## ANALISA KEKASARAN PERMUKAAN HASIL PROSES PENGAMPELASAN TERHADAP LOGAM DENGAN PERBEDAAN KEKERASAN
Karmin 1) , M. Ginting 2) , Moch.Yunus 3)
1)2)3) Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Sriwijaya Jl. Srijaya Negara Bukit Besar Palembang 30139 Telp: 0711-353414 Fax: 0711-453211 E-mail: karmin12@gmail.com

## Abstrak
Proses  pengerjaan  dengan  mesin  yang  mempunyai  kemampuan  yang  sama untuk  mencapai  kekasaran/  kwalitas  permukaan  benda  kerja,  tetapi  didalam kenyataan  terkadang  sulit  dilakukan  terhadap  bentuk  benda  tertentu  sehinga diperlukan  harus  memilih  alternatip  lain.  Ampelas  adalah  salah  satu  perkakas yang  unik  yang  sampai  sekarang  ini  masih  diproduksi  dan  dipasarkan  yang artinya  perkakas  ini  masih  dipertahankan  keberadaannya  untuk  kepentingan sebagai  alat  pemeroses  material  terutama  yang  sulit  dikerjakan  dengan  mesin ataupun yang tidak mampu proses lain untuk mencapai kreteria kekasaran yang dibutuhkan.  Secara  teoritis  kekasaran  yang  dihasilkan  dengan  penegerjaaan mesin  atau  alat,  tidak  saja  tergantung  dengan  alat  semata  tetapi  materialpun dapat mempengaruhi hal ini. Perkakas ini mempunyai banyak pilihan grit butiran abrasive  yang  disediakan  yang  tentunya  akan  menghasilkan  keksaran  yang berbeda.  Pada  penerapan  grit  ampelas  yang  sama  terhadap  bahan  yang mempuyai  kekerasan  yang  berbeda  juga  akan  menghasilkan  kekasaran permukaan  yang  berbeda  pula.  Sesuai  dengan  hasil  pengujian  dengan  grit ampelas (60-1200) kekasaran yang mampu dicapai untuk pemerosesan material baja karbon adalah; (0,04- 099 μm), kuningan (0,05 - 1,54 μm),Tembaga (0,08 -1,69 μm), aluminium (0,14 - 1,93 μm)
Kata kunci : Grit Ampelas, kekasaran

## Abstract
Machining process that has the same ability to achieve  roughness /quality of the workpiece surface , but in reality is sometimes difficult to do certain things so that the form need to choose another alternative.
Abrasive paper is one of the unique tools that until now is still manufactured and marketed which means that this tool is retained for the benefit of its existence as a material pemeroses especially hard done by machines or other processes that are  not  able  to  achieve  the  required  criteria  roughness  .  Theoretically penegerjaaan  roughness  generated  by  a  machine  or  device  ,  does  not  only depend on the tool itself but materialpun can affect this.
This tool has many options provided grit abrasive grains which would result in a different  keksaran  .  On  the  application  of  the  abrasive  grit  there  to  materials  of different  hardness  mempuyai  will  also  produce  different  surface  roughness.  In accordance with the results of the test with grit sandpaper (60-1200 ) roughness that can be achieved for processing the material is carbon steel; (0.04 μm to 099 μm) , brass (from 0.05 μm to 1.54 µm) , Copper (0.08 μm - 1.69 µm) aluminium (0,14 μm to 1,93 μm)
Keywords : Grit Abrasive paper , roughness

## 1. PENDAHULUAN
Pada  kegiatan  produksi,  kualitas permukaan yang ditampilkan dapat mempengaruhi  nilai  jual  suatu  produk.  Kita menyadari bahwa permukaan yang
dikerjakan,  baik  dengan  mesin  maupun secara  manual  sedikit  banyaknya  selalu
akan  menyimpang  dari  permukaan  ideal sehingga  timbul  kekasaran,  gelombang  dan kerataan.  Kwalitas  permukaan  yang  halus tidak hanya berkaitan terhadap toleransi dan istitika produk tetapi juga dapat memperpanjang  umur  pakai  (sevice  life) terutama  untuk  permukaan  kontak  dan saling  bergesekan,  hal  ini  menyebabkan para ahli teknik memberikan perhatian  yang lebih terhadap kwalitas permukaan.
Banyak  cara  dan  proses  yang  dapat diterapkan pada pemerosesan akhir permukaan  benada  kerja,  misalnya  dengan mesin  ataupun  alat/  perkakas,  masing- masing akan menghasilkan kualitas permukaan  produk  yang  berbeda-beda sesuai dengan batas kemampuannya mesin/ alat itu sendiri. Beragam mesin/perkakas
yang dikembangkan merupakan satu upaya untuk memudahkan memilih mesin atau perkakas. Coated  Abrasive  atau  yang  lebih  umum dikenal  dengan  nama  Amplas  (abrasives) banyak  digunakan  untuk  segala  macam pekerjaan  dari  pekerjaan  mulai  dari  yang kasar  hingga  pekerjaan  yang  menghasilkan kilau/kilap  (kehalusan)  yang  sangat  tinggi (6).  Amplas  mempunyai  unjuk  kerja  yang unik  dengan  menghasilkan  kekasaran  yang bervariasi dengan tersedia banyak tingkatan kekasaran yang
susuai
kekasaran permukaan yang dinginkan. Menggunakan amplas akan
memberikan  hasil  yang  sangat  bersih  pada permukaan  benda  kerja  sehingga  akan memberikan daya lekat yang baik sekali bila diterapkan  pada  benda  kerja  yang  akan dilapisi  oleh  suatu  coating.  Disamping  itu pengerjaan  akhir  suatu  permukaan  dengan bentuk/  perkerja  tertentu  terkadang  tidak dapat  digantikan  dengan  mesin  sehingga alternatifnya  digantikian  dengan  ampelas kertas  (abrasive  paper).  Perkakas  ini mempunyai  banyak  pilihan  ukuran  grit butiran  abrasive  yang  disediakan  yang tentunya  akan  menghasilkan  kekasaran yang  berbeda  namun  berapa  batasan kekasaran  yang  dapat  dicapai  ?.  Pada penelitian  ini  penulis  ingin  mengetahui/ mengungkap besaran tersebut.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## Kekerasan Brinell
Kekerasan didefinisikan sebagai
ketahanan suatu material terhadap indentasi/ penetrasi permanen  akibat beban dinamis  atau  statis.  Metode  pengujian kekerasan  Brinell  salah  satu  dari  pengujian
kekerasan  yang  banyak  digunakan  untuk mnentukan  kekerasan  terutama  bahan bahan  yang  kekerasan  rendah.  Angka kekerasan brinell, dinyatakan dalam HB(3) .
HB =   2 2 ( 2 d D D D P   
HB = Angka kekasaran Brinell D   = Diameter Bola baja d   = Diameter indentasi

## Ampelas Kertas
Abrasive  Paper  Sheet  adalah  produk abrasive/  amplas  yang  dibuat  dari  bahan alumunium  oksida  dan  memiliki  backing kertas yang  sangat  fleksibel.  Produk ampelas  umumnya  berbasis  kertas,  kain, kombinasi,  polyester  film  dan  fiber.  Dengan perekat yang digunakan berupa Glue, Resin dan  water  froof.  Partikel  abrasive  yang digunakan  umumnya  meliputi  :  Aluminum Oksida,  Silikon  Karbida,  Alumina  Zirconia, Sintetis  Diamond,  dan  Cubitron  yang merupakan penemuan untuk mineral Ceramic  Aluminum  Oxide  (6).Dipasaran ampelas kertas ini mempunyai banyak merk dagang  dan  juga  beragam  ukuran  grit  yang disediakan    dari  ukuran  grit  yang  rendah sampai yang tertinggi.

## Kekasaran permukaan
Tekstur  permukaan  seperti  yang ditampilkan  pada  gambar  1  terdiri  dari penyimpangan  acak    yang  berulang  pada permukaan normal dari suatu obyek permukaan. Kekasaran mengacu pada jarak penyimpangan    dari  permukaan  yang nominal  yang  ditentukan  oleh  karakteristik material  dan  cara  memproses  hingga diperoleh  bentuk  permukaan  itu.  Waviness menggambarkan besar penyimpangan pengaturan  jarak  sayatan  saat  pengerjaan, kondisi  ini  dapat  diakibatkan  oleh  getaran, lenturan,  perlakuan  panas  dan  factor  lain. Kekasaran  permukaan  adalah  karakteristik terukur  yang  mengacu  pada  penyimpangan kekasaran  sebagaimana  uraian  di  atas. Permukaan  akhir  (surface  finish)  adalah suatu  istilah  hubungan  yang  mencerminkan kehalusan atau mutu umum suatu permukaan.  Didalam  pemakaian  kata  yang umum,  permukaan  akhir  sering  digunakan sebagai  suatu  kata  lain  untuk  kekasaran permukaan.
........ (1)
Gambar 1 : Surface Texture Features (1)
Definisi Para meter Kekasaran .
a.  Penyimpangan  Rata-rata  Aritmatik  dari
Garis Rata-rata Profil (R a ) Ra adalah rata-rata absulut penyimpangan  yang  diukur  dari  garis rata-rata ( center line ) profil efektif (7) .
M  = Luas  keseluruhan  (arsiran)  diatas dan dibawah center line l = Panjang bagianyang diuji
(evaluation length)
Gambar 2 :  Kurva Kekasaran (7)
Gambar 3 : Sample Length and Evaluation Length (7)
b.   Higth of Rougness Curve (Rt)
Ketidak  rataan  ketinggian  maksimum adalah  jarak  antara  dua  garis  sejajar  yang menyinggung  profil  pada  titik  tertinggi  dan terendah antara panjang bagian yang diuji.
c.   Ketidak rataan Ketinggian Sepuluh Titik (Rz)
Ketidak  rataan  ketinggian  sepuluh  titik (Rz)  adalah  jarak  rata-rata  antara  lima puncak  tertinggi  dan  lima  lembah  terdalam disepanjang  bagian  yang  diuji,  yang  diukur dari  garis  sejajar  dengan  garis  rata-rata disepanjang ”evalution length”.
Gambar 4. Menentukan R z (JIS) Menggunakan Kurva Kekasaran (7)
........(2)
.......... (3)
Suatu kekasaran permukaan akan memberikan  kesan  dan  perasaan  bila  kita menyentuh/memegang  suatu  benda.  Dalam kegiatan  produksi,  karakteristik  permukaan adalah penting bagi insinyur untuk memahami  teknologi  apa  yang  pantas  dan cocok  untuk  memperoleh  kekasan  yang diharapkan  tersebut.  Secara  komersial kekasaran  permukaan  dibutuhkan  dan didasari  pertimbangan  tersendiri  sesuai penerapan produk itu sendiri.
Pertimbangan pertimbangan
yang menyangkut  kekasaran  permukaan  antara lain;
1. Alasan  estitika:  Permukaan  itu  halus dan bebas goresan dan memungkinkan memberi  suatu  kesan  baik  kepada pelanggan.
2. Permukaan mempengaruhi keselamatan. 3. Gesekan  dan  tahan  pakai/Keausan tergantung pada karakteristik permukaan. 4. Permukaan mempengaruhi sifat
mekanaik  dan  sifat  fisis;  contoh, permukaan  yang kasar menjadikan titik konsentrasi tegangan.
5. Perakitan  bagian-bagian  permukaan mengikat sambungan (suaian sesak)
6. Memperbaiki kontak elektrik permukaan. Secara umum biaya proses akan bertambah dengan  adanya  memperbaiki  permukaan akhir. Ini disebabkan adanya biaya operasional  tambahan  dan  waktu.  Pada proses  manufaktur  menentukan  permukaan akhir  dan  keutuhan  permukaan.  Beberapa proses sudah menjadi sifat dan kemampuan atas permukaan yang dihasilkan sebagaimana ditunjukan pada tabel 1.
Tabel 1. Nilai Kekasaran Permukaan dihasilkan berbagai Proses Manufaktur (1) .

## 3. METODE PENELITIAN.
Pada  penelitian  ini  dilakukan  dengan tahap  pelaksanaan  antara  lain:  studi literature, persiapan dan pengujian kekasaran  hasil  pengampelasan.  Studi literatur  dilakukan  berdasarkan  buku-buku teks, handbook ,  jurnal  dan  informasi  yang diperoleh  dari  berbagai  sumber  yang  terkait dengan permasalahan.

## Persiapan.
Material  yang  akan  diuji  dipotong  dengan ukuran  Ф50  mmx  15  mm  masing -masing
sebanyak  5  potong  dengan  mesin  gergaji kemudian  bidang  potong  diratakan  dengan mesin  bubut.  Pengampelasan  material dengan  mesin rotary  Grinder dan  pendingin air, pengampelasan dimulai dari grit ampelas  yang terkecil  hingga  yang  terbesar secara  bertahap  (60,  100,  120,  220,  320, 400, 600, 800, 1000, 1200).

## Pengujian .
Pengujian  dilakukan  terhadap  material meliputi;
 Pengujian Kekerasan.

Pengujian Kekasaran permukaan. Process Typecal Surface Finish Range of Roughness, (μm) Process Typecal Surface Finish Range of Roughness, ( μm) Die Casting Good 1 – 2 Turning Good 0.5 - 6 Invesment casting Good 1.5 – 3 Grinding Very Good 0.1 – 2 Sand Casting Poor 12 - 25 Honing Very Good 0.1 – 1 Cold rolling Good 1 – 3 Lapping Excelent 0.05 – 0.5 Sheet Metal draw Good 1 – 3 Polishing Excelent 0.1 – 0.5 Cold Extrusion Good 1 – 3 Superfinishing Excelent 0.02 – 0.3 Hot rolling Poor 12 - 25 Chemical Milling Medium 1..5 – 5 Boring Good 0.5 – 6 Electrochemical Good 0..2 -  2 Drilling Medium 1.5 – 6 Electric Discharge Medium 1..5 – 15 Milling Good 1 – 6 Electron Beam Medium 1..5 – 15 Planing Medium 1.5 – 12 Laser Beam Medium 1..5 – 15 Reaming Good 1 – 3 Arc Welding Poor 5 - 25 Shaping Medium 1.5 – 12 Flame Cutting Poor 12 -25 Sawing Poor 3 - 25 Flasma Arc Cutting Poor 12 – 25
Pengujian  kekasaran  dilakukan  dengan melakukan  terhadap  berbagai  ukuran  grit ampelas  dan  diterapkan  pada  logam  yang terbatas  (Baja  karbon,  tembaga,  kuningan dan  aluminium    yang  sebelumya  diuji kekerasannya).
Bahan dan Peralatan Penelitian . 1. Bahan : Baja  ,kuningan,  tembanga,  Aluminium dan kertas ampelas bebagai grit.
2. Peralatan :
Mesin  potong,Mesin  bubut,  Mesin rotary  Grinding,  Mesin  Uji  Kekerasan,
dan alat uji kekasaran.
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  tahapan pelaksanaan seperti ditunjukan pada gambar  5  diagram  alir  prosedur  penelitian berikut ini.
Gambar 5 :  Diagram  Alur  Prosedur Penelitian

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian  kekerasan  masing-masing material  dialakukan  sebanyak  10  titik menggunakan metode brinell, hasil pengujian setelah dirata-ratakan ditampilkan dalam  bentuk  grafik  pada  gambar  6. Pengujian kekasaran masing-masing perlakuan  permukaan  material  dilakukan  di dua  puluh  titik/lokasi  permukaan.  Data  rata- rata  hasil  pengujian  kekasaran  masing –
masing  proses  ditabelkan  pada  tabel  2  dan grafik gambar 7.
Gambar 6 : Grafik Kekerasan Material
Tabel 2 . Nilai Kekasaran Rata-rata
Data  pada  tabel  2,  dapat  ditampilkan  pula dalam  bentuk  grafik  pada  gambar  7  berikut ini.
Gambar 7 :  Grafik Capaian Kekasaran Tiap Grit Ampelas
Pada  grafik  gambar  7  memperlihatkan, bahwa  semakin  tinggi  grit  ampelas,  hasil kekasaran  yang  dipai  semakin  halus.  Dari ke-empat  material  yang  diproses  dengan ampelas, material yang lebih keras Grit Ampelas Rata- rata Ra (μm ) ̅ Baja Cu-Zn Cu Al 60 0,99 1,54 1,69 1,93 1,54 100 0,91 1,47 1,43 1,59 1,35 120 0,86 0,97 0,81 1,17 0,95 220 0,40 0,67 0,62 1,00 0,67 320 0,22 0,30 0,30 0,72 0,39 400 0,18 0,23 0,23 0,27 0,23 600 0,13 0,20 0,20 0,26 0,20 800 0,09 0,17 0,14 0,20 0,15 1000 0,07 0,07 0,10 0,16 0,10 1200 0,04 0,05 0,08 0,14 0,08 PEMBAHASA N DATA PENGUJIAN Kekasaran PERSIAPAN: - Studi Literatur - Pembentukan  material eksperimen PENGUJIAN: Kekerasan MATERIAL EKSPERIMEN

## PENGAMPLASAN MATERIAL
(Git 60,100,120,220,320,400,600,
800,1000,1200)
mempunyai  kecendrungan  dapat  diperoleh nilai kekasaran yang rendah/ halus, khususnya hasil ampelas grit 60-320. Penaksiran  interval  kekasaran  dari  masing- masing  grit  ampelas  dari  tabel  2,  menurut teori penaksiran data rata-rata (5) :
N Z X Kekasaran N Z X     * * 2 / 2 /           N X N X 1  N   = Jumlah sampel X = Rata-rata   Besar kesalahan yang ditolirir
100 % - α = Tingkat keyakinan
Dengan  mengambil  tingkat  kepercayaan terhadap  data  pengujian  sebesar  98%,
maka dari table Distribusi Normal diperoleh (5) :
33 , 2 2 /   Z

## UNTUK GRIT AMPELAS 60
N = 80, X = 1,54
      N X N X 1  1374 , 0 80 54 , 1 1 80 54 , 1           0154 , 0 80 1374 , 0   N  1,54 – 2,33  (  0,0154  )
  Kekasaran 1,54 + 2,33 ( 0,0154 ) 1,50   Kekasaran 1,58
Dari  perhitungan  ,  batas  kemampuan  rata- rata  yang  dapat  dihasilkan dengan ampelas Grit 60 adalah  1,50 – 1,58 μm atau dengan tingkat kekasaran kisaran N7

## UNTUK GRIT AMPELAS 100
N = 80, X = 1,54
      N X N X 1  1288 , 0 80 35 , 1 1 80 35 , 1      
    0144 , 0 80 1288 , 0   N  1,35 – 2,33  (  0,0144  )   Kekasaran 1,35
+ 2,33 ( 0,0144)
1,32  
Kekasaran 1,38
Dari  perhitungan  ,  batas  kemampuan  rata- rata  yang  dapat  dihasilkan dengan ampelas Grit  100  adalah    1,32 – 1,38 μm atau dengan tingkat kekasaran kisaran N7 Interval  nilai  kekasaran  minimum  dan maksimum berdasarkan grit ampelas, dengan perhitungan seperti diatas diperoleh seperti pada tabel 3.
Tabel 3. Interval Kekasaran dan Tingkat Kekasaran Grit Ampelas Taksiran Interval Nilai Kekasaran, ( μm ) Tingkat Kekasaran Min Maks. 60 1,50 1,58 N7 100 1,32 1,38 N7 120 0,92 0,98 N7 220 0,65 0,69 N6 320 0,37 0,41 N5 400 0,22 0,24 N4 600 0,19 0,21 N4 800 0,22 0,24 N4 1000 0,09 0,11 N3 1200 0,07 0,14 N3

## 5. KESIMPULAN.
1.  Dari  data  yang  dihasilkan  (table  2)  dan grafik  “ Grafik  Capaian  Kekasaran  Tiap Grit                Ampelas)  ,  tampak  nyata  dari ketiga  material  yang  diampelas  dengan
Grit ampelas yang rendah akan menghasilkan  permukaan  yang  kasar (nilai kekasaran yang tinggi).
2.  Dari  ketiga  material  itu  yang  paling menonjol perbedaannya berada pada grit ampelas dibawah 100.
3.  Ada  perbedaan  capaian  hasil  antara material yang berbeda kekerasan, material yang makin lunak memungkinan capaian  kekasaran  sedikit  lebih  kasar dari  bahan  yang  agak  keras  dan  kurang stabil  (table  2).  Halini  dimungkinkan adanya penempelan serpihan abrasi dari logam  itu  sendiri  dan  sekaligus  menjadi abrasive dalam proses pengampealasan.
4.  Dari analisa statistik, secara umum untuk ketiga  material  batasan/  kisaran  yang dapat  dicapai  dengan  proses  akhir ( finishing proses ) dengan ampelas adalah 0,07 μm
– 1,38 μm (N3 – N7).

## DAFTAR PUSTAKA
1. E.  Paul  DeGarmo,  Ronal  A.  Kohser, 2003,  Materials  and  Processes  in
Manufacturing, Ninth Edition,John Wiley & Sons, Inc. . (4)
2. Frederick  E.  Giesecke,  Mitchell,1980, Technical  Drawing,  seventh  edition,
Machimillan  Publishing  Co.,  Inch.  New York
3.    John  R.  Newby,  1992,  ASTM,  Vol  8 Machanical Testing, ASM International , Printed in the United States of America. 4.    Sriati Djaprie ME,M.Met,1998, Teknologi Mekanik Jilid 1 Edisi 7  Versi, Penerbit Erlangga.
5.     Sudjana,  Pof,  1994,  Desain  dan Analisis Eksperimen, edisi III , Penerbit TQRSITO Bandung.
6. …….. Sell  Abrasive  Products  Amplas Grit  Abrasives  /  Sanding  Belt  /  Disc  / Paper    Abrasive  Juni  24,  2013  by abrasiveshop. Internet  .
7. ………,  Surface  Roughness  Tester, User‟s  Manual
SJ- 201P, Mitutoyo No. 99MBB079A4 SERIES No.178

## RIWAYAT PENULIS
Karmin, lahir di Muara Tenang/ Muara Enim Sumsel 12 Juli 1959. Pendidikan terakhir S- 2  Universitas  Pancasila  Jakarta.Status kepegawaian  Dosen  Teknik        Mesin  Polsri dari  tahun  1998  hingga  sekarang.  Jabatan akdemik: Lektor kepala.
M.Ginting, lahir   di Batukarang/ Karo Su-mut 20  Mei  1955.  Pendidikan  terakhir  S-2 Universitas Pancasila Jakarta.Status kepegawaian  Dosen  Teknik        Mesin  Polsri dari  tahun  1985  hingga  sekarang.  Jabatan akdemik: Lektor kepala.
Moch.Yunus, lahir di Semarang 16 Juni 1957. Pendidikan terakhir S-2 Universitas Pancasila Jakarta.Status kepegawaian  Dosen  Teknik        Mesin  Polsri dari  tahun  1985  hingga  sekarang.  Jabatan akdemik: Lektor kepala .