BAB III

PERENCANAAN DAN GAMBAR

3.1. Flow Chart Pembuatan Hybrid Powder Spray CNC 2 Axis dengan

pengendali Software Artsoft Mach3

34

Perakitan Komponen Elektrik

Start

Tidak

Ya

21

Pembuatan Komponen Mekanik

Penentuan dan Pembelian Komponen

Sesuai ?

Perancangan Desain

Penentuan Spesifikasi Mesin

Studi Literatur

35

Gambar 3.1. Alur kerja tim dalam pembuatan Pembuatan Hybrid Powder

Spray CNC 2 axis dengan pengendali Software Artsoft Mach3.

Proyek akhir ini mulai dikerjakan dari studi literatur dari jurnal, internet,

dan survei secara langsung tentang mesin Powder Spray yang sudah ada, mencari

informasi tentang prinsip kerja, sistem kontrol, dan software kontrol yang

digunakan. Selanjutnya tim melakukan spesifikasi mesin yang akan dibuat, mesin

yang akan dibuat akan digunakan untuk kerja coating. Spesifikasi yang diperlukan

berupa dimensi gerak sumbu mesin dan bahan material yang akan diproses.

Setelah itu dilanjutkan pembuatan konsep mekanisme kerja mesin serta sistem

kontroler yang akan digunakan. Setelah konsep matang, langkah selanjutnya

Finish

Laporan dan Produk

Laporan

2

Evaluasi ?

Uji Produk

Penggabungan Komponen Mekanik dan Elektrik

1

Tidak

Ya

36

adalah pembuatan desain 3D menggunakan Software SolidWorks agar dapat

dievaluasi apakah sudah sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan dan juga

menghitung jumlah material yang diperlukan dalam pembuatan Mesin Hybrid

Powder Spray CNC.

Proses pengerjaan dibagi menjadi dua, yaitu pembuatan komponen

mekanik seperti: rangka, bracket motor stepper, sliding guide, bearing end

support. Yang kedua yaitu perakitan komponen elektrik yang berupa power

supply, MCB, ELCB, relay, driver, breakout board, sesuai dengan rancangan

yang dibuat. Selanjutnya komponen mekanik dan elektrik dirangkai menjadi satu

produk utuh dan diuji, apabila uji coba mesin bekerja sesuai harapan, mesin akan

diuji coba untuk membuat sebuah spesimen uji. Apabila masih terdapat error

dalam kinerjanya maka harus dilakukan desain ulang guna memperbaiki

kesalahan atau kegagalan yang ada. Jika sudah tidak ada trouble lagi, mesin siap

digunakan untuk coating sebuah benda kerja.

3.2. Prinsip Kerja Produk

Prinsip kerja mesin ini adalah gun spray menyemprotkan serbuk coating

sebagai pelapis. Pada mesin ini benda kerja diam dan saat proses coating yang

bergerak adalah gun spray-nya. Mesin ini terdiri dari 2 sumbu axis yaitu sumbu X

dan Y, dimana pada pergerakan ini mengunakan Motor Stepper Nema yang

berjumlah 2 buah sesuai dengan sumbu axis-nya. Pada sumbu X dan Y Motor

Stepper Nema ini dihubungkan dengan Ball Screw yang berfungsi sebagai

transmisi pergerakan sumbu X dan Y.

3.3. Bagian-Bagian Utama Mesin Hybrid Powder Spray CNC 2 Axis

Dalam pembuatan Mesin Hybrid Powder Spray CNC 2 Axis dengan

penggerak motor diperlukan elemen-elemen yang terdiri dari bagian-bagian yang

memiliki fungsi dan kegunaan masing-masing yang kemudian disusun menjadi

suatu kesatuan yang memiliki kegunaan lebih kompleks dan mampu memenuhi

kebutuhan yang diharapkan. Bagian-bagian Mesin Hybrid Powder Spray CNC 2

Axis adalah semua bagian yang terdapat pada Mesin Hybrid Powder Spray CNC 2

Axis.

37

Berikut ini bagian-bagian utama pada Mesin Hybrid Powder Spray CNC 2

Axis:

1. Rangka

Pada pembuatan Mesin Hybrid Powder Spray CNC 2 Axis ini terdapat

dua rangka yang digunakan, yaitu Rangka Sumbu X dan Rangka Sumbu Y

yang sekaligus menjadi rangka utama.

a) Rangka Sumbu Y

Rangka sumbu Y merupakan rangka yang berfungsi sebagai

penopang atau dudukan sumbu X dan Y. Dapat dilihat pada gambar 3.2

dibawah ini:

Gambar 3.2 Rangka Sumbu Y

b) Rangka Sumbu X

Rangka sumbu X merupakan ragka yang berfungsi sebagai

pergerakan sumbu X dan sebagai dudukan Motor Stepper Nema, Gear dan

Rantai. Dapat dilihat pada gambar 3.3 dibawah ini:

38

Gambar 3.3 Rangka Sumbu X

2. Gun Spray Coating

Kontrol untuk mengatur besar kecilnya jumlah bahan yang keluar

dalam sekali tekan atau semprot. Knob adalah yang mengatur jarak lubang

nozzle dengan jarum nozzle ketika posisi pelatuk spray gun di tekan. Jarak

itulah yang menarik bahan finishing keluar. Dapat dilihat pada gambar 3.4

dibawah ini:

Gambar 3.4 Gun Spray Coating

3. Motor Stepper Nema 23 dan Nema 34

Motor Stepper Nema 23 ini untuk sumbu X dan Motoe Stepper Nema

34 untuk sumbu Y yang fungsinya sama-sama sebagai motor penggerak

untuk menggerakan sumbu X dan Y. Dapat dilihat padagambar 3.5 dibawah

ini:

39

Gambar 3.5 Motor Stepper Nema 23 dan Nema 34

4. Ball Screw

Ball Screw ini terdapat 2 buah, 1 untuk sumbu X dan 1 untuk sumbu

Y yang digunakan sebagai transmisi penggerak sumbu X dan sumbu Y yang

dihubungkan dengan Motor Stepper Nema masing-masing. Dapat dilihat pada

gambar 3.6 dibawah ini:

Gambar 3.6 Ball Screw

5. Houshing bearing

Houshing bearing ini digunakan sebagai alat pendukung untuk

penahan atau dudukan rumah pada Ball Screw. Dapat dilihat pada gambar 3.7

dibawah ini:

Gambar 3.7 Houshing bearing

6. Bearing Roll

Bearing Roll ini digunakan sebagai alat pendukung untuk pergerakan

sumbu yang dihubungkan pada sumbu satu dengan sumbu yang lainnya.

Dapat dilihat pada gambar 3.8 dibawah ini:

40

Gambar 3.8 Bearing Roll

7. Limit Switch

Limit Switch ini digunakan sebagai alat pendukung untuk

menghentikan atau mematikan pergerakan sumbu X dan Y. Dapat dilihat

pada gambar 3.9 dibawah ini:

Gambar 3.9 Limit Switch

3.4. Perencanaan Permesinan

Perencanaan permesinan adalah perencanaan yang meliputi perhitungan

pada mesin proses produksi. Mesin Produksi yang meliputi perhitungan yaitu:

a) Perhitumgan Las

Perhitungan kekuatan las ditinjau dari bagian yang paling kritis menerima

beban yaitu pada sambungan las dudukan kaki pada rangka utama.dapat

dilihat pada gambar 3.10 dibawah ini:

Gambar 3.10 posisi pengelasan pada dudukan kaki rangka utama

41

Sambungan las yang dipakai untuk mengelas dudukan kaki rangka utama

menggunakan sambungan las tipe T- joint dengan elektroda digunakan elektroda

las jenis E 6013. Besarnya kampuh yang dibuat dalam pengelasan sebesar 3 mm.

Nilai kuat tarik elektroda las (σu) sebesar 47,1Mpa. Berat pada mesin Powder

Coating CNC 2 Axis adalah 1500 N.

Diketahuiτ max=FA

=¿ 1500

1.414 x4 x1

= 265 N/mm2

d = 22 mm

s = 4 mm

Ditanya: T = ?

Jawab : τ max¿2,83 Tπ . s . d2

265 ¿2,83T

3 ,14 x 4 x ¿¿ = 2,83T6079.04

T ¿265 x 6079,04

2,83 = 569238,72 N.mm => 569,238 N.m

b) Perhitungan Bubut

Pengeboran dudukan motor sumbu Z

Diketahui:

Diameter Mata Bor (mm) Ø5 Ø10 Ø15 Ø20 Ø25Kec. Pemakanan (mm/rev) 0,1 0,18 0,25 0,28 0,31

Kec. Potong (mm/min) 15 18 22 26 29

Menghitung waktu pengerjaan pengeboran Center

Diketahui: I total = 4 mm

d = 3 mm

n = 755 rpm

Tm = I total + (0,3d/Vf.n)

= 4 + (0,3.3/0,1.755)

= 4,003 menit

42

Menghitung waktu pengerjaan pengeboran diameter 6,5

Diketahui: I total = 8 mm

d = 6,5 mm

n = 755 rpm

Tm = I total + (0,3d/Vf.n)

= 8 + (0,3.6,5/0,1.755)

= 8,02 menit

Menghitung waktu pengerjaan pengeboran diameter 17

Diketahui: I total = 8 mm

d = 17 mm

n = 755 rpm

Tm = I total + (0,3d/Vf.n)

= 8 + (0,3.17/0,1.755)

= 8.06 menit

Pembubutan Dalam Dudukan Motor Sumbu Z

Diketahui: Do = 73 mm lo = 8 mm

d f = 17 mm l = 5.5 mm

Bahan Poros = St 37 (Mild steel)

Jenis Pahat = HSS

Cs Roughing, s = 0.8 mm/rev => v = 34 mm/menit

Menghitung kecepatan putar mesin bubut

Cs=π . Do . n1000

n=Cs .1000π . Do

¿ 34.1000π .73

¿148 rpm = 190 rpm

Menghitung Dept of Cut

43

t= lo−l1

t=8−5.51

t=¿2,5 mm

Benda kerja dibubut roughing dengan kedalaman 0.5 mm sebanyak 5 kali

Mengitung waktu pembubutan

T m=r . is .n

T m=(73 :2 ) .50.8 x190

T m=¿ 1.20 menit

Pengeboran dudukan motor sumbu X

Diketahui:

Diameter Mata Bor (mm) Ø5 Ø10 Ø15 Ø20 Ø25Kec. Pemakanan (mm/rev) 0,1 0,18 0,25 0,28 0,31

Kec. Potong (mm/min) 15 18 22 26 29

Menghitung waktu pengerjaan pengeboran Center

Diketahui: I total = 3,5 mm

d = 3 mm

n = 755 rpm

Tm = I total + (0,3d/Vf.n)

= 3.5 + (0,3.3/0,1.755)

= 3.503 menit

Menghitung waktu pengerjaan pengeboran diameter 6,5

Diketahui: I total = 3.5 mm

d = 6,5 mm

n = 755 rpm

Tm = I total + (0,3d/Vf.n)

= 3,5 + (0,3.6,5/0,1.755)

44

= 3,52 menit

Pembubutan Dalam Dudukan Motor Sumbu X

Diketahui: Do = 38 mm lo = 3.5 mm

d f = 6,5 mm l = 0 mm

Bahan Poros = St 37 (Mild steel)

Jenis Pahat = HSS

Cs Roughing, s = 0.8 mm/rev => v = 34 mm/menit

Menghitung kecepatan putar mesin bubut

Cs=π . Do . n1000

n=Cs .1000π . Do

¿ 34.1000π .38

¿284.9 rpm = 300 rpm

Menghitung Dept of Cut

t= lo−l1

t=3.5−01

t=¿3,5 mm

Benda kerja dibubut roughing dengan kedalaman 0.5 mm sebanyak 7 kali

Mengitung waktu pembubutan

T m=r . is .n

T m=(38 :2 ) .70.8 x 300

T m=¿ 0.55 menit

Tabel 3.1 Perhitungan waktu proses pembubutan

No Proses Waktu

45

1 Memasang benda kerja pada chuck 5 Menit2 Setting benda kerja 20 Menit3 Setting pahat 15 Menit4 Total waktu pembubutan 1.7 Menit5 Total waktu pengeboran 27.1 Menit6 Cleaning 15 Menit

Total 83.8 Menit