1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pertumbuhan industri otomotif Indonesia memberikan kejutan di tahun

2013 ini. Peningkatannya dibandingkan tahun lalu di luar prediksi. Johnny

Darmawan ketua penyelenggara Indonesia International Motor Show (IIMS)

menyatakan saat ini industri otomotif Indonesia menunjukkan perkembangan

menggembirakan. Dalam lima tahun terakhir, industri otomotif mengalami

peningkatan signifikan dan permintaan pasar dari tahun ke tahun terus

mununjukan kenaikan. ( Johnny Darmawan, IIMS, 2013 )

Industri otomotif kembali menorehkan pencapaian menggembirakan.

Dicatat pada Pada tahun 2012, Gabungan Industri Kendaraan Bermotor Indonesia

(GAIKINDO) dalam pernyataannya di Jakarta menyebutkan Pasar mobil

Indonesia pada 2012 tumbuh 24,8 persen dengan total penjualan mencapai

1.116.230 unit, sementara pada 2011 hanya mencapai 894.164 unit. Selain dari

sisi penjualan, volume produksi juga naik dari 838.388 unit pada 2011 menjadi

1.076.157 unit, tumbuh 28,4 persen. Asumsi positif terhadap industri otomotif

Indonesia masih terus mengalir, Kementerian Perindustrian (Kemenperin)

memprediksikan pasar mobil domestik akan terus mengalami pertumbuhan

signifikan. ( Sudirman Mr, GAIKINDO dan Mohamad s. Hidayat, Kemenperin.

2012 )

Hal tersebut berdampak pada tingkat permintaan komponen suku cadang

otomotif yang juga semakin tinggi. Sampai saat ini, sebagian besar bahan baku

yang digunakan untuk proses produksi komponen otomotif seperti: Besi, baja, dan

aluminium untuk suku cadang semakin besar penggunaanya. Dapat dilihat tingkat

konsumsi aluminium pada tahun 2012, untuk kebutuhan industri dalam negeri

sekitar 696 ribu ton per tahun. Hal itu disebabkan kebutuhan aluminium untuk

industri di dalam negeri yang mencapai 600.000 hingga 800.000 ton per tahun

tidak mampu dipenuhi oleh PT Indonesia Asahan Aluminium (Inalum) yang

hanya mampu memproduksi 260.000 ton per tahun. Dari data di atas dapat

2

disimpulkan bahwa penggunaan aluminium masih sangat tinggi di dunia industri

pengecoran logam.( Doc. Inalum. 2012 )

Aluminium merupakan salah satu material yang sangat banyak

dipergunakan dalam bidang teknik, namun sangat jarang dipergunakan dalam

kondisi Aluminium murni. Aluminium yang dijumpai dalam bidang teknik

kebanyakan dalam bentuk Alloy. Aluminium dalam kondisi murni memiliki sifat-

sifat yang lunak, maka dari itu harus dipadu dengan unsur lain untuk memperbaiki

sifat-sifat mekanisnya. Paduan aluminium dan silikon akan memperbaiki sifat

mekanis dari aluminiumn murni. Paduan Al-Si ini banyak dipakai pada komponen

otomotif karena mempunyai kelebihan antara lain ketahanan korosi yang baik,

ringan, tahan terhadap retak panas (hot tearing), mampu mesin, mampu cor, serta

koefisien muai panas yang rendah, sehingga memungkinkan bekerja pada

temperatur tinggi. ( Surdia dan Sato, 1992; Smith, 1993 )

Salah satu komponen otomotif yang menggunakan material berbahan

dasar paduan aluminium sebagai bahan baku utama adalah piston. Piston terbuat

dari paduan aluminium dan silikon. Paduan ini memiliki daya tahan terhadap

korosi, abrasi dan koefisien thermal yang rendah, dan juga mempunyai kekuatan

yang tinggi. Sifat tersebut merupakan sifat yang harus dimiliki oleh material

piston. (Cole, 1995)

Banyak metode yang telah dilakukan untuk meningkatkan hasil

pengecoran aluminium tuang dan meminimalisir cacat-cacat yang ditimbulkan

dari proses pengecorannya. Untuk memperoleh paduan unsur Al-Si yang sesuai

dengan ssifat mekanik material piston telah dilakukan beberapa inovasi dalam

proses casting, diantaranya adalah proses pengecoran gravitasi, cetakan tekan

(Squeeze casting), dan insert logam (metal insert). ( John, 1994 )

Pemanfaatan limbah Piston bekas untuk didaur ulang, menjadi piston baru

yang kualitasnya diharapkan sama dengan piston original. Piston merupakan salah

satu dari spare part untuk kendaraan yang sangat vital dan sering dilakukan

pergantian setiap overhould. Salah satu kasus yang sering terjadi pada mesin

otomotif selama ini adalah kerusakaran pada bagian sisi piston dan keausan dari

piston, karena piston harus menahan suhu yang tinggi, tekanan yang besar dan

gaya gesek terus menerus dalam jangka waktu yang lama. Piston akan mengalami

3

keausan sehingga diperlukan penggantian dalam jangka waktu tertentu sesuai

dengan penggunaan. Perbaikan karakteristik dan sifat-sifat dari piston diharapkan

akan menambah umur penggunaan piston. ( Solechan, 2010 )

Daur ulang adalah pertimbangan utama dalam menggunakan aluminium

lanjutan. Daur ulang aluminium sangat penting karena menghemat 95% energi

dan solusi efisiensi penggunaan aluminium dibandingkan dengan memproduksi

logam dari bijih. Pasar aluminium di eropa adalah pasar yang berkembang, dan

aluminium daur ulang adalah bahan baku raw material, yang menjadi bahan utama

untuk digunakan menjadi sebuah produk kembali. Di Eropa, sekitar 34% dari

aluminium yang digunakan dalam produk fabrikasi berasal dari logam daur ulang.

Angka ini diperkirakan akan meningkat di masa depan. ( European Aluminium

Associatian (EAA) dan Organisation of European Aluminium Refiners and

Remelters (OEA) ).

Pada penelitian ini, fokus masalah yang ingin dipelajari adalah bagaimana

pengaruh perubahan sifat mekanik yang terjadi pada limbah piston yang di daur

ulang kembali, dengan variasi tekanan dan temperatur cetakan terhadap

karakteristik sifat mekanik pada piston aslinya.

1.2. Perumusan Masalah

Pada dasarnya aluminium merupakan salah satu logam paduan yang dapat

didaur ulang melelui berbagai metode pengecoran. Sampai saat ini proses daur

ulang pada alumunium hanya diterapkan pada industri – industri pengecoran kecil

dan proses daur ulang yang dilakukan pada industri kecil biasanya menghasilkan

kualitas bahan yang rendah, aplikasi penggunaanya seperti peralatan rumah

tangga, komponen hiasan. Sedangkan pada industri yang bersekala besar

cendrung menggunakan bahan dasar alumunium murni sebagai bahan baku utama.

Pada hal ini bujih alaumunium merupakan bahan tambang yang ketersediannya

terbatas.

Di Era globalisai sekarang ini, teknologi berkembang begitu pesat.

Perkembangan ini menuntut tersedianya suatu jenis material, yang memliki

penampilan atau performa yang sangat baik. Adapun kriteria yang harus dipenuhi

atau dimiliki pada material tersebut adalah : Ringan, memiliki sifat – sifat

4

mekanik yang baik, tahan lama, mudah di pabrikasi dan tentunya biaya untuk

pembuatannya yang murah.

Diharapkan dengan semakin majunya teknologi maka perlu adanya

penelitian yang sifatnya menghemat bahan baku murni di muka bumi ini. Hal

tersebut dengan memanfaatkan limbah – limbah yang ada untuk digunakan

kembali. Dimana dengan adanya pemanfaatan limbah tersebut untuk bahan baku

utama, dapat menekan penggunaan bahan baku murni di masa mendatang.

Piston merupakan komponen penting dalam kendaraan bermotor, karena

piston memgang peranan penting dalam proses pembakaran dalam ruang bakar

dan sistem kerja motor. Sehingga material untuk piston merupakan material yang

memiliki spesifikasi khusus. Untuk memenuhi karakteristik dan kriteria – kriteria

tersebut, perlu dilakukan penelitian untuk menghasilkan karakteristik piston yang

sesuai spesifikasi yang dibutuhkan.

Untuk mengetahui seberapa besar kekuatan dari material hasil pengecoran

dengan metode penekanan. Material harus dilakukan pengujian terlebih dahulu,

sehingga nantinya dapat dijadikan sebagai acuan untuk pembuatan konstruksi.

Permasalahan yang akan dibahas pada penelitian ini adalah :

1. Bagaimanakah bentuk struktur electron dari Aluminium berbasis

piston bekas dengan pengaruh tekanan dan tempertaur cetakan.

2. Pengaruh sifat kekerasan dari Aluminium berbasis piston bekas

dengan variasi temperatur cetakan dan tekanan.

3. Mengetahui Tingkat porositas yang terjadi pada Aluminium berbasis

piston bekas dengan variasi penekanan.

1.3. Batasan Masalah

Batasan masalah studi pengecoran ulang dengan menggunakan metode

Sequeeze Casting yang berbasis material piston bekas dan dengan variasi

temperatur cetakan dan Tekanan atara lain :

1. Material yang digunakan dalam proses pengecoran yaitu material

limbah piston motor bensin.

2. Pada penelitian ini menggunakan temperatur peleburan 700°C dan

menggunakan temperatur cetakan yang bervariasi yaitu 250°, 300°

dan 350°C, dengan metode Sequeeze Casting.

5

3. Tekanan yang diberikan bervariasi yaitu Tanpa tekanan, 70 bar dan

140 bar. Nilai tekanan yang diberikan hanya terpaku pada Presure

Guage yang ada pada alat tekan.

4. Pengujian material piston meliputi uji komposisi kimia, SEM

(Scanning Electron Microscope), EDS (Electron Dispersive

Spectroscopy), porositas, dan kekerasan.

5. Hasil pengecoran adalah berbentuk pejal dengan diameter 20 mm dan

ketebalan 30 mm, belum sampai pembuatan produk piston aslinya.

6. Komposisi optimal hanya ditentukan dari sifat mekanik ( kekerasan,

porositas dan pengujian SEM ( Scanning Electron Microscopic ) tidak

ditinjau dadi uji ketahanan korosi, perubahan dimensi dan lain

sebagainya.

7. Pengujian hanya dilakukan untuk mengetahui sifat mekaniknya

sajabelum sampai ke pengujian peforma.

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan utama dari penelitian ini adalah mengetahui karakteristik material

piston bekas tanpa penambahan campuran apapun dengan melakaukan pemberian

variasi temperatur cetakan dan penekanan, untuk dimanfaatkan sebagai bahan

piston kembali.

Selain itu, hal – hal yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah:

1. Mengetahui sifat mekanik paling optimal.

2. Mengetahui pengaruh temperatur cetakan, terhadap perubahan sifat

mekenik yang ada pada meterial piston bekas.

3. Mengetahui pengaruh tekanan dan tingkat kepadatan bahan dengan

pengujian porositas.

4. Mengetahui Struktur Elektron dengan pengujian SEM (Scanning Electron

Microscopic) dan EDS (Electron Dispersive Spectroscopy).

5. Mengetahui perubahan sifat mekanik antara piston bekas dan piston

original.

6

1.5. Manfaat penelitian

1. Dapat mengetahui secara langsung nilai kekerasan, struktur mikro,

Komposisi kimia dan porositas, serta menambah ilmu pengetahuan

khususnya mengenai metalurgi teknik.

2. Untuk mendapatkan informasi tentang rancangan dasar kekuatan suatu

bahan dan dapat dijadikan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan

dan Memanfaatkan limbah yang ada khususnya limbah piston

3. Dapat menjadi masukan bagi pengembangan ilmu teknologi material, guna

mengurangi tingakat konsumsi Aluminium murni pada konsumsi

komponen otomotif dengan pemanfaatan limbah piston bekas yang ada.

4. Bagi industri pengecoran logam menengah kebawah, dapat mengetahui

komposisi material baru yang cocok digunakan untuk sebuah produk,

khususnya produk yang berbahan aluminium.

5. Menjaga kelestararian dan menghemat alumunium sekarang dan masa

yang akan datang.

1.6. Sistematika Penulisan

Laporan penelitian ini disusun dengan judul “ Analisa Pengaruh Tekanan

Dan Temperatur Cetakan Pada Pengecoran Ulang Dengan Memanfaatkan Limbah

Piston Menggunakan Sequeeze Casting ” pada penelitian ini dikemukakan dalam

5 bab. Bab I Pendahuluan berisi latar belakang, perumusan masalah, batas

masalah, manfaat penelitian, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika

penulisan. Bab II Tinjauan Pustaka, Landasan Teori, Berisi Paduan Aluminium,

Sejarah Pengecoran Logam, Dasar Peleburan dan Pencetakan Logam, Squeeze

Casting, Metode Direct Squeeze Casting, Indirect Squezze Casting, Cetakan

Logam, Peleburan (Casting), Penuangan, Sifat Logam Cair, Pembekuan Logam,

Membongkar dan Membersihkan Coran, Pengujian Bahan, Pengujian Komposisi,

Pengujian Kekerasan, Pengujian Porositas, Pengujian SEM (Scanning Electron

Microscope) dan pengujian EDS (Electron Dispersive Spectroscopy). Bab III

Metode penelitian berisi Bahan dan Alat Penelitian, Peralatan penelitian, diagram

alir penelitian, Jalannya Penelitian, Pengujian karakteristik piston, Variabel

penelitian dan Analisa data. Bab IV Hasil penelitian dan pembahasan berisi

karakterisasi piston original Daihatsu Hi-Jet 1000, Studi komposisi material piston

7

original dan material limbah piston. Pembahasan komposisi material.

Karakterisasi nilai kekerasan material antara piston original dengan limbah biston

bekas. Pembahasan nilai kekerasan. Hasil Studi porositas antara piston original

dengan limbah biston bekas. Pembahasan hasil studi nilai porositas. Karakterisasi

struktur mikro dengan menggunakan SEM (Scanning Electron Microscopic)

antara piston original dengan limbah biston bekas. Pembahasan hasil Struktur

mikro. Karakterisasi unsur kimia dengan menggunakan (Electron Dispersive

Spectroscopy) antara piston original dengan limbah biston bekas. Pembahasan

hasil pengujian EDS (Electron Dispersive Spectroscopy). Identifikasi kualitas

hasil peleburan limbah piston dengan variasi tekanan dan temperatur cetakan,

meliputi Studi komposisi material, Kekerasan, Porositas, struktur mikro SEM dan

analisa unsur EDS. Tugas akhir ini ditutup dengan Bab V Berisi kesimpulan dan

Saran.