PENGARUH VARIASI ROLLER RADIUS 4 MM, 5 MM, 6 MM

TERHADAP NILAI KEKASARAN DAN KETEBALAN AKHIR

PADA PEMBUATAN MANGKUK ALUMINIUM DENGAN

METODE METAL SPINNING

Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I

pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Oleh:

SANGGRA ADI TYA

D200150250

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2020

i

ii

iii

1

PENGARUH VARIASI ROLLER RADIUS 4 MM, 5 MM, 6 MM

TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN DAN KETEBALAN AKHIR

PADA PEMBUATAN MANGKUK ALUMINIUM DENGAN METODE

METAL SPINNING

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi radius roller terhadap

kekasaran permukaan dan ketebalan akhir pada pembuatan mangkuk bahan

aluminium dengan proses metal spinning. Penelitian ini menggunakan bahan plat

aluminium 1100 dengan tebal 1,2 mm. Proses penelitian dilakukan dengan

kecepatan mandrel 400 rpm menggunakan variasi roller radius 4 mm, 5 mm, dan 6

mm. Pengujian kekasaran permukaan menggunakan alat uji kekasaran (Surface

Roughness Tester tipe TR200 dengan standar ISO). Pengujian ketebalan akhir

menggunakan alat Mikrometer Sekrup Digital. Hasil pengukuran kekasaran

permukaan menggunakan roller radius 4 mm pada bagian 1 sebesar 1,381 µm,

bagian 2 sebesar 1,027 µm, bagian 3 sebesar 0,865 µm. Menggunakan roller

radius 5 mm nilai kekasaran pada bagian 1 sebesar 1,140 µm, bagian 2 sebesar

0,832 µm, bagian 3 sebesar 0,641 µm. Menggunakan roller radius 6 mm nilai

kekasaran pada bagian 1 sebesar 0,946 µm, bagian 2 sebesar 0,640 µm, bagian 3

sebesar 0,429 µm Hasil pengukuran ketebalan menggunakan roller radius 4 mm

pada jarak 23 mm menghasilkan ketebalan 1,196 mm, jarak 38 mm sebesar 1,153

mm, jarak 53 mm sebesar 1,110, jarak 68 mm sebesar 0,952 mm, jarak 83 mm

sebesar 0,842, jarak 98 mm sebesar 0,753, jarak 113 mm sebesar 0,680.

Penggunaan roller radius 5 mm pada jarak 23 mm menghasilkan ketebalan 1,189

mm, jarak 38 mm sebesar 1,150 mm, jarak 53 mm sebesar 1,102, jarak 68 mm

sebesar 0,911 mm, jarak 83 mm sebesar 0,791, jarak 98 mm sebesar 0,692, jarak

113 mm sebesar 0,606. Penggunaan roller radius 6 mm pada jarak 23 mm

menghasilkan ketebalan 1,184 mm, jarak 38 mm sebesar 1,143 mm, jarak 53 mm

sebesar 1,096, jarak 68 mm sebesar 0,890 mm, jarak 83 mm sebesar 0,756, jarak

98 mm sebesar 0,639, jarak 113 mm sebesar 0,542.

Kata Kunci : Metal Spinning, Aluminium, Roller, Kekasaran, Mangkuk

Abstract

This study aims to determine the effect of variations radius roller to surface

roughness and final thickness on the manufacture of aluminium bowl with metal

spinning process. This study uses aluminium plate 1100 with thickness is 1.2

mm. The research process with mandrel speed is 400 rpm using variety of roller

radius is 4 mm, 5 mm, and 6 mm. Surface roughness testing using test equipment

roughness (Surface Roughness Tester TR200 type with ISO standards). Testing

2

the final thickness using a micrometer screw Digital. The results of surface

roughness measurements using roller radius 4 mm in section 1 is 1,381 µm,

section 2 is 1,027 µm, part 3 is 0.865 µm. Using roller radius 5 mm the roughness

value in section 1 is 1.140 µm, section 2 is 0.832 µm, section 3 is 0.641 µm.

Using roller radius 6 mm the roughness value in section 1 is 0.946 µm, part 2 is

0.640 µm, part 3 is 0.429 µm. Thickness measurement using roller radius 4 mm at

distance of 23 mm produces thickness is 1,196 mm, distance of 38 mm is 1,153

mm, distance of 53 mm is 1,110, distance of 68 mm is 0,952 mm, distance of 83

mm is 0,842, distance of 98 mm is 0,753, distance of 113 mm is 0,680. Using

roller radius 5 mm at distance of 23 mm produces thickness is 1,189 mm,

distance of 38 mm is 1,150 mm, distance of 53 mm is 1,102, distance of 68 mm is

0.911 mm, distance of 83 mm is 0.791, distance of 98 mm is 0.692, distance of

113 mm is 0.606. Using roller radius 6 mm at distance of 23 mm produces

thickness is 1,184 mm, distance of 38 mm is 1,143 mm, distance of 53 mm is

1,096, distance of 68 mm is 0.890 mm, distance of 83 mm is 0.756, distance of 98

mm is 0.639, distance of 113 mm is 0.542.

Keywords : Metal Spinning, Aluminium, Roller, Roughness, Bowls

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Metal forming adalah melakukan perubahan bentuk pada logam dengan cara

memberikan gaya luar sehingga terjadi deformasi plastis. Dengan gaya luar ini

akan terjadi perubahan bentuk logam secara permanen. Pembentukan umumnya

bertujuan untuk mendapatkan suatu produk logam sesuai dengan bentuk yang

diinginkan. Selain itu, pembentukan memungkinkan diperoleh sifat-sifat mekanik

tertentu sesuai dengan yang dibutuhkan. Contoh dari metode pembentukan logam

adalah forging, extrusion, rolling, deep drawing , dan metal spinning.

Metal spinning adalah proses pembentukan plat logam yang berbentuk

lingkaran dengan memutar plat tersebut dengan kecepatan tinggi lalu diberi

tekanan menggunakan roller secara teratur sehingga bentuknya akan mengikuti

bentuk dari cetakan atau mandrel. Pola mandrel terbatas untuk bentuk kerucut,

tabung, dan kubah. Material plat yang digunakan antara lain paduan aluminium,

stainless steel, kuningan, perunggu, tembaga, dan titanium. Metal spinning

merupakan alternatif untuk membuat suatu produk selain menggunakan metode

3

pengecoran dan deep drawing karena dapat membuat produk dalam jumlah satuan

dan biaya perkakas lebih murah.

Metal spinning dibagi menjadi dua yaitu manual metal spinning dan power

metal spinning. Manual metal spinning menggunakan mesin tipe bubut

konvensional yang dioperasikan secara manual. Peralatan yang digunakan pada

proses manual metal spinning yaitu mandrel, roller, tailstock, tool rest, support

pin. Power metal spinning menggunakan mesin tipe bubut CNC yang dijalankan

secara otomatis dengan program NC (Numeric Control). Peralatan yang

digunakan pada proses power metal spinning adalah mandrel dan roller. Roller

digerakkan secara otomatis menggunakan motor servo yang dikendalikan dengan

program NC (Numeric Control).

Hasil produk metal spinning dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain

kecepatan putar mandrel, radius roller, bentuk cetakan, pelumas, dan material

yang akan dibentuk. Untuk mendapatkan hasil produk yang maksimal harus

menggunakan parameter yang tepat. Parameter tersebut akan mempengaruhi

tingkat kekasaran produk yang dihasilkan dari proses metal spinning. Selain

mempengaruhi tingkat kekasaran, faktor atau parameter di atas juga

mempengaruhi pengurangan ketebalan bahan baku yang digunakan setelah

menjadi produk.

Berdasarkan uraian di atas, metal spinning dapat diterapkan pada industri

pembuatan mangkuk aluminium. Seperti yang kita tahu, saat ini industri

pembuatan mangkuk menggunakan metode pembentukan pengecoran dan deep

drawing. Metal spinning menjadi alternatif pembuatan mangkuk selain

menggunakan proses pengecoran dan deep drawing. Waktu pengerjaan

menggunakan proses ini lebih singkat dibandingkan dengan proses pengecoran.

Proses metal spinning dapat memproduksi produk dalam jumlah satuan dan dapat

mengganti mandrel atau cetakan dengan biaya yang murah. Dalam penelitian ini,

peneliti akan mengamati perubahan ketebalan tebal plat setelah dilakukan proses

metal spinning dan mengukur nilai kekasaran permukaan.

4

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas, rumusan masalah dalam penelitian ini adalah:

a. Bagaimana pengaruh variasi radius roller terhadap kekasaran permukaan

dengan metode metal spinning ?

b. Bagaimana pengaruh variasi radius roller terhadap ketebalan akhir dengan

metode metal spinning ?

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah :

a. Menyelidiki kekasaran permukaan dari variasi radius roller hasil proses metal

spinning.

b. Menyelidiki perubahan ketebalan akhir dari variasi radius roller hasil proses

metal spinning.

1.4 Batasan Masalah

Agar pembahasannya tidak terlalu luas dan menyimpang dari

permasalahan, maka lingkup penelitian ini dibatasi sebagai berikut :

a. Proses metal spinning menggunakan mesin bubut.

b. Menggunakan plat aluminium seri 1100 tebal 1,2 mm dengan diameter 230

mm.

c. Mandrel diameter 150 mm dengan panjang 85 mm.

d. Menggunakan roller diameter 85 mm dengan variasi radius 4 mm, 5 mm, 6

mm.

e. Kecepatan putaran mandrel 400 rpm.

f. Proses metal spinning menggunakan oli.

g. Proses penekanan menggunakan tangan.

h. Sudut penekanan roller 30º.

i. Pengukuran kekasaran permukaan dilakukan pada 3 bagian yaitu alas,

dinding, dan tepi mangkuk.

j. Pengukuran ketebalan dilakukan pada 8 titik yang memungkinkan terjadi

perubahan ketebalan

k. Uji kekasaran permukaan menggunakan Surface Roughness Tester (TR 200).

l. Uji ketebalan menggunakan Mikrometer Sekrup Digital.

5

1.5 Tinjauan Pustaka

Kalpakjian, Serope (2001) proses metal spinning adalah proses pembentukan plat

logam membentuk sesuai dengan bentuk mandrel, dengan penggunaan berbagai

tool dan roller. Proses ini agak mirip dengan proses pembentukan tanah liat di

roda tembikar. Proses metal spinning terdiri dari manual metal spinning, shear

spinning dan tube spinning. Peralatan yang digunakan dalam proses ini mirip

dengan mesin bubut, tetapi memiliki fitur khusus. Shear spinning juga dikenal

sebagai power spinning, flow turning, hydrospinning, dan spin forging. Shear

spinning menghasilkan bentuk kerucut atau curvilinier axisymmetric, sambil

mempertahankan diameter maksimum komponen dan mengurangi ketebalannya.

Meskipun roller tunggal dapat digunakan, dua rol lebih disukai untuk

menyeimbangkan gaya yang bekerja pada mandrel. Contoh produk yang dibuat

dengan proses shear spinning adalah rokets-motor casings dan kerucut pada ujung

rudal.

G. Venkateshwarlu dkk (2013) melakukan penelitian pengaruh variasi

kecepatan mandrel terhadap tingkat kekasaran rata-rata (Ra) menggunakan

material aluminium alloy 19500 dengan roller radius 4 mm pada pembuatan cup,

didapatkan hasil pada kecepatan mandrel 220 rpm tingkat kekasaran rata-rata (Ra)

sebesar 0.72 µm, kecepatan mandrel 270 rpm tingkat kekasaran rata-rata (Ra)

sebesar 0.70 µm, dan kecepatan mandrel 375 rpm tingkat kekasaran rata-rata (Ra)

sebesar 0.65 µm. Dari hasil penelitian, semakin tinggi kecepatan mandrel maka

kekasaran yang dihasilkan semakin kecil atau halus.

Pratik Pawar dkk (2017), melakukan penelitian mengenai pengaruh

penggunaan bahan aluminium pada proses metal spinning, dimana aluminium

yang digunakan adalah aluminium seri 1100. Dalam pembahasannya aluminium

seri 1100 merupakan logam yang paling lunak diantara jenis aluminium yang

lainnya. Tipe aluminium ini termasuk dalam aluminium murni. Prosentase

mengalami mulur atau pemanjangan (elongation) sampai 60% yang paling besar

diantara jenis aluminium yang lainnya.

K. Udayani dkk (2017) melakukan penelitian pengaruh variasi radius roller

terhadap tingkat kekasaran permukaan dengan material aluminium didapatkan

6

hasil pada roller radius 3 mm, kecepatan mandrel 500 rpm, ketebalan plat 2 mm,

menghasilkan kekasaran permukaan sebesar 9.38 µm. Pada roller radius 5 mm,

kecepatan mandrel 500 rpm, ketebalan plat 2 mm, menghasilkan kekasaran

permukaan sebesar 6.22 µm. Dari hasil penelitian, semakin besar radius roller

yang digunakan maka kekasaran yang dihasilkan semakin kecil atau halus.

B. Ludrovcova dkk (2017) melakukan penelitian mengenai pengaruh

parameter terhadap ketebalan. Penelitian ini menggunakan mesin CNC dalam

pengerjaannya. Variasi yang digunakan adalah gerakan roller dan kecepatan

mandrel. Gerakan roller yang digunakan adalah linier, cekung, dan cembung.

Sedangkan kecepatan mandrel menggunakan 400 rpm, 800 rpm, dan 1200 rpm.

Plat yang digunakan mempunyai tebal 1 mm. Pengukuran tebal ditentukan pada

tiga titik, yaitu pada daerah radius (t1), bagian tengah (t2), dan pada ujung produk

(t3). Pada percobaan menggunakan kecepatan mandrel 400 rpm hasil yang

didapatkan pada t1 sebesar 0,931 mm, t2 sebesar 0,903 mm, dan t3 sebesar 0,938

mm. Kecepatan kedua adalah 800 rpm dengan nilai ketebalan yang didapatkan

pada t1 sebesar 0,932 mm, t2 sebesar 0,909 mm, dan t3 0,945 mm. Sedangkan

menggunakan putaran tertinggi yaitu 1200 rpm didapatkan t1 sebesar 0,943 mm,

t2 sebesar 0,918 mm, dan t3 sebesar 0,950 mm. Dari hasil penelitian ini, peneliti

menyarankan untuk menggunakan kecepatan tinggi untuk melakukan proses metal

spinning karena dengan kecepatan putar yang tinggi akan meningkatkan gaya

deformasi.

2. METODE

2.1 Diagram Alir Penelitian

7

Studi Pustaka

Persiapan Alat dan Bahan

Persiapan Mandrel dan Roller

Variasi Roller Radius

4 mm

Variasi Roller Radius

5 mmVariasi Roller Radius

6 mm

Proses Metal Spinning

Pembuatan Spesimen

Analisa Data

Kesimpulan

Mulai

Selesai

Pengujian Kekasaran Pengujian Ketebalan

Produk

Gambar 1. Diagram Alir Penelitian

2.2 Bahan dan Alat Penelitian

2.2.1 Bahan Penelitian

Berikut adalah bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini:

a. Aluminium seri 1100

b. Poros bahan baja karbon

c. Roller bahan baja karbon

d. Oli

2.2.2 Alat Penelitian

Ada beberapa alat yang digunakan dalam penelitian ini, diantaranya adalah:

a. Mesin bubut

b. Mandrel

c. Roller

d. Tuas pembentuk

e. Support pin

f. Tool rest

g. Mal lingkaran

h. Gunting plat

i. Sarung tangan

j. Gerinda

8

k. Kuas

l. Spidol

m. Metline

n. Surface Roughness Tester TR200

o. Mikrometer Sekrup Digital

2.3 Tahapan Penelitian

2.3.1 Proses Metal Spinning

a. Mengganti eretan atas menggunakan tumpuan roller yang sudah dibuat.

Penggantiannya dengan melepas 2 baut yang terdapat di samping kanan dan

kiri. Untuk melepasnya menggunakan kunci L dan setelah dilepas, tumpuan

roller dipasang dengan memasang 2 baut yang tadi dilepas

b. Setelah tumpuan roller terpasang, selanjutnya memasang mandrel. Bagian

mandrel yang dicekam adalah porosnya. Mandrel dan chuck harus diberi jarak

untuk menghindari benturan antara roller dengan chuck

c. Lembaran aluminium seri 1100 terlebih dahulu dibuat sketsa pada

permukaannya berbentuk lingkaran dengan diameter 230 mm menggunakan

mal lingkaran. Setelah terdapat garis melingkar, plat aluminium di potong

menggunakan gunting plat sesuai dengan garisnya

d. Lembaran aluminium yang telah dipotong dipasang pada mandrel. pemasangan

ini membutuhkan ketelitian karena lembaran yang berbentuk lingkaran tersebut

posisinya harus ditengah. Jika posisi tidak di tengah, saat proses metal spinning

akan mengalami kesulitan pada ujung lembaran.

e. Jika persiapan sudah selesai, proses metal spinning dapat dilakukan.

Sebelumnya pelumas dioleskan ke seluruh permukaan lembaran aluminium

dan pada rollernya.. Proses metal spinning dilakukan dengan kecepatan

mandrel 400 rpm dan 3 variasi radius roller, yaitu 4 mm, 5 mm, dan 6 mm.

Setiap variasinya dibuat 3 sampel untuk kemudian dilakukan pengujian dan

pengukuran. Untuk memindah penahan roller disesuaikan dengan tahap

pembentukannya. Selain itu, memindahkan posisi roller juga dapat disesuaikan

dengan eretan bawah. Proses penekanan dilakukan bertahap sampai lembaran

aluminium seri 1100 berbentuk seperti mandrel

9

f. Setelah dilakukan proses metal spinning, produk kemudian dilepas dari cetakan

atau mandrel. Produk mangkuk kemudian dicuci agar bersih dari sisa pelumas

menggunakan sabun.

2.3.2 Pengujian Kekasaran

a. Memotong mangkuk menjadi spesimen uji dengan hati-hati sehingga tidak

terjadi perubahan atau cacat pada permukaan yang akan diukur.

b. Memasang Pick Up TS100 pada alat uji kekasaran dengan memasukkan pada

lubang yang ada pada bagian bawah.

c. Melakukan kalibrasi alat menggunakan sampel yang sudah ada untuk

mengetahui alat itu dapat berfungsi dengan baik atau tidak. Sampel yang

disediakan terbuat dari acrylic yang dibuat kasar dan tertulis nilai

kekasarannya.

d. Meletakkan spesimen uji pada permukaan yang datar dan letakkan ujung stylus

pada titik yang akan diuji. Lalu atur posisi alat uji benar-benar datar

menggunakan acuan yang ada pada alatnya. Acuan yang digunakan adalah

tanda panah. Jika tanda panah sudah berada di titik 0 maka alat tersebut sudah

memiliki posisi yang tepat untuk dilakukan pengukuran.

e. Mulai menguji kekasaran dengan menekan tombol biru yang ada simbol

segitiga, maka akan muncul pada display tulisan measuring. Setelah stylus

berjalan sesuai jarak yang ditentukan, maka layar akan menampilkan hasil

pengukuran berupa nilai Roughness Average (Ra) dalam satuan µm.

2.3.3 Pengujian Ketebalan

a. Memotong hasil metal spinning menjadi 2 dengan dimensi yang sama agar

dapat dilakukan pengukuran. Pemotongan menggunakan gerinda potong.

b. Bersihkan daerah yang akan dilakukan pengukuran untuk mendapatkan hasil

yang akurat. Setelah bersih memberi tanda titik 0-7 dengan jarak antar titik 15

mm yang telah ditentukan.

c. Menyiapkan mikrometer sekrup digital dan mengkalibrasi dengan menekan

tombol zero agar hasil pengukuran lebih akurat.

d. Mengamati hasil pengukuran pada display mikrometer sekrup digital dari titik

0-7.

10

e. Mengukur ketebalan pada setiap spesimen lalu hasilnya ditulis dalam tabel

untuk selanjutnya di analisa penyebab dari perubahan ketebalannya.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Produk Hasil Proses Metal Spinning

Gambar 2. Produk hasil proses metal spinning dengan roller radius 4 mm

Gambar 3. Produk hasil proses metal spinning dengan roller radius 5 mm

Gambar 4. Produk hasil proses metal spinning dengan roller radius 6 mm

3.2 Pengujian Kekasaran

Pengujian kekasaran dilakukan untuk mengetahui kekasaran rata-rata permukaan

(Ra) dengan menggunakan alat Surface Roughness Tester TR200. Setiap produk

mangkuk diambil tiga spesimen dan setiap spesimen dilakukan pengujian

kekasaran sebanyak lima titik. Hal tersebut agar dapat mengetahui kekasaran rata-

11

rata permukaan pada setiap spesimen. Panjang pengujian yang dilakukan oleh alat

ukur kekasaran ini adalah 4 mm yang merupakan panjang maksimal pengujian

pada alat ini.

Gambar 5. Spesimen uji kekasaran

3.2.1 Hasil Pengujian Kekasaran

Tabel 1. Hasil pengujian kekasaran pada bagian 1

Radius Roller Roughness Average

(mm) (µm)

4 1,381

5 1,140

6 0,946

Tabel 2. Hasil pengujian kekasaran pada bagian 2

Radius Roller Roughness Average

(mm) (µm)

4 1,027

5 0,832

6 0,640

12

Tabel 3. Hasil pengujian kekasaran pada bagian 3

Radius Roller Roughness Average

(mm) (µm)

4 0,865

5 0,641

6 0,429

Gambar 6. Grafik nilai kekasaran pada setiap bagian dengan variasi roller radius 4

mm, 5 mm, 6 mm

3.2.2 Pembahasan Pengujian Kekasaran

Pada bagian dasar mangkuk memiliki rata-rata kekasaran paling besar dari bagian

dinding mangkuk dan ujung mangkuk. Kekasaran yang besar disebabkan bagian

tersebut hanya mendapat penekanan dan deformasi plastis paling kecil. Pada

bagian dasar mangkuk hanya mendapat beberapa penekanan sudah menyentuh

cetakan. Penggunaan roller 6 mm pada bagian ini menghasilkan kekasaran paling

kecil. Hal ini disebabkan karena ketika proses metal spinning menggunakan roller

dengan radius 6 mm, deformasi yang terjadi saat dilakukan penekanan lebih

merata sehingga permukaan yang terbentuk lebih halus. Menggerakkan roller juga

akan lebih halus jika menggunakan roller dengan radius 6 mm. Selain faktor itu,

ketrampilan operator dalam menggerakkan dan menekan roller juga diperlukan

agar hasilnya sesuai yang diinginkan.

0,000

0,200

0,400

0,600

0,800

1,000

1,200

1,400

1,600

Bagian 1 Bagian 2 Bagian 3

Kek

asa

ran

(µ

m)

Area Pengukuran

Radius 4 mm

Radius 5 mm

Radius 6 mm

13

Nilai kekasaran pada bagian dua ini lebih rendah dari bagian satu. Hal ini

disebabkan oleh penekanan yang terjadi berulang-ulang dan deformasi plastis

yang diberikan lebih besar dari bagian satu. Tetapi, variasi radius roller tetap

berpengaruh dimana semakin besar radius roller, semakin rendah nilai rata-rata

kekasarannya.

Nilai rata-rata pada bagian tiga lebih rendah dari bagian satu dan bagian

dua. Pada bagian ini mendapat tekanan berulang-ulang dan deformasi plastis

paling besar karena plat jarak plat logam dengan cetakan paling jauh. Deformasi

plastis yang besar menghasilkan rata-rata kekasaran paling kecil. Untuk pengaruh

variasi radius roller pada bagian satu, dua dan tiga penggunaan roller radius 6 mm

menghasilkan kekasaran permukaan paling kecil. Selain faktor radius roller,

kecepatan putar mandrel, faktor kemampuan operator sangat dibutuhkan. Jika

operator sudah berpengalaman, maka sudah paham kecepatan dalam

menggerakkan rollernya.

3.3 Pengujian Ketebalan

Pengujian ketebalan dilakukan untuk mengetahui pengaruh variasi radius roller

terhadap perubahan ketebalan pada proses metal spinning. Pengujian ini dilakukan

menggunakan mikrometer sekrup digital dengan ketelitian 0,001 mm. Pengujian

ketebalan ditentukan pada 8 titik dengan jarak antar titik 15 mm. Spesimen

pengujian ketebalan dapat dilihat pada gambar 4.8

Gambar 7. Spesimen Uji Ketebalan

14

3.3.1 Hasil Pengukuran Ketebalan

Tabel 4. Hasil Pengukuran Ketebalan dengan roller radius 4 mm

Spesimen

Ketebalan (mm)

Jarak

0

mm

Jarak

23

mm

Jarak

38

mm

Jarak

53

mm

Jarak

68

mm

Jarak

83

mm

Jarak

98

mm

Jarak

113

mm

1 1,200 1,198 1,153 1,111 0,950 0,842 0,751 0,680

2 1,200 1,196 1,154 1,109 0,953 0,840 0,755 0,681

3 1,200 1,194 1,152 1,110 0,952 0,844 0,753 0,679

Rata-rata 1,200 1,196 1,153 1,110 0,952 0,842 0,753 0,680

Tabel 5. Hasil Pengukuran Ketebalan dengan roller radius 5 mm

Spesimen

Ketebalan (mm)

Jarak

0

mm

Jarak

23

mm

Jarak

38

mm

Jarak

53

mm

Jarak

68

mm

Jarak

83

mm

Jarak

98

mm

Jarak

113

mm

1 1,200 1,186 1,150 1,100 0,911 0,790 0,692 0,608

2 1,200 1,191 1,151 1,104 0,910 0,789 0,690 0,604

3 1,200 1,190 1,149 1,102 0,912 0,794 0,694 0,606

Rata-rata 1,200 1,189 1,150 1,102 0,911 0,791 0,692 0,606

Tabel 6. Hasil Pengukuran Ketebalan dengan roller radius 6 mm

Spesimen

Ketebalan (mm)

Jarak

0

mm

Jarak

23

mm

Jarak

38

mm

Jarak

53

mm

Jarak

68

mm

Jarak

83

mm

Jarak

98

mm

Jarak

113

mm

1 1,200 1,185 1,143 1,094 0,890 0,755 0,640 0,542

2 1,200 1,184 1,145 1,096 0,891 0,756 0,639 0,541

3 1,200 1,182 1,141 1,098 0,889 0,757 0,638 0,543

Rata-rata 1,200 1,184 1,143 1,096 0,890 0,756 0,639 0,542

15

Gambar 8. Grafik nilai ketebalan dengan variasi roller radius 4 mm, 5 mm, 6 mm

3.3.2 Pembahasan pengukuran Ketebalan

Penggunaan roller radius 4 mm, pada jarak 23 mm sampai 113 mm ketebalan

mengalami penurunan. Hal ini disebabkan tekanan yang diperoleh pada jarak 23

mm sampai 113 mm selalu bertambah besar. Selain tekanan, faktor lain yang

membuat perbedaan ketebalan itu adalah tarikan yang diperoleh pada daerah awal

yaitu pada jarak 23 mm sampai 53 mm hanya beberapa kali sampai bentuknya

sudah sesuai dengan bentuk awal mandrel. Sedangkan daerah pada jarak 68 mm

sampai 113 mm mendapatkan tekanan yang besar dan memperoleh tarikan dengan

jumlah lebih banyak.

Penggunaan roller radius 5 mm, pada jarak 23 mm sampai 53 mm

penurunan yang terjadi tidak signifikan karena tebal pada ketiga titik tersebut

masih di atas 1 mm. Hal ini terjadi karena tekanan yang didapatkan titik ini tidak

besar. Tekanan yang diperlukan untuk membentuk pada jarak 23 mm sampai 53

mm kecil karena antara plat aluminium yang akan dibentuk dengan cetakan

mempunyai jarak yang dekat, sehingga dengan tekanan yang kecil jarak 23 mm

sampai 53 mm sudah terbentuk sesuai dengan mandrel atau cetakan. Selain itu,

pengerjaan pada titik ini hanya memerlukan beberapa kali proses penekanan

sehingga daerah ini mengalami tarikan yang sedikit. Sedangkan pada jarak 68 mm

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

0 23 38 53 68 83 98 113

Ket

eba

lan

(m

m)

Titik pengukuran ketebalan (mm)

Radius 4 mm

Radius 5 mm

Radius 6 mm

16

sampai 113 mm mengalami penurunan yang signifikan karena pada jarak tersebut

membutuhkan penekanan dan tarikan berulang ulang yang sangat banyak.

Penggunaan roller radius 6 mm, pada jarak 23 mm sampai 53 mm

mengalami pengurangan ketebalan yang tidak signifikan seperti halnya yang

terjadi pada roller radius 4 mm dan 5 mm. Pada jarak 68 mm pengurangan

ketebalan signifikan dan ketebalan berkurang hingga pada jarak 113 mm. Dari

uraian di atas, menunjukkan bahwa perubahan itu disebabkan karena tekanan yang

terjadi pada setiap titik berbeda. Seperti pada jarak 23 mm sampai 53 mm tekanan

yang diberikan ketika proses spinning kecil karena dengan tekanan kecil lembaran

plat sudah bisa terbentuk sesuai mandrel. Pada titik 68 mm sampai 113 mm

mengalami penekanan dan tarikan yang berulang-ulang sehingga pengurangan

ketebalan semakin besar.

Jika dilihat dari hasil pengukuran ketebalan yang telah dilakukan, ketebalan

pada bagian yang dikerjakan dengan metal spinning mengalami perubahan

ketebalan. Proses metal spinning menghasilkan produk yang ketebalannya

berbeda dengan tebal awal, maka termasuk dalam kategori shear spinning. Tetapi

dalam praktiknya jika diterapkan rumus dari proses shear spinning, ketebalan

secara teori dan di lapangan berbeda karena terdapat berbagai faktor, yaitu

kecepatan putar, radius roller, jenis material yang digunakan, dan operator yang

mengerjakan karena gaya yang diberikan oleh setiap orang akan berbeda-beda.

Dari semua variasi radius roller yang paling besar mengalami perubahan

ketebalan yaitu radius 6 mm karena gaya tekan yang diberikan pada plat lebih

besar yang menyebabkan plat menjadi tipis. Penggunaan roller dari radius 4 mm

sampai 6 mm perubahan ketebalan yang dihasilkan semakin besar menyebabkan

plat menjadi tipis.

4. PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian dan analisa pengujian serta pembahasan data yang diperoleh,

dapat disimpulkan :

a. Hasil pengukuran kekasaran pada 3 bagian dari mangkuk dengan bahan

aluminium seri 1100 tebal 1,2 mm kecepatan mandrel 400 rpm, menggunakan

17

roller radius 4 mm pada bagian 1 sebesar 1,381 µm, bagian 2 sebesar 1,027

µm, bagian 3 sebesar 0,865 µm. Menggunakan roller radius 5 mm nilai

kekasaran pada bagian 1 sebesar 1,140 µm, bagian 2 sebesar 0,832 µm, bagian

3 sebesar 0,641 µm. Menggunakan roller radius 6 mm nilai kekasaran pada

bagian 1 sebesar 0,946 µm, bagian 2 sebesar 0,640 µm, bagian 3 sebesar 0,429

µm. Penggunaan roller dari 4 mm sampai 6 mm kekasaran rata-rata permukaan

yang dihasilkan semakin menurun. Hal ini dikarenakan permukaan roller

semakin besar yang membuat gaya tekan pada permukaan plat semakin besar,

maka dari itu kekasaran yang dihasilkan semakin menurun.

b. Hasil pengukuran ketebalan pada penggunaan roller radius 4 mm pada jarak 23

mm menghasilkan ketebalan 1,196 mm, jarak 38 mm sebesar 1,153 mm, jarak

53 mm sebesar 1,110, jarak 68 mm sebesar 0,952 mm, jarak 83 mm sebesar

0,842, jarak 98 mm sebesar 0,753, jarak 113 mm sebesar 0,680. Penggunaan

roller radius 5 mm pada jarak 23 mm menghasilkan ketebalan 1,189 mm, jarak

38 mm sebesar 1,150 mm, jarak 53 mm sebesar 1,102, jarak 68 mm sebesar

0,911 mm, jarak 83 mm sebesar 0,791, jarak 98 mm sebesar 0,692, jarak 113

mm sebesar 0,606. Penggunaan roller radius 6 mm pada jarak 23 mm

menghasilkan ketebalan 1,184 mm, jarak 38 mm sebesar 1,143 mm, jarak 53

mm sebesar 1,096, jarak 68 mm sebesar 0,890 mm, jarak 83 mm sebesar 0,756,

jarak 98 mm sebesar 0,639, jarak 113 mm sebesar 0,542. Penggunaan roller

dari radius 4 mm sampai 6 mm menyebabkan perubahan ketebalan semakin

meningkat. Hal ini dikarenakan penekanan pada plat semakin meningkat dan

tarikan berulang-ulang yang menyebabkan plat menjadi tipis.

4.2. Saran

Dari keseluruhan proses penelitian ini penulis mempunyai saran yang perlu

diperhatikan, diantaranya :

a. Untuk penelitian selanjutnya dapat menggunakan material plat selain

aluminium yaitu stainless steel, kuningan, perunggu, tembaga.

b. Sudut penekanan dapat menggunakan 35º, 40º,dan 45º.

c. Kecepatan mandrel dapat diubah menjadi 600 rpm, 800 rpm, dan 1200 rpm.

18

d. Roller dapat dibuat dengan radius 8 mm, 9 mm, dan 10 mm.

e. Cara penekanan dapat diatur secara otomatis dengan mesin CNC.

DAFTAR PUSTAKA

Nugroho, Argo. 2006. Analisa Gaya Pembentukan Pada Proses Pembuatan

Wajan Stainless Steels Menggunakan Metode Shear Spinning. ITS.

Surabaya.

Kalpakjian, Serope. 2001. Manufacturing Engineering And Tecnology, 4th

edition. Addison-Wesley Publishing Company,Inc.

Venkateshwarlu, G, dkk. 2013. Experimental Investigation on Spinning of

Aluminium Alloy 19599 Cup. International Journal of Engineering

Science and Innovative Technology (IJESIT). Volume 2. Issue 1. Hal.

357-363.

Thoharudin, dkk. 2017. Perancangan Roller Spinning Sebagai Mesin Pembuat

Panci Dari Plat Alumunium. Jurnal Meterial dan Proses Manufaktur.

Volume 1. No. 2. Hal. 96-102.

Udayani, K, dkk. 2017. Optimization of Process Parameter of Metal Spinning

Using Respon Surface Methodology. International Journal of Emerging

Technology in Engineering Research (IJETER). Volume 5. Issue 4. Hal.

253-256.

Husodo, Nur, dkk. 2011. Proses Produksi Produk Wajan Bahan Plat Baja Karbon

Dengan Metode Spinning. Politeknology ITS. Volume 10. No. 3. Hal.

305-314.

Pawar, Pratik, dkk. 2017. Review on Spinning Attachment to Lathe Machine.

International Conferencee on Ideas, Impact and Innovative in Mechanical

Engineering (ICIIIME). Volume 5. Issue 6. Hal.1280-1291.

Amol Jadhav, dkk.2014. Design of material Spinning Parameters for General

Late. Yashawantrao Chavan College Of of Engineering. Nagpur, India.

Lin Wang, dkk. 2010. Analysis of Single-Pass Conventional Spinning by Taguchi

and Finite Element Methods. Durham University.

19

M Frncik, dkk. 2017. The Effect of Conventional Metal Spinning Parameters on

The Spun-Part Wall Thickness Variation. Institut of Production

Thecnologies, Slovakia.

Mohamed Abd-Alrazzaq, dkk. 2018. Experimental Investigation on the

Geometrical Accuracy of the CNC Multi-Pass Sheet Metal Spinning

Process. Alexandria University, Egypt.

http://www.hialeahmetalspinning.com/metal-spinning.html [diakses 10 September

2019 pukul 20:10]

http://stangroup.us/our-production/spinning-metals-lathe-and-tools/manual-metal-

spinning-lathe-d47 [17 September 2019 pukul 20:53]