Pembuatan Alat Uji Impak Charpy Untuk Material Plastik Dengan Takik

## Sugeng Kurniadi
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Batam
E-mail: sugengkurniadi@univbatam.ac.id
Abstrak-- Pengujian  impak  merupakan  suatu  pemgujian  untuk  mengukur  ketahanan  bahan terhadap  beban  kejut.  Pengujian  impak  mensimulasikan  kondisi  operasi  material  yang  sering ditemui  dimana  beban  tidak  selamanya  terjadi  secara  perlahan-lahan  melainkan  secara  tiba- tiba. Tujuan yang ingin dicapai dari tugas akhir ini adalah membuat alat uji impak Charpy untuk material plastik dengan takik. Alat uji impak yang dibuat menggunakan standar ASTM D 6110 - 97. Pada proses pembuatan alat pembuat uji impak charpy untu k material plastik dengan takik dibuat  dengan  pertimbangan  sebagai  pembuktian  hasil  dari  perancangan  alat  pembuat  uji impak  charpy  untuk  material  plastik  dengan  takik,  komponen-komponen  dibuat  dengan  jenis bahan  dan  ukuran  sesuai  dengan  perancangan.  Langkah-langkah  proses  pembuatan  alat pembuat uji impak charpy untuk material plastik dengan takik diawali dengan mengindentifikasi gambar  komponen-komponen  yang  akan  dilakukan  proses  pemesinan  dan  proses penyambungan.  Proses  pembuatan  menggunakan  gerinda  potong  dan  mesin  sawing sedangkan proses pemesinan menggunakan mesin bubut, mesin frais, mesin grinding. Proses penyambungan  menggunakan  las  SMAW  dengan  menggunakan  elektroda  E  6013  Ø  3,2. Proses  perakitan  merupakan  proses penyatuan komponen -kompoenen alat  pembuat  uji  impak charpy  untuk  material  plastik  dengan  takik  sehingga  dapat  berfungsi  sesuai  dengan perancangan alat.
Kata kunci: Material plastik, impak charpy, ASTM, proses pembuatan
Abstract-- Impact  testing  is  a  test  to  measure  the  resistance  of  materials  with  shock  load  patents. Impact testing was simulates material operating conditions that are often encountered where the load does  not  always  occur  slowly  but  suddenly  happened.  The  aim  of  this  final  project  is  to  create  a Charpy  impact  testing  equipment  for  plastic  material  with  a  notching.  This  impact  test  equipment  is referring  to  ASTM  D  6110-97  standard.  In  the  process  of  making  charpy  impact  test  equipment  for plastic  materials  with  notches  made  with  consideration  as  proof  of  the  results  of  designing  charpy impact  test  equipment  for  plastic  materials  with  notches,  the  components  are  made  with  the  type  of material  and  size  according  to  the  design.  The  steps  in  the  process  of  making  a  charpy  impact  test maker  for  plastic  material  with  a  notch  begin  by  identifying  the  drawing  of  the  components  to  be machined  and  the  assembly  process.  Manufacturing  process  using  cutting  grinders  and  sawing machines while the machining process uses lathes, milling machines, grinding machines. The welding process uses SMAW welding using the E 6013 Ø 3.2 electrode. The assembly process is the process of uniting components of charpy impact test equipment for plastic material with a notch so that it can function in accordance with the design of the tool.
Keywords: Plastic material, impact charpy, ASTM, manufacturing process

## 1.  PENDAHULUAN
Penggunaan  bahan  plastik  sebagai  alternative pengganti bahan logam dalam bidang permesinan sudah  semakin  luas.  Hal  ini  dikarenakan  oleh adanya  keuntungan  dengan  adanya  penggunaan bahan  plastik  seperti  pada  bidang  kontruksi menjadi lebih ringan, tahan karat, dan kekuatannya  dapat  dipilih  dan  digunakan  sesuai dengan pembebanan yang diberikan.
Pengunaan material plastik sebagai bahan secara tepat  dan  efisien  membutuhkan  pengetahuan yang  luas  akan  sifat-sifat  mekaniknya.  Pengujian bahan  dilakukan  untuk  mengetahui  sifat-sifat mekanik  bahan  atau  kelemahan  bahan  sehingga pada proses pemilihan bahan dapat dengan tepat
sebelum  bahan  tersebut  dipakai. Untuk pengujian bahan baik itu untuk bahan plastik maupun logam sudah  diatur  oleh  standar  yaitu  American  Society for Testing and Material (ASTM) yang didalamnya telah  mengatur  cara  melakukan  pengujian  secara lengkap dengan batasan yang telah disetujui oleh para ilmuan.
Saat ini  Universitas  Batam  belum  memiliki alat uji impak  tersebut.  Untuk  pengembangan  kualitas mahasiswa  khususnya  jurusan  teknik  mesin diperlukan pembuatan alat uji tersebut. Pembuatan  alat  uji  ini  akan  dapat  membantu mahasiswa  dan  dosen  teknik  mesin  untuk mengetahu  sifat  sifat  mekanik  dari  bahan  plastik yang  akan  diteliti  dan  diukur.  Salah  satu  alat  uji yang diperlukan adalah alat uji impak.
Pengujian  impak  merupakan  suatu  pengujian untuk  mengukur  ketahanan  bahan  terhadap beban  kejut.  Pengujian  impak  terdiri  dari  2  jenis yaitu  pengujian  impak Charpy dan  pengujian impak Izod. Pengujian yang dilakukan dalam skala kecil  pada  umumnya  adalah  uji  impak Charpy . Pengujian  tipe Charpy ini  dipilih  karena  dirasa lebih  sederhana  dan  aman  karena  spesimen ditahan di dua posisi pada prosedur pengujiannya. Hasil  dari  pengujian  impak  sendiri  nantinya  akan dapat  diketahui  tingkat  kegetasan  dan  harga impak  material.  Berdasarkan  kenyataan  diatas, maka  penulis  akan  melaksanakan  penelitian sebagai  Tugas  Akhir  dengan  judul  “Pembuatan Alat  Uji  Impak Charpy Untuk  Material  Plastik Dengan  Takik ”.  Agar  penelitian  ini  lebih  terarah dan  dalam  pembahasannya  lebih  fokus,  maka dalam  penelitian  ini  diberikan  batasan-batasan sebagai berikut :
1. Spesimen  yang  diuji  memiliki  kekuatan  impak maksimum sebesar 2.7 Joule.
2. Pembuatan alat uji impak Charpy untuk material plastik  dengan  takik  meliputi  pembuatan  dan pemotongan  material.  Adapun  komponen – komponen  yang  ada  dipasaran  seperti  baut, bearing  dan  sebagainya  tidak  dibuat  melainkan dipilih  yang  sesuai  dengan  komponen  yang akan  digunakan  menurut  kebutuhan  dimensi dan estetika.
3. Alat  uji  impak  ini  dibuat  mengikuti  standart ASTM D 6110-97

## 2.  METODOLOGI
2.1 Proses Pembuatan
Tahap awal pembuatan adalah dengan melakukan  identifikasi  terhadap  gambar  kerja perancangan.  Sesuai  dengan  informasi  yang terdapat  pada  gambar  kerja,  yakni  berupa dimensi,  bentuk  dan  jenis  pengerjaan,  maka dilakukan  persiapan  gambar  kerja,  persiapan mesin,  bahan,  dan  peralatan  lainnya.  Setelah semua persiapan cukup,  maka dilakukan proses pemotongan  bahan.  Tahapan  berikutnya  adalah pembentukan material dengan
proses
pemesinan    menjadi  bentuk  dan  ukuran  sesuai permintaan gambar. Pada proses ini menggunakan  berbagai  mesin  perkakas,  di antaranya  adalah  mesin  milling,  mesin  bubut, mesin gerinda meja dan mesin perkakas lainnya. Setelah  didapat  benda  dengan  bentuk  dan ukuran sesuai permintaan gambar maka dilakukan  perakitan  alat  sehingga  menjadi bentuk alat sesuai dengan rancangan.
Gambar 1. Diagram alir proses pembuatan alat uji impak charpy untuk material plastik
2.2 Perancangan alat uji impak charpy Berdasarkan perancangan alat uji impak charpy untuk  material  plastik,  komponen-komponen alat ini meliputi :
1. Lengan Ayun dan pendulum
Pemotongan Repair
Dimensi bagus? Tidak Pemesinan Pengelasan Dimensi bagus? Repair Tidak Ya Ya Penyelesaian permukaan Pengecatan Finishing Selesai Mulai Identifikasi Gambar Persiapan Bahan Persiapan
Mesin
2. Poros 3. Dudukan spesimen 4. Rangka
5. Dudukan / Base
6. Plat Pendukung
Gambar 2. Komponen alat uji impak charpy untuk material plastik

## 2.3 Persiapan alat dan bahan
Alat  dan  mesin  merupakan  hal  yang  amat penting  dalam suatu  proses pembuatan, terutama  pada  proses  pembuatan  komponen alat uji impak. Agar di dalam proses pembuatan dapat  berjalan  dengan  lancar,  maka  perlu mempersiapkan alat-alat dan mesin-mesin yang akan digunakan. Alat dan mesin yang digunakan  didalam  tahap  proses  pembuatan alat uji impak ini adalah sebagai berikut :
1.  Meteran 3-8 meter
2.  Penggaris Siku
3.  Jangka Sorong
4.  Gerinda Tangan
5.  Mesin Las
6.  Mesin Bubut
7.  Mesin Frais
8.  Mesin Bor
9.  Kunci L
Bahan  dalam  pembuatan  alat  uji  Impak Charpy untuk material plastik yaitu: 1.  Pelat Tebal 10 mm ( mild steel )
2.  Pelat Alumunium tebal 20 mm
3.  Pelat Alumunium tebal 10 mm
4.  Plastik Material  100 mm x 10 mm x 10 mm 5. Bearing OD 42 x ID 20 x 12 thickness
6. Round bar diameter 25.4 mm x 200 mm 7.  U Channel 800  mmx100  mmx5  mm mild steel
8.  Baut M8 x 25 mm
9.  Baut M6 x 20 mm
2.4 Proses pembuatan alat uji impak charpy Pada  proses  pembuatan  alat  uji  impak  untuk material  bahan  plastik  ini  terdapat  bagian- bagian  yang  harus  melalui  proses  pemesinan dan  proses  pengelasan.  Beberapa  komponen alat  yang  diproses  menjadi  sebuah  komponen utuh  antara  lain,  dudukan/base,  rangka,  poros, lengan ayun, pendulum. 1.  Pembuatan Lengan Ayun 2.  Pembuatan Pendulum
3.  Pembuatan Poros
4.  Pembuatan dudukan spesimen
5.  Pembuatan Dudukan Mesin / Base
6.  Pembuatan Rangka 7.  Pembuatan  Plat  pendukung  (atas,  bawah, dan belakang)
8.  Pembuatan Busur
9.  Bantalan (Bearing)
10. Baut dan mur
Setelah  semua  komponen  alat  selesai  dibuat berdasarkan  hasil  rancangan  maka  komponen- komponen  tersebut harus  dirakit  sesuai dengan gambar  yang  telah  dirancang.  Adapun  proses perakitan  alat  uji  impak  ini  antara  lain  adalah sebagai berikut :
1.  Persiapkan  semua  komponen-komponen alat yang telah selesai dan siap dirakit.
2.  Langkah-langkah perakitan :
a.  Pasang  dudukan/base  ke  plat  pendukung bawah  dengan  menggunakan  baut  M8 sebanyak 5 buah dan ketatkan.
b. Pasang  rangka  “U  channel”  sebanyak  2 buah  ke  dudukan  plat  pendukung  bawah dengan  menggunakan  baut  M8  sebanyak  6 buah dan ketatkan.
c.  Pasang  plat  pendukung  belakang  pada  plat pendukung  bawah  dengan  menggunakan baut M8 sebanyak 6 buah.
3.  Luruskan  plat  pendukung  belakang  dengan kedudukan  rangka  supaya  berdiri  tegak  90° dengan  menggunakan  baut  M6  sebanyak  6 buah.
4.  Pasang  dudukan  spesimen  pada  rangka dengan  menggunakan  baut  M8  sebanyak  6 buah dan ketatkan.
5.  Pasang  dudukan  bantalan  pada  rangka dengan  menggunakan  baut  M8  sebanyak  4 buah  dan  pasang  bantalan  pada  dudukan bantalan  dengan  menggunakan  baut  M6 sebanyak 4 buah.
6.  Pasang  poros  yang  sudah  tersambung dengan lengan ayun dan pendulum sebelumnya ke  bantalan  dengan  cara  memasukkan  poros sisi  kiri  terlebih  dahulu  dilanjutkan  bantalan sebelah kanan.
7.  Pasang dudukan busur pada rangka dengan menggunakan  baut  M8  sebanyak  2  buah  dan ketatkan.
8.  Sebelum  busur  dipasang  pada  tempatnya,
tempel  terlebih  dahulu  sticker  kebusur  dengan hati-hati.  Setting  posisi  nol  derajatnya  sesuai dengan rancangan.
9.  Pasangkan 2 jarum ke busur. Lalu diketatkan dengan menggunakan baut pengunci.
10. Check  kembali  dimensi,jarak  dan  struktur alat uji setelah proses perakitan.

## 3.  HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Hasil pembuatan alat uji impak charpy Hasil  proses  pembuatan  alat  uji  impak Charpy untuk  bahan  material  plastik  ini  terbagi beberapa  bagian  komponen,dimana  setiap bagian sudah melewati pembuatan dengan cara dipisahkan  menjadi  beberapa  komponen.  Dan hasil setiap komponen disambung atau disatukan  dengan  komponen-komponen  yang lain  hingga  membentuk  suatu  bagian  utuh, sepeti rangka, lengan ayun, pendulum, dudukan spesimen dan lain-lain.
1.  Hasil Proses Pembuatan Lengan Ayun
2.  Hasil Proses Pembuatan Pendulum
3.  Hasil Proses Pembuatan Poros
4.  Hasil Proses Pembuatan Dudukan Spesimen 5.  Hasil Proses Pembuatan Rangka
6.  Hasil  Proses  Pembuatan  Dudukan  Mesin  / Base
7.  Hasil  Proses  Pembuatan  Plat  Pendukung Atas
8.  Hasil  Proses  Pembuatan  Plat  Pendukung Bawah
9.  Hasil  Proses  Pembuatan  Plat  Pendukung Belakang
10. Hasil Proses Pembuatan Busur
11. Bantalan ( bearing ) 12. Baut
Gambar 3. Proses pembuatan alat uji impak charpy untuk material plastik
3.2 Hasil perakitan alat uji impak charpy
Hasil perakitan didapat pembahasan bahwa : 1  Alat  Uji  Impak Charpy untuk bahan  material plastik  telah  berhasil  dirakit  sesuai  dengan rancangan 2  Laju  lengan  ayun  sebesar  140°  saat  di  uji tidak bersentuhan dengan dudukan spesimen.
3  Dudukan  spesimen  pada  saat  dilakukan pengujian  sebanyak  10  kali  tidak  mengalami kerusakan atau masih dalam kondisi baik. 4  Pendulum  setelah  diuji  sebanyak  10  kali tidak mengalami kerusakan yang berarti. 5  Jarum  penunjuk  derajat  begerak  dan berfungsi sesuai dengan lengan ayun.
Gambar 4. Alat uji impak charpy untuk material plastik

## 4.  KESIMPULAN DAN SARAN
1.  Komponen-komponen  alat  uji  impak  charpy untuk  material  plastik  dengan  takik  yang  telah dibuat adalah:
- Lengan Anyun dan Pendulum
- Poros - Dudukan Spesimen - Dudukan / Base - Rangka - Plat Pendukung Atas - Plat Pendukung Bawah - Plat Pendukung Belakang - Busur dan anak panah 2. Proses produksi untuk mengerjakan komponen antara lain: - Proses pengukuran
- Proses pemotongan
- Proses  pemesinan  antara  lain  bubut,  frais, dan pengeboran
- Proses pengelasan
- Proses pengecatan
3.  Tahapan  perakitan  alat  uji  impak  charpy untuk  material  plastik  dengan  takik  adalah sebagai berikut :
- Perakitan  dudukan  /  base  dengan  plat pendukung bawah
- Perakitan  rangka  dengan  plat  pendukung

## bawah
- Perakitan  plat  pendukung  belakang  dengan rangka serta plat pendukung bawah
- Perakitan lengan anyun dengan pendulum
- Perakitan lengan anyun ke poros
- Perakitan  poros  yang  sudah  komplit  dengan lengan anyun dan pendulum dengan bearing
- Pemasangan  bearing  yang  sudah  terakit dengan poros terhadap rangka
- Perakitan dudukan spesimen dengan rangka - Perakitan dudukan busur dengan rangka
- Perakitan busur dengan dudukan busur
- Perakitan anak panah dengan busur
Penulis  mememiliki  beberapa  saran  untuk pemeliharaan  dan  pengembangan  alat  impak charpy  untuk  material  plastik  dengan  takik antara lain:
Setelah penggunaan, alat harus selalu dibersihkan  dan  di  simpan  dengan  baik, sehingga umur alat bisa tahan lama. 1.  Perlu  dilakukan  pengujian  supaya  dapat ditentukan  apakah  alat  sudah  memenuhi standar dan ketentuan.
2.  Dalam  perancangan  selanjutnya diharapkan modifikasi  lebih  lanjut  mengenai  pembuatan sistem  pengereman  untuk  meningkatkan  faktor safety.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Hermawan,  2012,  “Bab  II  Dasar  Teori”, termuat  di:  (www.eprints.undip.ac.id,  dikutip pada tanggal 28 Maret 2016 jam 12.10 WIB)
[2] Ismail,  2012,  “Alat  Uji  Impak  Charpy”, (http://eprints.undip.ac.id, dikutip pada tanggal 28 Maret 2016 jam 12.15 WIB)
[3]  Shigley,  Josep,  Edward  &  Mitchell,  Larry,  D, 1983,  Mechanical  Engineering  Design,  4th edition, Terjemahan oleh Ir. Gandhi Harahap M.Eng., 1984, Direktorat Jendral Bina Marga, Jakarta.
[4]  Fabinaldi.  (2015)  Pembuatan  Alat  Pembuat Takik  Spesimen  Uji  Impak,  Fakultas  Teknik, Universitas Batam, Batam
[5]  Dieter,  George.  E.  Dan  Djaproe,  Sriati. (1982) Metalurgi Mekanik, Erlangga,
[6]  Jakarta
[7]  Fitri,  Muhammad.  (2006)  Diktat  Material teknik, Universitas Batam, Batam
[8]  Povop,  E  P.  dan  Astaman,  Zainul.  (1979) Mekanika Teknik, Erlangga, Jakarta
[9]  Shigley,  Joseph.  E  dan  Harahap,  Gandhi. (1984) Perencanaan Teknik Mesin, Erlangga Jakarta
[10]  Van  Vlack,  L  H.  Dan  Djaprie,  Sriati.  (1992) Ilmu dan Teknologi Bahan, Erlangga, Jakarta