TUGAS AKHIR

“DESAIN POLA UNTUK PENGECORAN FLANGE

ALUMINIUM (Al) DENGAN MEDIA CETAKAN PASIR CO₂”

Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusunoleh :

AZIS ABDUL KAHAR

D 200.130.021

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2018

ii

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir dengan

judul “DESAIN POLA UNTUK PENGECORAN FLANGE ALUMINIUM

(Al) DENGAN MEDIA CETAKAN PASIR CO₂“yang dibuat sebagai salah

satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana pada Jurusan Teknik Mesin

Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan

merupakan tiruan atau duplikasi dari penelitian atau skripsi yang sudah

dipublikasikan dan atau digunakan untuk mendapatkan gelar sarjana di

lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun,

kecuali bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana

mestinya.

Surakarta, 16 Januari 2018

Yang Menyatakan

Azis Abdul Kahar

iii

HALAMAN PERSETUJUAN

Tugas Akhir yang berjudul“DESAIN POLA UNTUK PENGECORAN

FLANGE ALUMINIUM (Al) DENGAN MEDIA CETAKAN PASIR

CO₂”Disusun Sebagai Syarat Untuk Menyelesaikan Program Studi Strata

Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh :

Nama : Azis Abdul Kahar

NIM : D 200 130 021

Telah disetujui dan disahkan pada :

Hari :

Tanggal :

Mengetahui,

PembimbingUtama

Ir. Masyrukan., M.T.

iv

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas Akhir yang berjudul “DESAIN POLA UNTUK PENGECORAN

FLANGE ALUMINIUM (Al) DENGAN MEDIA CETAKAN PASIR

CO₂”Disusun Sebagai Syarat Untuk Menyelesaikan Program Studi Strata

Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

Disusun oleh :

Nama : Azis Abdul Kahar

Nim : D 200 130 021

Disahkan pada

Hari :

Tanggal :

Tim Penguji :

Ketua :Ir. Masyrukan, M.T. (….………....)

Anggota 1 :Ir. Bibit Sugito,M.T. (….……..…..)

Anggota 2 :Patna Partono, S.T.,M.T. (………….....)

Mengetahui,

Dekan

Ir. Sri Sunarjono, M.T.,Ph.D.

KetuaJurusan,

Ir. Subroto, M.T.

v

vi

HALAMAN MOTTO

“Belajardarikemarin, hidupuntukhariini, berharapuntukhariesok. Dan yang

terpentingadalahjangansampaiberhentibertanya”.

(#Albert Einstein)

“Tiadalahkeyakinanlah yang membuat orang

takutmenghadapitantangandansayapercayadiripadasayasendiri”.

(#Muhammad Ali)

“Man jaddah wajadah, selama kita bersungguh-sungguh, maka kita akan

memetik buah yang manis. Segala keputusan hanya ditangan kita sendiri,

kita mampu untuk itu”.

(#B.J. Habibie)

“Hiduplah seakan kamu akan mati besok, belajarlah seakan kamu akan

hidup selamanya”.

(#Mahatma Gandhi)

“Tidak ada yang tidak mungkin selagi kamu mau berusaha dan berdo’a”

(#Penulis)

vii

HALAMAN PERSEMBAHAN

Syukur Alhamdulillah, dipanjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah

dan rahmat-Nya, Beserta Rasulnya. Alhamdulillah penulis selalu

bersyukur atas kemampuan yang dimiliki. Rasa bangga, terharu, serta

bahagia atas karunia dan kemudahan yang Engkau berikan akhirnya

skripsi ini dapat terselesaikan. Saya persembahkan Tugas Akhir ini

kepada :

1. Ayahanda (M. Bahran.) dan ibunda (Rudi tri Astuti) yang dengan ikhlas

dan sabar mengasuh, membesarkan, membimbing serta mendoakanku

selalu.

2. Kakek (Wardi, Sukirman), nenek (Musyirotun,Sakinah) yang dengan

segala kasih saying dan penuh pengorbanannya senantiasa

membimbing dan mendoakanku.

3. Pakde (Samsuri) dan Bude (Sumarni), keluarga besar Nglangak

gemolong, serta teman – teman SD,SMP,SMK yang selalu mendukung,

mendoakan, memotivasi dan memberi solusi dalam setiap masalah.

4. Saudara-saudaraku Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah

Surakarta angkatan 2013 khususnya anggota geng kos “IMAGON”

yang tidak bisa saya sebutkan satu per satu, terima kasih atas

persahabatan layaknya saudara, kepedulian, keceriaan dan semangat

yang kalian berikan.

5. Teman seperjuangan (Ibnu, Andri, Frabangasta, Ayub, Febri, Dimas

ambogo, Andre, Supri, Danang, Gladito, Raffel, Gilang, Yunus, Dimas

viii

Budi. ) mahasiswa bimbingan Bapak Ir. Masyrukan., M.T. yang selalu

memberi semangat, saling membantu dan berjuang bersama.

6. Dosen Universitas Muhammadiyah Surakarta Teknik Mesin yang telah

membimbing saya didalam perkuliahan.

7. Bapak dosen pembimbing akademik .Ir PramukoI lmu Purboputro M.T.,

Bapak dosen pembimbing tugas akhir Ir. Masyrukan.,M.T. yang telah

membimbing dalam melakukan tugas akhir saya.

ix

DESAIN POLA UNTUK PENGECORAN FLANGE ALUMINIUM (Al)

DENGAN MEDIA CETAKAN PASIR CO₂

Azis Abdul Kahar,Ir.Masyrukan.,MT.

TeknikMesinUniversitasMuhammadiyah Surakarta

Jl. A. YaniTromolPos I Pabelan, Kartasura

Email :Azis.abdul.kahar@gmail.com

Abstrak

Pola merupakan gambaran dari bentuk produk yang akan dibuat.

Pola dapat dibuat dari kayu, plastik, sterofoam atau logam. Pemilihan

material pola tergantung pada bentuk dan ukuran produk cor, akurasi

dimensi, jumlah produk cor dan jenis proses pegecoran yang digunakan.

Penelitian ini menggunakan pola kayu mahoni sebagai bahan

pembuatan pola dan alumunium bekas atau rosok yang di remelting

dalam dapur induksi untuk pengecoran dengan cetakan pasir CO₂.

Analisa data menunjukkan bahwa Proses mendesain

menggunakan software solidworks 2014 sangat menguntungkan dan

mempermudah dalam pengerjaan gambar 2D dan 3D. Dalam pembuatan

pola flange dengan kayu mahoni mempermudah peneliti dalam

pembuatan pola dan harga yang ekonomis serta pola yang terbuat dari

kayu dapat digunakan berulang kali dengan melalukan pengecoran

meggunakan metode cetakan pasir CO₂ mempermudah dalam pembuatan

produk, Karena cetakan telah mengeras dan cetakan tidak akan mudah

rusak saat pelepasan pola dari cetakan pasir Co₂. Karakteristik aluminium

dari hasil pengujian komposisi kimia dari material aluminium didapatkan

beberapa unsure antara lain (Al) 98,46%, (Zn) 0,60%, (Fe) 0,38%, (Si)

0,180%, (Cu) 0,16%. Dan pengujian foto mikro dalam larutan secara

merata adalah aluminium (Al) dengan warna khasnya keputihan.

Sedangkan untuk warna putih kehitaman adalah Al-Zn yang dipisahkan

batas butir aluminium. Serta untuk pengujian kekerasan dengan

menggunakan pengujian Brinell menunjukkan bahwa pada titik 1 sebesar

21,23 , titik 2 sebesar 21,23 , titik 3 sebesar 21,23 , titik 4 sebesar 21,23

danpadatitik 5 sebesar 21,23 , dandidapatkanhasil rata-rata sebesar 21,23

BHN.

Kata Kunci :Pola, Alumunium (Al), portable hardness

brinell,kekerasan, strukturmikro, komposisikimia

x

DESAIN POLA UNTUK PENGECORAN FLANGE ALUMINIUM (Al)

DENGAN MEDIA CETAKAN PASIR CO₂

Azis Abdul Kahar,Ir.Masyrukan.,MT.

TeknikMesinUniversitasMuhammadiyah Surakarta

Jl. A. YaniTromolPos I Pabelan, Kartasura

Email :Azis.abdul.kahar@gmail.com

Abstract

Pattern is a description of the shape of the product to be made.

Patterns can be made of wood, plastic, sterofoam or metal. The choice of

pattern material depends on the shape and size of the cast product,

dimensional accuracy, the number of cast products and the type of casting

process used.

This study uses the pattern of mahogany wood as a pattern

making material and used aluminum or rubbers that are remelting in

induction kitchen for casting with sand mold co₂.

Data analysis shows that the process of designing using software

solidworks 2014 is very profitable and simplify in the work of 2D and 3D

images. In making flange pattern with mahogany wood facilitate

researchers in making patterns and economical prices and patterns made

of wood can be used repeatedly By foundry using the sand mold method

Co₂ makes it easier to manufacture the product, because the mold has

hardened and the mold will not be easily damaged when the pattern

release from the Co₂ sand mold. The aluminum characteristic from the test

of the chemical composition of the aluminum material is found some

elements, among others (Al) 98.46 %, (Zn) 0.60%, (Fe) 0.38%, (Si)

0.180%, (Cu) 0.16%. And testing of photo micro in solution evenly is

aluminum (Al) with its whitish color. As for the blackish white color is Al-Zn

separated aluminum grain boundary. And for hardness testing using

Brinell test showed that at point 1 of 21,23, point 2 was 21,23, point 3 was

21,23, point 4 was 21,23 and at point 5 was 21,23, and got result average

of 21.23 BHN

Keywords: Patterns, Aluminum (Al), portable hardness brinell ,

hardness,micro structure, chemical composition.

xi

KATA PENGANTAR

بـ بـ ب الر س م ب الر ب س ــــــــــــــــــ ب سSyukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang

telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan dan menyusun Laporan Tugas Akhir yang berjudul

“DESAIN POLA UNTUK PENGECORAN FLANGE ALUMINIUM (Al)

DENGAN MEDIA CETAKAN PASIR CO₂”, dengan baik dan tepat pada

waktunya. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih

kepada :

1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Ir. Subroto, M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

3. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, M.T. selaku Koordinator Tugas Akhir.

4. Bapak Ir. Masyrukan., M.T.selaku Dosen Pembimbing utama Tugas

Akhir yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan kepada

penulis.

5. Bapak Ir.PramukoI lmuPurboputro, M.T., selaku dosen Pembimbing

Akademik yang memberikan arahan dan semangat kepada penulis.

6. Kedua orang tua serta semua keluarga yang telah membesarkan,

mendo’akan memotivasi serta membiayai semua kebutuhan penulis

sampai sekarang.

7. Bapak Ismail (Pak Mail) beserta keluarga besar CV.ARBA JAYA

LOGAM ,yang telah memberi fasilitas, membimbing proses penelitian

di lapangan serta memberi semangat dalam penelitian dari awal

xii

hingga selesai.

8. Firman beserta keluarga serta keluarga besar CV. Kembar Jaya, yang

telah memberi fasilitas, membimbing proses penelitian di lapangan

serta memberi semangat dalam penelitian dari awal hingga selesai.

9. Teman seperjuangan (Ibnu, Andri,Frabangasta, Ayub, Febri, Dimas

ambogo, Andre, Supri, Danang, Gladito, Raffel, Gilang, Yunus, Dimas

Budi) mahasiswa bimbingan Bapak Ir. Masyrukan., M.T.

10. Rekan-rekan Teknik Mesin khususnya angkatan 2013 dan semua

pihak yang telah membantu dalam penelitian penulisan Laporan Tugas

Akhir ini baik moril maupun materiil.

Semoga laporan ini bermanfaat bagi semua pihak dan juga bisa

menjadi referensi untuk laporan-laporan yang akan dilakukan di kemudian

hari.

Akhirkata, penulis mohon maaf sebelum dan sesudahnya, jika

sekiranya terdapat kesalahan dan kekurangan dalam penulisan Tugas

Akhir ini, yang disebabkan adanya keterbatasan-keterbatasan antara lain

waktu, dana, literatur yang ada, dan pengetahuan yang penulis miliki.

Harapan penulis semoga laporan ini bermanfaat untuk pembaca.

Surakarta,16 Januari 2018

Azis Abdul Kahar

xiii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................. ...i

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ............................................. ..ii

HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................... .iii

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... .iv

LEMBAR SOAL ....................................................................................... ..v

LEMBAR MOTTO .................................................................................... .vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................... vii

ABSTRAK ............................................................................................... .ix

KATA PENGANTAR ................................................................................ .xi

DAFTAR ISI ........................................................................................... .xiii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................ .xvii

DAFTAR TABEL ................................................................................... ..xxi

DAFTAR SIMBOL....................................................................................xxii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ...................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ................................................................ 3

1.3 Batasan Masalah .................................................................. 3

1.4 Tujuan Penelitian .................................................................. 4

1.5 Manfaat Penelitian................................................................. 4

1.6 Sistematika Penulisan ........................................................... 5

xiv

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka .................................................................. 6

2.2. Dasar Teori .......................................................................... 8

2.2.1.PerancanganGambarPola............................................ 8

2.2.2.PembuatanPola (pattern) ............................................ 8

2.2.3. MesinBubut ................................................................ 9

2.2.4. MesinBor (Drilling) ................................................... 10

2.2.5.PasirCetak CO2 .......................................................... 11

2.2.6.Proses Pengecoran ................................................... 13

2.2.7.Aluminium .................................................................. 14

2.2.8.PaduanAluminium ...................................................... 15

2.2.9.DapurPengecoran ...................................................... 16

2.3.Sifat Fisis ..........................................................................…16

2.3.1.Komposisi Kimia.………………..………….……………16

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Penelitian ........................................................ 18

3.2 TempatPenelitian ................................................................ 19

3.3 AlatdanBahan ...................................................................... 19

3.3.1 Alat ............................................................................. 19

3.3.2Bahan .......................................................................... 26

3.4PembuatanDesainPola Flange ............................................. 28

3.4.1Alat yang digunakan .................................................... 28

3.4.2Sofware Solid Works 2014 ........................................... 28

xv

3.4.3Desain Pola.................................................................. 29

3.5 PembuatanPola Flange ....................................................... 30

3.6PembuatanCetakanPasir CO2 .............................................. 31

3.7 Proses Pengecoran Flange ................................................. 37

3.7.1Peleburan Logam ......................................................... 37

3.7.2 PenuanganLogamCair ................................................ 38

3.7.3 LangkahPengujian ...................................................... 39

3.8 Proses PersiapanPengujian ................................................ 40

3.9 PengujianSpesimen .......................................................... 44

3.9.1 PengujianKekerasan ................................................... 44

3.9.2 PengamatanStrukturMikro .......................................... 45

3.9.3 PengujianKomposisi Kimia.......................................... 47

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Proses PembuatanDesainPola Flange................................ 50

4.1.1 DesainPola Flange ..................................................... 50

4.1.1.1 Rencana hasil produk flange .......................... 51

4.1.1.2 Pembuatan desain pola .................................. 52

4.2 Proses pembuatanPola Flange. .......................................... 53

4.2.1Pemilihan BahanPola Flange. ..................................... 53

4.2.2 Proses Machining ...................................................... 54

1. Proses Machining Facing ....................................... 54

2. Proses Machining Memanjang ............................... 56

3. Proses Boring ......................................................... 58

xvi

4. HasilJadiPola Flange .............................................. 63

4.3 Proses PembuatanCetakan CO2 ......................................... 64

4.4 Proses Pengecoran Flange. ................................................ 70

4.5Komposisi Kimia Hasil Produk Cor Aluminium. .................... 72

4.5.1Pembahasan Komposisi Kimia. .................................. 73

4.6Penyusutan .......................................................................... 74

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan............................................................................ 77

5.2 Saran ..................................................................................... 78

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xvii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Gambar Desain Pola ............................................................ 8

Gambar 2.2 Pola Kayu…………… .......................................................... ..9

Gambar 2.3 PasirCetak CO2 .................................................................... 13

Gambar 2.4 Proses Pembuatan Benda Coran(Surdia,1976) ................... 14

Gambar 3.1 Diagram AlirPenelitian .......................................................... 18

Gambar 3.2 Laptop ASUS X450CC-WX142 ............................................ 19

Gambar 3.3 Tampilan Software Solidwork 2014 ...................................... 19

Gambar 3.4 Mesin Bubut ......................................................................... 20

Gambar 3.5 Cangkul ................................................................................ 20

Gambar 3.6 Penumbuk ............................................................................ 21

Gambar 3.7 Tabung silinder..................................................................... 21

Gambar 3.8 Lanset .................................................................................. 22

Gambar 3.9 Ladel .................................................................................... 22

Gambar 3.10 Dapur Peleburan ................................................................ 23

Gambar 3.11 Kowi ................................................................................... 23

Gambar 3.12 Linggis ................................................................................ 24

Gambar 3.13 Gergaji Besi........................................................................ 24

Gambar 3.14 Digital Kaliper ..................................................................... 24

Gambar 3.15 Alat Uji Sperktometer ......................................................... 25

Gambar 3.16 Alat uji Kekerasan Portable Hardness Brinell ..................... 25

Gambar 3.17 Mikroskop Metalografi ........................................................ 26

xviii

Gambar 3.18 Alumunium Bekas .............................................................. 26

Gambar 3.19 Kayu Mahoni ...................................................................... 27

Gambar 3.20 Pasir silika CO₂ .................................................................... 27

Gambar 3.21 kalsium karbonat ................................................................ 27

Gambar 3.22 Water Glass (air kaca) ....................................................... 28

Gambar 3.23 Laptop ASUS X450CC-WX142 .......................................... 28

Gambar 3.24 Tampilan Software Solidwork 2014 .................................... 29

Gambar 3.25 Desain Pola Flange ............................................................ 29

Gambar 3.26 Desain pola Flange pandangan atas .................................. 29

Gambar 3.27 Desain pola Flange pandangan depan .............................. 30

Gambar 3.28 Kayu Mahoni ...................................................................... 30

Gambar 3.29 Mesin Bubut ....................................................................... 31

Gambar 3.30 Bentuk pola flange ............................................................. 31

Gambar 3.31 Persiapan Cetakan ............................................................. 32

Gambar 3.32 Pengadukan Pasir silika dan water glass ........................... 32

Gambar 3.33 Pengisian Cetakan Pasir CO₂ ............................................ 33

Gambar 3.34 Meratakan Permukaan ....................................................... 33

Gambar 3.35 Melapisi bagian cetakan ..................................................... 34

Gambar 3.36 Mencabut tabung silinder sprue ......................................... 34

Gambar 3.37 Membuat saluran masuk gas co₂ ....................................... 35

Gambar 3.38 Memberi gas CO₂ ............................................................... 35

Gambar 3.39 Mengambil pola .................................................................. 36

Gambar 3.40 Membuat saluran gas co cetakan bawah ........................... 36

xix

Gambar 3.41 Membuat ingate ................................................................. 37

Gambar 3.42 Cetakan Pasir Co2 .............................................................. 38

Gambar 3.43 Pembongkaran Cetakan .................................................... 39

Gambar 3.44 Hasil mounting ................................................................... 41

Gambar 3.45 Mesin Grinding ................................................................... 42

Gambar 3.46 Alat uji Kekerasan Portable Hardness Brinell ..................... 45

Gambar 3.47 Olympuss Metallurgical Microscope ................................... 47

Gambar 3.48 Pemasangan Spesimen ke Detector .................................. 49

Gambar 3.49 Spectrometer (Lab Bahan Polman Ceper,2017) ................ 49

Gambar 4.1 DesainPola Flange ............................................................... 50

Gambar 4.2 Rencana Hasil Produk Flange.............................................. 51

Gambar 4.3 Desain pola .......................................................................... 52

Gambar 4.4 Kayu Mahoni ........................................................................ 54

Gambar 4.5 Kayu Mahoni Sebelum di Facing.......................................... 56

Gambar 4.6 Kayu Mahoni Sesudah di Facing.......................................... 56

Gambar 4.7 Hasil Machining Memanjang ................................................ 58

Gambar 4.8 Hasil Boring Dengan Mata bor 10mm ............................... ...60

Gambar 4.9 Hasil Boring Dengan Mata Bor 20 mm .............................. ...61

Gambar 4.10 Hasil boring denganmatabor 40mm ................................... 63

Gambar 4.11 Pola Flange ........................................................................ 63

Gambar 4.12 Persiapan Cetakan ............................................................. 64

Gambar 4.13 Pengadukan Pasir silika dan water glass ........................... 64

Gambar 4.14 Pengisian Cetakan Pasir CO2 ................................................65

xx

Gambar 4.15 Meratakan Permukaan ....................................................... 65

Gambar 4.16 Melapisi bagian cetakan ..................................................... 66

Gambar 4.17 Mencabut Tabung Silinder Sprue ....................................... 67

Gambar 4.18 Membuat saluran masuk gas CO₂...................................... 67

Gambar 4.19 Memberi gas CO₂ ............................................................... 68

Gambar 4.20 Mengambil pola .................................................................. 68

Gambar 4.21 Membuat Saluran Gas CO2 Cetakan Bawah ...................... 69

Gambar 4.22 Membuat ingate ................................................................. 70

Gambar 4.23 Penuangan logam cair ke cetakan ..................................... 70

Gambar 4.24 Proses pelepasan coran. ................................................... 71

Gambar 4.25 Hasil jadi produk cetakan pasir Co₂ .................................... 71

Gambar 4.26 Hasil jadi produk setelah di machining ............................... 72

Gambar 4.27 Penyusutan produk flange setelah pengecoran ................. 74

Gambar 4.28 Pola dan Hasil Jadi Flange................................................. 75

xxi

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Tabel penyusutan paduan logam ............................................. 51

Tabel 4.2 Hasil Uji Komposisi Kimia ........................................................ 72

Tabel 4.3 Prosentase penyusutan ........................................................... 76

xxii

DAFTAR SIMBOL

Al = Aluminium

Co₂ = Karbondioksida

d0 = Diameter mula (mm)

d1 = Diameter akhir (mm)

Lt = Panjangpemesinan (mm)

a =Kedalamanpemotongan (mm)

f = Feeding/gerakmakan (mm/putaran)

n =Putaranporosutama (bendakerja) (putaran/mm.Rpm)

Lv = panjangawalan

Lw = panjangpemotongan

Ln = Panjangakhir