUN MESIN
SPIN COATING
( BAGIAN RANGKA )
Oleh: Tetra Yogiarta
ABSTRAK
Spin coating adalah mesin yang berfungsi untuk memberi lapisan tipis pada
benda kerja. Prinsip kerja mesin spin coating adalah memanfaatkan gaya sentrifugal untuk menyebar larutan pelapisan. Mesin ini merupakan modifikasi dari mesin spin coating yang ada di pasaran yang harganya sangat mahal. Keunggulan dari mesin spin coating ini adalah harganya yang murah dibandingkan di pasaran. Kualitas dari mesin spin coating ini tidak kalah dengan mesin spin coating yang beredar di pasaran. Tujuan tugas akhir ini adalah merancang dan menganalisis rangka mesin spin coating. Mesin spin coating
dirancang untuk memenuhi kebutuhan penelitian atau pembuatan lapisan tipis sebagai aplikasi teknologi. Perhitungan rangka mesin spin coating secara manual menghasilkan momen terbesar adalah 11780 Nmm, tegangan yang diterima rangka sebesar 2,7030 N/mm2, sedangkan tegangan luluh material sebesar 282,69 N/mm2, jadi desain rangka dinyatakan aman. Perhitungan rangka mesin spin
coating dengan menggunakan SolidWorks menghasilkan nilai tegangan Von
misses maksimal sebesar 4 N/mm2, nilai factor of safety minimal58,05, dan nilai
deformasi maksimal sebesar 0,01094 mm, tegangan luluh material sebesar 282,69
N/mm2, jadi desain rangka dinyatakan aman.
Kata Kunci: Spin Coating, desain rangka, analisa rangka.
DESIGN AND MANUFACTURE OF SPIN COATING MACHINE
( THE FRAME)
By: Tetra Yogiarta
ABSTRACT
Spin coating is a machine whose function is to provide a thin layer on the workpiece. Spin coating machine working principle is to utilize the centrifugal force to spread the coating solution. This machine is a modification of the spin coating machine comercial that cost so much money to build. The advantages of spin-coating machine is the cheap price compared to the machine comercial. The quality of spin-coating machine is comparable to the spin coating machine comercial. The purpose of this thesis was to design and analyze the spin coating machine frame. Spin coating machine is designed to meet the needs of the research or the manufa cture of thin layers for the application of technology. Manual calculation of spin coating machine fra me generate the highest moment
of 11780 Nmm. The stress received by the frame is 2,7030 N/mm2, while the yield
stress of the material is 282,69 N/mm2, so the frame design is considered to be
safe. Calculation of spin coating machine frame using SolidWorks generate a
maximum of 4 N/mm2 value of Von misses stress, the minimum value of the safety
factor is 58.05, and the maximum value of the deformation is 0,01094 mm. The
yield stress of material is 282,69 N/mm2, so the framework design is considered to
be safe.
commit to user
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
BERITA ACARA PENDADARAN ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR 3.1 Skema dan Prinsip Kerja ... 17
3.2 Pengertian Alat ... 17
3.3 Flow Chart Rancang Bangun Mesin Spin Coating ... 18
3.4 Perencanaan Rangka Mesin Spin Coating ... 20
3.5 Desain Rangka Mesin Spin Coating ... 20
3.5.1 Pemilihan Material Rangka Mesin Spin Coating ... 22
3.5.2 Perhitungan Rangka Mesin Spin Coating ... 22
BAB IV PEMBUATAN DAN PENGUJIAN 4.1 Perhitungan Bahan Total ... 27
commit to user
viii
4.3.5 Perubahan Bentuk (Displacement) ... 34
4.3.6 Pengujian mesin ... 34
BAB V PENUTUP 5.1Kesimpulan ... 36
5.2Saran ... 36
DAFTAR PUSTAKA ... 37
commit to user
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Grafik Hubungan antara Ketebalan Lapisan dengan Kecepatan
Putar ... 3
Gambar 2.2 Simbol Gaya ... 5
Gambar 2.3 Gaya Kolinier ... 5
Gambar 2.4 Gaya Konkuren ... 5
Gambar 2.5 Gaya Kopel ... 6
Gambar 2.6 Arah Gaya Normal Positif ... 7
Gambar 2.7 Arah Gaya Normal Negatif ... 7
Gambar 2.8 Arah Geser Positif ... 7
Gambar 2.9 Arah Geser Negatif... 8
Gambar 2.10 Arah Momen Lentur Positif ... 8
Gambar 2.11 Arah Momen Lentur Negatif ... 8
Gambar 2.12 Metode Jajaran Genjang ... 9
Gambar 2.13 Metode Segitiga ... 9
Gambar 2.14 Metode Poligon Gaya ... 9
Gambar 2.15 Komponen Gaya ... 10
Gambar 2.16 Aturan Segitiga ... 10
Gambar 2.17 Tumpuan Rol ... 11
Gambar 2.18 Tumpuan Sendi ... 11
Gambar 2.19 Tumpuan Jepit ... 12
Gambar 2.20 Beban Terpusat Satu Gaya ... 12
Gambar 2.21 Beban Terdistribusi Merata ... 13
Gambar 2.22 Balok Sederhana dengan Beban Momen ... 14
Gambar 2.23 Prinsip Kerja Las Listrik ... 16
Gambar 2.24 Jenis Sambungan Las ... 16
Gambar 2.25 Macam-Macam Bentuk Kampuh Las ... 16
Gambar 3.1 Sketsa Mesin Spin Coating ... 17
Gambar 3.2 Alur Kerja Tim Dalam Rancang Bangun Mesin Spin Coating ... 19
Gambar 3.3 Desain Rangka Mesin Spin Coating 3D ... 20
Gambar 3.4 Desain Rangka Mesin Spin Coating 2D Tampak Depan ... 21
Gambar 3.5 Desain Rangka Mesin Spin Coating 2D Tampak Samping ... 21
Gambar 3.6 Desain Rangka Mesin Spin Coating 2D Tampak Bawah ... 22
Gambar 3.7 Dimensi Baja Persegi Hollow ... 22
Gambar 3.8 Diagram Gaya Bebas Beban Motor Listrik ... 23
Gambar 3.9 Data Material AISI 1035 Steel (SS) ... 23
Gambar 3.10 Diagram SFD dan BMD Beban Motor Listrik ... 24
Gambar 3.11 Susunan Tumpuan Motor Listrik ... 25
Gambar 4.1 Desain Rangka... 27
commit to user
x
Gambar 4.3 Bahan dengan Panjang 500mm Jumlah 10 Buah ... 28
Gambar 4.4 Bahan dengan Panjang 600mm Jumlah 2 Buah ... 28
Gambar 4.5 Bahan dengan Panjang 300mm Jumlah 6 Buah ... 29
Gambar 4.6 Bahan dengan Panjang 200mm Jumlah 2 Buah ... 29
Gambar 4.7 Bahan dengan Panjang 177mm Jumlah 2 Buah ... 30
Gambar 4.8 Bahan dengan Panjang 70mm Jumlah 2 Buah ... 30
Gambar 4.9 Bahan dengan Panjang 140mm Jumlah 2 Buah ... 30
Gambar 4.10 Urutan Pengelasan ... 31
Gambar 4.11 Factor Of Safety ... 33
Gambar 4.12 Tegangan Von Mises ... 34
Gambar 4.13 Displacement. ... 34
commit to user
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Gambar PC Based CNC ... 53
Lampiran 2. Gambar rangka lengan CNC sumbu Z ... 54
Lampiran 3. Gambar L bracket ... 55
