Bab 3 Landasan Teori.docx

BAB 3 LANDASAN TEORI

3.1

Pengertian Veneer Knife Forging atau penempaan adalah proses pembentukan logam secara plastis

dengan memberikan gaya tekan pada logam yang akan dibentuk Gaya tekan yang diberikan bisa secara manual maupun secara mekanis . Forging merupakan proses pembentukan logam yang tertua . Salah satu proses pembentukan logam yang digunakan oleh industri nasional adalah proses tempa (forging) Produk hasil penempaan memiliki keunggulan berupa kekuatan dan ketangguhan yang lebih baik dibanding dengan proses lainnya, sehingga sangat cocok untuk membuat komponen yang aplikasinya handal terhadap tegangan yang tinggi (highly stress). Forging termasuk proses pengerjaan panas, maka forging di kerjakan pada temperature di atas temperaturere kristalisasi. Pada temperarur tersebut, logam terpanaskan sampai berwarna merah jinga. Pada saat itu muncul butiran-butiran baru sehingga struktur atomnya menempati pada posisi yang baru,[3]. Metode rotary adalah salah satu metode pembuatan vinir yang di lakukan pada mesin rotary dengan alat potong memakai veneer knife. Veneer knife adalah pisau pengupas atau alat potong pada mesin rotary pengupasan dilakukan dengan pemutaran simetris yaitu batang kayu diputar berlawanan dengan mata pisau yang bergerak transisi,[4]. Vinir adalah lembaran kayu tipis dari 0,24 mm sampai 0,6 mm yang diperoleh dari penyayatan (pengupasan) dolok kayu jenis-jenis tertentu.dengan ketebalan sama dan lebih kecil dari 6 mm. Ketebalan diatas batas ini digolongkan ke dalam jenis papan. Penggunaan utama dari vinir adalah untuk pembuatan kayu lapis (plywood),[4].

14

Gambar 3.1 Veneer Knife

3.2

Matrial Pembuat Veneer Knife Matrial pembuatan pisau veneer ada 3 jenis yaitu : a. Base Base atau alas adalah salah satu komponen dari dalam pembuatan veneer knife yang di gunakan sebagai alas dan material yang di gunakana baja karbon ( AISI 1012 ). Baja karbon adalah baja yang hanya mengandung karbon sebagai unsur paduan utama mereka. Jejak silikon 0,4% dan mangan 1,2% hadir dalam baja ini. Sejumlah kecil tembaga, nikel, molibdenum, aluminium dan kromium juga dapat ditemukan pada baja karbon. Komposisi kimia baja karbon SAE 1012 sebagai berikut : Tabel 3.1 Komposisi kimia baja karbon AISI 1012

Elemen

Konten (%)

Besi, Fe

99.16-99.6

Mangan, Mn

0,30-0,60

Karbon, C

0,10-0,15

Sulphur, S

≤ 0,050

Fosfor, P

≤ 0,040

15

Tabel 3.2 Sifat fisik baja karbon AISI 1012.

Properties Massa jenis

Metrik

Imperial

7,87 g / cm3

0,284 lb / in³

Tabel 3.3 Sifat mekanis baja karbon AISI 1012

Properties

Metrik

Imperial

Kekerasan, Brinell

105

105

Hardness, Knoop (dikonversikan dari

123

123

60

60

108

108

Daya tarik

370 MPa

53700 psi

Kekuatan hasil

310 MPa

45.000 psi

Perpanjangan putus (dalam 50 mm)

19,00%

19,00%

Pengurangan area

40,00%

40,00%

kekerasan Brinell) Kekerasan, Rockwell B (dikonversi dari kekerasan Brinell) Kekerasan, Vickers (dikonversikan dari kekerasan Brinell)

Modulus massal (khas untuk baja) Machinability (berdasarkan pada baja

140 GPa

20300 ksi

55

55

AISI 1212 sebagai 100 machinability. Modulus geser (khas untuk baja)

80,0 GPa

11600 ksi

Rasio Poisson

0,27-0,30

0,27-0,30

Modulus elastis

190-210 GPa

27557-30458 ksi

16

Gambar 3.2 Base

b. Ateita Ateita material pada sisi punggung pisau yang biasa di gunakan untuk pembuatan lubang baut dan salot yang berpungsi sebagai pengikat antara pisau dengan mesin rotary. Material yang di gunakan sama dengan base yaitu baja karbon ( AISI 1012 )

ATEITA

HAGANE

Gambar 3.3 Ateita Dan Hagane

17

c. Hagane Hagane adalah material pada sisi tajam pisau, material yang di gunakan harus kuat maka di gunakan material seperti baja paduan (alloy steel), high alloy steel ,semi-high speed steel ,high speed steel berikut nama-nama material yang biasa di pakai dan cara mengidentifikasinya : Tabel 3.1 Jenis-Jenis Material Hagane

Tabel 3.4 Jenis material berdasarkan warna

Baja paduan (Alloy steel). Baja paduan adalah baja karbon yang diberi tambahan unsur lain bisa satu atau lebih unsur-unsur tambahan untuk menghasilkan sifat-sifat yang dikehendaki (tidak dimiliki oleh baja karbon). Unsur tambahan yang umumnya digunakan adalah nikel, mangan dan chrom. Berdasarkan kadar paduannya, baja paduan dibagi menjadi tiga macam yaitu : a. Baja paduan rendah (low alloy steel). Baja paduan rendah adalah baja paduan yang mempunyai persentase unsur paduan rendah. Baja jenis ini biasanya memiliki paduan kurang dari 10%. Material baja ini sering digunakan sebagai material pada mesin perkakas seperti pahat kayu, poros, dan gergaji. b. Baja paduan menengah (medium alloy steel).

18

Baja paduan menengah merupakan baja dengan paduan elemen 2,5 %-10 %. Adapun unsur-unsur yang terdapat pada baja tersebut misalnya seperti unsure Cr, Mn, Ni, S, Si, P dan lain-lain. c. Baja paduan tinggi(high alloy steel). Baja paduan tinggi merupakan baja paduan dengan kadar unsur paduan lebih dari 10% berat. Adapun unsur-unsur yang terdapat pada baja tersebut misalnya unsur Cr, Mn, Ni, S, Si, P

3.3

Proses Kerja

Gambar 3.4 Flow chart line forgin

19

1. Atumikezuri dan CNC Proses atumikezuri (milling) adalah proses pemakanan dua permukaan atau salah satu permukaan benda kerja menggunakan insert pada kecepatan meja (table speed) dan kedalaman (feeding) tertentu untuk mendapatkan kedalaman tertentu. Proses cnc adalah proses pembentukan mentori /chamfer untuk pada bagian kaisaki dengan sudut hagane 60º ateita 55º sedangkan untuk bagian kaisaki hagane dan ateita 55º. 2. Welding Proses

pengelasan

(welding)

merupakan

salah

satu

teknik

penyambungan logam dengan atau tanpa tekanan dan dengan atau tanpa logam tambahan sehingga menghasilkan sambungan yang kotinu. Sedangkan definisi menurut Deutche Industrie and Normen (DIN), las adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan melting atau cair,[6]. Berdasarkan masukan panas (heat input) utama yang diberikan kepada logam dasar atau induk, proses pengelasan dapat dibagi menjadi dua cara, yaitu : 1. Pengelasan dengan menggunakan energi panas yang berasal dari nyala api las(fusion), contohnya las busur (arc welding), las gas (gas welding), las sinar elektron (electron discharge welding), dan lain-lain. 2. Pengelasan dengan menggunakan energi panas yang tidak berasal dari nyala api las (nonfusion), contohnya pengelasan dengan gesekan (friction stirr welding), las tempa, dan lain-lain. Ada beberapa syarat yang harus dipenuhi untuk keberhasilan proses pengelasan yaitu : 1. Material yang akan disambung dapat mencair oleh panas. 2. Antara material yang akan disambung terdapat kesesuaian sifat lasnya. 3. Cara penyambungan sesuai dengan sifat benda padat dan tujuan penyambungan.

20

3. Atsuen R-1 Adalah

proses

pembentukan

logam

secara

plastis

dengan

menggunakan gaya tekan untuk mengubah bentuk atau ukuran dari logam yang di kerjakan (forging) 4. Leveller dan Bender Leveller adalah proses press material yang bertujuan untuk mendapatkan kebengkokan permukaan (hira magari) sesuai target yang telah di tentukan. Bender adalah proses press material yang bertujuan untuk mendapatkan kebengkokan pada bagian koba sesuai dengan target yang telah di tentukan. 5. Temper Tempering adalah pemanasan kembali antara 100-400 derajat Celcius, yang bertujuan untuk menurunkan kekerasan, pendinginan dilakukan di udara. Dalam proses tempering atom-atom akan berganti menjadi suatu campuran fasa-fasa ferrit dan sementit yang stabil. Melalui tempering kekuatan tarik akan menurun sedang keuletan dan ketangguhan akan meningkat. Untuk proses quenching setelah hardening dilakukan mendadak, sedangkan setelah tempering pendinginan dilakukan dengan udara. Proses pendinginan ini jelas akan berakibat berubahnya struktur logam yang diquench,[8]. Tempering dibagi dalam beberapa bagian, yaitu: a. Tempering suhu rendah (150-300° C) Tujuannya untuk mengurangi tegangan kerut dan kerapuhan baja. Digunakan pada alat kerja yang tak mengalami beban berat seperti alat potong dan mata bor kaca. b. Tempering suhu menengah (300-500° C) Tujuannya menambah keuletan dan sedikit mengurangi kekerasan. Digunakan pada alat kerja yanga mengalami beban berat seperti palu, pahat dan pegas.

21

c. Tempering suhu tinggi (500-650° C) Tujuannya untuk memberikan daya keuletan yang besar dan kekerasannya menjadi lebih rendah. Digunakan pada roda gigi, poros, batang penggerak 6. Kensa Proses pemeriksaan keretakan dan kekerasn (HRC) 

kekerasan Kekerasan suatu material didefinisikan sebagai kemampuan

material untuk menahan tegangan, goresan, dan pantulan dari luar sehingga tidak mengalami kerusakan, dapat juga dikatakan sebagai kemampuan material dalam menahan terjadinya deformasi plastis,[9]. Tujuan Pengujian : 1. Mengetahui angka kekerasan suatu bahan 2. Mengetahui pengaruh perlakuan panas terhadap kekerasan bahan 3. Mengetahui salah satu cara pengukuran kekerasan 4. Mengetahui perubahan struktur pada setiap perlakuan Macam-Macam Metode Pengujian Kekerasan Pengujian kekerasan dibagi menjadi tiga jenis, yaitu : 1. Resistance to cutting or abration yaitu dengan cara Moh’s Metode pengujian kekerasan ini dilakukan dengan cara menggoreskan suatu material dengan standart yang telah diketahui nilai kekerasannya. 2. Resistance to indentation, yaitu dengan cara : a. Brinell Test Pengukuran kekerasan ini dilakukan dengan cara menekan secara tegak lurus bola baja (indentor) yang sudah diketahui diamaternya kepada permukaan benda uji dengan gaya tekan (P) tertentu selama waktu tertentu pula (antara 10-30 detik). Karena penetrasi tersebut akan terjadi bekas berupa tembereng bola

22

Gambar 3.5 Brinell Hardness Tester b. Vickers Test

Prinsipnya sama dengan pengujian brinell, hanya saja menggunakan indentor berbentuk pyramid beralas bujur sangkar dengan sudut puncak antara dua sisi berhadapan 136°, tapak tekan berbentuk bujur sangkar.

Gambar 3.6 Vickers Hardness Tester

c. Rockwell Test Cara Rockwell menggunakan prinsip yang sama dengan cara Brinell hanya saja indentor yang dipakai ada 2 jenis dan berukuran lebih kecil dari pada indentor pada Brinell Indentor yang digunakan yaitu : 1. Menggunakan kerucut intan, dengan sudut puncak 120° ujung agak bulat, berjari - jari 0,2 mm. 2. Menggunakan bola baja berdiameter 1/16 in, 1/8 in, ¼ in, dan 1/2in 23



Keretakan . Uji liquid penetrant merupakan salah satu metoda pengujian jenis NDT (Non–DestructiveTest) yang relatif mudah dan praktis untuk dilakukan. Uji liquid penetrant ini dapat digunakan untuk mengetahui diskontinyuitas halus pada permukaan seperti retak, berlubang atau kebocoran. Pada prinsipnya metoda pengujian dengan liquid penetrantmemanfaatkan daya kapilaritas,[10]. Prinsip kerja penetran test adalah memanfaatkan metoda sifat kapilaritas cairan. Apabila terdapat celah kecil apabila diberi cairan maka celah tersebut akan menyedot cairan sehingga celah tersebut akan berisi cairan. Dengan memanfaatkan cara inilah penetran test sebagai metoda pengujian dilakukan. Color check banyak digunakan untuk memeriksa material stenlles steel, besi, carbon steel dan lain sebagainya. Ada 2 jenis pemeriksaan menggunakan penetran test, yaitu: 1. Penetran fluoresen yaitu pengujian penetran test yang dilakukan dengan bantuan sinar ultraviolet. Cairan ini mengandung zat warna yang akan berfluorensi bila disinari dengan sinar ultraviolet. Sama halnya dengan phosphor apabila kena cahaya makan bersinar atau menimbulkan cahaya yang akan menunjukan letak retakkan material. Cara ini biasanya digunakan untuk material atau barang-barang yang lebih membutuhkan sensitifitas lebih tinggi, missal: baling-baling pesawat 2. Penetran non Fluoresen yaitu pengujian ini dapat dilakukan langsung secara visual langsung tanpa bantuan sinar ultraviolet. Cairan ini mengandung zat warna yang memiliki sifat kontras yang tinggi pada ruangan terang. Dan cara kedua ini yang paling banyak digunakan karena dalam pemakaiannya paling mudah dan efisien

24

Metode ini biasanya di gunakan untuk mendeteksi permukaan terbuka di non-ferromagnetic material.  Chemically cleaned Untuk membersihkan permukaan dari material tersisa missal gemuk, kotoran dll, dari prtmukaan yang akan di uji.  Penetran Dengan system capillarity penetran akan masuk ke celah yang terbuka.  Membersihkan kelebihan penetran  Develover powder

Gambar 3.7 cara kerja penetran test

3.4

Metode Analisa Metode analisa yang dilakukan adalah sebagai berikut : 1. Diagram Fishbone Fishbone diagram(diagram tuang ikan/kerena bentuknya seperti tulang ikan) sering juga di sebut Cause And Effect Diagram Atau Ishikawa Diagram di perkenalkan oleh Dr. Kaoru Ishikawa, seorang ahli pengendalian kualitas dari Jepang. Sebagai salah satu tujuh alat kualitas dasar (7 Basic Quality Tools). Fishbone diagram digunakan ketika kita ingin mengidentifikasi kemungkinan penyebab masalah dan terutama ketika sebuah tim cenderung jatuh berpikir pada rutinnitas,[11].

25

Dalam hal melakukan Analisis Fishbone, ada beberapa tahapan yang harus dilakukan, yakni 1. Menyiapkan sesi analisa tulang ikan. 2. Mengidentifikasi akibat atau masalah. 3. Mengidentifikasi berbagai kategori sebab utama. 4. Menemukan sebab-sebab potensial dengan cara sumbang saran. 5. Mengkaji kembali setiap kategori sebab utama. 6. Mencapai kesepakatan atas sebab-sebab yang paling mungkin Kelebihan/ Kekurangan Diagram FishBone Kelebihan Fishbone diagram adalah dapat menjabarkan setiap masalah yang

terjadi

dan

setiap

orang

yang

terlibat

di

dalamnya

dapat

menyumbangkan saran yang mungkin menjadi penyebab masalah tersebut. Sedang Kekurangan Fishbone diagram adalah opinion based on tool dan di design membatasi kemampuan tim / pengguna secara visual dalam menjabarkan masalah yang mengunakan metode “level why” yang dalam, kecuali bila kertas yang digunakan benar – benar besar untuk menyesuaikan dengan kebutuhan tersebut. Serta biasanya voting digunakan untuk memilih penyebab yang paling mungkin yang terdaftar pada diagram tersebut. Contoh Bentuk Dasar Diagram Fishbone Ada banyak bentuk dasar Diagram Fishbone yang dapat diadikan acuan. Berikut ini diberikan format dasar dari Diagram Fishbone yang sekiranya dapat memberikan inspirasi dalam penerapan dan pengembangan lebih jauh yang disesuaikan situasi dan kondisi yang ada. Ada yang penggambaran Cause ditulis di tulang ikan sebelah kiri dan Effect di kepala ikan, namun ada pula yang sebaliknya.

26

Gambar 3.8 Diagram Fishbone

2.

Diagram Pareto Diagram Pareto merupakan salah satu tools (alat) dari QC 7

Tools yang sering digunakan dalam hal pengendalian Mutu. Pada dasarnya, Diagram Pareto adalah grafik batang yang menunjukkan masalah berdasarkan urutan banyaknya jumlah kejadian. Urutannya mulai dari jumlah permasalahan yang paling banyak terjadi sampai yang paling sedikit terjadi. Dalam Grafik, ditunjukkan dengan batang grafik tertinggi (paling kiri) hingga grafik terendah (paling kanan). Langkah-langkah diagram Pareto: 1. Menentukan metode atau arti dari pengklasifikasian data, misalnya berdasarkan masalah, penyebab, jenis ketidaksesuaian, dan sebagainya. 2. Menentukan

satuan

yang

digunakan

untuk

membuat

urutan

karakteristik- karakteristik tersebut, misalnya rupiah,frekuensi, unit, dan sebagainya. 3. Mengumpulkan data sesuai dengan interval waktu yang telah ditentukan. 4. Merangkum data dan membuat rengking katagori data tersebut dari yang terbesar dan terkecil. 5. Menghitung frekuensi kumulatif atau persentase kumulatif yang digunakan 27

6. Menggambar diagram batang, menunjukkan tingkat kepentingan relatif masing-masing masalah. Mengindentifikasi beberapa hal yang penting untuk mendapat perhatian.

Gambar 3.9 Diagram Pareto

28