Tempat dan Waktu Bahan, Peralatan dan Metode

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu

1. Penelitian ini telah dilaksanakan setelah disetujui sejak tanggal pengesahan usulan oleh pengelola program sampai dinyatakan selesai. 2. Pembuatan alat bantu, pons dan cetakan dilaksanakan di Bengkel Polmed. 3. Pengujian bahan aluminium, dilaksanakan di Laboratorium Polmed. 4. Kegiatan penelitian dilaksanakan di Laboratorium dan Bengkel Polmed. 5. Pengambilan data bentuk dan hasil proses pemotongan pada sisi koin dilaksanakan di Laboratorium Pusat Riset Impak dan Keretakan Departemen Teknik Mesin F.T. USU.

3.2. Bahan, Peralatan dan Metode

3.2.1. Bahan 3.2.1.1. Bahan koin Bahan koin terdiri dari bahan pelat aluminium dirol yang ada di pasaran dengan ketebalan 2 mm. Diameter koin aluminium direncanakan sebesar 22 mm. 3.2.1.2. Bahan pons dan cetakan Ada beberapa jenis bahan yang dipilih untuk membuat cetakan dan pons. Bahan ini mempunyai persyaratan khusus di samping bahannya harus keras, tahan aus, dan juga sifat mampu mesinnya cukup baik. Berdasarkan pertimbangan Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. kemudahan bahan diperoleh di pasaran maka peneliti merencanakan memilih jenis Cold Work Steels bahan Amutit-S Grade Bohler dengan No. DIN 12510 dengan data sebagai berikut: Tabel 3.1 Komposisi Kimia Baja Amutit-S [18] Bahan Komposisi Kimia Amutit – S 95 C; 0,3 Si; 1,1 Mn; 0,5 Cr; 0,1 V; 0,5 W DIN 12510 Temperatur pengerasan hardening temperature = 780 s.d 820 º C ; Media pendingin quenching medium = oil ; Kekerasan setelah ditempering 100 s.d 400 º C = 64 s.d 52 HRC Sumber: BOHLER, High Grade Steel, P.T. Bolindo – Baja 3.2.1.3. Bahan peralatan pendukung cetakan pemegang cetakan kelengkapannya Bahan peralatan bantu penyanggah dan perlengkapannya dipilih dari bahan baja lunak yang banyak dijumpai di pasaran. Bahan ini lebih ekonomis dan tidak memerlukan persyaratan khusus. 3.2.2. Peralatan Pada penelitian ini peralatan yang digunakan dikelompokkan antara lain: 1. Alat untuk pengujian bahan koin 1 Alat uji kekuatan tarik bahan, 2 Alat pengukur koin aluminium mikrometer digital pengukur diameter luar dan jangka sorong, 3 Alat pengamatpeneropong sisi hasil pemotongan koin mikroskop digital. 2. Alat pembuatan perangkat penelitian 1 Alatmesin pembuatan pons dan cetakan, Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. 2 Alat impak benda jatuh bebas dan perlengkapannya. 3. Alat pengukur gaya impak benda jatuh bebas load cell. 3.2.2.1. Alat pengujian bahan koin 1 Alat uji kekuatan tarik bahan a. Alat pembuatan sampel adalah mesin potong shearing machine dan mesin frais milling machine, b. Alat pengujian kekuatan sampel bahan aluminium adalah alat uji kekuatan tarik bahan Gambar 3.1. Gambar 3.1 Alat Uji Kekuatan Tarik Bahan 2 Alat pengukur koin aluminium mikrometer digital pengukur diameter luar dan jangka sorong, seperti pada Gambar 3.2 Gambar 3.2 Alat Ukur Jangka Sorong dan Mikrometer Digital Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. 3 Alat pengamat sisi hasil pemotongan koin mikroskop digital. Gambar 3.3 Alat Pengamat Sisi Koin Mikroskop Digital 3.2.2.2. Alat pembuatan perangkat penelitian 1 Alatmesin pembuatan pons dan cetakan, lihat Lampiran 10 a. Mesin potong bahan, b. Mesin bubut presisi atau CNC lathe, c. Mesin frais milling machine, d. Peralatan perlakuan panas heattreatment equipment, e. Mesin gerindagrinding machine finishing. 2 Alat impak benda jatuh bebas dan perlengkapannya. Alat ini dibuat di bengkel Polmed Medan. Desain dan konstruksinya disesuaikan dengan contoh yang ada di Laboratorium Impak FT. USU. Tetapi pada alat ini akan mengalami inovasi yang disesuaikan dengan jenis kebutuhan penelitian ini. Rancangannya dapat dilihat pada Gambar 3.4. Sedang penjelasan potongan gambar pada Gambar 3.5 dan set-up peralatan pada Gambar 3.6. Ukuran akan disesuaikan dengan kebutuhan untuk mendapatkan besarnya gaya untuk melakukan Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. pemotongan terhadap pelat dengan ketebalan tertentu, bahan benda dari baja biasa yang mudah diperoleh di pasar dan juga tidak memerlukan persyaratan khusus. Gambar 3.4 Desain Alat Impak Benda Jatuh Bebas Keterangan: 1. Bobot benda jatuh bebas 6. Pons 2. Penahan benda 7. Pengarahpenyokong pons 3. Tiang penyokong tabung 8. Pelat aluminium 4. Tabung jalur jatuh 9. Cetakan 5. Batang penahan tabung 10. Landasan Gambar 3.5 Alat Impak Benda Jatuh Bebas Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Beban Perangkat Komputer Load cell Batang penerus Cetakan dies Pons Perekam data Gambar 3.6 Posisi Penempatan Load Cell Alat pengukur gaya impak benda jatuh bebas load cell Load cell Perekam data Pengkondisi sinyal Alat sensor Gambar 3.7 Alat Pengukur Beban Load Cell Alat ini mempunyai kemampuan menerima beban dan mengukur gaya impak hingga 30.000 N. Dipasangkan di bawah alat impak benda jatuh bebas seperti yang terlihat pada Gambar 3.6. Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. 3.2.3. Metode Penelitian dilakukan terdiri dari beberapa tahapan pekerjaan, mulai dari pembuatan peralatan benda jatuh bebas, pons dan cetakan serta perlengkapannya. Setelah itu pembuatan koin sebagai objek penelitian. Adapun rincian tahapan-tahapannya adalah: 1. Membuat alat impak benda jatuh bebas, terdiri dari: a. Merancang peralatan, disesuaikan dengan kebutuhan ruang lingkup penelitian yang dilakukan, b. Pengadaan bahan-bahan dan peralatan yang dibutuhkan, c. Mengerjakan dan merakit peralatan sesuai dengan model rancangan, d. Melakukan penyetelan set-up alat, e. Uji coba peralatan, setelah peralatan lainnya pons, cetakan dan perlengkapannya diselesaikan. 2. Pembuatan pons, cetakan dan perlengkapannya, terdiri dari: a. Cetakan dies dibuat dengan diameter nominal 22 mm dengan toleransi + 0,005 , b. Pons punch dibuat sebanyak lima buah dengan diameter hasil ukuran cetakan yang masing-masing pons mempunyai perbedaan ukuran kurang dari 2, 4, 6, 8, dan 10 dari ketebalan pelat, c. Melakukan perlakuan panas pengerasan heattreatmenthardening- tempering pada pons dan cetakan, Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. d. Melakukan pekerjaan akhir finishing pada pons dan cetakan sesuai dengan ukuran yang diminta. 3. Melakukan pengujian terhadap pelat aluminium guna mendapatkan data besar tegangan tariknya dengan alat uji tarik di laboratorium. 4. Penyetingan set-up peralatan untuk mendapatkan kedataran, kesumbuan arah benda jatuh bebas terhadap pons dan cetakan. 5. Melakukan pengukuran beban gaya impak yang ditimbulkan benda jatuh bebas dengan menggunakan alat load cell. 6. Melakukan pembuatan koin sesuai dengan variasi beban dan ketinggian benda jatuh untuk masing-masing pons, setiap sampel berjumlah tiga buah koin. 7. Pengambilan data dengan pengukuran tiap-tiap hasil permbuatan koin, dengan mikrometer digital dan hasilnya ditabulasikan pada suatu tabel yang telah dipersiapkan. 8. Mengamati sisi koin hasil pemotongan pons dan cetakan dengan menggunakan mikroskop digital. Juga dilakukan pengamatan terhadap sisi tajam yang timbul digunakan kaca pembesar membantu pengamatan, serta untuk mengetahui tinggi sisi tajamnya burr height digunakan mikroskop gigital. 9. Analisis hasil. 10. Menentukan kesimpulan dan saran. Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Rancangan Penelitian Penelitian ini diawali dengan pembuatan dudukanperangkat cetakan dan lima buah pons yang mempunyai ukuran berbeda sesuai ketentuan yang direncanakan, pembuatan perangkat benda jatuh bebas, pengujian plat aluminium untuk mendapatkan kekuatan tariknya, pembuatan koin dengan masing-masing pons, pengambilan data beban gaya impak yang terjadi dengan alat load cell, pengambilan data ukuran koin, pengamatan sisi dan ketinggian sisi tajam yang terbentuk burr height dengan menggunakan mikroskop digital. Dudukanperangkat cetakan terdiri dari sebuah cetakan dies yang direncanakan langsung diletakkan dan diikat dengan baut pada landasanmeja perangkan alat benda jatuh bebas, kemudian pada bagian atas cetakan dibuat suatu pengarah pons yang juga diikatkan langsung dengan cetakan juga berfungsi sebagai penjepit pelat aluminium bahan koin. Posisi perangkat cetakan sesumbu dengan arah jatuhnya beban jatuh bebas terhadap sumbu pons yang dipasangkan pada pengarah. Perangkat benda jatuh bebas dirancang sesuai dengan pengembangan alat yang ada pada peralatan sebelumnya di Laboratorium Impak pada Departemen Teknik Mesin, Faskultas Teknik USU. Peralatan ini sedikit berbeda karena disesuaikan dengan kebutuhan penelitian, yaitu ditambahkannya diameter dan tinggi pengarah benda jatuh bebas, serta adanya meja sebagai tempat dudukan cetakan dan jatuhnya beban terhadap pons. Tinggi total alat ini dirancang lebih kurang tiga meter Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. dan dapat diturunkan setengah meter dari tinggi total. Sehingga penempatannya di ruangan laboratorium masih memungkinkan. Peralatan load cell ditempatkan pada bagian bawah meja perangkat benda jatuh bebas, seperti pada Gambar 3.8. Gambar 3.8 Posisi Penempatan Load Cell pada Perangkat Benda Jatuh Bebas Untuk mendapatkan berapa besar beban gaya impak yang timbul dapat dilakukan dengan dua cara pengambilan data, yaitu: 1. Pengambilan data beban gaya impak teoritis menggunakan software pengukuran gaya impak impact force measurement software. Dengan cara memasukkan data besar massa beban maka akan diketahui besar gaya impak lalu hasilnya dapat dicatat secara manual yang terlihat pada layar komputer. 2. Pengambilan data beban gaya impak yang terjadi diperoleh langsung dari benda jatuh menyentuh sensor pada alat ukur load cell, yang hasil data program dapat dilihat pada lembaran catatan notepad setelah itu dapat dibuat grafik pada format impact measurement software. Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Pengambilan data ukuran koin dilakukan sebanyak tiga kali untuk setiap ukuran pons, bobot benda dan jarak benda jatuh masing-masing sebanyak lima variasi dari yang tertinggi hingga terendah dari bobot yang telah ditetapkan. Secara garis besar pelaksanaan penelitian ini akan dilakukan secara berurutan dan sistematis. Semua hasil penelitian akan diolah dan didapatkan suatu kesimpulan yang merupakan jawaban dari tujuan penelitian. Urutan pelaksanaan penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.9. Tidak Tidak Ya Pembuatan peralatan pembuat koin pons, cetakan dan pengarah pons Pengujian pelat aluminium bahan untuk pembuat koin Pembuatan perangakat benda jatuh bebas dan beban Pembuatan koin Pengujianpeng- ukuran gaya impak beban jatuh bebas dengan load cell Kesimpulan Pengambilan data Pengambilan gambar sisi potong dan burr height koin dengan mikroskop digital Hasil dan Analisis Selesai Mulai Gambar 3.9 Diagram Alir Penelitian Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008.

3.4. Variabel yang Diamati