PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS KEGIATAN MAHASISWA JUDUL PROGRAM
ALAT ANODIZING (Alat Pelapisan Logam)
Diusulkan oleh:
Agung Adhin Prastowo 22508334002 Angkatan 2022 Aditya Rizky Darmawan 22508334006 Angkatan 2022
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA YOGYAKARTA
2024
DAFTAR ISI
BAB I ... 3
PENDAHULUAN... 3
1.1 Latar Belakang ... 3
1.2 Rumusan Masalah ... 3
1.3 Tujuan Kegiatan ... 4
1.4 Manfaat Kegiatan ... 4
1.4.1 1.4.1 Manfaat Bagi Mahasiswa ... 4
1.4.2 1.4.2 Manfaat Bagi Kampus ... 4
BAB II ... 5
TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1 Karakteristik Aluminium ... 5
2.2 Prinsip Anodizing ... 5
2.3 Komponen Yang Mempengaruhi Proses Anodizing ... 6
2.3.1 Elektroda ... 6
2.3.2 Elektrolit ... 7
2.3.3 Arus Listrik ... 7
2.3.4 Waktu Pencelupan ... 7
BAB III ... 8
TAHAP PELAKSANAAN ... 8
3.1 Waktu dan Tempat ... 8
3.2 Tahap Pelaksanaan ... 8
3.3 Studi Pustaka... 8
3.4 Persiapan Alat Bahan ... 9
3.5 Perancangan Desain mekanik ... 9
3.6 Anggaran Biaya ... 10
DAFTAR PUSTAKA ... 11
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pelapisan permukaan logam adalah proses yang bertujuan untuk meningkatkan sifat mekanik, ketahanan korosi, dan estetika material logam. Salah satu metode pelapisan yang umum digunakan adalah anodizing, yaitu proses elektrokimia yang membentuk lapisan oksida pada permukaan logam, khususnya aluminium. Proses ini meningkatkan ketahanan korosi dan kekerasan permukaan, serta memungkinkan pewarnaan yang lebih baik.
Pada pembelajaran teknik mesin, pemahaman mendalam mengenai proses anodizing sangat penting. Mahasiswa perlu menguasai teori dan praktik anodizing untuk menghasilkan produk dengan kualitas permukaan yang optimal. Namun, keterbatasan fasilitas praktikum sering menjadi hambatan dalam proses pembelajaran. Oleh karena itu, diperlukan pengembangan alat anodizing yang sesuai dengan standar untuk mendukung proses pembelajaran dan penelitian di bidang ini.
Pengembangan alat anodizing di lingkungan akademik bertujuan untuk menyediakan fasilitas praktikum yang memadai, sehingga mahasiswa dapat mempelajari parameter proses, seperti jenis elektrolit, tegangan, dan waktu anodizing, serta dampaknya terhadap sifat material. Dengan demikian, diharapkan lulusan teknik mesin memiliki kompetensi yang relevan dengan kebutuhan industri manufaktur modern.
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana merancang dan membuat alat anodizing yang sesuai dengan kebutuhan praktikum dan penelitian di bidang teknik mesin?
2. Apa saja parameter teknis (tegangan, waktu, jenis elektrolit) yang perlu diperhitungkan untuk menghasilkan alat anodizing yang efektif dan efisien?
3. Bagaimana memastikan alat anodizing yang dibuat dapat menghasilkan lapisan oksida dengan kualitas yang optimal sesuai standar?
4. Bagaimana cara menggunakan alat anodizing dalam pembelajaran agar mahasiswa lebih mudah memahami teori dan praktik?
1.3 Tujuan Kegiatan
1. Menyediakan Fasilitas Praktikum untuk membantu mahasiswa memahami proses pelapisan permukaan logam secara langsung.
2. Mendukung Penelitian Akademik di bidang material teknik, khususnya dalam meningkatkan kualitas dan ketahanan logam melalui proses anodizing.
3. Memahami Parameter Proses Anodizing seperti tegangan, waktu, dan jenis elektrolit terhadap hasil anodizing.
4. Meningkatkan Kompetensi Mahasiswa dalam menggunakan teknologi anodizing.
1.4 Manfaat Kegiatan
1.4.1 Manfaat Bagi Mahasiswa
a. Memberikan pengalaman praktis dalam memahami proses anodizing, termasuk pengaturan parameter dan analisis hasil.
b. Meningkatkan keterampilan teknis mahasiswa dalam menggunakan alat industri yang relevan dengan kebutuhan pasar kerja.
c. Membantu menghubungkan konsep teori pelapisan logam dengan penerapan praktis di laboratorium.
1.4.2 Manfaat Bagi Kampus
a. Menambah fasilitas laboratorium yang mendukung pembelajaran berbasis praktik.
b. Meningkatkan kualitas penelitian di bidang material teknik, khususnya terkait teknologi pelapisan permukaan logam.
c. Meningkatkan daya saing institusi melalui pengembangan alat inovatif yang dapat dimanfaatkan dalam pendidikan maupun penelitian
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Karakteristik Aluminium
Aluminium adalah logam yang sangat cocok untuk proses anodizing karena memiliki karakteristik unik yang mendukung pembentukan lapisan oksida pelindung.
Dengan densitas sekitar 2,7 g/cm³, aluminium merupakan salah satu logam ringan, yang membuatnya ideal untuk aplikasi di mana bobot menjadi faktor penting, seperti pada industri otomotif, kedirgantaraan, dan konstruksi. Sifat mekanis aluminium seperti kekuatan yang baik relatif terhadap beratnya juga memberikan keunggulan kompetitif.
Aluminium memiliki daya tahan terhadap korosi yang tinggi karena secara alami membentuk lapisan oksida tipis di permukaannya. Lapisan oksida pada aluminium juga memiliki struktur berpori yang memungkinkannya menyerap pewarna, sehingga memberikan fleksibilitas untuk aplikasi estetika dan dekoratif. Selain itu, aluminium memiliki konduktivitas termal dan listrik yang baik, meskipun lapisan oksida hasil anodizing bersifat insulatif, memberikan peluang aplikasi dalam isolasi listrik.
Aluminium juga sangat mudah dikerjakan, baik melalui proses pemotongan, pembentukan, maupun penyambungan, menjadikannya material yang sangat serbaguna untuk berbagai jenis produk.
Sifat-sifat ini membuat aluminium menjadi pilihan utama untuk produk dengan persyaratan estetika, mekanis, dan ketahanan yang tinggi. Di sisi lain, aluminium memiliki kelemahan, seperti kelembutan relatif terhadap logam lain dan kecenderungan untuk mengalami korosi galvanik jika bersentuhan dengan logam yang lebih mulia, tetapi masalah ini dapat diminimalkan melalui proses anodizing yang tepat. Dengan pengembangan alat anodizing yang dirancang khusus, aluminium dapat dimanfaatkan lebih maksimal untuk berbagai aplikasi, memperkuat posisinya sebagai material pilihan utama dalam dunia teknik dan manufaktur.
2.2 Prinsip Anodizing
Anodizing adalah proses pelapisan oksida pada permukaan logam melalui proses elektrolisa didalam larutan elektrolit dengan cara mereaksikan logam yang
diambil dari larutan elektolit sebagai media (Taufik, 2011). Anodizing merupakan suatu proses elektrokimia yang di pakai untuk mempertebal lapisan pada logam, terutama aluminium. Proses ini berguna agar peningkatan kekerasan permukaan, ketahanan aus ataupun sifat mekanis terhadap logam. Prinsip dasar proses anodizing ialah elektrolisis.
Proses elektrokimia yang diubah energi listrik menjadikan energi kimia. Pada proses elektrolisis katoda sebagai kutub negatif dan anoda sebagai kutub positif. Benda kerja atau spesimen sebagai anoda yang merupakan kutub positif dan untuk katodanya yang merupakan kutub negatifnya dari bahan timah hitam.
Proses utama dalam oksidasi anoda alumunium memerlukan larutan asam sulfat, asam kromat atau campuran asam sulfat dan asam oksalat. Selama proses oksidasi aluminium bertindak sebagai anoda sehingga terjadi perpindahan ion ke katoda menyebabkan pembentukan oksidasi pada permukaan aluminium (Taufik, 2011). Pada permukaan aluminium sebelum di lakukan anodisasi sudah memiliki lapisan oksida yang terbentuk akibat reaksi terhadap udara sekitar, namun tingkat ketebalan lapisan yang terbentuk masih sangat tipis sehingga agar meningkatkannya di perlukan proses anodisasi. Adapun tujuan dari peningkatan ketebalan lapisan oksida yaitu untuk meningkatkan daya tahan aluminium terhadap korosi, meningkatkan kekerasan permukaan sebagai alat untuk pelapisan lebih lanjut, mempercantik penampilan, dan juga bisa meningkatkan kelekatan sehingga lapisan yang di tempelkan bisa menempel lebih kuat karena terbentuk lapisan oksida yang berpori.
2.3 Komponen Yang Mempengaruhi Proses Anodizing
2.3.1 Elektroda
Elektroda merupaka konduktor yang berfungsi sebagai penghubung antara sirkuit listrik dan larutan elektrolit dalam sel elektrokimia. Pada anodizing, elektroda aluminium digunakan sebagai anoda, sedangkan logam timbal (Pb) digunakan sebagai katoda. Dalam sel elektrolisis, anoda adalah elektroda tempat terjadinya oksidasi, di mana elektron meninggalkan logam dan memasuki larutan.
Sebaliknya, katoda adalah elektroda tempat reduksi terjadi, di mana elektron dari sirkuit listrik memasuki logam. Jenis elektroda yang bertindak sebagai anoda atau katoda bergantung pada tegangan yang diberikan pada sel elektrolit. Dalam konteks anodizing, logam yang dianodisasi menjadi anoda untuk memungkinkan pembentukan lapisan oksida pelindung pada permukaannya (Istomo, 2011).
2.3.2 Elektrolit
Elektrolit adalah senyawa yang dapat menghasilkan larutan penghantar listrik ketika dilarutkan dalam pelarut, seperti air. Elektrolit diklasifikasikan berdasarkan kemampuannya menghantarkan arus listrik menjadi elektrolit kuat dan elektrolit lemah. Elektrolit kuat adalah senyawa yang sepenuhnya terionisasi dalam larutan, sehingga mampu menghantarkan arus listrik dengan sangat baik.
Contohnya termasuk asam klorida (HCl), asam sulfat (H₂SO₄), dan asam nitrat (HNO₃). Sebaliknya, elektrolit lemah hanya terionisasi sebagian, sehingga daya hantar listriknya lebih rendah. Contoh elektrolit lemah meliputi asam cuka encer (CH₃COOH), aluminium hidroksida (Al (OH)₃), dan kalium karbonat (K₂CO₃).
Peran elektrolit dalam sistem elektrokimia sangat penting, terutama dalam mendukung reaksi oksidasi dan reduksi yang terjadi di anoda dan katoda, sehingga memungkinkan proses seperti anodizing berjalan secara efektif.
2.3.3 Arus Listrik
Arus listrik yang dialirkan ke larutan elektrolit merupakan parameter penting dalam anodizing. Arus listrik ini menghasilkan reaksi elektrokimia pada permukaan logam, di mana lapisan oksida terbentuk melalui oksidasi anoda.
Besarnya arus listrik yang digunakan memengaruhi laju pembentukan lapisan oksida serta sifat-sifat mekanis dan kimia lapisan tersebut.
2.3.4 Waktu Pencelupan
Waktu pencelupan merupakan durasi logam berada dalam larutan elektrolit selama proses anodizing. Faktor ini memengaruhi ketebalan dan kualitas lapisan oksida yang terbentuk. Semakin lama waktu pencelupan, semakin tebal lapisan oksida yang dihasilkan. Tetapi, waktu yang terlalu lama dapat mengakibatkan pembentukan lapisan oksida yang rapuh dan menurunkan ketahanannya terhadap korosi dan abrasi.
BAB III
TAHAP PELAKSANAAN
3.1 Waktu dan Tempat
Waktu pengerjaan alat dilaksanakan selama 4 bulan. Pembuatan alat dilaksanakan dengan bertempat di bengkel fabrikasi Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta.
3.2 Tahap Pelaksanaan
Tahap pelaksanaan diawali dengan studi pustaka selanjutnya dengan pengumpulan alat dan bahan yang dibutuhkan, perancangan alat, pembuatan alat, pengujian alat dan pengaplikasian alat. Berikut diagram alir dari pelaksaan penelitian ini.
3.3 Studi Pustaka
Studi pustaka merupakan kegiatan menghimpun data sekunder yang relevan dengan gagasan seperti teori-teori yang berhubungan dengan proses anodizing, klasifikasi cairan, perancangan, pembuatan serta pengujian alat. Sumber pustaka yang digunakan dalam penelitian ini yaitu jurnal, makalah, skripsi, disertasi dan artikel ilmiah yang berkaitan dengan gagasan.
3.4 Persiapan Alat Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam perancangan alat karya teknologi ini dapat dilihat pada tabel RAB (Rencana Anggaran Biaya). Alat yang diperlukan dalam pembuatan media pembelajaran proses anodize ini yaitu DC Power Supply, Kabel penghung dan Penjepit buaya, Wadah plastik, Plat Alumunium, Timah hitam, besi hollow 30x30, Las SMAW. Sementara bahan yang digunakan, yaitu Alumunium dan Cairan Proses Anodize.
3.5 Perancangan Desain mekanik
Gambar 2 merupakan penjelasan lebih detail dari alat media pembelajaran proses anodize, dimana urutan dari proses pembersihan permukaan alumunium yaitu proses degressing sampai proses penutupan permukaan yaitu proses sealing. Media yang akan digunakan pada alat pembelajaran proses anodize ini menggunakan berbahan alumunium. Yang Dimana ada 7 proses pencelupan pada alat pembelajaran anodize ini, meliputi proses degresing, pengetsaan, desmuting, anodizing, coloring, sealing, dan pembilasan air setiap proses pencelupan pada larutan.
Pada proses degresing yaitu sebagai Proses penghilangan kotoran yang menempel pada aluminium, seperti minyak, gemuk, dan lemak, dengan menggunakan larutan pembersih alkali yang dipanaskan, dalam proses nya memerlukan durasi waktu 5-10 menit sampai permukaan alumunium terlihat bersih, kemudian proses pembilasan air setiap pencelupan alumunium pada larutan hingga proses terakhir, selanjutnya proses pengetsaan tujuannya untuk menghaluskan tepi kasar dan goresan pada permukaan alumunium untuk memudahkan aliran arus listrik selama proses anodisasi.
Larutan yang digunakan dengan soda api (NaOH) memerlukan durasi waktu 5-10 menit,
proses terakhir pembersihan yaitu desmuting tujuannya untuk menghilangkan lapisan noda yang dibuat oleh proses sebelumnya. Larutan yang digunakan Asam sulfat (H2SO4) pada konsentrasi 15% atau larutan asam nitrat (HNO3) pada konsentrasi 50%
digunakan untuk menghilangkan oksida logam berat. Durasi untuk proses desmuting 5- 10 menit,
Proses anodizing dilakukan dengan merendam spesimen dalam larutan asam sulfat (H₂SO₄) dengan konsentrasi sekitar 250 gr/liter pada suhu 20-25°C selama 24 menit. arus listrik yang digunakan yaitu dengan tegangan sekitar 1,5 amp/dm². Arus + di jepit di benda kerja alumunium dan arus – di jepit di timah hitam, proses coloring adalah pewarnaan elektrolitik. Tujuannya agar Benda kerja aluminium terlihat tampak cantik. Pada suhu proses 20 derajat Celsius, larutan yang digunakan dalam proses ini meliputi kobalt, H2SO4, timah sulfat, dan bahan tambahan. Lamanya proses pewarnaan menentukan warna yang dihasilkan, semakin lama prosedur pewarnaan, maka semakin pekat warnanya. Kemudian proses terakhir yaitu proses sealing dilakukan dengan mempersempit pori-pori pada paduan aluminium yang dianodisasi. Tujuan dari prosedur sealing ini adalah untuk menjaga kestabilan lapisan anodisasi dengan menggunakan larutan asam cuka konsentrasi 50 gr/liter yang dicampur dengan air RO durasi pencelupan sekitar 1-2 menit.
3.6 Anggaran Biaya
No. Jenis Pengeluaran Jumlah Bahan
Harga Satuan (Rp)
Nilai (Rp)
1. Hollo 3x3cm 2 120.000 240.000
2. Wadah Plastik 19x17x12cm
7 25.000 175.000
3. Cairan Anodizing 1 650.000 650.000
4. Power Supply 1 250.000 250.000
TOTAL BIAYA 1.315.000
DAFTAR PUSTAKA
Indiarto, J., Mulyaningsih, N., & Salahudin, X. (2022, April). PENGARUH VARIASI WAKTU DAN TEGANGAN PADA PROSES ANODIZING TERHADAP KEKERASAN DAN KETEBALAN ALUMINIUM SERI 4XXX. In SENASTER" Seminar Nasional Riset Teknologi Terapan" (Vol. 3, No. 1).
Taufiq, T. (2011). Anodizing Pada Logam Alumunium dan Paduannya. Makalah, Program Studi Magister Rekayasa Fakultas Teknik Pertambangan Dan Perminyakan Institut Teknologi Bandung, Bandung
ISTOMO, A. (2017). PENGARUH VARIASI WAKTU PENCELUPAN PADA PROSES ANODIZING ALUMINIUM SERI IXXX (Doctoral dissertation, UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH
YOGYAKARTA).
