Pendahuluan
Kabupaten Cirebon
merupakan salah satu daerah di Jawa Barat yang memilki segudang potensi usaha
yang terkenal. Potensi usaha masyarakat Cirebon salah satunya potensi kerajinannya,
khususnya kerajinan yang berbahan dasar rotan. Kerajinan dan meubel rotan
merupakan salah satu produk unggulan kabupaten Cirebon. Rotan memiliki
beberapa keunggulan daripada kayu, seperti ringan, kuat, elastis /mudah
dibentuk, serta murah. Namun, sejak pengembangan kulit rotan sintetis semakin
banyak digunakan, maka penggunaan kulit rotan alami mengalami penurunan. Oleh
karena itu perlu di cari pemanfaatan kulit rotan alami karena kulit rotan
memiliki nilai ekonomis yang tinggi. Pemanfaatan kulit rotan alami dapat
digunakan sebagai bahan pengisi (filler) komposit. Dari pemanfaatan ini
diharapkan dapat mengurangi limbah kulit rotan karena tergantikan oleh kulit
rotan sintetis. (Kurniadi,
Santosa, & Wilis, 2020) dalam penelitiannya
membahas tentang pengaruh komposisi serat rotan terhadap kekerasan dan keuletan
material menjelaskan bahwa keuletan material komposit dengan komposisi serat 0%
sebesar 1,096 J/m2, komposisi serat 20% sebesar 1,068 J/m2, komposisi serat 30%
sebesar 1,230 J/m2, sedangkan komposisi 40% sebesar 1,677 J/m2. (Mulyatno
& Jokosisworo, 2008) yang
membahas tentang pengaruh konfigurasi serat kulit rotan terhadap kekuatan tarik
yang akan dimanfaatkan dalam pembuatan badan kapal. Hasil pengujian tanpa serat
sebesar 12,7 MPa, hasil pengujian tarik arah serat 0/90� sebesar 21,65 MPa dan
nilai kekuatan. Dalam penelitian lain Noerhamzah yang membahas tentang pengaruh
gerak makan dan putaran spindel terhadap keausan pahat HSS pada proses
pemesinan end milling komposit berpenguat serat nanas. Pada penelitiaan ini
dilakukan proses pemesinan freis dengan kedalaman 1 mm dengan gerak makan yang
digunakan yaitu 0,496 mm/putaran, 0,744 mm/putaran serta 1,041 mm/putaran lalu
putaran spindel yaitu 140 rpm, 204 rpm serta 283 rpm. Kemudian dilihat pengaruh
dari gerak makan dan kecepatan spindel terhadap keausan pahat HSS (Davis,
2019). Berdasarkan penelitian Ardhiyanto yang membahas
tentang analisis kekuatan tarik, puntir, kekerasan dan komposisi kimia baja ST
60 sebagai material propeller setelah perlakuan carburizing dengan variasi
temperatur pemanasan. Kesimpulan dari penelitian ini adalah nilai kekuatan
tarik raw material sebesar 730 MPa serta kekerasan baja ST 60 sebesar 177,67 HV
(Ardhiyanto,
Budiarto, & Santosa, 2018). Dari
beberapa penelitian yang sudah dilakukan sebelumnya masing-masing mempunyai
perbedaan disesuaikan dengan hasil dan penjelasan dari peneliti. Namun dalam
penelitian ini mencoba mendeskripsikan tantang bagaimana untuk menentukan
parameter pemesinan yang sesuai supaya di dapatkan hasil pemotongan yang
optimal. Berdasarkan
penelitian Tholib yang membahas tentang pengaruh pengaruh jenis serat terhadap
kualitas hasil pemesinan bahan komposit. Pada penelitiaan ini dilakukan proses
pemesinan freis dan gurdi dengan jenis material berbeda yaitu komposit serat
rubek dan komposit serat gelas. Kemudian dilihat pengaruh dari jenis material
terhadap kualitas hasil pemesinan (Thalib
& Husni, 2015).
Berdasarkan penelitian
Firman yang membahas tentang studi sifat dan morfologi komposit serat daun
nanas epoxy ditinjau dari fraksi massa dengan orientasi serat acak.
Kesimpulan dari penelitian ini adalah komposit memiliki kekuatan tarik sebesar
1,07 Mpa (Firman,
Muris, & Junaedi, 2015).
Berdasarkan penelitian
Santoso yang membahas tentang analisis mekanik komposit serat gelas pada tabung
Cng tipe 2. Kesimpulan dari penelitian ini adalah komposit memiliki nilai
kekerasan sisi permukaan sebesar 33,1 HV dan nilai kekasaran pada sisi
tebal
sebesar 35,5 HV (Santoso,
Tauviqirrahman, & Ismail, 2015). Berdasarkan
penelitian Rahman yang membahas tentang pengaruh fraksi volume serat terhadap
peningkatan kekuatan impak komposit berpenguat serat nanas-nanasan (bromealiaceae)
kontinyu searah dengan matriks unsaturated polyester. Kesimpulan dari
penelitian ini adalah kekuatan impak optimal pada fraksi volume 35% sebesar
0,0046 J/mm2 (Rahman
& Suwanda, 2010). Berdasarkan penelitian
Wardani yang membahas tentang analisis pengujian impak metode izod dan charpy
menggunakan benda uji alumunium dan baja ST� 37. Kesimpulan dari penelitian ini
adalah harga impak pengujian di alat uji hasil rancangan sebesar 1,857 J/mm2
(Wardani,
Samantha, & Budiman, 2016). �
Terdapat kendala yang
di hadapi pada proses pengolahan material komposit. Diantaranya adalah
menentukan parameter pemesinan yang sesuai supaya didapatkan hasil pemotongan
yang optimal. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian lebih mendalam mengenai
parameter pemesinan yang tepat untuk medapatkan kualitas pemotongan yang
optimal. Sehingga diharapkan kendala yang terjadi dapat terselesaikan.
Metode
Penelitian
Penelitian ini
merupakan penelitian eksperimen menggunakan variabel bebas yaitu kecepatan
pemakanan, variabel terikat yaitu kualitas pemotongan serta beberapa variabel
lain sebagai variabel kontrol yaitu kedalaman pemakanan sebesar 1 mm dan
gerakan pemakanan sebesar 0,05 mm/gigi serta jenis material benda kerja berupa
komposit epoxy resin berpenguat serat kulit rotan.�����
A.
Metode pengujian keras
1. Siapkan
spesimen uji. Spesimen pengujian kekerasan dibuat dengan 3 buah spesimen untuk
masing-masing komposisi serat.
2. Siapkan
permukaan benda kerja:
3. Siapkan
perangkat uji kekerasan Brinell pada Universal Hardness Tester:
4. Putar
turn wheel searah jarum jam secara perlahan hingga benda kerja menyentuh
indentor tanpa mengalami impact, sampai jarum besar berputar sebanyak
tiga kali pada skala B dan jarum kecil bergerak dari titik hitam menunju pada
titik merah
5. Dorong
tuas pembebanan ke arah loading secara perlahan �
lahan.
Tunggu hingga jarum besar pada skala berhenti dengan sendirinya.
6. Tunggu
selama 10 - 15 detik dari saat berhentinya jarum, kemudian gerakkan tuas ke unloading
secara perlahan-lahan sampai maksimal. Dengan naiknya tuas, jarum ikut
berputar searah putaran jarum jam sampai akhirnya berhenti.
7. Baca
harga kekerasan BHN pada saat jarum telah berhenti. Bacalah pada skala BHN yang
berwarna hitam.
B. Metode
Pengujian Tarik
1. Mencatat
dan menandai dengan nomer benda yang akan diuji.
2. Mencatat
ukuran-ukuran benda uji sampai ketelitian 0,1
mm.
3. Memasang
benda uji pada penjepit (grip) atas dan bawah pada mesin uji. Diusahakan agar
benda uji betul-betul vertikal, kemudian mengencangkan
kedua penjepit.
4. Bagian
atas mesin tetap (fix) sedangkan bagian bawah bergerak ke bawah dengan
kecepatan rendah (konstan).
5. Spesimen
tertarik dan mengalami pertambahan panjang (∆L)
6. Data
pertambahan panjang dan beban dapat dilihat pada mesin.
7. Data
dicatat dan digunakan untuk membuat diagram tegangan- regangan.
C. Metode
Pengujian Impak
1.
Siapkan dan periksa benda uji. Benda uji
dibuat dengan 3 buah spesimen untuk setiap komposisi serat.
2.
Buatlah alur takik pada bagian tengah
dengan ukuran yang sudah ditentukan menggunakan notching machine .
Pengukuran alur menggunakan notch gauge.
3.
Ukurlah dimensi dari takik nya mulai
dari panjang serta kedalaman nya.
4.
Bukalah �the safety lock key�.
5.
Bukalah �triggers�.
6.
Rentangkan �the outer tup� dan �the�
inner tup�.
7.
Pasanglah benda kerja pada �the V
notch�.
8.
Aturlah jarum dial pada angka nol.
9.
Tarik �the spring loaded pin�
sambil menghentakkan pada knop pelepas pada �triggers� sampai �outer
tup� dan �inner tup� berayun.
10.
Bacalah pada dial, besar energi yang
diserap oleh batang uji.
D.
Prasyarat material komposit
1.
Kekuatan tarik komposit serat nanas <
kekuatan tarik komposit serat kulit rotan� < kekuatan tarik baja ST 60
2.
Kekerasan komposit serat gelas <
kekerasan komposit serat kulit rotan < kekerasan
baja ST 60
3.
Kekuatan impak komposit serat nanas <
kekuatan impak komposit serat kulit rotan < kekuatan impak baja ST 37
E.
Metode pemesinan
1.
Memeriksa kondisi mesin CNC milling agar
siap digunakan.
2.
Menyiapkan cutter end mill HSS.
3.
Menyiapkan material komposit.
4.
Memasukkan program kerja pada mesin CNC
milling
5.
Memasang benda kerja pada ragum dan
cutter end mill pada spindle mesin.
6.
Memulai proses pengerjaan melalui pemesinan
CNC milling.
7.
Mengamati hasil pemesinan dengan variasi
kecepatan pemotongan
8.
Menganalisis dan membahas data
penelitian, serta membuat kesimpulan
Hasil dan Pembahasan
A.
Hasil Pengujian Keras
Menurut Penelitian (Kurniadi et al., 2020) yang membahas tentang pengaruh komposisi serat rotan terhadap
kekerasan dan keuletan material. Data hasil pengujian keras dapat dilihat pada
tabel 1.
Tabel
1. Hasil pengujian Keras
|
No
|
Komposisi
Serat (%)
|
Nilai
Kekerasan (BHN)
|
|
1
|
0
|
140,68
|
|
2
|
20
|
149,98
|
|
3
|
30
|
152,03
|
|
4
|
40
|
159,28
|
Gambar
1. Karakteristik Pengujian Kekerasan
Kriteria
material untuk memenuhi syarat sebagai benda kerja jika memenuhi keadaan
sebagai berikut:
Kekerasan komposit serat gelas = 35,5 HV
Kekerasan komposit serat kulit rotan =
159,28 BHN
Kekerasan ST 37 = 177,67 HV
Perlu
dilakukan konversi antar satuan kekerasan material. Tabel konversi dapat
dilihat pada lampiran.
Data setelah dilakukan koversi satuan
sebagai berikut :
Kekerasan komposit serat gelas = 35,5 HV
Kekerasan komposit serat kulit rotan =
160 BHN
Kekerasan ST 37 = 177,67 HV
35,5 HV < 160 HV < 177,67 HV
Jadi,
dapat disimpulkan bahwa material komposit serat kulit rotan memenuhi
persyaratan sebagai benda kerja dalam proses pemesinan.
B. Hasil
Pengujian Tarik
Menurut penelitian (Mulyatno & Jokosisworo, 2008) yang membahas tentang
pengaruh konfigurasi serat kulit rotan terhadap kekuatan tarik yang akan
dimanfaatkan dalam pembuatan badan kapal. Data hasil pengujian tarik dapat
dilihat pada tabel 2.
�������� Tabel
2. Hasil Pengujian Tarik
|
No
|
Konfigurasi
Serat
|
Nilai Kekuatan
Tarik(MPa)
|
|
1
|
Tanpa
Serat
|
12,7
|
|
2
|
Arah 0/90
|
21,65
|
|
3
|
Arah 45
|
21,032
|
Gambar
2. Karakteristik Pengujian Tarik
Uji
prasyarat material
Kekuatan tarik komposit serat nanas =
1,07 MPa.
Kekuatan tarik serat kulit rotan = 21,65
MPa.
Kekuatan tarik baja ST 60 = 730 MPa.
1,07 MPa < 21,65 MPa < 730 MPa
Jadi,
dapat disimpulkan bahwa material komposit serat kulit rotan memenuhi
persyaratan sebagai benda kerja dalam proses pemesinan.
C.
Hasil Pengujian Impak
Menurut Penelitian (Kurniadi et al., 2020) yang membahas tentang pengaruh komposisi serat rotan terhadap kekerasan dan
keuletan material. Data hasil pengujian keras dapat dilihat pada tabel 3.
�
�
Tabel 3. Data hasil pengujian impak
|
No
|
Komposisi
Serat (%)
|
Nilai
Keuletan (J/m2)
|
|
1
|
0
|
1,096
|
|
2
|
20
|
1,068
|
|
3
|
30
|
1,230
|
|
4
|
40
|
1,677
|
�����
Gambar 3. Karakteristik Pengujian Impak
Uji prasyarat material
Nilai
impak komposit serat nanas = 0,0046 J/mm2
Nilai
impak komposit serat kulit rotan = 1,677 J/mm2
Nilai
impak baja ST 37 = 1,857 J/mm2
0,0046
J/mm2 < 1,677 J/mm2 < 1,857 J/mm2
Jadi,
dapat disimpulkan bahwa material komposit serat kulit rotan memenuhi
persyaratan sebagai benda kerja dalam proses pemesinan.
D. Hasil
Pengujian Pemesinan
Tabel 4. Hasil
Perhitungan Parameter Pemesinan
|
No
|
Kecepatan
Pemotongan (m/min)
|
Proses
Pemesinan (Up/Down)
|
Kecepatan
Spindel (Rpm)
|
Kecepatan
Pemakanan (mm/min)
|
Kekasaran
Permukaan (�m)
|
|
1
|
20
|
Down
|
318,18
|
63,636
|
1,9522
|
|
2
|
40
|
Down
|
636,36
|
127,272
|
1,9094
|
|
3
|
60
|
Down
|
954,54
|
190,908
|
1,8848
|
|
4
|
20
|
Up
|
318,18
|
63,636
|
2,0824
|
|
5
|
40
|
Up
|
636,36
|
127,272
|
1,9769
|
|
6
|
60
|
Up
|
954,54
|
190,908
|
1,9177
|
�����
�������������������������������
Gambar 4. Karakteristik Kekasaran
Permukaan
E. Simpulan
pengujian pemesinan
Berdasarkan
data perhitungan parameter pemesinan yang dilakukan dengan menggunakan variasi
pada kecepatan potong serta tipe pemesinan� yang digunakan. Hasil pengujian
pemesinan tipe down milling dengan kecepatan potong 20 m/menit sebesar
1,9552 �m, kecepatan 40 m/menit sebesar 1,9094 �m sedangkan kecepatan 60
m/menit sebesar 1,8848 �m. Untuk tipe up milling dengan kecepatan potong
20 m/menit sebesar 2,0824 �m, kecepatan 40 m/menit sebesar 1,9769 �m sedangkan
kecepatan 60 m/menit sebesar 1,9177 �m.
Kriteria
penentuan nilai hasil pemotongan berupa kekasaran permukaan. Semakin besar
nilai kekasaran permukaan maka semakin kasar permukaan material, sedangkan
semakin kecil nilai kekasaran permukaan maka semakin halus permukaan material.
Oleh karena itu kriteria yang dipakai dalam menentukan nilai optimal dari hasil
pemotongan berupa nilai semakin kecil semakin baik (small better).
Dari
hasil analisa yang dilakukan dengan membandingkan hasil pemotongan berdasarkan
pengaruh kecepatan potong serta tipe pemesinan terhadap kualitas pemotongan
berupa kekasaran permukaan. Maka didapat nilai optimal dari kualitaas
pemotongan berupa kekasaran permukaan terdapat pada kecepatan potong 60 m/menit
serta tipe pemesinan down milling dengan nilai kekasaran permukaan
sebesar 1,8488 �m.
Kesimpulan�������������������������������������������������������������������������������������������
Berdasarkan seluruh
hasil tahapan penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan sebagai
berikut :��� 1) Karaktristik
material komposit didapat dari beberapa pengujian yaitu pengujian kekerasan,
pengujian tarik dan pengujian impak. Hasil pengujian keras material komposit
dengan komposisi serat 0% sebesar 140,68 BHN, komposisi serat 20% sebesar
149,98 BHN, komposisi 30% sebesar 152,03 BHN serta komposisi 40% sebebsar
159,28 BHN. Hasil pengujian tarik material komposit tanpa serat sebesar 12,7
kg/mm2, arah serat 0�/90� sebesar 21,65 kg/mm2 serta arah serat 45� sebesar
21,032 kg/mm2. Hasil pengujian impak material komposit dengan komposisi serat
0% sebesar 1,096 J/m2, komposisi serat 20% sebesar 1,068 J/m2, komposisi 30%
sebesar 1,230 J/m2 serta komposisi 40% sebebsar 1,677 J/m2. 2) Hasil pemotongan
yang optimal didapat dari variasi kecepatan potong yang digunakan pada proses
pemesinan. Kecepatan potong tertentu dapat menghasilkan pemotongan yang
optimal. Pada proses down milling kecepatan potong 20 mm/min menghasilkan Ra
sebesar 1,9522 �m, kecepatan potong 40 mm/min menghasilkan Ra sebesar 1,9094 �m
serta kecepatan potong 60 mm/min menghasilkan Ra sebesar 1,8848 �m. Sedangkan
pada proses up milling kecepatan potong 20 mm/min menghasilkan Ra sebesar
2,0824 �m, kecepatan potong 40 mm/min menghasilkan Ra sebesar 1,9769 �m serta
kecepatan potong 60 mm/min menghasilkan Ra sebesar 1,9177 �m.
3) Hasil pengujian kekerasan tertinggi terdapat pada
komposisi 40% sebesar 159,28 BNH, hasil pengujian tarik tertinggi terdapat pada
arah serat 0�/90� sebesar 21,65 kg/mm2 serta hasil pengujian impak tertinggi
terdapat pada komposisi 40% sebesar 1,677 J/m2. Hasil pemotongan yang paling
optimal adalah menggunakan proses down milling dengan kecepatan potong sebesar
60 m/min.
Bibliography
Ardhiyanto,
K. B., Budiarto, U., & Santosa, A. W. B. (2018). Analisa Kekuatan Tarik,
Puntir, Kekerasan dan Komposisi Kimia Baja ST 60 Sebagai Material Poros
Propeller Setelah Perlakuan Carburizing Dengan Variasi Temperatur Pemanasan
(Metode Experiment). Jurnal Teknik Perkapalan, 6(4).
Davis, N. (2019). PENGARUH GERAK
MAKAN DAN PUTARAN SPINDEL TERHADAP KEAUSAN PAHAT HSS PADA PROSES PEMESINAN END
MILLING KOMPOSIT BERPENGUAT SERAT NENAS. Universitas Andalas.
Firman, S. H., Muris, M., & Junaedi,
S. (2015). STUDI SIFAT MEKANIK DAN MORFOLOGI KOMPOSIT SERAT DAUN NANAS-EPOXY
DITINJAU DARI FRAKSI MASSA DENGAN ORIENTASI SERAT ACAK. Jurnal Sains Dan
Pendidikan Fisika, 11(2), 184�191.
Kurniadi, E. R., Santosa, I., &
Wilis, G. R. (2020). Analisa Material Komposit Resin Berpenguat Serat Rotan
Untuk Pembuatan Prostesis Kaki Palsu Bagi Penderita Disabilitas. Prosiding
Konferensi Ilmiah Mahasiswa Unissula (KIMU) Klaster Engineering.
Mulyatno, I. P., & Jokosisworo, S.
(2008). Analisa Teknis Penggunaan Serat Kulit Rotan Sebagai Penguat Pada
Komposit Polimer Dengan Matriks Polyester Yukalac 157 Ditinjau Dari Kekuatan
Tarik Dan Kekuatan Tekuk. KAPAL: Jurnal Ilmu Pengetahuan Dan Teknologi
Kelautan, 5(3), 173�180.
Rahman, M. B. N., & Suwanda, T.
(2010). Pengaruh Fraksi Volume Serat terhadap Peningkatan Kekuatan Impak
Komposit Berpenguat Serat Nanas-Nanasan (Bromeliaceae) Kontinyu Searah dengan
Matrik Unsaturated Polyester. Semesta Teknika, 13(2), 137�144.
Santoso, E. F., Tauviqirrahman, M.,
& Ismail, R. (2015). Analisis Sifat Mekanik Komposit Serat Gelas Pada Tabung
CNG Tipe 2. Jurnal Teknik Mesin, 3(4), 389�396.
Thalib, S., & Husni, H. (2015). PENGARUH
JENIS SERAT TERHADAP KUALITAS HASIL PEMESINAN BAHAN KOMPOSIT.
Wardani, C. U., Samantha, Y., &
Budiman, H. (2016). Analisis Pengujian Impak Metoda Izod Dan Charpy Menggunakan
Benda Uji Alumunium Dan Baja St37. PROCEEDING STIMA.
������������������������������ �����������
Vol. 1, No. 3 Oktober 2020
