Variabel yang Diamati Pelaksanaan Penelitian

3.4. Variabel yang Diamati

Bentuk dan hasil pembuatan koin dengan proses blanking masing-masing ditentukan oleh kelonggaran pasangan antara pons dengan cetakan. Kemudian variasi massa dan jarak jatuh benda terhadap pons untuk melakukan pembentukan koin. Pada penelitian ini variabel tetapnya adalah: 1. Ketebalan bahan pembuatan koin 2. Diameter cetakan . Sedang variabel bebasnya adalah: 1. Diameter pons dengan lima variasi perbedaan kelonggaran antar pons dengan cetakan 2. Besar massa beban dan ketinggian benda jatuh bebas dengan lima variasi. Unit analisis maupun objek penelitian dalam penelitian ini adalah: 1. Ukuran diameter sampel diameter produk hasil pemotongan pembentukan lempengan koin aluminium dengan alat ukur micrometer digital 2. Pengukuran besar gaya impak benda jatuh bebas dengan menggunakan load cell 3. Pengamatan kondisi hasil pemotongan melalui sisi potong koin dengan menggunakan mikroskop digital. Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008.

3.5. Pelaksanaan Penelitian

3.5.1. Pembuatan peralatan pembuat koin 3.5.1.1. Membuat pons punch Bahan pons dipilih dari bahan yang keras, tahan terhadap keausan, tahan terhadap benturan dan mudah dibentuk serta diperlakukan treatment. Kemudian untuk menentukan ukuran diameter pons digunakan rumus 2.3, C Db Dh 2 − = mm di mana : Dh = diameter pons mm Db = diameter cetakan mm C = kelonggaran antara pons dengan cetakan mm Untuk menentukan kelonggaran C digunakan ketentuan Kalpakjian S., [6], secara umum kelonggarannya adalah: 2 s.d 10 dari ketebalan pelat yang dipotong di mana tebal pelat = 2 mm. Menentukan diameter pons untuk kelonggaran 2 adalah sebagai berikut: C Dh 2 22 − = di mana : C = 2 x tebal pelat C = 0,02 x 2 mm = 0,04 mm Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. maka, Dh = 22 - 2 . 0,04 = 21,92 mm Untuk diameter pons untuk kelonggaran 2 s.d 10 dapat dilihat pada Tabel 3.2. Tabel 3.2 Ukuran Pons Sesuai dengan Persentase Kelonggaran No. Kode Pons Clearance C Diameter Pons Øa mm 1 A 2 21,92 2 B 4 21,84 3 C 6 21,76 4 D 8 21,68 5 E 10 21,60 Sumber: Hasil penelitian Tahapan pembuatan pons dapat dilihat pada Gambar 3.10. Pengerjaan akhir pada mesin gerinda Dikeraskan hardening dan tempering Dibentuk dikerjakan pada mesin bubut, sesuai gambar Bahan Amutit Ø 40 x 50 Gambar 3.10 Diagram Alir Pengerjaan Pons Jumlah pons yang dikerjakan sebanyak lima buah, perbedaan ukuran pons hanya pada bagian pisau pembentuknya saja Ø a sementara ukuran lainnya sama. Sket gambar pons dapat dilihat pada Gambar 3.11. Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Gambar 3.11 Pons Punch 3.5.1.2. Membuat cetakan dies Bahan cetakan dan tahapan pembuatannya juga sama dengan pembuatan pons. Tahapannya dapat dilihat pada Gambar 3.12. Dikeraskan hardening dan tempering Pengerjaan akhir pada mesin gerinda silinder dan permukaan Dibentuk dikerjakan pada mesin bubut, mesin milling sesuai dengan gambar Bahan Amutit Ø 110 x 38 Gambar 3.12 Diagram Alir Pengerjaan Cetakan Dies Jumlah cetakan hanya sebuah dengan ukuran diameter nominal lubang cetakan 22 mm, dengan toleransi . Lihat Gambar 3.13. + 0,005. Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Gambar 3.13 Cetakan Dies 3.5.1.3. Membuat pengarah pons dan penjepit pelat Bahan pengarah pons dan penjepit pelat terbuat dari bahan baja biasa. Karena alat ini tidak memerlukan sifat-sifat khusus, tahapannya lihat pada Gambar 3.14. Dibentuk dikerjakan pada mesin bubut, mesin milling sesuai gambar Bahan baja biasa Ø 110 x 35 Gambar 3.14 Diagram Alir Pengerjaan Pengarah Pons Jumlah pengarah pons hanya sebuah, sket gambar pada Gambar 3.15. Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Gambar 3.15 Pengarah Pons dan Penjepit Pelat 3.5.2. Pembuatan perangakat benda jatuh bebas dan beban 3.5.2.1. Pembuatan perangakat benda jatuh bebas Pembuatan perangkat ini diawali dengan pembuatan meja landasan untuk tempat dudukan perangkat pons dan cetakan. Kaki dan rangka bahannya terbuat dari profil ”L” berukuran 60 x 60 mm, meja dari bahan pelat lembaran yang diperhitungkan akan mampu menahan jatuhnya beban tanpa mengalami perubahan bentuk maka ketebalannya ditentukan sebesar 10 mm kemudian penyambungannya dilas listrik. Penyokong tabung pengarah beban jatuh terbuat dari pipa galvanis yang pada salah satu ujungnya, bagian dalamnya dibuat mur penahan untuk tempat mur pengikat terhadap meja dengan baut yang berukuran M 20, dan ujung lainnya ditutup dengan pelat tipis yang dibentuk bulat parabola kemudian dilas. Gambar dan ukuran assembling lengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 1 dan pada gambar kerja terlampir. Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Pengarah benda jatuh bebas terbuat dari pipa dari bahan PVC paralon yang berdiameter dalam 68 mm, dengan panjang sekitar 2,75 meter. Tiang, lengan dan penyokong tabung terbuat dari bahan pipa galvanis berdiameter 2 dan ¾ . Proses pembuatan dapat dilihat sebagai berikut: - Profil “L”, 60 x 60 mm - pelat baja lembaran 10 mm - pipa paralon PVC Ø 3½ - pipa galvanis 2” dan ¾ - baut + mur ukuran M 20 dan - klem pengikat. Pembuatan meja Persiapan bahan perangkat Pembuatan tabung pengarah benda jatuh bebas Gergaji tangan, kikir dan amplas Pembuatan tiang penyokong tabung pengarah Pembuatan palang dan pelat penjepit Gergaji tangan, mesin tekuk, kikir dan amplas Selesai Seting dan Uji coba Perakitan asembling dan finishing - Mesin potong - Mesin las - Gerinda tangan Gambar 3.16 Diagram Alir Pembuatan Perangkat Benda Jatuh Bebas 3.5.2.2. Analisis perhitungan kekuatan perangakat benda jatuh bebas Analisis perhitungan kekuatan perangkat benda jatuh bebas hanya dilakukan pada pengecekan kekuatan dan ukuran bagian yang berhubungan dengan adanya pengaruh beban langsung seperti pada Gambar 3.17, yaitu terhadap: Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. 1. Baut penahan tabung 2. Baut penahan penyanggah pada alas meja 3. Alas meja tempat dudukan cetakan penahan benda jatuh bebas. 1. Pengecekan terhadap kekuatan pada baut penahan tabung Pada peralatan ini digunakan empat buah baut yang ukurannya telah ditentukan yaitu M 12 dengan ukuran diameter minor = 10,106 mm dan bahannya dari baja konstruksi mesin S55C dengan kekuatan tariknya t = 66 kgmm 2 . Gambar 3.17 Perangkat Benda Jatuh Bebas Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Untuk menentukan besar gaya yang bekerja pada tiap-tiap baut maka dilakukan perhitungan sebagai berikut, perhatikan Gambar 3.18. Besar gaya F adalah penjumlahan perangkat tabung pengarah + massa yang paling besar pada penelitian ini, yaitu: a. Perangkat tabung diasumsikan mempunyai massa total sebesar 15 kg b. Massa benda jatuh bebas yang paling besar adalah = 8,87 kg c. Jadi F = 15 + 8,87 = 23,87 kg dibulatkan menjadi 24 kg Gambar 3.18 Gaya yang Bekerja pada Baut Penahan Tabung Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Jadi untuk menentukan besar gayanya adalah sebagai berikut: M A = 0 F . 4232 – R B . 423 = 0 423 2 423 24x R B = R B = 12 kg F Y = 0 R A + R B = F R A = F - R B R A = 24 – 12 = 12 kg gaya yang bekerja pada baut Menentukan tegangan geser pada baut yang terjadi, menurut Khurmi R.S., [14] tegangan geser besarnya adalah setengah dari tegangan tarik suatu bahan, atau: t g σ τ 5 , = A F t = σ Di mana: F = R A = gaya yang bekerja pada baut = 12 kg A = luas penampang baut A = 4 d 2 ; d = diameter minor baut = 10,106 mm maka, A = 4 10,106 2 = 80,213 mm 2 Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Jadi 213 , 80 12 = t σ 15 , = t σ kgmm 2 Sehingga tegangan geser adalah: 15 , 5 , 0 x g = τ 075 , = g τ kgmm 2 Sementara tegangan tarik yang diijinnya adalah: v t ijin t σ σ = Di mana: t ijin = tegangan tarik ijin kgmm 2 t = tegangan tarik bahan kgmm 2 v = faktor keamanan untuk beban statis 3 s.d 5, ditetapkan untuk bahan ini = 4 Maka: 4 66 = ijin t σ = 16,5 kgmm 2 Sehingga tegangan geser ijin adalah: 5 , ijin t ijin g σ τ = 5 , 16 5 , = ijin g τ 25 , 8 = ijin g τ kgmm 2 Jadi bila dilihat tegangan geser yang terjadi sebesar 0,075 kgmm 2 dan tegangan geser yang diijinkan sebesar 8,25 kgmm 2 , maka kondisi baut Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. aman untuk digunakan, karena tegangan geser yang terjadi lebih kecil dari tegangan geser yang diijinkan. 1. Pengecekan kekuatan baut pada penahan penyanggah alas meja Untuk melakukan pengecekan terhadap kekuatan baut pada alas meja, untuk lebih mempermuda perhitungan tanpa mengabaikan ketelitan perhitungannya maka diasumsikan posisi gaya F = 12 kg yang bekerja secara penuh berada pada ujung tiang penyanggah dengan jarak 1200 mm seperti pada Gambar 3.19. Baut yang digunakan dengan memilih bahan yang sama dengan baut lainnya S55C dengan kekuatan tariknya sebesar 66 kgmm 2 . Menentukan momen bengkok M B yang terjadi pada baut adalah: l F M B . = = 12 x 1200 = 14400 kg.mm Menentukan tegangan bengkok yang terjadi pada baut: B B B M ω σ = Di mana: 3 32 d B π ω = d = diameter minor baut untuk M20 = 17,3 mm maka, 3 3 , 17 16 π ω = B = 1016,64 mm 3 Jadi tegangan bengkok yang terjadi adalah: Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. 64 , 1016 14400 = B σ 16 , 14 = B σ kgmm 2 Baut M20 Gambar 3.19 Posisi Gaya yang Bekerja pada Tiang Penyanggah Sementara tegangan bengkok yang diiijinkan adalah sama dengan tegangan tarik yang diijinkan yaitu: v t ijin t ijin B σ σ σ = = v = 4 4 66 = ijin B σ kgmm 2 5 , 16 = ijin B σ Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Jadi bila dilihat tegangan bengkok yang terjadi adalah sebesar 14,16 kgmm 2 sedang tegangan bengkok yang diijinkan sebesar 16,5 kgmm 2 , maka kondisi baut aman untuk digunakan, karena tegangan bengkok yang terjadi lebih kecil dari tegangan bengkok yang diijinkan. 3. Pengecekan kekuatan meja tempat dudukan cetakan penahan benda jatuh bebas Pengecekan yang dilakukan pada meja adalah terhadap kekuatan bahan, kemudian kemungkinan adanya defleksi akibat adanya beban jatuh pada permukaan pelat tersebut. a. Pengecekan terhadap kekuatan bahan Perhatikan Gambar 3.20, gaya yang bekerja pada titik C adalah gaya impak secara teoritis diambil yang terbesar yaitu F = 106.769 N = 10.884 kg. Bahan pelat dari baja konstruksi S35C dengan kekuatan tarik 58 Gambar 3.20 Posisi Gaya yang Bekerja pada Alas Meja Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Bila faktor keamanan besarnya ditentukan = 4, maka kekuatan tarik ijin sama dengan tegangan bengkok ijin yaitu: 4 t ijin B σ σ = 4 58 = ijin B σ kgmm 2 5 , 14 = ijin B σ Untuk menentukan besar gaya yang timbul pada titik A dan B maka: M A = 0 F . 242 – R B . 484 = 0 484 242 10884x R B = R B = 5442 kg F Y = 0 R A + R B = F R A = F - R B R A = 10884 – 5442 = 5442 kg gaya bekerja pada pelat Menentukan momen bengkok yang terjadi pada pelat akibat adanya bebn F, Momen maksimum berada pada bagian tengah meja atau tepat pada titik jatuhnya beban yang besarnya adalah: M B = R A x 242 M B = 5442 x 242 = 1.316.964 kg. mm Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Menentukan tegangan bengkok yang terjadi, B B B M ω σ = 2 . 12 1 h b B = ω di mana: b = 420 mm dan h = 10 + 63 = 73 mm maka, 2 73 . 420 12 1 = B ω 186515 = B ω mm 3 Maka, 1865515 964 . 316 . 1 = B σ = 7,061 kgmm 2 Bila dilihat tegangan bengkok yang terjadi adalah sebesar 7,061 kgmm 2 sedang tegangan bengkok yang diijinkan sebesar 14,5 kgmm 2 , maka kondisi pelat tempat dudukan cetakan dan perangkat lainnya aman untuk digunakan, karena tegangan bengkok yang terjadi lebih kecil dari tegangan bengkok yang diijinkan. c. Pengecekan terhadap defleksi akibat adanya beban jatuh pada permukaan pelat tersebut. Menurut Navier, defleksi yang diijinkan adalah: e y maks = σ σ maks e y σ σ . = Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Di mana: = tegangan yang terjadi 7,061 kgmm 2 maks = tegangan maksimum 58 kgmm 2 y = besar defleksi mm e = jarak terjauh terhadap sumbu netral = 102 = 5 mm maka: 58 061 , 7 5 = y 6 , = y mm Jadi besar defleksinya yang diijinkan adalah sebesar 0,6 mm Menentukan defleksi yang terjadi meggunakan rumus: I E Fx y . . 48 3 l = Di mana: F = gaya yang terjadi = 10.884 kg = 620 mm E = modulus elastisitas bahan baja = 2,1 x 10 5 kgmm 2 I = 112 b. h 3 = 112 420.73 3 = 13615595 mm 4 Maka: 13615595 . 10 1 , 2 . 48 620 884 . 10 5 3 x x y = 019 , = y mm Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Jadi defleksi yang terjadi adalah 0,019 mm. Sedangkan defleksi yang diijinkan adalah sebesar 0,6 mm. Maka meja aman digunakan karena defleksi yang terjadi lebih kecil dari defleksi yang diijinkan. 3.5.2.3. Pembuatan beban Bahan beban terbuat dari baja biasa yang besar diameternya sedikit lebih kecil dari diameter dalam tabung pengarah benda jatuh bebas, sedang panjangnya disesuaikan dengan besaran volume yang berpatokan pada massa benda jatuh bebas. Besar massa benda pada setiap ketinggian dihitung dengan menggunakan rumus 2.18, tahapan pembuatannya dapat dilihat pada Gambar 3.21. Dibentuk dikerjakan pada mesin bubut, mesin milling, sesuai gambar Bahan baja biasa Ø 68 x 360 Gambar 3.21 Diagram Alir Pembuatan Beban Untuk menentukan ukuran masing-masing beban berdasarkan rumus 2.18 yang disesuaikan pada ketinggian jatuh bebasnya, maka utuk menentukan massanya adalah dengan menggunakan rumus. 2 2 2 . 2 1 . . v h g h F m t + = kg di mana : m = massa benda jatuh kg Ft = gaya tahanan atau besar gaya yang diserap oleh pelat yang hendak dipotong atau sama dengan gaya potong F, N Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. tL TS F Ft . . 7 , = = di mana : F = gaya potong N TS = tegangan tarik pelat MPa dari hasil pengujian material plat aluminum di laboratorium diambil harga yang terbaik dari enam buah sampel pengujian sebesar 230,77 MPa Lampiran 2 t = ketebalan pelat mm = 2 mm L = panjang daerah yang dipotong mm = d mm 22 = 69, 115 mm Jadi Ft = 0,7. 230, 77 . 2 . 69,115 = 22.329 N H 2 = tebal pemotongan tebal pelat, 2 mm = 0,002 m v = kecepatan benda jatuh pada ketinggian 2,5 m adalah 7,0 ms Sehingga : kg mm N m 2 , 7 2 1 002 , . 81 , 9 002 , . 329 . 22 + = = 1,821 kg Sehubungan adanya pengaruh gesekan antara massa benda jatuh bebas dengan dinding permukaan tabung pengarah pada saat benda jatuh maka dilakukan penambahan beban berdasarkan yang telah dilakukannya pengkajian awal pada saat pengukuran gaya impak dengan load cell. Perbandingan selisih gaya impak secara perhitungan teoritis dengan pengukuran langsung besarnya adalah anatara 3,8 s.d Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. 5,78 , lihat halaman 109. Dengan adanya berbagai pertimbangan, termasuk adanya pengaruh lingkungan maupun hal ainnya maka diperkirakan atau diasumsikan penambahan beban sebesar 10 dari beban yang diperhitungkan, maka massa benda menjadi: m = 1,1 x 1,823 ≈ 2,0 kg Dengan cara dan perhitungan yang sama untuk ketinggian jatuh lainnya maka hasilnya dapat dilihat pada Tabel 3.3. Tabel 3.3 Variasi Ketinggian, Kecepatan dan Massa Benda Jatuh Bebas No. Ketinggian Benda Kecepatan Benda Massa Benda kg Jatuh H mm Jatuh v ms 1 2,5 7,0 2,0 2 2,0 6,26 2,3 3 1,5 5,42 3,0 4 1,0 4,43 4,5 5 0,5 3,13 8,7 Sumber: Hasil penelitian Karena diameter benda jatuh bebas telah ditetapkan sesuai dengan diameter pipa pengarah benda jatuh bebas sebesar 66,2 mm Gambar 3.22, maka panjang benda untuk setiap tipenya dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut: V m . ρ = di mana: m = massa = kg = massa jenis kgm 3 = baja = 7.875 kgm 3 V = volume benda = 4 d 2 . m 3 d = diameter benda mm Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. = panjang benda mm Maka , 2 . 4 . d m π ρ = l mm Untuk massa 2,0 kg maka panjang benda adalah: 2 6 2 , 66 . 4 . 10 875 , 7 , 2 π − = x l ≈ 74 mm . Gambar 3.22 Ukuran Benda Jatuh Bebas Maka massa 2,0; 2,3; 3,0; 4,5 dan 8,7 kg, ukuran panjang lainnya, secara lengkap hasilnya dapat dilihat pada Tabel 3.4 Tabel 3.4 Ukuran Benda Jatuh Bebas No. Massa Panjang mm 1 2,0 74 2 2,3 85 3 3,0 111 4 4,5 166 5 8,7 321 Sumber: Hasil penelitian Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. 3.5.3. Pengujian pelat aluminium bahan untuk pembuat koin Pembuatan sampel pengujian bahan aluminium berdasarkan pengujian spesimen uji tarik sesuai standar ASTM-D-638, diperlihatkan pada Gambar 3.23. Gambar 3.23 Geometrik dan Dimensi Spesimen Uji Tarik Statik ASTM D-638 Pembuatan sampel dikerjakan di Bengkel Mekanik Polmed, pengerjaannya dilakukan dengan mesin frais milling sebanyak 6 enam buah dan pengujiannya dilaksanakan di Laboratorium Mekanik Polmed. Hasil pengujian bahan aluminium dipilih data yang signifikan dan dapat dilihat pada Lampiran 2. 3.5.4. Pengujianpengukuran gaya impak beban jatuh bebas dengan load cell Pada penelitian ini pengukuran gaya impak beban benda jatuh bebas digunakan peralatan load cell yang dirancang dalam bentuk unit portable. Pengukuran bertujuan untuk mengetahui besar gaya impak beban akibat benda jatuh bebas dari ketinggian tertentu. Secara skematik dapat dilihat pada Gambar 3.24. Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Gambar 3.24 Skematik Sinyal Pengukuran Akibat tumbukan benda jatuh bebas pada alat sensor, maka timbul gelombang tegangan tekan compressive steress wave. Pada alat sensor gelombang akan ditangkap oleh pengolah sinyal strain gage dibuat perubahan tahanan listrik RR yang sebanding regangan yang diterima strain gage dengan bridge box, selanjutnya dengan menggunakan sinyal conditioner dikonversikan dalam bentuk tegangan listrik. Sinyal-sinyal tersebut diteruskan dalam bentuk gelombang, kemudian ditampilkan pada penampil sinyal dalam bentuk digital dan dapat terbaca langsung. Kemudian diteruskan ke perangkat komputer yang telah dilengkapi dengan software pengukuran gaya impak impact force measurement software. Pengujianpengukuran besar gaya impak akibat besar beban benda jatuh bebas pada objek, dilakukan dengan dua cara pengambilan data, yaitu: 1. Menentukan data gaya impak beban benda jatuh bebas secara teori dengan menggunakan software, impact force measurement software lihat Lampiran 4 langkah 13. Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. 2. Menentukan cara pengukuran dengan alat ukur load cell , dilakukan dengan pengambilan data gaya impak beban benda jatuh bebas secara langsung pada alat sensor juga menggunakan bantuan software yang sama. Untuk menentukan gaya impak hasil pengukuran dengan alat load cell yang hasilnya serta penunjukan grafiknya ada pada Lampiran 6, masing- masing terdapat data-datanya sebagai berikut: 1 Massa 2,0 kg untuk ketinggian jatuh mulai 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 dan 2,5 m. 2 Massa 2,3 kg untuk ketinggian jatuh mulai 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 dan 2,5 m. 3 Massa 3,0 kg untuk ketinggian jatuh mulai 0,5; 1,0; 1,5; dan 2,0. 4 Massa 4,5 kg untuk ketinggian jatuh mulai 0,5 dan 1,0 m. 5 Massa 8,7 kg untuk ketinggian jatuh, hanya 0,5 m. Keterbatasan tinggi jatuh disebabkan kemampuan alat load cell yang digunakan hanya mampu pada batas pengukuran maksimal 30.000 N. 3.5.5. Pembuatan Koin Koin dibuat dari pelat bahan aluminium hasil pemotongan pons dengan cetakan diawali dengan meletakkan pelat di atas cetakan, posisi pons terletak tepat di atasnya dengan sebuah pengarah yang menjaga agar kesumbuan antara cetakan dengan pons. Kemudian dipilih sebuah benda dengan massa yang telah ditetapkan diletakkan di dalam tabung pengarah tempat dijatuhkannya benda tersebut dengan jarak ketinggian yang tertentu pula. Koin akan terbentuk bila benda jatuh bebas tadi menyentuh dan mendorong pons ke pelat aluminium terhadap cetakan setelah tuas Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. pembatas ditarik dari posisinya. Bentuk koin yang dihasilkan oleh pemotongan pons dan cetakan dapat dilihat pada Gambar 3.25 a. a b Gambar 3.25 Bentuk dan Pengukuran Koin Setelah dilakukan pembutan koin untuk setiap pons dengan variasi ketinggian dan beban jatuh bebas masing-masing tiga buah koin, pada penelitian koin yang dibuat sebanyak 275 buah. Pengukuran dilakukan untuk setiap koin sebanyak dua Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. kali dengan arah silang atau perputaran benda 90 derajat, seperti yang terlihat pada Gambar 3.25. b. Untuk selanjutnya maka dapat ditentukan diameter rata-rata koin dengan menjumlahkan D 1 dan D 2 dan dibagi dua. Ukuran koin yang dapat diterima untuk diameter nominal 22 mm ditetapkan kelebihan ukuran dengan toleransi maksimum sebesar 0,06 mm [3]. Data pengukuran dari hasil pembuatan koin dapat dilihat pada Lampiran 3. 3.5.6. Pengambilan gambar sisi koin dan burr height dengan mikroskop digital Untuk menentukan hasil bentuk dan kondisi pemotongan koin tipe dan kekerasan bahan berpengaruh terhadap kondisi sisi pemotongan. Pada penelitian ini dilakukan dengan menggunakan mikroskop digital. Pengukuran hasil kondisi pemotongan melalui sisi potong koin dilakukan pada dua sisi. Pegukuran pertama dilakukan pada hasil pemotongan koin dan kedua pada hasil pembentukan dan ketinggian sisi tajam burr height. 3.5.6.1. Pengukuran hasil kondisi pemotongan pada sisi koin Menurut Ted Brolund [4], bila material lunak seperti bahan aluminium, hasil yang baik seharusnya dipotong dengan pons akan menghasilkan setidak-tidaknya setengah 12 bagian dari ketebalan mengalami pemotongan 1 dan sisanya mengalami patahan 2, hasilnya dapat dilihat pada Gambar 3.26. Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Gambar 3.26 Pengaruh Kondisi Pemotongan Untuk material tingkat menengah medium material seperti mild steel, hasil pemotongan dengan punch menunjukkan secara moderat mengalami pemotongan dan kurang lebih sepertiga 13 bagian dari ketebalannya mengalami patahan. Untuk material yang keras seperti material tahan aus abrasion resistant AR plate hasil pemotongan dengan pons menunjukkan hasil pemotongan secara dominan dan hanya seperdelapan 18 bagian dari ketebalan pelat saja yang mengalami patahan. Kriteria hasil produk yang baik bila sisi potong dominan mengalami potongan dan bila pada batas ketentuan di atas digolongkan penilaian sedang dan hasil pembentukan dominan dengan patahan maka digolongkan buruk Untuk melihat kondisi sisi koin yang disebabkan akibat pemotongan burnish atau smooth-sheared maupun putus karena retak fractured yang disebabkan beban jatuh, maka hasilnya dapat dilihat dengan melihat langsung pada objek dengan mikroskop digital. Hasilnya dapat direkam dan ditampilkan pada layar komputer. Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Mikroskop digital mampu memperlihatkan hasil pemotongan dan putus retak dengan memperbesar beratus kali, dan dapat mendeteksi panjang keretakan maupun pemotongan dengan bilangan mikron. Mikroskop digital dan saat pengambilan gambar sisi koin dapat dilihat pada Gambar 3.27. Gambar 3.27 Pengambilan Gambar dengan Mikroskop Digital Bagian sisi koin yang diteropong untuk diambil gambarnya seperti yang terlihat pada Gambar 3.28, hasil gambar yang dapat diambil dapat dilihat pada Gambar 3.29. Gambar 3.28 Bagian Sisi Koin Aluminium Sebagai Objek Peneropongan dengan Mikroskop Digital Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Hasil gambar sisi koin aluminium diperlihatkan pada Gambar 3.29. Gambar 3.29 Hasil Gambar Sisi Koin Aluminium dengan Mikroskop Digital 3.5.6.2. Pengukuran hasil kondisi bentuk dan ketinggian burr height pada koin Untuk melihat terbentuknya sisi tajam dan ketinggiannya burr height pada produk koin diamati dengan menggunakan mikroskop digital. Untuk memenuhi kriteria kegagalan fail atau diterimanya safe hasil pembentukan burr menurut Schey J.A.,[9] dapat dilihat pada Gambar 3.30. Gambar 3.30 Hubungan Penguluran Awal Patah dengan Besarnya Pembentukan Sisi Tajam burr pada Proses Blank Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Gambar 3.30 menunjukkan bahwa ada kurva pembatas antara dapat diterima dan ditolaknya hasil produk pembuatan koin dengan ketentuan perbandingan antara besarnya penguluran keretakan dengan terbentuknya besar ketinggian burr. Maka untuk melakukan pengelompokan analisis hasil produk berpedoman pada Gambar 3.30, dan hasilnya dapat ditentukan berikut ini: 1. Bila hasil pengamatan produk koin aluminium menunjukkan ketinggian burr sangat kecil atau berada pada bagian terjauh pada kurva daerah safe maka hasilnya dikatagorikan penilaian baik. 2. Bila hasil pengamatan produk koin aluminium menunjukkan ketinggian burr mendekati kurva pembatas tetapi masih pada daerah kurva safe maka hasilnya dikatagorikan penilaian sedang. 3. Bila hasil pengamatan produk koin aluminium menunjukkan ketinggian burr sangat besar atau berada pada bagian batas fail maka hasilnya dikatagorikan penilaian buruk. Gambar 3.31 adalah daerah objek peneropongan dan Gambar 3.32 adalah hasil peneropongan dengan menggunakan mikroskop digital. Gambar 3.31 Bagian Pembentukan Ketinggian Sisi Tajam burr height Objek Peneropongan dengan Mikroskop Digital Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Gambar 3.32 Hasil Gambar Besar Pembentukan Ketinggian Sisi Tajam burr height 3.5.7. Pengambilan data Setelah dilakukan pembuatan koin untuk setiap pons dan variasi ketinggian masing-masing sebanyak tiga buah, pengujian beban jatuh bebas dengan load cell, serta pengambilan gambar sisi dan burr height dengan menggunakan mikroskop digital maka data-data dapat disusun secara sistematika guna memudahkan penganalisaan. 3.5.7.1. Data pengujian beban jatuh bebas dengan load cell Hasil pengukuran besar gaya impak akibat besar beban benda jatuh bebas secara teoritis dengan menggunakan software, hasilnya dicatat pada suatu tabel yang telah dibuat dan dapat dilihat pada Tabel 3.5. Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Tabel 3.5 Gaya Impak Akibat Beban Benda Jatuh Bebas Secara Teoritis No. Ketinggian Kecepatan Gaya Impak Teoritis Impact Force, N Jatuh Benda Jatuh pada Beban kg height, m Velocity, ms 2,0 2,3 3,0 4,5 8,7 1 0,1 1,4 1001 1151 1501 2251 4353 2 0,2 1,98 1982 2279 2972 4459 5620 3 0,3 2,43 2963 3407 4444 6666 12887 4 0,4 2,80 3944 4535 5915 8873 17155 5 0,5 3,13 4925 5663 7387 11080 21422 6 0,6 3,43 5906 6791 8858 13288 25689 7 0,7 3,71 6887 7920 10330 15495 29957 8 0,8 3,96 7868 9048 11081 17702 34224 9 0,9 4,20 8849 10176 13273 19909 38491 10 1,0 4,43 9830 11304 14744 22117 42759 11 1,1 4,65 10811 12432 16216 24324 47026 12 1,2 4,85 11792 13560 17687 26531 51294 13 1,3 5,05 12773 14689 19159 28738 55561 14 1,4 5,24 13754 15817 20683 30946 59828 15 1,5 5,42 14735 16945 22102 33153 64096 16 1,6 5,60 15716 18073 23573 35360 68363 17 1,7 5,78 16697 19201 25045 37567 72630 18 1,8 5,94 17678 20329 26516 39775 76898 19 1,9 6,11 18659 21457 27988 41982 81165 20 2,0 6,26 19640 22586 29459 44189 85432 21 2,1 6,42 20621 23714 30931 46396 89700 22 2,2 6,57 21602 24842 32402 48604 93967 23 2,3 6,72 22583 25970 33874 50811 98234 24 2,4 6,86 23564 27098 35345 53018 102502 25 2,5 7,0 24545 28226 36817 55225 106769 Sumber: Hasil penelitian Sedang untuk data pengukuran gaya impak dengan load cell secara langsung hasilnya dapat dilihat pada Lampiran 5, dan hasil rangkuman dari Lampiran 5, dapat dilihat pada Tabel 3.6. Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008. Tabel 3.6 Hasil Gaya Impak pada Beban Benda Jatuh Bebas Menggunakan Load Cell No. Ketinggian Kecepatan Gaya Impak Impact Force, N Jatuh Benda Jatuh pada Beban kg height, m Velocity, ms 2,0 2,3 3,0 4,5 8,7 1 0,5 3,13 4640 5361 7091 10692 20608 2 1,0 4,43 9339 10727 14139 21232 - 3 1,5 5,42 14100 16155 21166 - - 4 2,0 6,26 18756 21501 27856 - - 5 2,5 7,0 23505 27097 - - - Sumber: Hasil penelitian 3.5.7.2. Data pembuatan koin Data pembuatan koin aluminium lengkap dengan ukurannya dapat dilihat pada Lampiran 3. 3.5.7.3. Data pengukuran hasil kondisi pemotongan melalui sisi potong koin Data pengukuran hasil kondisi pemotongan melalui sisi potong koin dapat dilihat pada Bab 4. Hasil dan Analisis Abdul Basir : Analisis Hasil Pembuatan Koin Aluminium Dengan Proses Blanking Menggunakan Beban Impak Benda Jatuh Bebas. USU e-Repository © 2008.

BAB 4 HASIL DAN ANALISIS