III. METODE PENELITIAN

A. Tempat Penelitian

Penelitian sekaligus pengambilan data dilakukan di Laboratorium Produksi dan

Laboratorium Metrologi Universitas Lampung serta Laboratorium Material ITB

Bandung yang meliputi beberapa proses sebagai berikut:

1. Proses pemotongan dan pengukuran jenis material alumunium (Al-Mg-

Si) seri 6063.

2. Proses pembuatan mata pahat.

3. Proses freis material benda kerja.

4. Proses pengeleman dan diberikan beban penekanan

pada material benda kerja.

5. Proses pengujian benda kerja.

6. Proses pengambilan data.

B. Bahan dan Peralatan Penelitian

Adapun dalam penelitian ini penulis menggunakan beberapa peralatan dan bahan-

bahan sebagai berikut:

1. Bahan Penelitian

Dalam penelitian ini, benda uji yang digunakan adalah 48 buah

alumunium (Al-Mg-Si) seri 6063 dengan dimensi benda uji berdasarkan

33

standar ASTM D 905-9803 dengan tebal 19 mm, lebar 44,4 mm, dan

panjang 50,8 mm dengan variasi beban penekanan saat

penyambunganya adalah 6 kg, 9 kg, 12 Kg dan 15 kg. Besarnya beban

penekanan saat penyambungan pada material merupakan variasi

peubahnya, sementara kekasaran permukaan benda kerja pada

penelitian ini merupakan variasi tetapnya dimana dalam penelitian ini

variable-variabel proses pemesinan freis yang digunakan adalah:

kecepatan makan (vf) sebesar 20 mm/menit

kemudian kedalaman potong 1 mm

sementara kecepatan potong (v) bergantung pada putaran poros

utama. Dimana kecepatan putaran poros utama yang digunakan

adalah 500 rpm dan 355 rpm.

Komposisi kimia dari alumunium (Al-Mg-Si) seri 6063 dapat dilihat

pada tabel 3.1 dan gambar geometri benda kerja dari alumunium (Al-

Mg-Si) seri 6063 dapat dilihat pada gambar 3.1 dibawah ini.

Tabel 3.1. Komposisi kimia alumunium (Al-Mg-Si) seri 6063

Komposisi Kimia

Si 0,7

Mg 1,2

Cr 0,25

Sumber : Supardi, 1997

34

Gambar 3.1. Geometri benda kerja berdasarkan standar ASTM D 905-9803.

Sedangkan pahat yang digunakan dalam penelitian ini adalah pahat HSS

konvensional jenis M1. Spesifikasi pahat serta gambar tersebut dapat dilihat pada

tabel 3.2 dan gambar 3.2 dibawah ini:

Gambar 3.2. Pahat freis

35

Tabel 3.2. Spesifikasi pahat

No Spesifikasi Keterangan

1 Jenis High Speed Steel (HSS)

2 Tipe M1

3 Dimensi D = 50 mm, L = 37 mm

4 Jumlah Gigi (z) 8 Buah

5 Sudut Clearence (α) 12o

6 Sudut Rake (γ) 16o

7 Sudut Heliks (λ) 35o

C. Peralatan Penelitian

Dalam melaksanakan penelitian ini, digunakan berbagai macam peralatan yang

terdapat di Laboratorium Produksi dan Laboratorium Material yang bertujuan

untuk membantu dalam penelitian ini antara lain:

1. Mesin freis

Mesin freis yang digunakan adalah mesin freis vertikal yang berfungsi

untuk memotong permukaan benda kerja sesuai dengan ukuran dan

kondisi pemotongan yang akan diteliti. Dari hasil proses freis ini akan

diperoleh perbedaan kekasaran permukaan benda kerja. Gambar 3.3

memperlihatkan gambar mesin freis vertikal/tegak.

36

Gambar 3.3. Mesin freis vertikal/tegak

Spesifikasi mesin freis konvensional tipe universal milling machine

Merk : Milko 12

Type : Vertikal

Buatan : Spain

Komponen mesin :

Meja Permukaan kerja : 800 x 225 mm

T. Slot (3) : 14 mm

Both Side Swivel : 45o

Langkah kerja Longitudinal : 525 mm

Cross : 230 mm

Vertikal : 400 mm

Spindle Standar Taper : ISO – 40

Jumlah Kec. Putar : 12 kecepatan putar

Range : 50 – 1700 rpm

Work Feeds Jumlah feeds : 8 kecepatan

Longitudinal (range) : 18 – 550 mm/min

Motor Motor utama : 1,5 kW

Motor feeds : 0,55 kW

Coolant motor : 0,07 kW

37

2. Gergaji

Alat yang digunakan untuk memotong benda uji dalam penelitian ini

adalah mesin gergaji yang dapat dilihat pada gambar 3.4 .

Gambar 3.4. Mesin gergaji

3. Pencekam benda kerja

Supaya benda kerja tidak bergerak/bergeser pada saat dipotong, maka

digunakan/dibutuhkan pencekam untuk benda kerja. Dimana besarnya

jarak benda kerja maksimal yang dapat dicekam adalah 150 mm. Alat

tersebut dapat dilihat pada gambar 3.5.

Gambar 3.5. Pencekam benda kerja

38

4. Uji kekasaran permukaan (surface tester)

Jenis alat ini digunakan untuk melihat kekasaran permukaan benda kerja

hasil pemesinan apakah sesuai standar kualitas atau tidak. Dimana alat

tersebut diperlihatkan pada gambar 3.6.

Gambar 3.6. Alat uji kekasaran permukaan (Suface Tester)

5. Timbangan digital

Alat ini digunakan untuk mengetahui beban penekanan yang dibutuhkan

dalam penelitian.

Gambar 3.7. Alat timbangan digital.

39

6. Beban yang dibutuhkan

Beban ini digunakan untuk penekanan pada saat penyambungan yaitu 6

kg, 9, kg, 12 kg, 15 kg.

Beban 6 kg Beban 9 kg

Beban 12 kg Beban 15 kg

Gambar 3.8. Variasi beban penekanan

D. Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut :

1. Persiapan bahan

Dalam mempersiapkan bahan disiapkan 48 alumunium (Al-Mg-Si) seri

6063 sebagai benda kerja. Untuk alumunium dilakukan pemotongan

dengan menggunakan mesin gergaji sehingga memiliki ukuran dimensi

dengan panjang 50.8 mm, lebar 44.4 mm, tebal 19 mm dan variasi beban

40

tekanan saat penyambungannya dimana diberikan 4 (empat) variasi beban

tekanan penyambungan sebesar 6 kg, 9 kg, 12 kg dan 15 kg.

2. Proses freis

Mula-mula melakukan pemasangan pahat HSS pada pencekam (arbor)

kemudian alumunium sebagai benda kerja/spesimen diletakkan pada

pencekam yang terdapat pada meja mesin freis secara bergantian. Dimana

pada posisi benda kerja yang dicekam harus memanjang agar saat

pengujian dilakukan, getaran dapat diminimalkan dan benda kerja tidak

bergeser sehingga perlakuan pemotongan pada benda kerja tersebut dapat

dilakukan pada posisinya. Dimana posisi awal dari pengujian

diperlihatkan pada gambar 3.9.

Gambar 3.9. Posisi awal pengujian

Kemudian dilakukan proses pemotongan dengan kecepatan makan (vf)

sebesar 20 mm/menit, kemudian kedalaman potong 1 mm. Untuk

menghasilkan kekasaran permukaan yang diinginkan dengan

menggunakan alat surface tester maka didapatkan nilai kekasaran (Ra)

benda kerja hasil freis dengan range kekasaran 1µm-2µm dan 2µm-3µm.

41

3. Model sambungan

Setelah didapatkan data kekasaran permukaan hasil pengefreisan,

aluminium-aluminium tersebut dikelompokan sesuai dengan range yang

ditentukan. Setelah itu, dua buah aluminium tersebut disambung dengan

metode sambungan tumpang (single lap joint). sesuai dengan range

kekasaran permukaannya. Berikut ini gambar 3.10 menunjukkan metode

sambungan tumpang (single lap joint). Dua buah mateial dan variasi

beban penekanan 6 kg, 9 kg, 12 kg dan 15 kg.

Berikut ini gambar 3.10 menunjukkan metode sambungan tumpang

(single lap joint) dua buah material.

Gambar 3.10. Model sambungan

3/4 in

3/4 in

1 3/4 in

2 in

1/4 in 1/4 in 1 1/2 in

42

4. Proses perekatan/pengeleman

Proses pengeleman dilakukan untuk merekatkan dua buah material

alumunium seri 6063, yang skema pengelemannya ditunjukkan pada

gambar 3.11.

Adapun cara pengeleman yang disesuaikan dengan aturan pemakaian

adalah sebagai berikut:

a. Membersihkan setengah bagian salah satu permukaan material dari

debu dan air.

b. Tekan keluar epoxy dan hardener dalam jumlah yang sama.

c. Aduk epoxy dan hardener hingga merata.

d. Oleskan pada bagian yang telah dibersihkan dan dikeringkan pada

permukaan alumunium.

e. Tempelkan dua buah permukaan yang telah diolesi perekat.

f. Tambahkan beban penekanan (6 kg, 9 kg, 12 kg dan 15 kg).

g. Perekat akan mulai mengeras dalam 5 menit, dan untuk

mendapatkan daya rekat yang maksimal tunggu sampai 16 jam.

Gambar 3.11. Skema pengeleman

Avian Epoxy

43

Gambar 3.12. Dua benda kerja yang telah di rekat tampak atas

Proses pengeleman dilakukan untuk merekatkan material alumunium seri

6063, dimana perekat yang digunakan adalah jenis “Avian” Epoxy yang

dapat dilihat pada gambar 3.13.

Gambar 3.13. “Avian” Epoxy

5. Pengujian spesimen dengan uji geser

Metode pengujian yang dilakukan sesuai dengan standar ASTM D 9053 –

9803 yaitu dengan menggunakan uji geser. Benda uji dijepit pada holder

mesin uji kemudian beban static dinaikkan secara bertahap sampai benda

uji bergeser dan terpisah, besarnya beban dan pertambahan panjang

disambungkan langsung dengan plotter, sehingga diperoleh grafik antara

Alumunium Alumunium

44

beban dan pertambahan panjang. Dari pengujian ini diperoleh tegangan

ultimate geser dan modulus geser bahan. Adapun cara pemasangan

spesimen uji dapat dilihat pada gambar 3.14 berikut:

Gambar 3.14. Pemasangan spesimen uji geser (shearing tool)

6. Pengambilan data uji geser

Pengambilan data yang dilakukan pada pengujian adalah sebagai berikut:

Table 3.3. Data kekuatan hasil uji geser

Kekuat

an

geser

yang

dibutuh

kan

τ (MPa)

Range kekasaran 1-2 μm Range kekasaran 2-3 μm

Beban Penekanan (kg) Beban Penekanan (kg)

6 9 12 15 6 9 12 15

1

2

3

Rata-rata

45

E. Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian

Alur penelitian yang dilakukan digambarkan pada diagram alir berikut ini:

.

Gambar 3.15. Diagram alir penelitian

Pengeleman benda kerja

Persiapan benda kerja dan pahat

Pembuatan benda kerja dan pahat

Hasil Proses Freis

Range Kekasaran

1-2 (µm) dan 2-3 (µm)

Mulai

Beban penekanan

Beban 6 kg

Beban 9 kg

Beban 12 kg

Beban 15 kg

Analisa

Selesai

Data Kekuatan Geser

Simpulan

Pengujian geser