rekayasa ulang alat pengarah untuk hanger stick …
TRANSCRIPT
REKAYASA ULANG ALAT PENGARAH UNTUK
HANGER STICK HASIL EKSTRUSI
Re-Engineering of Guiding Tools for Hanger Stick Extrusion
Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat
menyelesaikan pendidikan
DIPLOMA IV PROGRAM STUDI
TEKNIK PERANCANGAN DAN KONSTRUKSI MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
Oleh
Adi Ivan Agustiawan
131234001
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2017
REKAYASA ULANG ALAT PENGARAH UNTUK
HANGER STICK HASIL EKSTRUSI
Penulis :
Nama Mahasiswa : Adi Ivan Agustiawan NIM : 131234001
Penguji :
1. Ketua : Heri Widiantoro. S.ST., M.Eng
2. Anggota : Undiana Bambang. S.ST., M.Eng
Tugas Akhir ini telah disidangkan pada tanggal 19 Juli 2017dan disahkan sesuai
ketentuan yang berlaku.
Pembimbing I
(Waluyo M. Bintoro, S.ST., M.Eng)
NIP: 196207301986031003
Pembimbing II
(Angki A. Rachmat, S.ST., M.T)
NIP: 198104252005011002
Ketua Jurusan Teknik Mesin,
Parno Rahardjo, M.Sc., Ph.D
NIP: 195808241984031003
PERNYATAAN PENULIS
“Saya yang bertandatangan dibawah ini menyatakan bahwa laporan Tugas Akhir
ini adalah murni hasil pekerjaan saya sendiri. Tidak ada pekerjaan orang lain yang
saya gunakan tanpa menyebutkan sumbernya.
Materi dalam laporan Tugas Akhir ini tidak/belum pernah disajikan/digunakan
sebagai bahan untuk makalah/Tugas Akhir lain kecuali saya menyatakan dengan
jelas bahwa saya menggunakannya.
Saya memahami bahwa laporan Tugas Akhir yang saya kumpulkan ini dapat
diperbanyak dan atau dikomunikasikan untuk tujuan mendeteksi adanya
plagiatisme.”
Judul Tugas Akhir:
Rekaya Ulang Alat Pengarah Untuk Hanger Stick Hasil Ekstrusi
Bandung, 13 Juli 2017
Yang menyatakan,
(Adi Ivan Agustiawan)
NIM: 132134001
Mengetahui,
Pembimbing I
(Waluyo M. Bintoro, S.ST., M.Eng)
NIP: 196207301986031003
Pembimbing II
(Angki A. Rachmat, S.ST., M.T)
NIP: 198104252005011002
iv
“Jika………menginginkan sesuatu maka
senantiasa berdo’a dan ber ibadah kepada-
Nya”
Ya Allah…. Yang maha pengampun ampuni semua dosa
hambamu, berikanlah hidayah kapada hambamu, hamba
memang manusia yang tak pernah luput dari dosa maka
lindungi hambamu ini.
Ya Allah…. Yang maha memberi limpahkanlah rejeki
kepada hambamu ini, berikanlah hambamu ini ketenangan,
kenyamanan dan kenikmatan dalam menjalankan semua
perintahmu.
v
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah Subhanahu wa Ta’ala, Rabb semesta alam yang
dengan rahmat dan nikmat-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir
dengan judul Rekayasa ulang Alat Pengarah Untuk Hanger Stick hasil ekstrusi.
Tugas Akhir merupakan matakuliah yang harus dilaksanakan oleh setiap
mahasiswa Program D-IV Teknik Perancangan dan Konstruksi Mesin (TPKM),
Teknik Mesin, Politeknik Negeri Bandung. Tugas Akhir (TA) ini bertujuan untuk
meneliti dan mempelajari sebuah studi kasus perancangan suatu alat, dan
mengaplikasikan ilmu-ilmu yang sudah didapat selama perkuliahan.
Dalam penyusunan laporan ini, penulis banyak menerima bantuan berupa
dari berbagai pihak. Maka penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Parno Raharjo, M.Sc, Ph.D. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Politeknik Negeri Bandung
2. Bapak Adi Pamungkas, Drs, MM, M.Eng selaku Ketua Program Studi
Teknik Perancangan dan Konstruksi Mesin Politeknik Negeri Bandung
3. Bapak Waluyo Musiono Bintoro, S.ST,. M.Eng selaku dosen pembimbing
institusi Politeknik Negeri Bandung
4. Bapak Angki Apriliandi Rachmat, S.ST, M.T selaku dosen pembimbing
institusi Politeknik Negeri Bandung
5. Seluruh dosen dan staff Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Bandung
6. Teman-teman Program Studi TPKM dan Jurusan Teknik Mesin
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih membutuhkan kritik dan saran
dari semua pihak untuk kebaikan kedepannya. Semoga karya akhir ini dapat bagi
semua pihak yang membutuhkan.
Bandung, 13 Juli 2017
Penulis
vi
ABSTRAK
Hanger stick merupakan suatu produk yang biasa digunakan oleh supermarket-
supermarket yang tersebar diseluruh Indonesia. Fungsi dari hanger stick yaitu
sebagai gantungan produk pakaian, produk makanan dan produk lainnya. Hanger
stick sendiri terbuat dari material HDPE (High density polyethylene). Produk ini
merupakan pesanan supplyer pemasok supermarket untuk seluruh Indonesia.
Produk tersebut dibuat di CV. KIRANYATA TEKNIK. Proses pembuatan hanger
stick dilakukan dengan menggunakan metoda ekstrusi. Karena material yang
diekstrusi berbahan plastik, maka dibuat suatu alat bantu guna menunjang proses
pembuatan produk tersebut. Alat bantu ini dinamakan alat pengarah. Namun dalam
proses produksinya, fungsi alat pengarah belum optimal dan mengakibatkan produk
hanger stick mengalami cacat bentuk. Maka dari itu diperlukan perancangan ulang
untuk alat pengarah tersebut.
Metodologi penyelesaian masalah yang dilakukan diantaranya adalah merencana,
mengonsep, merancang detail, dan mendokumentasi. Pada tahap merencana
dilakukan dengan mengkaji alat pengarah sebelumnya, keinginan konsumen
terhadap alat baru yang akan dirancang serta data lainnya. Keluaran dari tahap
merencana adalah daftar tuntutan yang akan dijadikan acuan dalam merancang alat
pengarah hanger stick. Pada tahap mengonsep akan didefinisikan fungsi utama dan
fungsi bagian alat. Tiap fungsi bagian akan dicarikan alternatif solusi dan bila
semua fungsi bagian digabung, maka akan terbentuklah variasi konsep rancangan.
Selanjutnya adalah melakukan penilaian agar didapatkan konsep rancangan terbaik.
Pada tahap merancang detail akan dilakukan pengkajian, perhitungan, dan
penentuan komponen baik yang standar maupun yang tidak standar. Pada tahap
dokumentasi, rancangan akan diterjemahkan ke dalam gambar kerja dan bill of
material.
Alat pengarah yang akan dirancang ulang harus mampu mengarahkan produk
hanger stick agar tidak mengalami cacat bentuk. Dengan dilakukan perancangan
ulang terhadap alat pengarah tersebut, diharapkan dapat mengurangi jumlah cacat
bentuk yang terjadi.
Kata kunci: Material HDPE, Perancangan Ulang, Alat pengarah, hanger stick
vii
ABSTRSACT
Hanger stick is a product commonly used by supermarkets that spread throughout
Indonesia. The function of the hanger stick is as a hanger clothing products, food
products and other products. Hanger stick itself is made of HDPE material (High
density polyethylene). This product is an order supplyer supermarket supplier for
all Indonesia. The product is made in CV. KIRANYATA TEKNIK. The process
of making hanger stick is done by using extrusion method. Because the material is
extruded from plastic, then made a tool to support the process of making these
products. This tool is called a steering tool. But in the production process, the
function of the steering device has not been optimal and resulted in the hanger
stick product suffered form defects. Therefore it is necessary to redesign for the
steering tool.
Problem solving methodologies include planning, conceptualizing, designing
details, and documenting. At the planning stage is done by reviewing the previous
steering tool, the consumer's desire for new tools to be designed as well as other
data. Output from the planning stage is a list of demands that will be used as a
reference in designing the hanger stick steering tool. At the concept stage will be
defined the main functions and functions of the tool part. Each part function will
be found alternative solution and if all part function is combined, then will be
formed variation of draft concept. Next is to make an assessment to get the best
draft concept. At the stage of detail design will be done assessment, calculation,
and determination of both standard and non-standard components. At the
documentation stage, the design will be translated into working drawings and bill
of materials.
The steering tool to be redesigned should be able to direct the hanger stick product
so as not to experience a shape defect. With the redesign of the steering tool, it is
expected to reduce the number of shape defects that occur.
Keywords: material HDPE, re-engineering, guiding tool, hanger stick
viii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................................................................ v
ABSTRAK ............................................................................................................. vi
ABSTRSACT ..................................................................................................... vii
DAFTAR ISI ........................................................................................................ viii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. ix
DAFTAR TABEL .................................................................................................. xi
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xii
DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN ............................................................ xiii
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
I.1. Latar Belakang Masalah ....................................................... 1
I.2. Perumusan masalah .............................................................. 3
I.3. Tujuan penelitian .................................................................. 3
I.4. Ruang lingkup dan batasan masalah .................................... 3
I.5. Sistematika pelaporan ........................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI .............................. 5
II.1. Tinjauan pustaka ................................................................... 5
II.2. Landasan Teori ..................................................................... 7
BAB III METODOLOGI DAN PENYELESAIAN MASALAH ........................ 18
III.1. Metodologi ......................................................................... 18
III.2. Proses Penyelesaian ............................................................ 18
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 52
IV.1. Hasil .................................................................................... 52
IV.2. Pembahasan ........................................................................ 55
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 57
V.1. Kesimpulan ......................................................................... 57
V.2. Saran ................................................................................... 57
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 58
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar I-1 Hanger stick ......................................................................................... 1
Gambar I-2 Alat pengarah ....................................................................................... 1
Gambar I-3 Dies ...................................................................................................... 2
Gambar I-4 Hanger stick yang mengalami cacat bentuk (a) dan hanger stick yang
tidak mengalami cacat bentuk (b) ........................................................................... 2
Gambar II-1 Line process extrusion yang dibuat oleh Milton Crystal .................... 5
Gambar II-2 Konsep rancangan alat pendingin ...................................................... 6
Gambar II-3 Proses ekstrusi sederhana ................................................................... 9
Gambar II-4 Proses ekstrusi langsung .................................................................. 10
Gambar II-5 Proses ekstrusi tidak langsung ......................................................... 10
Gambar II-6 Komponen proses ekstrusi ............................................................... 11
Gambar II-7 Produk HDPE ................................................................................... 12
Gambar II-8 Hanger baju umum .......................................................................... 14
Gambar II-9 Hanger baju rantai ............................................................................ 15
Gambar II-10 Penggunaan hanger baju rantai ...................................................... 15
Gambar II-11 Hanger Kerudung ........................................................................... 16
Gambar II-12 Hanger aksesoris ............................................................................ 16
Gambar II-13 Hanger stick ................................................................................... 17
Gambar III-1 Diagram alir metoda perancangan .................................................. 18
Gambar III-2 Mesin ekstrusi pipa PVC ................................................................ 20
Gambar III-3 Mesin ekstrusi pipa HDPE .............................................................. 20
Gambar III-4 Mesin ekstrusi hanger stick ............................................................ 21
Gambar III-5 Dimensi total mesin ekstrusi dan alat pengarah .............................. 23
Gambar III-6 Pembentuk....................................................................................... 23
Gambar III-7 Komponen pelurus 1 (a) dan komponen pelurus 2 (b) ................... 24
Gambar III-8 Bak penampung air ......................................................................... 24
Gambar III-9 Rangka penopang ............................................................................ 25
Gambar III-10 Konveyor....................................................................................... 25
Gambar III-11 Fan................................................................................................. 28
x
Gambar III-12 Baut dan mur ................................................................................. 29
Gambar III-13 Konveyor....................................................................................... 29
Gambar III-14 Penempatan tumpuan dan gaya ..................................................... 32
Gambar III-15 Hasil FEM ..................................................................................... 32
Gambar III-16 Pembentuk..................................................................................... 33
Gambar III-17 Kendala proses penyetingan ......................................................... 34
Gambar III-18 Perbedaan ketinggian hanger stick dan profil L ........................... 34
Gambar III-19 Proses hanger stick ditarik konveyor ............................................ 35
Gambar III-20 Variasi konsep 1 ............................................................................ 41
Gambar III-21 Konsep variasi 2 ............................................................................ 42
Gambar III-22 Konsep variasi 3 ............................................................................ 42
Gambar III-23 Konsep variasi terpilih .................................................................. 47
Gambar III-24 Komponen pembentuk baru .......................................................... 50
Gambar III-25 Penunjukan sudut kemiringan ....................................................... 50
Gambar IV-1 Rancangan alat pengarah ................................................................ 52
Gambar IV-2 Diagram kelistrikan ........................................................................ 53
Gambar V-1 Rancangan alat pengarah ................................................................. 57
xi
DAFTAR TABEL
Tabel II-1 Perbandingan jig and fixture .................................................................. 7
Tabel II-2Physical properties HDPE .................................................................... 13
Tabel III-1 Kotak morfologi.................................................................................. 38
Tabel III-2 Konsep alternativ desain ..................................................................... 40
Tabel III-3 Perbandingan aspek kriteria ................................................................ 43
Tabel III-4 Pembobotan aspek penilaian............................................................... 44
Tabel III-5 Keterangan seluruh aspek ................................................................... 44
Tabel III-6 Hasil penilaian .................................................................................... 46
Tabel IV-1 Kesesuaian terhadap daftar tuntutan ................................................... 55
xii
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A DAFTAR RIWAYAT HIDUP…………………………...59
LAMPIRAN B DOKUMEN KAJIAN EXISTING ……………………….64
LAMPIRAN C TABEL BILL OF MATERIAL …………………………..65
LAMPIRAN D DOKUMENTASI GAMBAR SUSUNAN ……………...67
LAMPIRAN E SURAT PERNYATAAN PENILAIAN……………...….68
xiii
DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN
Daftar Simbol
P = Daya (watt)
F = Gaya (N)
V = Kecepatan (m/s)
n = Kecepatan putaran (rpm)
K = Keliling lingkaran (m)
l = Panjang (m)
t = Waktu (s)
W = Berat (kg)
Sf = Safety factor
σ = Tegangan tarik (N/mm2)
τ = Tegangan geser material (N/m2)
Daftar Singkatan
HDPE = High Density Polyethilene
CNC = Computer Numerically Control
1
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang Masalah
Hanger stick merupakan produk yang berfungsi sebagai alat bantu untuk
menggantung produk pakaian, produk makanan dan produk lainnya. Hanger stick
terbuat dari material HDPE (High Density Polyethilene). Hanger stick memiliki
bentuk seperti profil I dengan dimensi umum permukaan adalah lebar 9mm dan
tinggi 24mm. Panjang produk hanger stick sendiri adalah 40cm/pcs. Gambar I-1
menunjukan produk hanger stick.
Gambar I-1 Hanger stick
Proses pembuatan hanger stick dilakukan dengan menggunakan metoda
ekstrusi. Karena material yang di ekstrusi berbahan dasar plastik maka dibuatlah
suatu alat pengarah. Gambar I-2 menunjukan alat pengarah
Gambar I-2 Alat pengarah
Mesin ekstrusi
Alat pengarah
2
Alat pengarah ini berfungsi untuk mendinginkan dan mempertahankan
bentuk hanger stick sesuai dengan dies yang terdapat pada mesin ekstrusi.
Gambar I-3 menunjukan dies.
Gambar I-3 Dies
Proses pembuatan hanger stick saat ini sedang berjalan, namun masih
terdapat bermacam kendala. Salah satu kendala yaitu hanger stick mengalami
cacat bentuk. Cacat bentuk yang dialami oleh hanger stick yaitu bentuk dari
produk tersebut tidak sesuai dengan bentuk profil dies. Hal ini diakibatkan belum
optimalnya fungsi dari alat pengarah. Gambar I-4 menunjukan hanger stick yang
mengalami cacat bentuk dan hanger stick yang tidak mengalami cacat bentuk.
(a)
(b)
Gambar I-4 Hanger stick yang mengalami cacat bentuk (a) dan hanger
stick yang tidak mengalami cacat bentuk (b)
Sebagai bentuk upaya untuk meningkatkan kualitas produksi hanger stick,
maka dilakukan perancangan ulang alat pengarah untuk hanger stick hasil proses
Bentuk hanger stick sesuai dengan
brntuk profil dies
3
ekstrusi. Perancangan ulang alat pengarah ini diharapkan dapat mengurangi
jumlah cacat bentu serta mengoptimalkan fungsi dari alat pengarah.
I.2. Perumusan masalah
Dibutuhkan alat pengarah baru yang mampu mengarahkan produk hanger
stick dan meminimalisir jumlah cacat bentuk yang terjadi saat proses produksi.
I.3. Tujuan penelitian
Adapun tujuan dari tugas akhir ini yaitu :
1. Merancang ulang alat pengarah untuk hanger stick hasil proses
ekstrusi. Alat yang dirancang ulang diharapkan dapat meminimalisir
jumlah cacat bentuk pada saat proses produksi.
2. Menghasilkan dokumentasi berupa 3D model, job sheet, dan bill of
material.
I.4. Ruang lingkup dan batasan masalah
Ruang lingkup yang dikerjakan pada kegiatan tugas akhir ini diantaranya
sebagai berikut :
1. Mengidentifikasi masalah yang terjadi pada proses pembuatan hanger
stick.
2. Membuat daftar tuntutan sesuai dengan data-data yang telah didapat.
3. Membuat alternatif fungsi bagian, variasi desain dan penilaian desain
terpilih dari alat pengarah hanger stick.
4. Melakukan perhitungan dan analisis untuk menentukan seluruh
komponen yang akan digunakan
5. Membuat dokumentasi berupa model 3D, bill of material dan gambar
kerja.
Sedangkan untuk batasan masalah yang dilakukan pada tugas akhir, yaitu
sebagai berikut:
1. Proses pembuatan hanger stick yang akan diidentifikasi masalahnya
adalah terfokus pada alat pengarah.
2. Alat ini khusus untuk mengarahkan produk hanger stick.
4
3. Penilaian rancangan mengacu pada mitra, yaitu CV KIRANYATA
TEKNIK.
I.5. Sistematika pelaporan
Penulisan dilakukan dengan susunan yang secara umum dapat
menjelaskan permasalahan secara terperinci dengan urutan sebagai berikut:
a. BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini dibahas latar belakang masalah, perumusan masalah, tujuan
perancangan, dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI
Pada bab ini akan dibahas mengenai penelitian yang sudah dilakukan
mengenai alat pengarah, penjelasan mengenai definisi dan proses ekstrusi,
penjelasan mengenai jig and fixture dan penjelasan mengenai material HDPE.
b. BAB III METODE DAN PENYELESAIAN MASALAH
Pada bab ini akan dibahas mengenai langkah-langkah dalam perancangan
hingga menghasilkan dokumen berupa gambar kerja. Langkah-langkah tersebut
meliputi tahap merencana yang luaranya akan mendapatkan daftar tuntutan. Lalu
ada tahap mengkonsep yang akan menghasilkan konsep rancangan. Kemudian
tahap rancangan detail yang berisi tentang segala aspek yang harus diperhitungan
agar alat yang dirancang dapat berfungsi secara optimal.
c. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini akan menjabarkan mengenai daftar kebutuhan material atau
Bill of Material dan gambar kerja serta spesifikasi akhir dan prinsip kerja dari alat.
Pada bab ini juga akan dibahas mengenai kesesuaian antara hasil dan daftar
tuntutan.
d. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bagian ini berisi semua kesimpulan yang dihasilkan dari serangkaian
proses penulisan dan juga saran-saran sebagai tuntunan perbaikan.
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
II.1. Tinjauan pustaka
Penelitian yang berkaitan mengenai alat pengarah pernah dilakukan oleh
Milton Crystal pada tanggal 24 April 1974 yang kemudian dipatenkan pada
tanggal 3 Februari 1976. Penelitian yang dilakukan oleh Milton Crystal yaitu
mengenai alur proses pemesinan pembuatan pensil dengan judul penelitian yaitu
Method fo Extruding Foamed Plastic Sheated Pencil. Dalam konsep rancangan
yang dibuat, dijelaskan mengenai line process pembuatan pensil. Dimana bahan
material untuk membuat pensil pertama akan diekstrusi terlebih dahulu. Dalam
proses ekstrusi ini juga terdapat proses pemcampuran anatara timah pensil dan
serbuk kayu sebagai bahan untuk membungkus. Selanjutnya material yang keluar
akan memasuki tahap pendinginan serta tahap penarikan. Tahap penarikan ini
bertujuan untuk membantu material melewati seluruh line process. Setelah produk
pensil didinginkan selanjutnya tahap cuttingatau tahap pemotongan. Dimana
produk pensil kemudian akan dipotong sesuai ukuran yang direncanakan.Gambar
II-1 menunjukan rancangan yang dibuat oleh Milton Crystal.
Gambar II-1 Line process extrusion yang dibuat oleh Milton Crystal
(Sumber: http://www.google.mk/patents)
6
Penelitian mengenai metoda pendinginan pernah dilakukan oleh Hambaly
Habirun mahasiswa Politeknik Negeri Bandung dalam laporan magang industri I
dengan judul “Perancangan Sistem Pendingin Pada Alat Tubing Extrusion di PT
Banshu Plastic Indonesia”. Dalam penelitian ini menjelaskan bagai mana metoda
yang digunakan untuk mendinginkan material hasil proses ekstrusi. Gambar II-2
merupakan konsep rancangan yang dibuat.
Gambar II-2 Konsep rancangan alat pendingin
Dilihat pada Gambar II-2 Konsep rancangan alat pendingin. Bak
pendingin ini terdapat 3 bagian bak pendingin (lihat garis tebal warna hijau).Bak
pertama merupakan bak penampung khusus untuk air dari chiller (lihat nomer
1).Bak kedua merupakan bak penampungan air dari cooling tower(lihat nomer 2),
Bak ke tiga (lihat nomer 3) merupakan bak penampungan keluaran air dari bak
kedua.Pada bak kedua, kedua sisinya memiliki lubang dengan luas penampang
yang berbeda, supaya air yang keluar lebih banyak mengalir kepada lubang yang
berpenampang lebih besar (lihat B)kemudian didinginkan kembali melaluicooling
tower. Bak ke 3 merupakan bak benampung keluaran air dari bak penampung ke 2
setelah terjadi aliran flow yang disebabkan oleh perbedaan luas penampang.
Kemudian hasil penampungan tersebut disalurkkan ke cooling tower untuk di
dinginkan kembali.
7
II.2. Landasan Teori
Setelah tinjauan pustaka dipaparkan berikutnya akan dipaparkan juga
mengenai landasan teori. Adapun landasan teori yang akan dipakai pada tahap
perancangan ini adalah sebagai berikut.
II.2.1. .Jig and Fixture
Alat pengarah dapat dimasukan kedalam kelompok jig and fixture. Jig and
Fixture merupakan alat bantu yang sangat diperlukan ketika akan melakukan
suatu proses pembuatan komponen atau benda kerja untuk menjamin
keseragaman dan kesusuaiannya, selain untuk membantu mempermudah dan
mempercepat proses pekerjaan (Santosa, Aa, 2017).
II.2.1.1. Pengertian Umum Jig and Fixture
Jig and fixture merupakan alat yang digunakan dalam proses manufaktur
untuk membantu proses produksi sehingga menghasilkan duplikasi part yang
akurat (Jones, 1920).
II.2.1.2. Fungsi Jig and Fixture
Jig and fixure berfungsi sebagai peralatan khusus yang dapat digunakan
untuk memegang benda kerja, menyangga benda kerja serta dapat mengarahkan
benda keja yang akan dilakukan proses manufaktur.
II.2.1.3. Perbedaan Jig and Fixture
Meskipun jig dan fixture memiliki fungsi yang sama, namun ada
perbedaan diantara kedua alat tersebut. Perbedaan Jig dan Fixture dapat dilihat
pada Tabel II-1.
Tabel II-1 Perbandingan jig and fixture
No Perbedaan Jig Fixture
1 Ukuran Jig memiliki dimensi yang
relatif lebih kecil sehingga
memiliki masa yang lebih
ringan.
Fixture memiliki dimensi
yang relatif lebih besar
sehingga memiliki masa
yang lebih berat.
2 Penggunaan Jig digunakan untuk
mengarahkan alat potong
terhadap benda kerja yang
akan di machining.
Fixture digunakan untuk
mengarahkan benda kerja
terhadap alat potong.
8
Tabel II-1 Perbandingan jig and fixture (lanjutan)
3 Penempatan Penempatan jig tidak selalu
berada pada meja mesin
karena jig harus ikut bergerak
dan mengarahkan alat potong.
Penempatan fixture berada
pada meja mesin. Dimana
untuk penempatan fixture
itu sendiri lebih kokoh
untuk memastikan benda
kerja tidak bergerak pada
saat dilakukan proses
pemesinan.
4 Tingkat
akurasi
Jig memiliki tingkat akurasi
yang lebih akurat. Jig
digunakan pada pembuatan
komponen yang lebih rumit
baik dari segi ukuran maupun
proses pengerjaan.
Fixture memiliki tingkat
akurasi yang lebih rendah
disbandingkan jig.
II.2.1.4. Jenis Jig and Fixture
Jenis dari jig and fixture sendiri dibedakan sesuai dengan fungsinya.
Berikut akan disebutkan jenis dari jig dan fixture.
A. Jig
Jig memiliki jenis-jenis sesuai dengan fungsi dan penggunaanya. Berikut
akan disebutkan mengenai jenis-jenis jig.
- Jig template
- Jig plate
- Jig sandwich
- Jig angle plate
- Jig kotak
- Jig channel
- Jig daun
- Jig indexing
- Jig trunnion
- Jig pompa
- Jig multistation
B. Fixture
Fixture memiliki jenis-jenis sesuai dengan fungsi dan penggunaanya.
Bereikut akan disebutkan mengenai jenis-jenis fixture.
9
- Fixture pelat
- Fixture pelat sudut
- Fixture vise-jaw
- Fixture indexing
- Fixture multistation
- Fixture profil
II.2.2. Ekstrusi
Proses ekstrusi dikenal sekitar tahun 1700 dengan mengekstrusi pipa lead
menggunakan bahan logam. Dalam proses pengoperasiannya, billet yang
berbentuk bulat ditempatkan pada sebuah chamber. Billet yang berada didalam
chamber kemudian dipanaskan kemudian didorong melalui cetakan terbuka
dengan menggunakan ram. Hasil produk keluar dari die yang ukuran
penampangnya lebih kecil dari ukuran penampang chamber. Gambar II. 5
menunjukan proses ekstrusi sederhana.
Gambar II-3 Proses ekstrusi sederhana
(Sumber: http://google.com/)
II.2.2.1. Pengertian Proses Ekstrusi
Proses ekstrusi merupakan proses pembentukan suatu material dengan
menekan material tersebut melalui rongga cetakan yang sebelumnya melalui
perlakuan panas sehingga menghasilkan produk dengan bentuk yang diinginkan
(Harold F. Giles, 2005)
II.2.2.2. Jenis Proses Ekstrusi
Berdasarkan kofigurasi fisik, proses ekstrusi terbagi menjuadi dua jenis.
Pertama ekstrusi langsung (direct extrusion) dan yang kedua ekstrusi tidak
langsung (indirect extrusion). Berikut akan dijelaskan mengenai ekstrusi langsung
dan tidak langsung.
Ram
Work billet
Container
Die
Final work shape
10
A. Ekstrusi langsung
Cara kerja dari proses ekstrusi langsung ini adalah bahan material dan
penekan bergerak sepanjang container dan bahan material yang tertekan akan
keluar dari die. Gambar II-4 menunjukan proses ekstrusi langsung.
Gambar II-4 Proses ekstrusi langsung
(Sumber: http://www.google.com/)
B. Ekstrusi tidak langsung
Cara kerja dari proses ekstrusi tidak langsung ini adalah bahan material
dan container bergerak dan bahan material akan keluar dari die. Gambar II-5
menunjukan proses ekstrusi tidak langsung.
Gambar II-5 Proses ekstrusi tidak langsung
(Sumber: http://www.google.com/)
11
II.2.2.3. Line Process Extrusion
Tahapan proses ekstrusi sejatinya memang beragam tergantung dengan
fungsi produk itu sendiri. Secara umum tahapan yang dilakukan tidak jauh
berbeda antara produk satu dengan produk lainnya. Berikut akan dijelaskan
mengenai tahapan proses ekstrusi dari komponen yang terdapat pada alur proses
ekstrusi suatu produk secara umum. Gambar II-6 menunjukan komponen yang
terdapat pada tahapan proses ekstrusi.
Gambar II-6 Komponen proses ekstrusi
(Sumber: http://www.google.com/)
Dari gambar tersebut bisa kita sebutkan bahwa komponen yang terdapat
pada tahapan ektrusi diantarnya:
1. Extruder
Ektruder merupakan komponen pertama dalam tahapan proses ekstrusi.
Komponen extruder berfungsi sebagai pembentuk bahan material. Hasil akhir dari
komponen extruder ini berupa produk yang keluar dari die yang selanjutnya akan
di proses pada komponen selanjutnya.
2. Pendingin
Pendingin merupakan komponen selanjutnya dari tahapan proses ekstrusi.
Komponen pendingin ini berfungsi untuk mendinginkan material dari hasil proses
komponen extruder.
3. Penarik
12
Penarik merupakan komponen ketiga dari tahapan proses ekstrusi.
Komponen penarik ini berfungsi untuk menarik produk agar produk tersebut tidak
menumpuk dan terhambat untuk proses selanjutnya.
4. Pemotong
Pemotong merupakan komponen terakhir dalam tahapan proses ekstrusi.
Pemotong ini berfungsi sebagai komponen untuk memotong produk sesuai ukuran
yang dibutuhkan. Namun pada proses ekstrusi dengan produk berbeda, tahapan
pemotongan ini tidak sepenuhnya digunakan dalam tahapan ini. Contohnya
tahapan proses ekstrusi yang dilakukan pada produk kabel. Tahapan pemotongan
biasanya hanya digunakan pada proses akhir setelah panjang produk kabel
terpenuhi dan terpisah dari tahapan proses ekstrusi.
II.2.3. HDPE
HDPE (high density polyethylene) adalah polietilena termoplastik yang
terbuat dari minyak bumi. Membutuhkan 1,75 kg minyak bumi (sebagai energi
dan bahan baku) untuk membuat 1 kg HDPE. HDPE dapat didaur ulang dan
memiliki aplikasi yang luas untuk penggunaan dari material ini. Material HDPE
biasa digunakan untuk pembuatan kemasan detergen, kemasan susu, tangki bahan
bakar, meja lipat, kursi lipat, wadah pengangkut beberapa jenis bahan kimia,
sistem perpipaan transfer panas bumi, sistem perpipaan gas alam, pipa air,
pembungkus kabel dan papan luncur salju. Gambar II.-7 menunjukan penggunaan
material HDPE.
Gambar II-7 Produk HDPE
13
Material HDPE umumnya memiliki sifat-sifat diantaranya sebagai berikut:
1. Fleksibel
2. Tembus pandang
3. Tahan terhadap segala jenis cuaca
4. Baik terhadap tempratur rendah maupun tinggi
5. Tahan terhadap bahan kimia
Tabel II. 2 menunjukan sifat mekanis dari material HDPE.
Tabel II-2Physical properties HDPE
II.2.4. .Hanger
Hanger memang sudah umum dikenal dikalangan masyarakat. Produk
tersebut merupakan alat bantu untuk menempatkan dan atau menggantungkan
produk lainnya. Umumnya hanger banyak dikenal untuk menempatkan produk
pakaian, makanan kemasan, alat-alat rumah tangga serta aksesoris keperluan
pribadi. Karena fungsinya untuk menempatkan dan atau menggantungkan suatu
produk, hanger banyak digunakan oleh toko-toko serta supermarket untuk
menempatkan produk yang mereka pasarkan. Hanger memiliki beberapa jenis
bentuk sesuai dengan fungsi dan kegunaanya. Berikut beberapa jenis bentuk
hanger:
14
A. Hanger baju
Hanger baju merupakan produk umum dan sudah banyak dikenal dan digunakan
oleh masyarakat. Seperti namanya hanger jenis ini berfungsi sebagai gantungan
baju. Gambar II-8 menunjukan hanger baju umum.
Gambar II-8 Hanger baju umum
Sumber : http://lifestyle.liputan6.com/read/2329243/kenali-5-bentuk-gantungan-
baju-sesuai-fungsinya
Hanger gantungan baju memiliki beberapa macam sesuai dengan jenis
baju yang akan digantung.
B. Hanger baju rantai
Hanger baju rantai ini memiliki bentuk seperti rantai, kelebihan dari
gantungan ini dapat diringkas sehingga tidak banyak menggunakan ruang. Untuk
penggunaan gantungan jenis ini biasanya dipasangkan dengan paku dan/atau
produk yang dapat menempel di dinding. Hanger jenis ini terbuat dari bahan
plastik dan besi. Namun bahan yang sering digunakan untuk hanger jenis ini
banyak menggunakan bahan plastik. Berikut Gambar II-9 hanger gantungan baju
rantai dan Gambar II-10 penggunaan hanger gantungan baju rantai.
15
Gambar II-9 Hanger baju rantai
Sumber: http://syuper.com/rantai-display-dengan-kait-besi-rantai-gantungan-baju-
hanger/AVtpuU0YR4_4EIc1ideh.htm
Gambar II-10 Penggunaan hanger baju rantai
Sumber: https://www.tokopedia.com/tokounik77/hanger-rantai-gantungan-rantai-
hanger-display-distro-toko-butik-besi
C. Hanger kerudung
Hanger kerudung ini digunakan untuk menempatkan kerudung. Hanger
jenis ini dapat kita temukan di toko pakaian dan aksesoris muslim. Sama seperti
hanger gantungan baju, hanger jenis ini penggunaanya pun dipasangkan dengan
paku yang ditancapkan pada dinding. Bahan yang digunakan untuk membuat
hanger jenis ini yaitu kawat besi yang dililit oleh benang kain serta plastik.
Berikut Gambar II-11 menunjukan hanger kerudung.
16
Gambar II-11 Hanger Kerudung
Sumber: http://www.grosirdisplay.com/hanger-gantungan/15-hanger-gantungan-
kerudung-syal-jilbab-lilit-ulir-tempat-hijab.html
D. Hanger aksesoris
Hanger gantungan aksesoris digunakan untuk menempatkan produk yang
berukuran kecil. Hanger jenis ini bisa kita temukan di semua tempat perbelanjaan.
Hanger jenis ini terdiri dari dua bagian. Bagian pertama yaitu base ram dimana
bagian ini akan ditempatkan pada dinding. Base ram ini terbuat dari kawat.
Bagian kedua yaitu centelan dimana bagian ini digunakan untuk menempatkan
produk kasesoris. Berikut Gambar II-12 menunjukan hanger aksesoris.
Gambar II-12 Hanger aksesoris
Sumber: http://www.grosirdisplay.com/hanger-gantungan/71-paket-tempat-dan-
gantungan-aksesoris-display-toko-handphone.html
17
E. Hanger stick
Hanger stick merupakan produk yang berfungsi untuk menggantung
produk pakaian, makanan dan produk lainnya. Hanger stick terbuat dari material
HDPE (High Density Polyethylene) dan dibuat melalui proses ekstrusi. Hanger
stick merupakan produk pesanan suplayer yang diproduksi oleh CV. Kiranyata
Teknik. Hanger stick ini direncanakan dapat menahan beban sebesar 5 kg. Berikut
Gambar II-13 menunjukan hanger stick.
Gambar II-13 Hanger stick
Penggunaan hanger stick ini akan di pasangkan dengan komponen pengait
khusus. Komponen pengait ini terbuat dari bahan yang sama dengan hanger stick.
Namun untuk produksi dari centelan ini dikerjakan di tempat lain.
18
BAB III
METODOLOGI DAN PENYELESAIAN MASALAH
III.1. Metodologi
Metodologi yang digunakan adalah metode perancangan Pahl and Beitz.
Terdiri dari tahap merencana, mengonsep, merancang detail, dokumentasi dan
prototype (realisasi). Namun dalam tugas akhir ini hanya sampai tahap
dokumentasi saja. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar III-1.
Gambar III-1 Diagram alir metoda perancangan
III.2. Proses Penyelesaian
Pada sub bab ini akan dijelaskan secara lebih mendalam metodologi yang
digunakan hingga dihasilkan gambar kerja dan bill of material dari alat pengarah
untuk hanger stick hasil proses ekstrusi.
19
III.2.1. Tahap Merencana
Tahapan merencana merupakan tahapan awal dalam melakukan proses
perancangan. Tahapan ini dilakukan melalui peninjauan permasalahan terhadap
alat yang akan dirancang ulang. Pada tahap ini akan dijabarkan fungsi alat,
pengoperasian alat, kajian alat exsiting, identifikasi kebutuhan konsumen, kajian
dampak lingkungan dan mengklarifikasi permasalahan terhadap alat sebelumnya.
Dari hasil tahapan tersebut maka akan dibuat daftar tuntutan. Nantinya daftar
tuntutan akan dijadikan acuan dalam melakukan proses perancangan ulang.
III.2.1.1. Fungsi Alat
Fungsi dari alat pengarah yang akan dirancang ulang ini adalah untuk
mendinginkan dan mempertahankan bentuk hanger stick yang keluar dari proses
ekstrusi agar produk tersebut tidak mengalami cacat bentuk.
III.2.1.2. Pengoperasian Alat
Alat pengarah ini beroperasi setelah material hanger stick keluar dari
proses ekstrusi kemudian dipindahkan secara manual oleh operator pada alat
pengarah. Proses pemindahan manual tersebut dilakukan karena material yang
keluar dari proses ekstrusi masih bertekstur lunak dan tidak dapat otomatis
langsung mengarah terhadap alat pengarah. Adapun proses pengoprasian dari alat
pengarah ini yaitu:
1. Motor listrik DC yang terhubung dengan alat penarik dinyalakan.
2. Material hanger stick yang keluar dari proses ekstrusi akan
dipindahkan secara manual oleh operator terhadap alat pengarah.
Material hanger stick akan ditempatkan sesuai jalur hingga sampai
pada komponen penarik.
3. Material hanger stick yang sudah berada pada komponen penarik
kemudian akan tertarik oleh komponen penarik yang selanjutnya
diteruskan pada tahap pemotongan.
4. Material hanger stick kemudian diberi tanda sesuai panjangnya yaitu
40cm setelah itu dilakukan pemotongan oleh operator secara manual.
20
III.2.1.3. Kajian Existing Product
Pada sub bab ini akan dibahas mengenai produk yang telah ada di pasaran
guna mengetahui kapasitas kerja, kekurangan dan kelebihan yang nantinya dapat
dijadikan referensi ataupun inspirasi dalam pembuatan konsep rancangan.
1. Mesin ekstrusi untuk pipa PVC
Gambar III-2 Mesin ekstrusi pipa PVC
(Sumber: https://indonesian.alibaba.com)
Mesin ini diproduksi di China dengan kemampuan dapat mengekstrusi
pipa dengan diameter 20mm s/d 40mm. Berikut merupakan spesifikasi dari mesin
ekstrusi untuk pipa PVC.
a. Tegangan : 380v
b. Daya : 55kW
c. Desain sekrup : Ganda-sekrup
d. Dimensi : 10m x 1m x 1.5m
e. Penggunaan : Pipa PVC
2. Mesin ekstrusi untuk pipa HDPE
Gambar III-3 Mesin ekstrusi pipa HDPE
(Sumber: https://indonesian.alibaba.com)
21
Mesin ini diproduksi di China dengan kemampuan dapat mengekstrusi
pipa dengan diameter 30mm s/d 70mm. Berikut merupakan spesifikasi dari mesin
ekstrusi untuk pipa HDPE.
a. Tegangan : 380v
b. Daya : 37kW
c. Desain sekrup : Tungggal-sekrup
d. Dimensi : 20m x 2.5m x 2.2m
e. Penggunaan : Pipa HDPE
3. Mesin ekstrusi hanger stick CV KIRANYATA TEKNIK
Gambar III-4 Mesin ekstrusi hanger stick
Mesin ini milik perusahaan CV KIRANYATA TEKNIK. Fungsi awal
mesin ini adalah untuk membuat produk berbahan dasar karet. Berikut merupakan
spesifikasi dari mesin ekstrusi hanger stick.
a. Tegangan : 380v
b. Daya : 18kW
c. Desai sekrup : Tunggal-sekrup
d. Dimensi : 1.5m x 0.6m x 1.4m
e. Penggunaan : Rubber
Saat ini mesin tersebut dimodifikasi sehingga mampu memproduksi
material berbahan dasar plastik seperti produk hanger stick.
III.2.1.4. Kajian Kebutuhan
Proses wawancara dengan konsumen perlu dilakukan agar mendapatkan
data awal alat sebelumnya serta mendapatkan keinginan konsumen untuk alat
yang akan dirancang. Hal ini dilakukan agar alat yang akan dirancang sesuai
dengan kebutuhan konsumen dan diharapkan dapat menutupi kekurangan pada
22
alat sebelumnya. Kebutuhan dan permintaan konsumen tersebut adalah sebagai
berikut:
1. Proses penggunaan alat pengarah yang akan di rancang ulang mudah
digunakan. Pada saat material keluar dari proses ekstrusi, material
dapat dengan mudah ditempatkan pada alat pengarah tanpa
memerlukan waktu penyetelan yang lama.
2. Alat pengarah yang akan dirancang ulang diharapkan tidak terlalu sulit
untuk diperbaiki. Dalam hal ini komponen yang digunakan dalam
rancangan ini menggunakan komponen standar. Sehingga ketika
terjadi kerusakan pada salah satu komponen, komponen dapat dengan
mudah diperbaiki dan diganti.
3. Karena alat pengarah sebelumnya memiliki dimensi yang memakan
banyak ruang, diharapkan alat pengarah yang akan dirancang ulang
memiliki dimensi yang lebih kecil dan tidak memakan banyak ruang
seperti alat sebelumnya.
III.2.1.5. Kajian Dampak Lingkungan
Karena alat pengarah untuk hanger stick ini akan dioperasikan oleh
operator secara langsung, maka alat ini diharapkan tidak membahayakan
pengguna dan ramah lingkungan dengan kriteria sebagai berikut :
1. Tidak menimbulkan polusi udara, baik mengeluarkan bau maupun gas
buang.
2. Tidak menghasilkan suara lebih dari 91 dB berdasarkan Canadian Centre
for Occupational Health and Safety.
III.2.1.6. Klarifikasi Masalah
Sebelum masuk ke daftar tuntutan, pada proses perancangan ulang
terdapat tahap klarifikasi masalah. Kegunaan dari klarifikasi masalah ini adalah
untuk meninjau lebih detail mengenai permasalahan yang ada pada existing
product. Hal ini dilakukan untuk menunjang perancangan ulang yang akan
dilakukan. Isi dari klarifikasi masalah adalah berupa kajian-kajian yang
berhubungan dengan existing product. Adapun isi dari klarifikasi masalah akan
dipaparkan pada paragraf-paragraf berikut.
23
III.2.1.6.1. Kajian Geometri dan Dimensi
Pada kajian dimensi dan geometri akan dipaparkan mengenai bentuk dan
fungsi dari setiap komponen yang terdapat pada alat pengarah sebelumnya.
Dimensi total dari mesin ekstrusi beserta alat pengarah yaitu 3.3m x 0.35m x
1.2m. Gambar III-5 menunjukan bentuk dan dimensi total mesin ekstrusi beserta
alat pengarahnya.
Gambar III-5 Dimensi total mesin ekstrusi dan alat pengarah
Berikut akan ulas mengenai kajian geometri komponen yang terdapat pada
alat pengarah sebelumnya :
1. Pembentuk
Gambar III-6 Pembentuk
Kompoene pembentuk dapat dilihat pada Gambar III-6. Komponen ini
terdiri dari dua bagian yang disusun saling berhadapan. Dimensi keseluruhan dari
komponen pembentuk adalah panjang 150mm, lebar 73mm dan tinggi 22mm.
Tinggi
24
2. Pelurus
(a)
(b)
Gambar III-7 Komponen pelurus 1 (a) dan komponen pelurus 2 (b)
Komponen pelurus pada alat pengarah hanger stick dibuat meyerupai rel
atau slot. Komponen pelurus dapat dilihat pada Gambar III-7. Dimana hanger
stick yang keluar dari proses ekstrusi akan berada pada slot tersebut. Sehingga
kemungkinan hanger stick keluar jalur akan diminimalisir. Ada dua jenis bentuk
dari komponen pelurus ini. Dimana komponen tersebut ditempatkan secara
terpisah. Adapun dimensi umum dari komponen pelurus 1 (a) adalah panjang
1200mm, lebar 100mm dan tinggi 25mm. sedangkan untuk komponen pelurus 2
(b) adalah panjang 800mm, lebar 200mm dan tinggi 25mm.
3. Bak penampung air
Gambar III-8 Bak penampung air
Penampung air dalam alat pengarah dapat dilihat pada Gamnbar III-8. Bak
penampung air dalam alat pengarah hanger stick berberbentuk balok. Dimensi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
25
umum keseluruhan dari komponen penampunga air adalah panjang 1000mm,
lebar 200mm dan tinggi 200mm.
4. Rangka penopang
Gambar III-9 Rangka penopang
Rangka penopang dapat dilihat pada Gambar III-9. Rangka penopang
berbentu seperti meja. Dimensi keseluruhan dari rangka penopang adalah panjang
1000mm, lebar 200mm dan tinggi 740mm.
5. Konveyor
Gambar III-10 Konveyor
Tinggi
Tinggi
26
Konveyor dalam alat pengarah dapat dilihat pada Gambra III-10.
Konveyor memiliki dimensi keseluruhan yaitu panjang 800mm, lebar 200mm dan
tinggi 940mm.
Kajian geometri yang dipaparkan, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada
lampiran.
III.2.1.6.2. Kajian Fungsi
Pada kajian fungsi akan dijelaskan fungsi-fungsi setiap komponen beserta
hubungan komponen-komponen tersebut dengan dengan komponen lainnya.
Adapun pemaparan mengenai kajian fungsi adalah sebagia berikut
1. Pelurus
Fungsi komponen pelurus adalah untuk menjaga material plastik yang
keluar dari proses ekstrusi tetap pada jalurnya dan akan terarahkan pada proses
fungsi lainnya. Komponen penepat dipasang sejajar dengan mesin ekstrusi.
2. Pendingin
Fungsi komponen pendingin adalah untuk mendinginkan material plastik
yang keluar dari proses ekstrusi. Komponen pendingin ini merupakan komponen
standar yang dipasang disamping komponen pengarah.
3. Pembentuk
Fungsi komponen pembentuk adalah untuk menjaga bentuk material
plastik yang sebelumnya sudah terbentuk oleh dies pada mesin ekstrusi agar
material plastik tidak mengalami perubahan hingga mengakibatkan cacat bentuk.
Komponen pembentuk dipasang sejajar dengan mesin ekstrusi dan diletakan
sebelum komponen pengarah.
4. Penarik
Fungsi komponen penarik adalah untuk menarik material plastik dari hasil
proses ekstrusi. Komponen penarik ini dipasang sejajar dengan mesin ektrusi dan
diletakan setelah komponen pengarah.
5. Penopang
Fungsi komponen penopang adalah untuk menopang dari keseluruhan
sistem komponen dari alat pengarah.
27
III.2.1.6.3. Kajian Material
Pada bagian ini akan dipaparkan mengenai jenis – jenis material yang
digunakan pada setiap komponen dan jenis spesifikasi utama yang digunakan
sehingga material tersebut dipakai. Adapun pemaparan mengenai kajian material
adalah sebagai berikut.
1. Pelurus
Material yang digunakan pada komponen penepat merupakan baja profil L
yang dipasang sejajar. Matrial ini dipilih karena mudah dalam proses pemesinan
serta mudah ditemukan di pasaran.
2. Pembentuk
Material yang digunakan pada komponen ini sebelumnya menggunakan
baja profil L dan baja pejal AISI 1020. Proses pembuatan komponen pembentuk
ini menggunakan dua metode pemesinan serta penyambungan dengan
menggunakan metode pengelasan. Dikarenakan komponen pembentuk terbuat
dari jenis dan bentuk material yang berbeda serta proses pemesinan yang panjang,
maka material yang digunakan untuk komponen ini menggunakan satu jenis
material yaitu baja pejal AISI 1020 agar mempermudah proses pemesian dan
menghindari sambungan dengan menggunakan metode pengelasan.
3. Penopang
Material yang digunakan pada komponen penopang menggunakan baja
profil L. Material ini dipilih karena mudah dilakukan proses pemesinan serta
mudah ditemukan dipasaran.
III.2.1.6.4. Kajian Proses Manufaktur
Pada bagian ini akan dipaparkan mengenai proses manufaktur yang
digunakan untuk mendapatkan bentuk – bentuk komponen tersebut, cara
mendapatkan bentuk komponen tersebut, serta mengapa jenis proses manufaktur
tersebut dipilih. Adapun pemaparan mengenai kajian proses manufaktur adalah
sebagai berikut.
1. Pembentuk
Proses mnufaktur yang dilakukan pada komponen pembentuk yaitu
dengan metoda penyambungan. Karena komponen pembentuk pada alat
sebelumnya menggunakan baja profil L. Untuk melakukan proses penyambungan,
28
sebelumnya baja profil L dipotong terlebih dahulu dengan ukuran yang sudah ada
pada gambar kerja. Setelah proses pemotongan baja profil L selesai maka
selanjutnya dilakukan proses penyambungan dengan menggunakan metoda
pengelasan.
2. Penarik
Proses manufaktur yang dilakukan pada komponen penarik yaitu dengan
metoda machining. Metoda yang digunakan untuk membuat komponen penarik
yaitu metode proses pemesinan dan metoda penyambungan. Untuk metoda
machining, proses yang digunakan yaitu turning, milling, drilling dan cutting.
Sementara untuk metode penyambunga proses yang digunakan adalah
menggunakan pengelasan.
Permasalahan mengenai proses manufaktur yang dilakukan pada
komponen ini, terletak pada metode penyambungan. Dimana proses yang
dilakukan adalah penyambungan dengan menggunakan proses pengelasan. Hal ini
akan mengakibatkan sulitnya mengubah setingan pada komponen penarik
tersebut.
III.2.1.6.5. Kajian Pemilihan Komponen Standar
Selain komponen-komponen yang digunakan diatas adapun komponen-
komponen standar. Komponen-komponen ini tidak dilakukan proses manufaktur
lanjut. Komponen-komponen ini langsung di rakit sehingga menjadi alat
pengarah. Komponen-komponen tersebut adalah sebagai berikut
1. Fan
Fan merupakan salah satu komponen yang terdapat pada alat pengarah.
Fan berfungsi sebagai komponen pendingin untuk produk hanger stick. Gambar
III-11 menunjukan fan.
Gambar III-11 Fan
29
2. Baut dan mur
Baut dan mur merupakan komponen yang terdapat pada alat pengarah.
Baut dan mur digunakan sebagai alat untuk menyambung antara komponen satu
dengan komponen yang lainnya. Gambar III-12 menunjukan mur baut dan mur.
Gambar III-12 Baut dan mur
3. Konveyor
Konveyor yang digunakan pada alat pengarah ini bukan merupakan
konveyor standar yang dijual dipasaran. Konveyor ini merupakan alat yang dibuat
diperusahaan CV KIRANYATA TEKNIK. Namun komponen yang digunakan
dalam pembuatan konveyor banyak menggunakan komponen standar. Gambar III-
13 menunjukan konveyor.
Gambar III-13 Konveyor
30
III.2.1.6.6. Analisis dan Perhitungan
Untuk mengetahui permasalahan mengenai alat yang akan di rancang
ulang secara lebih mendalam diperlukan analisis. Selain digunakan untuk
mengetahui permasalahan analisis dapat digunakan juga untuk mengetahui tingkat
kelayakan dari alat. Analisis dapat dilakukan juga dengan menggunakan
perhitungan. Analisis dan perhitungan yang penulis lakukan hanya terfokus pada
komponen dan/atau pada part yang dianggap paling krusial dan dibutuhkan untuk
dilakukan perhitungan. Adapaun analisis dan perhitungan dari alat yang akan
dirancang ulang adalah sebagai berikut.
1. Menghitung kecepatan proses ekstrusi
Menghitung kecepatan proses ekstrusi merupakan salah satu kegiatan
dalam tahapan klarifikasi masalah. Hal ini bertujuan untuk mengetahui kecepatan
keluar material dari ekstruder. Untuk mengetahui kecepatan keluar material
plastik dari ekstruder adalah dengan cara melakukan pengukuran secara aktual.
Pengukuran dibantu dengan alat ukur yaitu meteran gulung dan stopwatch.
Pengukuran diawali dengan memberikan tanda garis pada base pengarah
sebanyak dua garis. Jarak garis satu dengan jarak kedua sepanjang 2m.
Selanjutnya mesin ekstrusi dijalankan dan mulai menghitung waktu yang
ditempuh material plastik dari garis satu ke garis 2. Waktu yang ditempuh oleh
material plastik dalam menempuh jarak 2m adalah 2menit 30detik . Kecepatan
keluar plastik dari ekstruder dapat dihitung menggunakan persamaan di bawah ini.
……………………………………(1)
Dimana :
v = Kecepatan (mm/s)
L = Panjang (mm)
t = Waktu (s)
Sehingga kecepatan plastik ketika keluar dari ekstruder adalah,
= 13,3333333 mm/s
31
2. Analisa kekuatan rangka menggunakan FEM
Analisa kekuatan rangka merupakan pengkajian selanjutnya yang
dianggap paling penting. Dimana rangka tersebut merupakan bagian yang
menahan bobot paling besar. Rangka ini digunakan untuk menopang bak
penampung air serta komponen lainnya. Gambar III-haha menunjukan rangka
yang akan dianalisi.
Sebelum melakukan analisis menggunakan FEM, terlebih dahulu
melakukan perhitungan tegangan tarik izin dan tegangan geser izin yang nantinya
akan dijadikan pembanding dalam proses analisa menggunakan FEM.
Dikarenakan rangka menggunakan material AISI 1020 maka didapatkan data
sebagai berikut:
1. Berat seluruh komponen (W) = 274,68 N
2. Tegangan yield AISI 1020 (𝜎𝑦) = 295 N/mm2
3. Tegangan geser AISI 1020 (𝜏𝑦) = 147,5 N/mm2
4. Faktor keamanan (sf) = 2
Langkah awal adalah menghitung besarnya nilai tarik izin adalah sebagai
berikut :
𝜎a =
…………………………………………(2)
Maka :
𝜎a =
= 147,5 N/mm
2
Tegangan geser izin dapat dicari dengan persamaan :
𝜏a =
………………………………………(3)
Maka :
𝜏a
= 73,75 N/mm
2
Setelah mendapatkan tegangan tarik izin dan tegangan geser izin,
selanjutnya dilakukan analisi dengan menggunakan FEM. Proses analisa
dilakukan pada fitur static structural software ANSYS. Untuk lebih jelas dengan
langkah-langkah yang dilakukan berikut tahapannya:
32
1. Pengaturan engineering data (material)
2. Masukan geometri rangka yang telah dibuat pada software CATIA ke
dalam workbench geometri ANSYS
3. Pengaturan model analisis (tumpuan, pengaturan gaya/beban, dan lain-
lain). Tumpuan fizd diatur pada 4 kaki rangka seperti yang terlihat
pada Gambar III-14.
Gambar III-14 Penempatan tumpuan dan gaya
Beban yang diterima terhadap rangka tersebut merupakan beban
merata sebesar 274,68 N.
4. Pengaturan meshing
5. Pengaturan solusi yang akan dihitung
6. Pembacaan hasil solusi berupa tegangan maksimal yang terjadi
Gambar III-15 menunjukan hasil FEM pada workbench static structural
ANSYS.
Gambar III-15 Hasil FEM
33
Berdasarkan hasil analisa yang dilakukan menggunakan fitur workbench
static structural ANSYS, tegangan maksimum yang terjadi pada rangka penopang
bak penampung air serta komponen lainnya adalah sebesar 37,837 MPa.
Untuk pengecekan, syarat kuat adalah tegangan yang terjadi harus lebih
kecil dari tegangan izin.
𝜎maks < 𝜎a
37,837MPa < 147,5 MPa
Dapat disimpulkan bahwa material yang digunakan dalam rangka
penopang kuat dan dapat digunakan.
III.2.1.7. Hasil Klarifikasi Masalah
Setelah dilakukan proses klarifikasi masalah, sebelum menuju daftar
tuntutan langkah berikutnya adalah merangkum hasil dari klarifikasi masalah.
Rangkuman mengenai klarifikasi masalah tersebut adalah hasil dari klarifikasi
masalah. Hasil dari klarifikasi masalah tersebut adalah sebagai berikut :
1. Geometri komponen pembentuk menyebabkan lamanya proses
penyetingan hanger stick terhadap alat pengarah.
Gambar III-16 Pembentuk
Geometri dari komponen pembentuk yang ditunjukan Gambar III-16
menyebabkan hanger stick yang akan ditempatkan pada alat pengarah
menjadi terkendala. Hal ini diakibatkan tidak adanya alur untuk
memudahkan hanger stick melewati komponen pembentuk. Gambar
III-17 menunjukan kendala pada saat proses penyetingan.
34
Gambar III-17 Kendala proses penyetingan
2. Profil L pada komponen yang berfungi untuk meluruskan hanger stick
terlalu kecil.
Profil L yang digunakan dalam komponen pelurus ini memiliki
dimensi yang lebih kecil disbanding hanger stick. Hal ini dapat
mengakibatkan hanger stick keluar jalur pada bagian yang tidak
tertutupi oleh profil L. Gambar III-18 menunjukan perbedaan pada
hanger stick dan profil L.
Gambar III-18 Perbedaan ketinggian hanger stick dan profil L 3. Knveyor sebagai komponen penarik tidak berfungsi sesuai yang
diinginkan.
Konveyor merupakan komponen yang digunakan sebagai alat penarik
hanger stick pada alat pengarah. Namun fungsi dari konveyor masih
belum optimal. Untuk dapat bergerak melewati konveyor, hanger stick
terlebih dahulu diberi pemberat agar dapat ditarik oleh konveyor.
Hanger stick
Profil L
35
Gambar III-19 menunjukan penggunaan konveyor dalam proses
menarik hanger stick.
Gambar III-19 Proses hanger stick ditarik konveyor
4. Komponen standar yang digunakan sudah cukup banyak mendominasi
pada alat pengarah sebelumnya. Sehingga tidak perlu banyak
melakukan perubahan.
III.2.1.8. Daftar Tuntutan
Hasil akhir dari tahap merencana ialah daftar tuntutan. Daftar tuntutan
nantinya akan dijadikan sebagai acuan dari perancangan ulang alat pengarah
untuk hanger stick. Daftar tuntutan dari perancangan ulang alat pengarah untuk
hanger stick hasil ekstrusi ialah sebagai berikut:
1. Proses penempatan material yang keluar dari proses ekstrusi terhadap alat
pengarah dapat dilakukan secara cepat dan mudah.
2. Dalam proses pengarahan material, material tidak keluar dari jalur
pengarah dan mengakibatkan terhambatnya proses produksi.
3. Menggunakan komponen yang mudah dalam perawatan.
4. Tidak memakan banyak tempat (maksimal panjang 1.5m, lebar 0.5 m dan
tinggi 1.5m)
5. Tidak menggunakan pneumatik dan hidrolik
6. Tidak membahayakan operator atau orang disekitar.
Tempat diletakannya pemberat
Hanger stick
Konveyor
36
III.2.2. Tahap Mengonsep
Tahap mengonsep merupakan tahap kedua dari tahap perancangan. Pada
tahap ini dijelaskan mengenai fungsi utama atau keseluruhan dari alat yang akan
dibuat. Dari fungsi utama tersebut kemudian diuraikan menjadi beberapa fungsi
bagian. Setiap fungsi bagian dicarikan beberapa alternatif solusi yang nantinya
akan dituangkan ke dalam kotak morofologi. Alternatif solusi dari tiap-tiap fungsi
bagian kemudian digabungkan. Dengan penggabungan tersebut, maka
menghasilkan beberapa variasi konsep rancangan. Selanjutnya dilakukan
penilaian konsep hingga didapat konsep terbaik dan menjadi konsep terpilih yang
akan dilanjutkan pada tahap merancang detail.
III.2.2.1. Fungsi Utama
Fungsi utama dari alat pengarah yang akan dirancang ulang ini adalah
untuk mengarahkan produk yang keluar dari hasil proses ekstrusi agar produk
tersebut tidak mengalami perubahan bentuk setelah proses ekstrusi.
III.2.2.2. Fungsi Bagian
Untuk mempermudah proses perancangan, fungsi utama dari alat pengarah
untuk hanger stick hasil proses ekstrusi diuraikan menjadi beberapa fungsi bagian.
Kemudian fungsi bagian ini dimasukan ke dalam kotak morfologi untuk dicarikan
beberapa alternatif solusi untuk setiap fungsi bagiannya. Fungsi bagian dari alat
pengarah untuk hanger stick hasil proses ekstrusi adalah sebagai berikut :
1. Fungsi meluruskan
Fungsi meluruskan berguna untuk mengarahka material plastik (yang
sudah dibentuk oleh dies saat proses ekstrusi) yang kemudian dibentuk kembali
dan diarahkan oleh pengarah tersebut agar material tersebut tidak mengalami
kegagalan bentuk atau cacat bentuk. Dalam proses meluruskan ini, material akan
diarahkan menuju proses pendinginan.
2. Fungsi pendinginan
Fungsi pendinginan berguna untuk mendinginkan material yang sedang
diarahkan. Proses ini berlangsung ketika material masuk dalam proses pengarah.
37
Hal ini dilakukan agar material tersebut cepat dingin dan tidak berubah bentuk
pada saat keluar dari proses pengarah.
3. Fungsi pembentukan
Fungsi pembentukan berguna untuk membentuk kembali material yang
sebelumnya sudah dibentuk oleh dies pada saat proses ekstrusi agar material tidak
mengalami cacat bentuk.
4. Fungsi penarik
Fungsi penarik berguna untuk membantu menarik material yang keluar
dari proses ekstrusi. Penarikan ini diharapkan agar material tersebut terbantu dan
tidak ada hambatan selama proses pengarah berlangsung.
5. Fungsi menopang
Fungsi menopang adalah fungsi untuk menopang keseluruhan komponen
dari alat pemotong karet yang telah dirancang.
III.2.2.3. Kotak Morfologi
Kotak morfologi merupakan tabel yang berisi beberapa alternatif solusi
dari setiap fungsi bagian. Kotak morfologi bertujuan agar alternatif solusi dari
setiap fungsi bagian bisa ditampilkan secara teratur, sehingga dapat
mempermudah pemilihan alternatif solusi untuk pembuatan konsep desain. Tabel
III-1 menunjukan kotak morfologi.
38
Tabel III-1 Kotak morfologi
No Fungsi Bagian Alternatif 1 Alternatif 2
A Meluruskan
Profil L
Roller
B Pendinginan
Menggunakan udara dengan menggunakan alat fan
(kipas angina)
+
Menggunakan air dengan menggunakan alat pompa
akuarium + tube
C Pembentukan
Dies
39
Tabel III-1 Kotak morfologi (lanjutan)
D Penarik
Mekanisme penarik 1
Roda/roller + Motor DC(sebagai sumber penggerak) +
puli & belt
Mekanisme ini bekerja dengan menjepit hanger stick
oleh kedua roda. Kemudian roda aktif yang menjadi
sumber penggerak akan menggerakan hanger stick
yang diikuti dengan berputarnya roda pasif.
Mekanisme penarik 2
Mekanisme ini bekerja dengan meletakan hanger stick
pada konveyor. Kemudian hanger stick akan terbawa oleh
konveyor
E Menopang
Konstruksi seperti meja dengan menggunakan baja
hollow
Konstruksi seperti bangku yang memanjang dengan
menggunakan profil L
40
III.2.2.4. Hasil Alternatif Konsep Desain
Mengacu pada Tabel III-1 mengenai kotak morfologi, maka alternatif konsep desain yang dihasilkan ialah sebanyak 3 konsep
desain. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel III-2.
Tabel III-2 Konsep alternativ desain
Konsep
Desain
Fungsi Bagian
Meluruskan Pendinginan Pembentukan Penarik Menopang
1 Roller Menggunakan media air Dies Mekanisme
penarik 1
Konstruksi seperti
meja dengan
menggunakan baja
hollow
2 Profil L Menggunakan media air
dan udara Dies
Mekanisme
penarik 1
Konstruksi seperti
bangku dengan
menggunakan baja
profil L
3 Roller Menggunakan media air Dies Mekanisme
penarik 2
Konstruksi seperti
meja dengan
menggunakan baja
hollow
Dari Tabel III-2. Selanjutnya dibuat sketsa gambar untuk memudahkan visualisasi konsep rancangan.
41
1. Variasi konsep 1
Pada variasi konsep 1, material plastik yang keluar dari ekstruder akan
langsung diarahkan pada alat pengarah secara manual. Cara kerja alat pengarah
untuk variasi konsep satu ini adalah ketika tombol on ditekan, maka conveyor
akan berjalan. Selanjutnya material plastik yang keluar dari ektruder ditempatkan
secara manual pada alat pengarah. Pada proses pengarahan, pertama material akan
masuk pada tahap pembentukan dengan dies selanjutnya material akan masuk
pada proses mengarahkan yang didalamnya terdapat roller untuk mengarahkan
dan conveyor sebagai penarik untuk material serta proses pendinginan dengan
menggunakan media air. Gambar III-20 menunjukan variasi konsep 1.
Gambar III-20 Variasi konsep 1
2. Variasi konsep 2
Pada variasi konsep 2, cara kerja sama seperti pada variasi konsep 1.
Namun dalam proses penarikan, konsep variasi 2 menggunakan roda karet serta
untuk pendinginan menggunakan udara yaitu dengan fan. Selain itu variasi konsep
2 memiliki dua sistem pembentukan diantaranya menggunakan dies untuk
pembentukan awal serta roller dan plat untuk proses pembentukan dengan
mekanisme membending. Berikut Gambar III-21 menunjukan variasi konsep 2.
42
Gambar III-21 Konsep variasi 2
3. Variasi konsep 3
Pada variasi konsep 3, cara kerja dan bentuk menyerupai konsep 1. Namun
yang membedakan adalah fungsi pembentukan dan fungsi meluruskan
menggunakan dies. Dalam variasi konsep 3 pun memiliki dua sistem
pembentukan yaitu menggunakan roller. Gambar III-22 menunjukan variasi
konsep 3.
Gambar III-22 Konsep variasi 3
43
III.2.2.5. Penilaian Kriteria Alternatif Konsep Desain
Penilaian kriteria alternatif konsep desain merupakan metode penentuan
konsep desain mana yang terbaik dan layak dilanjutkan ke tahap perancangan
detil. Penilaian kriteria meliputi beberapa aspek yang akan menentukan nilai dari
3 konsep desain yang sudah dihasilkan. Tabel III-2 menunjukkan perbandingan
antara aspek satu dengan aspek yang lainnya. Angka nol (0) menunjukan aspek
tersebut tidak lebih penting jika dibandingkan dengan aspek pembandingnya,
sedangkan untuk angka satu (1) menunjukan aspek tersebut lebih penting jika
dibandingkan dengan aspek pembandingnya. Tabel III-3 menunjukan
perbandingan aspek kriteria.
Tabel III-3 Perbandingan aspek kriteria
No Aspek A B C D E F G Nilai
A Kemudahan pembuatan part 0 1 1 0 1 1 4
B Estimasi Biaya produksi 1 1 1 0 1 1 5
C Kemudahan pengoperasian 0 0 0 0 0 1 1
D Kekokohan struktur 0 0 1 0 1 1 3
E Pemilihan komponen 1 1 1 1 1 1 6
F Dimensi alat 0 0 1 0 0 0 1
G Kemudahan perawatan 0 0 0 0 0 1 1
TOTAL NILAI 21
Tabel III-3 menunjukkan perbandingan antar aspek menghasilkan
pemilihan komponen sebagai aspek yang harus paling diperhatikan daripada
aspek lainnya. Kemudian setelah itu dilakukan pembobotan dari tiap-tiap aspek.
Rumus pembobotan ialah sebagai berikut:
Dari rumus di atas, maka didapatlah pembobotan dari setiap aspek dengan
cara nilai dibagi dengan total nilai kemudian dikalikan 100%. Tabel III-4
memperlihatkan hasil pembobotan dari seluruh aspek.
44
Tabel III-4 Pembobotan aspek penilaian
No Aspek Nilai Bobot (%)
A Kemudahan pembuatan part 4 19,04
B Estimasi biaya produksi 5 23,80
C Kemudahan pengoperasian 1 4,76
D Kekokohan struktur 3 14,28
E Pemilihan komponen 6 28,57
F Dimensi alat 1 4,76
G Kemudahan perawatan 1 4,76
TOTAL BOBOT 100
Setelah penentuan bobot dilakukan, langkah selanjutnya ialah penilaian
konsep desain sesuai dengan aspek yang telah ditentukan. Proses penilaian konsep
desain ini yang pada akhirnya akan dipilih konsep desain terpilih sesuai dengan
nilai yang telah ditentukan. Nilai yang ditentukan mempunyai batasan nomor,
mulai dari 1 sampai dengan 4. Angka 1 menandakan nilai paling kecil, sedangkan
angka 4 menandakan nilai yang paling besar. Adapun keterangan dari seluruh
aspek terlihat pada Tabel III- 5.
Tabel III-5 Keterangan seluruh aspek
No Aspek Nilai Keterangan
A Kemudahan pembuatan
part
1 Dikerjakan dengan proses pengecoran
2 Dikerjakan dengan proses non
konvensional (EDM, WJM, dan lain-lain)
3 Dikerjakan pada mesin konvensional
otomatis seperti CNC
4 Dapat dikerjakan pada mesin konvensional
manual oleh operator.
B Estimasi biaya produksi
1 Sangat Mahal (lebih dari 9 juta)
2 Mahal (6 – 9 juta)
3 Cukup Murah (3 – 6 juta)
4 Murah (kurang dari 3 juta)
45
Tabel III-5 Keterangan seluruh aspek (lanjutan)
C Kemudahan
pengoperasian
1 Sangat sulit (semua kontrol menggunakan
manual)
2 Sulit (lebih banyak kontrol manual daripada
kontrol otomatis)
3 Cukup mudah (lebih banyak kontrol
otomatis daripada kontrol manual)
4 Sangat mudah (semua kontrol menggunakan
otomatis)
D Kekokohan struktur
1 Kurang kokoh ( mampu menerima beban
<10 kg)
2 Cukup kokoh (mampu menerima beban 10 –
25 kg)
3 Kokoh (mampu menerima beban 25 – 50
kg)
4 Sangat kokoh (mampu menerima beban >50
kg)
E Pemilihan komponen
1 Seluruh komponen dimanufaktur sendiri
2 Sebagian kecil menggunakan komponen
standar
3 Sebagian besar menggunakan komponen
standar
4 Seluruh komponen menggunakan
komponen standar
F Dimensi alat
1 Sangat memakan banyak tempat (1 x 1,5 x
2 m)
2 Memakan banyak tempat (0,75 x 1,5 x 2
m)
3 Tidak terlalu memakan banyak tempat
(0,75x 1,2 x 2 m)
4 Tidak memakan banyak tempat (0,75 x 1 x
2 m)
G Kemudahan perawatan
1 Harus memanggil orang ahli
2 Dibutuhkan pelatihan terlebih dahulu
3 Cukup membaca buku petunjuk
4 Mudah dirawat tanpa harus membaca buku
petunjuk ataupun didampingi orang ahli
46
Setelah tahap pembobotan dan tahap perbandingan antar aspek selesai
dilakukan, maka langkah selanjutnya ialah penilaian keseluruhan alternatif konsep
desain yang telah dibuat berdasarkan kotak morfologi yang telah ditentukan.
Tabel III-6 merupakan hasil perhitungan.
Tabel III-6 Hasil penilaian
Dari hasil Tabel III-6 tentang penilaian alternatif konsep desain didapatkan
bahwa konsep desain dua merupakan konsep yang memiliki nilai terbesar dengan
total nilai 3,2847. Dapat disimpulkan bahwa konsep desain dua merupakan
konsep terpilih.
Konsep Desain Terpilih
Konsep desain terpilih dari rancangan ulang alat pengarah untuk hanger
stick hasil ekstrusi ialah konsep desain 2. Gambar III-21 menunjukan konsep
desain terpilih.
47
Gambar III-23 Konsep variasi terpilih
III.2.3. Tahap Merancang Detail
Tahap merancang detail ini menjelaskan pengkajian mengenai aspek-aspek
yang mendukung proses perancangan ulang yang dilakukan. Dalam pengkajian ini
dilakukan dengan mengkaji setiap aspek-aspek yang digunakan pada alat
sebelumnya dan membandingkannya dengan alat yang sudah dirancang ulang.
Adapun aspek-aspek yang dikaji diantaranya pengkajian mengenai pemilihan
komponen standar, pengkajian terhadap proses pembuatan alat, pengkajian
terhadap fungsi kontrol dan kendali, pengkajian mengenai aspek ekonomi,
pengkajian mengenai aspek perawatan, pengkajian mengenai aspek ergonomic
dan estetika, pengkajian mengenai kekuatan bahan dan pemanfaatan material,
pengkajian mengenai sistematika perhitungan dan pemilihan komponen serta
pengkajian mengenai pengoperasian alat.
48
III.2.3.1. Pemanfaatan / Pemilihan Komponen Standar
Mengacu pada konsep terpilih dan adanya improvement yang dilakukan
untuk perancangan ulang alat pengarah untuk hanger stick hasil ekstrusi, berikut
beberapa kompone standar yang diaplikasikan :
1. Motor listrik
2. Puli
3. Fan (kipas angina pada Komputer PC)
4. Roda caster
5. Kopling
6. Baut dan mur
7. Round drive belt
8. Flexible water oil coolent pipe
9. Baja profil L
10. Plat baja
11. Dan lain-lain
Selanjutnya diperlukan perhitungan dan analisis yang lebih mendalam
pada beberapa komponen penting untuk mengetahui spesifikasi dan dimensi
komponen yang akan diaplikasikan pada alat pengarah hanger stick.
III.2.3.2. Sistematika Perhitungan Komponen
Pada tahap ini konsep desain terpilih akan dikaji secarai detail. Beberapa
komponen penting harus dianalisa untuk menentukan ukuran, posisi dan tipe dari
setiap komponen. Dikarenakan alat pengarah sebelumnya tidak terlalu banyak
membutuhkan perubahan dan alat pengarah yang dibuat tidak memerlukan daya
yang tinggi, maka perhitungan yang akan dilakukan hanya pada salah satu
komponen penggerak. Hal ini dilakukan karena komponen penggerak yang
dilakukan perubahan paling signifikan. Salah satu komponen penggerak yang
akan dilakukan perhitungan yaitu pada motor listrik. Berikut merupakan data awal
dalam melakukan perhitungan :
1. Kecepatan laju ekstrusi (v) = 13,3333333 mm/s
2. Berat hanger stick (F) = 100 g = 10 N
3. Diameter roda aktif (D) = Ø50 mm
49
Berdasarkan data diatas maka dapat dilakukan pencarian data yang
dibutuhkan mengenai daya motor listrik dan kecepatan putaran motor listrik.
Berikut merupakan perhitungan yang dilakukan :
1. Menentukan daya motor listrik
Untuk menentukan daya motor listrik yang dibutuhkan dapat
menggunakan persamaan berikut :
P = F . v.....................................................(4)
Dimana :
P = Daya motor (watt)
F = Gaya geser (N)
v = Kecepatan linier (m/s)
Maka :
P = 10 . 13,3333333/1000 = 133,333333 watt
2. Menentukan kecepatan putaran motor listrik
Untuk menentukan kecepatan putaran motor listrik dapat menggunakan
persamaan berikut :
n =
…………………………...……...(5)
Dimana :
n = Kecepatan putaran (rpm)
v = Kecepatan linier (m/s)
K = Keliling lingkaran (m)
Maka :
n =
= 157 rpm
III.2.3.3. Aspek Proses Manufaktur
Sub bab ini membahas mengenai kajian keterbuatan dari komponen alata
pengarah hanger stick. Komponen yang akan dikaji adalah komponen pembentuk.
1. Komponen pembentuk
Komponen pembentuk merupakan komponen penting dalam alat pengarah
hanger stick. Apabila komponen pembentuk tidak lebih baik dari komponen
pembentuk yang terdapat pada alat pengarah hanger stick sebelumnya tentu akan
50
kembali menghambat proses produksi hanger stick. Salah satu solusi yang diambil
adalah dengan merubah geometri dari komponen pembentuk sebelumnya. Gambar
III-24 menunjukan komponen pembentuk yang baru.
Gambar III-24 Komponen pembentuk baru
Komponen pembentuk ini dibuat dengan menggunakan mesin frais. Untuk
mempermudah penyetingan maka dibuat sudut kemiringan terhadap salah satu
bagian komponen pembentuk. Tujuannya agar memudahkan hanger stick
melewati komponen pembentuk. Gambar III-25 menunjukan bentuk komponen
yang diberi sudut kemiringan.
Gambar III-25 Penunjukan sudut kemiringan
Ada beberapa cara untuk membuat sudut kemiringan pada komponen ini.
Cara yang pertama adalah dengan memutarkan ragum dan cara yang kedua
Memiliki sudut kemiringan
51
dengan memutarkan vertical head pada mesin frais. Gambar III-hha menunjukan
mesin frais.
III.2.3.4. Fungsi Kontrol dan Kendali
Pada sub bab ini akan dijelaskan mengenai fungsi kontrol dan kendali
pada alat pengarah. Pada alat pengarah ini sistem yang menggunakan kontrol
hanya terdapat pada komponen penggerak. Dimana komponen tersebut digerakan
oleh motor DC. Berikut merupakan urutan langkah kerja dari alat pengarah:
1. Tekan tombol ON pada mesin ekstrusi dan komponen penggerak.
2. Setelah proses produksi selesai tekan tombol OFF pada mesin ekstrusi
dan alat pengarah.
III.2.3.5. Aspek Ekonomi
Aspek ekonomi dari alat ini meliputi harga komponen standar, harga raw
material dan ongkos pengerjaan. Untuk ongkos pengerjaan pada alat pengarah ini
tidak dirincikan secara detail, dikarenakan proses pengerjaan akan dilakukan oleh
perusahaan CV. KIRANYATA TEKNIK. Untuk rincian komponen standard dan
raw material dapat dilihat pada bill of material.
III.2.3.6. Aspek Perawatan
Perawatan yang dapat dilakukan pada alat pengarah ini cukup dengan
membersihkan masing-masing komponen. Pembersihan yang dilakukan tidak
perlu dengan peralatan khusus. Pembersihan dapat dilakukan dengan
menggunakan kaian bersih seperti majun.
52
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1. Hasil
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai hasil tugas akhir. Hasil tersebut
berupa gambar susunan, gambar bagian, diagram kelistrikan dan kontrol, bill of
material, spesifikasi akhir alat, cara pengoperasian dan perawatan, dan prinsip
kerja alat.
IV.1.1. Gambar Susunan
Gambar susunan merupakan gambar rancangan alat pengarah secara
keseluruhan. Gambar susunan terdiri dari beberapa sub assembly. Masing-masing
sub assembly memiliki fungsi sendiri. Dari masing-masing sub assembly ini
kemudian digabungkan hingga memiliki fungsi yang saling berhubungan satu
sama lain. Adapun gambar susunan dapat dilihat pada lampran D. Gambar IV-1
menunjukan rancangan alat pengarah.
Gambar IV-1 Rancangan alat pengarah
53
IV.1.2. Gambar Bagian
Gambar bagian merupakan gambar spesifik dari tiap-tiap komponen alat
pengarah. Dalam gambar ini terdapat informasi berupa dimensi, material yang
digunakan dan berbagai macam informasi yang dibutuhkan dalam proses
manufaktur. Gambar bagian dapat dilihat pada lampiran.
IV.1.3. Diagram Kelistrikan dan Kontrol
Hasil perancangan alat pengarah ini didapatkan berupa sistem kontrol
untuk memudahkan operator dalam menggunakan alat pengarah. Gambar IV-2
menunjukan diagram kelistrikan dan kontrol pada rancangan alat pengarah.
Gambar IV-2 Diagram kelistrikan
54
IV.1.4. Daftar Kebutuhan Material
Daftar kebutuhan material merupakan tabel yang berisi dari berbagai
komponen yang akan digunakan pada alat pengarah. Selain itu daftar kebutuhan
material juga merincikan informasi nama, jumlah, harga dan dimensi. Daftar
kebutuhan harga dapat dilihat pada lampiran.
IV.1.5. Spesifikasi Akhir Alat
Spesifikasi akhir alat pengarah adalah sebagai berikut:
1. Alat pengarah ini memiliki dimensi total yaitu panjang 1500mm, lebar
200mm dan tinggi 988mm.
2. Sistem pendinginan dengan menggunakan media udara dan media air.
3. Mengguakan motor DC sebagai sumber penggerak komponen
penggerak.
IV.1.6. Prinsip dan Cara Kerja Alat
Alat pengarah ini beroperasi setelah material hanger stick keluar dari
proses ekstrusi kemudian dipindahkan secara manual oleh operator pada alat
pengarah. Proses pemindahan manual tersebut dilakukan karena material yang
keluar dari proses ekstrusi masih bertekstur lunak dan tidak dapat otomatis
langsung mengarah terhadap alat pengarah. Adapun proses pengoprasian dari alat
pengarah ini yaitu:
1. Motor listrik DC yang terhubung dengan alat penarik dinyalakan.
2. Material hanger stick yang keluar dari proses ekstrusi akan
dipindahkan secara manual oleh operator terhadap alat pengarah.
Material hanger stick akan ditempatkan sesuai jalur hingga sampai
pada komponen penarik.
3. Material hanger stick yang sudah berada pada komponen penarik
kemudian akan tertarik oleh komponen penarik yang selanjutnya
diteruskan pada komponen pembending.
4. Material hanger stick yang sudah melewati komponen pembending
selanjutnya akan dipotong secara manual oleh operator dengan
ukuran yang sudah ditentukan sebelumnya.
55
IV.2. Pembahasan
Pembahasan menjelaskan kesesuaian antara hasil dari perancangan alat
pengarah dan daftar tuntutan. Tabel IV. 1 menunjukan kesesuaian daftar tuntutan.
Tabel IV-1 Kesesuaian terhadap daftar tuntutan
No Daftar Tuntutan Hasil Keterangan
1. Proses penempatan material
yang keluar dari proses ekstrusi
terhadap alat pengarah dapat
dilakukan secara cepat dan
mudah.
Komponen pembentuk
memiliki sudut untuk
memudahkan material yang
keluar dari die dari proses
ekstrusi.
Tercapai
2. Dalam proses pengarahan
material, material tidak keluar
dari jalur pengarah dan
mengakibatkan terhambatnya
proses produksi.
Alat pengarah memiliki
dimensi yang lebih ringkas
dari alat dan jarak antara
komponen sangat
berdekatan sehingga sedikit
kemungkinan material untuk
keluar jalur.
Tercapai
3. Menggunakan komponen yang
mudah dalam perawatan.
Alat pengarah menggunakan
material yang mudah
ditemukan dipasaran. Jika
ada kendala atau kerusakan
pada salah satu komponen
maka operator dapat dengan
mudah mendapatkan
komponen tersebut.
Tarcapai
4. Tidak memakan banyak tempat
(maksimal 1,5x1x2m)
Dimensi akhir dari alat
pengarah yaitu, panjang
1,5m, lebar 0,2m dan tinggi,
0,988m.
Tercapai
5. Tidak menggunakan pneumatik
dan hidrolik
Komponen penggerak
dalam alat pengarah
menggunakan motor DC
sebagai sumber penggerak.
Sedangkan untuk
penyetingan masih manual
dilakukan oleh operator.
Tercapai
Memiliki sudut kemiringan
56
Tabel IV-1 Kesesuaian daftar tuntutan (lanjutan)
6. Tidak membahayakan operator
atau orang disekitar
Alat pengarah tidak
membahayakan operator.
Tercapai
57
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1. Kesimpulan
Kesimpulan adalah hal-hal yang dapat disimpulkan dari hasil proses
perancangan alat pengarah yang telah dilakukan. Dari keseluruhan proses
perancangan alat pengarah, didapatkan spesifikasi akhir sebagai berikut:
1. Alat pengarah ini memiliki dimensi total yaitu panjang 1500mm,
lebar 200mm dan tinggi 988mm.
2. Sistem pendinginan dengan menggunakan media udara dan media
air.
3. Mengguakan motor DC sebagai sumber penggerak komponen
penggerak.
Gambar V-1 menunjukan rancangan alat pengarah.
Gambar V-1 Rancangan alat pengarah
V.2. Saran
Saran kedepannya untuk alat pengarah ini yaitu melakukan analisis
mengenai efisiensi produksi dari proses ekstrusi produk hanger stick. Sehingga
proses produksi dapat lebih meningkat.
58
DAFTAR PUSTAKA
1. Harold F. Giles, J. R. (2005). Extrusion : The Definitive Processing Guide
and Handbook. USA: William Andrew, Inc.
2. Jones, F. D. (1920). JIG AND FIXTURE DESIGN. NEW YORK: THE
INDUSTRIAL PRESS.
3. Santosa, Aa. (2017). Jurnal Ilmu dan Aplikasi Teknik. PERANCANGAN JIG
DAN FIXTURE SISTEM PNEUMATIK UNTUK PROSES PEMASANGAN
BEARING DAN ABSORBER PADA VELG REAR WHEEL, 1.
4. [Noname]. Material Data Sheet E8505. 2006 [cited 2017 20 January];
Available from :
http://www.tss.trelleborg.com/ecatalog/img/datasheets/E8505.pdf
5. Fischer, Ulrich, dkk. 2010. Mechanical Metal and Trades Handbook. Europa
Lehrmittel. Germany.
6. Hassan. MECHANICAL ENGINEERING, JIG and FIXTURE. 2010 [cited
2017 20 Januari]; Avaliable from:
http://engineeringhut.blogspot.co.id/2010/11/jigs-and-fixtures.html
7. Fatahul. JIG AND FIXTURE, Alat penepat. 2009 [cited 2017 20 Januari];
Avaliable from: http://fatahulmesin.blogspot.co.id/2009/08/alat-penepat.html
8. Imam Tahayor. Materi Proses Ekstrusi. 2014 [cited 2017 23 Januari]; Available
from: http://qtasamasama.blogspot.co.id/2014/05/materi-proses-ekstrusi.html
9. Rudy Permadi. Mengenal Pipa HDPE. 2012 [cited 2017 23 Januari];
Available from: http://www.kompasiana.com/pipa-hdpe/mengenal-pipa-hdpe-
high-density-polyethylene_5517304a813311ce669de29d
59
LAMPIRAN A DAFTAR RIWAYAT HIDUP
60
C U R R I C U L U M V I T A E
Data Pribadi
Nama :
Adi Ivan Agustiawan
Tempat dan
Tanggal Lahir
: Banjar, 22 Agustus 1994
Jenis Kelamin : Laki-laki
Marital Status : Belum kawin
Pengguna Bahasa
Kewarganegaraan
Agama
Tinggi badan
Alamat
Telepon
:
:
:
:
:
:
:
Indonesia
Indonesia
Islam
163 cm
Jl. Jati Asri no. 256 RT
06/08 Kel. Jatihandap Kec.
Mandalajati Bandung 40193
(089) 628260222
IPK Terakhir
:
2,98
Pendidikan
Sekolah Tempat Tahun
Universitas Politeknik Negeri Bandung 2013-Sekarang
Sekolah Menengah Umum SMK Negeri 2 Bandung 2010-2013
Sekolah Menengah Pertama SMP Negeri 16 Bandung 2007-2010
Sekolah Dasar SDN 1 Girimukti 2001-2007
Pengalaman Organisasi
Nama Organisasi Posisi Tahun
Palang Merah Remaja ( Unit
SMKN 2 Bandung ) Div. Diklat 2010-2012
Himpunan Mahasiswa Mesin Anggota Himpunan Mahasiswa 2013-Sekarang
61
POLBAN Mesin
Tim Mobil Listrik POLBAN untuk
Indonesia Energy Marathon
Challenge 2014
Mekanik 2013-2015
Team EIectric Prototype POLBAN
for IEMC and Shell Eco-Marathon
Asia
Support Mekanik 2013-2014
Tim Pengembangan Otomotif
Polban Kadiv. Desain 2013-Sekarang
UKM Paduan Suara Mahasiswa
Polban Div. Kepelatihan 2013-2015
Tim Mobil Diesel POLBAN untuk
Kontes Mobil Hemat Energi 2015 Mekanik 2014-2015
Tim Mobil Listrik POLBAN untuk
Kontes Mobil Hemat Energi 2016 Manager TIM 2015-sekarang
Pengalaman kerja
Perusahaan / Tempat Bekerja Rincian Tahun
PT. Pindad (Persero) Kerja praktek (Mekanik dan Welding) 2011
PT. Dirgantara Indonesia (Persero) Magang industry 1 (Design
Engineering) 2015
Skill Aplikasi Komputer
Software Rincian Tingkat
kompetensi
Microsoft Word Ms. Word, Ms. Excel, Ms. Power Point Baik
Ansys Analisa FEM, Beam, Buckling, dan lain-lain Baik
Autocad 2D Drafting Baik
CATIA Part Design, Sheet Metal, Drafting, Surface Design,
Assembly Baik
62
FluidSIM (Hydraulic &
Pneumatic)
Simulasi Pneumatic Hydraulic, Simulasi Electro
Hydraulic Baik
Cimatron Simulasi proses manufacturing dan design Baik
Mastercam Simulasi proses manufacturing dan design Baik
Autodesk Inventor 3D modelling dan 2D drafting Cukup
Solidwork 3D modelling dan 2D drafting Cukup
MDSolids Diagram benda bebas, diagram geser, diagram
momen Baik
Kemampuan Teknik
Memahami keilmuan gambar teknik meliputi standardisasi, proyeksi, potongan, ukuran, pandangan,
kekasaran permukaan, toleransi dll
Mampu merancang suatu produk berdasarkan permintaan yang ada dengan mengaplikasikan
keilmuan dasar teknik mesin baik secara kelompok, maupun individu
Menguasai dasar fabrikasi dan permesinan (Bubut, Milling, Drilling, dll)
Menguasai dasar pengelasan OAW , SMAW dan GMAW
Menguasai dasar Pneumatic dan Hidrolik
Menguasai dasar pengujian material
Mempunyai dasar teknik pengukuran
Kemampuan Bahasa
Jenis Bahasa Tingkat Kelancaran
Lisan Tulisan
Bahasa daerah Sunda Baik Baik
Bahasa Indonesia Baik Baik
Bahasa Inggris Cukup Cukup
Seminar, Pelatihan, dll
No Rincian Tahun
1 Peserta pelatihan kedisiplinan dan bela negara Politeknik
Negeri Bandung 2013
63
2 Peserta program pengenalan kehidupan kampus (PPKK)
Politeknik Negeri Bandung 2013
3 Peserta pelatihan komputer, Politeknik Negeri Bandung 2013
4 Peserta training motivasi mahasiswa baru 2013
5 ESQ Basic Leadership Training, Politeknik Negeri Bandung 2013
6 Peserta kuliah tamu, PT. Atlas Copco Indonesia 2014
7 Peserta kuliah tamu, PT. Schlumberger dan bearing 2016
Personal Attitude
- Dapat Bekerja dengan baik dalam tim maupun individu
- Dapat bekerja dibawah tekanan
- Dapat beradaptasi dengan baik
Saya menyatakan bahwa semua informasi di atas adalah benar.
Bandung, 18 Desember 2016
Adi Ivan Agustiawan
64
LAMPIRAN B DOKUMEN KAJIAN EXISTING
65
LAMPIRAN C BILL OF MATERIAL
66
No Nama komponen Jumlah Bahan Ukuran (mm) Keterangan Harga Harga Total
1 Fan 1 - 80x80x24 Rp40,000 Rp40,000
2 flexible water oil coolant pipe 3 - - Misumi HOSAJ2-0-1-A1 Rp303,000 Rp909,000
3 Profil L lubang 1 Steel 35x35x6000 t = 2mm Rp150,000 Rp150,000
4 Baut dan mur 20 SCM 435 M5 Rp500 Rp10,000
5 Plat 1 steel 1220x2440x2 Rp303,000 Rp303,000
6 Baut dan mur 20 SCM 435 M6 ISO 4014 & ISO 4032 Rp500 Rp10,000
7 Baut dan mur 25 SCM 435 M10 ISO 4014 & ISO 4032 Rp650 Rp16,250
8 Baja profil L 1 AISI 1020 40x40x6000 t = 3mm Rp100,000 Rp100,000
9 Poros Sliding 1 kuningan d30x45 Rp30,000 Rp30,000
10 Poros penggerak 1 AISI 1020 d20x125 Rp12,000 Rp12,000
11 Puli 1 S45C Misumi VMPN50-9-P5 Rp20,000 Rp20,000
12 Round drive belt 1 Poly Urethane d10x126 Rp10,000 Rp10,000
13 Set screw 1 S45C M5x20 Rp5,000 Rp5,000
14 Motor listrik 1 Sukasa TG-85B-AGD Rp712,821 Rp712,821
15 Caster wheel 1 SPCC Misumi CNGJ50-R Rp100,000 Rp100,000
16 Baut dan mur 20 SCM 435 M12 ISO 4014 & ISO 4032 Rp700 Rp14,000
17 Poros Sliding 2 kuningan d45x20 Rp30,000 Rp60,000
18 billet baja 1 AISI 1020 30x30x205 Rp7,500 Rp7,500
19 Plat baja 3 Steel 100x50x5 Rp12,000 Rp36,000
20 billet baja 1 steel 60x25x20 Rp12,000 Rp12,000
21 Pipa 2 AISI 1040 d20x40 t = 5 mm Rp3,000 Rp6,000
22 square hollow 1 AISI 1020 40x40x6000 t = 2 mm Rp120,000 Rp120,000
23 Plat baja 1 Steel 1050x100x5 Rp20,000 Rp20,000
Total Rp2,703,571
Tabel Bill Of Material
67
LAMPIRAN D DOKUMENTASI GAMBAR SUSUNAN
68
LAMPIRAN E SURAT PERNYATAAN PENILAIAN
69
Surat Pernyataan
Berdasarkan diskusi serta pengutaraan pendapat dari perusahaan CV
Kiranyata Teknik dalam menentukan aspek penilaian kriteria. Dimana aspek
penilaian tersebut akan menjadi acuan dalam menilai variasi konsep. Maka
didapatkan hasil berupa perbandingan aspek kriteria penilaian yang dapat dilihat
pada tabel.
Tabel kriteria penilaian
No Aspek A B C D E F G Nilai
A Kemudahan pembuatan part 0 1 1 0 1 1 4
B Estimasi Biaya produksi 1 1 1 0 1 1 5
C Kemudahan pengoperasian 0 0 0 0 0 1 1
D Kekokohan struktur 0 0 1 0 1 1 3
E Pemilihan komponen 1 1 1 1 1 1 6
F Dimensi alat 0 0 1 0 0 0 1
G Kemudahan perawatan 0 0 0 0 0 1 1
TOTAL NILAI 21
Hasil penilaian yang didapat “sah” dan dapat digunakan untuk dilakukan
perhitungan terhadap konsep desain yang telah dibuat.
Demikian pernyataan ini dibuat sebenar-benarnya dan semoga dapat
dipergunakan sebagai mana mestinya.
Bandung, 16 Februari 2017
Agus Kabir