Pengontrolan Mesin Laser CNC Untuk Paint Stripping
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Dewasa ini, zaman Era Modernisasi, kebutuhan manusia yang tidak
terbatas, akhirnya menuntut kemajuan dan kecanggihan ketersediaan kebutuhan
manusia. Manusia menginginkan apa yang di butuhkan dapat diakses dengan
mudah, cepat, dan praktis (Instan). Akhirnya memunculkan berbagai penemuan
baru seturut dengan perkembangan ilmu pengetahuan.
Kemajuan Ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin pesat dan
canggih telah berperan di segala bidang kehidupan manusia. Pengembangan dari
teknologi komputer yang beranekaragam, salah satunya dengan mengaplikasikan
program komputer ke dalam mesin-mesin perkakas seperti mesin bubut, mesin
freis, mesin bor, mesin las, mesin gerinda dan lain-lain. Hasil gabungan antara
teknologi komputer dan teknologi mekanik inilah yang selanjutnya dinamakan
mesin CNC (Computer Numerically Controlled), dimana pengoperasiannya
menggunakan
program
yang
dikontrol
langsung
oleh
komputer.
Jika
dibandingkan dengan mesin perkakas konvensional yang setaraf dan sejenis, maka
mesin perkakas CNC akan menghasilkan komponen yang memiliki kualitas yang
sama antara komponen yang satu dengan komponen lainnya, lebih teliti (akurat),
lebih tepat (presisi), luwes (fleksibel) dan cocok untuk menghasilkan produk
dalam kuantitas besar dalam waktu yang relatif lebih singkat.
Kemajuan teknologi laser juga mengalami perkembangan yang pesat,
sangat sering kita jumpai dalam kehidupan sehari – hari. Laser adalah alat yang
menghasilkan atau memperkuat radiasi koheren pada frekuensi di daerah
inframerah, cahaya tampak, atau ultraviolet dari spektrum elektromagnetik. Para
insinyur dan ilmuwan, di bidang teknologi mulai dari mikrobiologi sampai kepada
bidang manufaktur, melakukan berbagai eksperimen untuk menemukan fungsi
baru dari laser dengan memvariasikan panjang gelombang pendek, daya tinggi,
lebar pulsa ultrashort, dan lainnya yang unik karakteristik dari perangkat laser
ini.(Siegmans,Anthony E,1986)
Universitas Sumatera Utara
Dengan menggabungkan perangkat fungsional ini, mesin CNC dengan
laser, maka akan ditemukan fungsi yang baru. Mesin CNC yang biasa
pengerjaannya menggunakan mata bor, pada penelitian ini mata bor diganti
dengan laser. Sebut saja ini, mesin laser CNC, mesin yang dikontrol oleh instruksi
program G-Code langsung dari komputer, kemudian laser yang bertindak terhadap
benda uji. Pengupasan cat salah satu aplikasi dari mesin laser CNC. Dimana
pengupasan cat ini, daya pakainya dapat dialokasikan untuk pengupasan cat mobil
dan pesawat.
Laser Nd:YAG salah satu laser zat padat yang memiliki pancaran sinarnya
dalam bentuk pulsa. Pada penelitian ini, laser Nd:YAG digunakan untuk
pengupasan cat. Penggunaan laser untuk menghilangkan bahan ablatif, pertama
kali diusulkan pada tahun 1987. Hasil pengujian pengupasan cat dengan laser CO 2
diperoleh bahwa penghapusan lapisan dengan laser pada permukaan substrat lebih
bersih daripada metode lainnya dan sangat cocok untuk membersihkan komposit.
Dibandingkan pengupasan cat dengan media peledakan plastik (PMB) atau
dengan bahan kimia. Kedua proses yang mahal dan memakan waktu. Selain itu,
kedua metode ini menghasilkan sejumlah besar limbah berbahaya dan emisi udara
berbahaya. PMB (Plastic Media Blasting) menghasilkan debu beracun, bahan
kimia mengandung senyawa organik volatil (VOC=Volatile Organic Compounds)
dan polutan udara yang berbahaya.(Eastman,Jay,2014). Pada penelitian ini penulis
mencoba untuk menggabungkan
mesin CNC dengan laser untuk salah satu
aplikasi pengupasan cat.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka rumusan masalah yang diajukan
dalam penulisan skripsi ini adalah dengan mesin laser CNC (Computer
Numerically Controlled) dapat dilakukan pengupasan cat.
Universitas Sumatera Utara
1.3
Batasan Masalah
Untuk membatasi masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini, maka
diberikan ruang lingkup batasan masalah, adalah :
1. Pengupasan cat menggunakan mesin laser CNC.
2. Aplikasi pengupasan cat menggunakan pilox warna merah dan hijau
(Acrylic Epoxy Spray Paint).
3. Sistem kontrol
penggerak
mesin
CNC
menggunakan
bahasa
pemograman G-Code.
4. Laser yang digunakan Nd:YAG laser pulse 1064 nm, dan 532 nm.
1.4
Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai pada tugas akhir ini, adalah :
1. Untuk mengaplikasikan mesin laser CNC untuk paint stripping
2. Untuk mengetahui interaksi yang terjadi antara beam laser dengan cat
(material) pada proses paint stripping
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat dilakukannya penelitian ini adalah :
1. Dapat mengetahui prinsip kerja dan multifungsional mesin laser CNC.
2. Dapat mengaplikasikan mesin laser CNC untuk pengupasan cat pada
Pesawat dan Mobil.
1.6
Tempat Penelitian
Penelitian untuk tugas akhir ini dilakukan di Laboratorium Laser Pusat
Penelitian Fisika (P2F), Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Kawasan
PUSPITEK Serpong, Tangerang Selatan, Indonesia.
Universitas Sumatera Utara
1.7
Sistematika Penulisan
Penulisan Laporan Tugas Akhir ini terdiri dari lima bab dengan
sistematika sebagai berikut :
BAB I
: Pendahuluan
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, rumusan masalah,
batasan masalah yang akan diteliti, tujuan penelitian, manfaat
penelitian, tempat penelitian, dan sistematika penelitian.
BAB II
: Tinjauan Pustaka
Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan untuk
proses pengambilan data, analisa data, serta pembahasan dari
penelitian yang dilakukan.
BAB III
: Metode Penelitian
Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, diagram
penelitian (prosedur penelitian), dan karakterisasi cuplikan yang
dilakukan.
BAB IV
: Hasil dan Pembahasan
Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa data yang
diperoleh dari penelitian.
BAB V
: Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dari penelitian
dan saran untuk penelitian lebih lanjut.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Dewasa ini, zaman Era Modernisasi, kebutuhan manusia yang tidak
terbatas, akhirnya menuntut kemajuan dan kecanggihan ketersediaan kebutuhan
manusia. Manusia menginginkan apa yang di butuhkan dapat diakses dengan
mudah, cepat, dan praktis (Instan). Akhirnya memunculkan berbagai penemuan
baru seturut dengan perkembangan ilmu pengetahuan.
Kemajuan Ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin pesat dan
canggih telah berperan di segala bidang kehidupan manusia. Pengembangan dari
teknologi komputer yang beranekaragam, salah satunya dengan mengaplikasikan
program komputer ke dalam mesin-mesin perkakas seperti mesin bubut, mesin
freis, mesin bor, mesin las, mesin gerinda dan lain-lain. Hasil gabungan antara
teknologi komputer dan teknologi mekanik inilah yang selanjutnya dinamakan
mesin CNC (Computer Numerically Controlled), dimana pengoperasiannya
menggunakan
program
yang
dikontrol
langsung
oleh
komputer.
Jika
dibandingkan dengan mesin perkakas konvensional yang setaraf dan sejenis, maka
mesin perkakas CNC akan menghasilkan komponen yang memiliki kualitas yang
sama antara komponen yang satu dengan komponen lainnya, lebih teliti (akurat),
lebih tepat (presisi), luwes (fleksibel) dan cocok untuk menghasilkan produk
dalam kuantitas besar dalam waktu yang relatif lebih singkat.
Kemajuan teknologi laser juga mengalami perkembangan yang pesat,
sangat sering kita jumpai dalam kehidupan sehari – hari. Laser adalah alat yang
menghasilkan atau memperkuat radiasi koheren pada frekuensi di daerah
inframerah, cahaya tampak, atau ultraviolet dari spektrum elektromagnetik. Para
insinyur dan ilmuwan, di bidang teknologi mulai dari mikrobiologi sampai kepada
bidang manufaktur, melakukan berbagai eksperimen untuk menemukan fungsi
baru dari laser dengan memvariasikan panjang gelombang pendek, daya tinggi,
lebar pulsa ultrashort, dan lainnya yang unik karakteristik dari perangkat laser
ini.(Siegmans,Anthony E,1986)
Universitas Sumatera Utara
Dengan menggabungkan perangkat fungsional ini, mesin CNC dengan
laser, maka akan ditemukan fungsi yang baru. Mesin CNC yang biasa
pengerjaannya menggunakan mata bor, pada penelitian ini mata bor diganti
dengan laser. Sebut saja ini, mesin laser CNC, mesin yang dikontrol oleh instruksi
program G-Code langsung dari komputer, kemudian laser yang bertindak terhadap
benda uji. Pengupasan cat salah satu aplikasi dari mesin laser CNC. Dimana
pengupasan cat ini, daya pakainya dapat dialokasikan untuk pengupasan cat mobil
dan pesawat.
Laser Nd:YAG salah satu laser zat padat yang memiliki pancaran sinarnya
dalam bentuk pulsa. Pada penelitian ini, laser Nd:YAG digunakan untuk
pengupasan cat. Penggunaan laser untuk menghilangkan bahan ablatif, pertama
kali diusulkan pada tahun 1987. Hasil pengujian pengupasan cat dengan laser CO 2
diperoleh bahwa penghapusan lapisan dengan laser pada permukaan substrat lebih
bersih daripada metode lainnya dan sangat cocok untuk membersihkan komposit.
Dibandingkan pengupasan cat dengan media peledakan plastik (PMB) atau
dengan bahan kimia. Kedua proses yang mahal dan memakan waktu. Selain itu,
kedua metode ini menghasilkan sejumlah besar limbah berbahaya dan emisi udara
berbahaya. PMB (Plastic Media Blasting) menghasilkan debu beracun, bahan
kimia mengandung senyawa organik volatil (VOC=Volatile Organic Compounds)
dan polutan udara yang berbahaya.(Eastman,Jay,2014). Pada penelitian ini penulis
mencoba untuk menggabungkan
mesin CNC dengan laser untuk salah satu
aplikasi pengupasan cat.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka rumusan masalah yang diajukan
dalam penulisan skripsi ini adalah dengan mesin laser CNC (Computer
Numerically Controlled) dapat dilakukan pengupasan cat.
Universitas Sumatera Utara
1.3
Batasan Masalah
Untuk membatasi masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini, maka
diberikan ruang lingkup batasan masalah, adalah :
1. Pengupasan cat menggunakan mesin laser CNC.
2. Aplikasi pengupasan cat menggunakan pilox warna merah dan hijau
(Acrylic Epoxy Spray Paint).
3. Sistem kontrol
penggerak
mesin
CNC
menggunakan
bahasa
pemograman G-Code.
4. Laser yang digunakan Nd:YAG laser pulse 1064 nm, dan 532 nm.
1.4
Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai pada tugas akhir ini, adalah :
1. Untuk mengaplikasikan mesin laser CNC untuk paint stripping
2. Untuk mengetahui interaksi yang terjadi antara beam laser dengan cat
(material) pada proses paint stripping
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat dilakukannya penelitian ini adalah :
1. Dapat mengetahui prinsip kerja dan multifungsional mesin laser CNC.
2. Dapat mengaplikasikan mesin laser CNC untuk pengupasan cat pada
Pesawat dan Mobil.
1.6
Tempat Penelitian
Penelitian untuk tugas akhir ini dilakukan di Laboratorium Laser Pusat
Penelitian Fisika (P2F), Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Kawasan
PUSPITEK Serpong, Tangerang Selatan, Indonesia.
Universitas Sumatera Utara
1.7
Sistematika Penulisan
Penulisan Laporan Tugas Akhir ini terdiri dari lima bab dengan
sistematika sebagai berikut :
BAB I
: Pendahuluan
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, rumusan masalah,
batasan masalah yang akan diteliti, tujuan penelitian, manfaat
penelitian, tempat penelitian, dan sistematika penelitian.
BAB II
: Tinjauan Pustaka
Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan untuk
proses pengambilan data, analisa data, serta pembahasan dari
penelitian yang dilakukan.
BAB III
: Metode Penelitian
Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, diagram
penelitian (prosedur penelitian), dan karakterisasi cuplikan yang
dilakukan.
BAB IV
: Hasil dan Pembahasan
Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa data yang
diperoleh dari penelitian.
BAB V
: Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dari penelitian
dan saran untuk penelitian lebih lanjut.
Universitas Sumatera Utara