Volume 6 Nomor 2 Oktober 2021 Hal 105-111                                                       ISSN 2598-392X (media cetak) https://journal.uny.ac.id/index.php/dynamika/issue/view/2164
Widodo A. 1 , Heri W. 1 , Arianto L.S. 1 , Didik N. 1 , Fredy S. 1 , Mujiyono 1 , Novi H. 2 , Agung W. 2

## ABSTRACT

## ABSTRAK

## PENDAHULUAN
Pelapisan logam adalah teknik yang dipakai untuk memberi sifat khusus pada permukaan agar suatu produk memiliki sifat lebih baik. (Sugiyarta, dkk., 2012: 23). Elektroplating adalah satu jenis pelapisan logam untuk meningkatkan mutu suatu produk, yaitu meningkatkan sifat dasar logam dengan lapisan tebal atau tipis, kusam atau cerah, lunak atau keras, dan ulet atau getas. (Fontana, 1986: 304).  Elektroplating  pada komponen logam ditujukan meningkatkan kekerasan permukaan, ketahanan aus dan korosi. (Sheehy, dkk., 1984: 3). Keunggulan teknik elektroplating adalah proses sederhana, keselektifan tinggi, dan throwing power yang baik. (Landolt, 2002: 9)
Prinsip pdari oses elektroplating adalah memberi lapisan pada permukaan dengan cara
mengendapkan lapisan logam tipis memanfaatkan arus  listrik.  (Arif, dkk., 2015: 67). Proses elektroplating  dilakukan dalam suatu wadah yang terdapat elektroda-elektroda yang  dihubungkan dengan sumber  arus listrik searah.  Proses elektroplating berlangsung di dalam larutan elektrolit yang dialiri arus listrik melalui sebuah anoda menuju komponen yang akan dilapisi yang bertindak sebagai katoda. Proses ini melibatkan arus listrik, elektroda (anoda dan katoda), larutan elektrolit, dan spesimen. (Sutomo, dkk., 2010: 14). Parameter- parameter yang mempengaruhi proses elektroplating antara lain: rangkaian elektroda, konsentrasi larutan, rapat arus, tegangan, suhu, dan lama proses. (Helmy,  2010:  245-252; Sugiyarta, dkk, 2012: 23-27; Arif , dkk., 2015:

## KINERJA ALAT ELEKTROPLATING UNTUK PRAKTIK DI SMK
1 Jurusan Pendidikan Teknik Mesin FT UNY; 2 SMK Muhammadiyah 1 Bantul Email: heri_wb@uny.ac.id
An equipment for electroplating which able to accommodate nine steps of process has been developed. The equipment performance needs to be tested regarding its feasibility as a practice support apparatus.  Mild steel was used as specimen material. The variations of current are 1.8; 2.6; and 3,6 A. The variations of process duration are 4 minutes 50 seconds and 9 minutes 39 seconds. The current of 1.8 and time of 4 minutes 50 seconds and also at the current of 3.6 A and time of 9 minutes 39 seconds are not recommended as process parameter. The surface characteristics of the coating are glossy, smooth, and even. The equipment efficiency is 84.45% on the target layer thickness of 10 mm and at a current of 7.5 A/dm2.

## Keywords : performance, electroplating equipment, practice
Sebuah alat untuk proses elektroplating yang mampu mengakomodasi sembilan tahap proses yang telah dikembangkan untuk praktik di SMK perlu diketahui kinerjanya terkait kelayakannya sebagai sarana pendukung praktik. Uji kinerja dilakukan pada baja lunak. Variasi kuat arus adalah 1,8; 2,6; dan 3,6 A. Variasi lama proses pelapisan adalah 4 menit 50 detik dan 9 menit 39 detik. Hasil pengujian menunjukkan bahwa kuat arus 1,8 A dengan lama proses 4 menit 50 detik dan kuat arus 3,6 A dengan lama proses 9 menit 39 detik tidak direkomendasikan untuk pembelajran praktik menggunakan alat yang dikembangkan. Karakteristik lapisan yang dihasilkan adalah mengkilap, halus, dan merata. Efisiensi alat adalah 84,45 % untuk target tebal lapisan 10 µm pada kuat arus 7,5 A/dm2.
Kata kunci: kinerja, alat elektroplating, praktik
66-71;  Sukarjo dan Soelarso,  2018:18-25; Muhammad, dkk., 2020: 58-66  ).  Proses elektroplating  pada  industri kecil diterapkan untuk meningkatkan mutu produk maupun tujuan dekoratif. (Eddy, dkk,  2019:  101-106; Sudigdo, dkk., 2002: 21-23; Mutaqin, 2004). Proses elektroplating adalah  salah satu materi pelapisan logam pada pelajaran Dasar Perancangan Teknik Mesin (DPTM) kelas X Sekolah  Menengah  Kejuruan (SMK).  Materi elektropating akan tuntas dikuasai  siswa melalui  kegiatan  praktik sebagai pengalaman langsung.  Pembelajaran  praktik merupakan proses  belajar yang secara  sistematis dan terarah membimbing siswa sehingga memiliki keterampilan tertentu. (Riana, 2016: 112). Pembelajaran praktik membentuk  kompetensi pada ranah psikomotor dan sikap. (Arif, dkk., 2017: 51). Siswa akan memperoleh pengalaman langsung  yang  dapat  direfleksikan kembali melalui pembelajaran praktik.  Dengan demikian pembelajaran praktik menjadi satu aspek penting untuk meningkatkan kompetensi keahlian  siswa, khususnya pada  pendidikan kejuruan.
Praktik elektroplating di SMK telah dilaksanakan menggunakan alat elektroplating sederhana (Soeprapto, 2009;  Soeprapto, dkk., 2014:  66-79). Demikian pula pembelajaran praktik elektroplating di Sekolah Menengah Atas (SMA). (Yusnita dan Fathurrahman, 2020: 8-15). Namun alat untuk praktik elektroplating ini hanya mempunyai satu bak  untuk proses pelapisan  saja. Proses penyiapan spesimen terpisah dan manual. Proses pelapisan hanya dilakukan satu kali, tanpa proses finishing untuk tampilan hasil yang lebih baik.
Sebuah alat elektroplating dikembangkan untuk praktik di SMK Muhammadiyah 1 Bantul, Yogyakarta  (SMK Musaba) Alat ini mampu  mengakomodasi proses persiapan spesimen sampai finishing . Alat elektroplating ini memiliki 9 bak untuk proses yang menyeluruh. Alat ini perlu diuji untuk mengetahui kinerjanya sehingga layak  untuk pembelajaran praktik.

## METODE
Alat elektroplating yang digunakan memiliki 9 bak untuk mengakomodasi 9 tahap proses, yaitu: hot degreasing, rinsing, pickling, rinsing, activating, nikel strike,  rinsing, nikel shiny, dan rinsing .   Spesimen yang digunakan adalah mild steel dengan kadar karbon kurang dari 3%. Bahan ini biasa dipakai untuk praktik pemesinan dan fabrikasi oleh siswa SMK Musaba.  Dimensi spesimen adalah 50 mm x 30 mm x 3,5 mm. Komposisi larutan untuk proses elektorplating disajikan pada tabel 1. Variasi kuat arus dan lama proses elektroplating tampak pada tabel 2.
Tabel 1. Komposisi larutan Larutan Komposisi Hot Degreasing KOH 56 gr / 1 liter air Pickling HCl 20 % Activating H 2 SO 4 30 % Nikel Strike (HCl 76 gr + NiCl 2 270 gr) / 1 liter air Nikel Shiny (NiSO 4 270gr + NiCl 2 76gr + H 3 BO 3
37,5gr + Brightener 4cc) / 1 liter air Tabel 2. Variasi kuat arus dan waktu Kode spesimen Kuat Arus (A) Lama Pelapisan A 1,8 4 menit 50 detik B 2,6 4 menit 50 detik C 3,6 4 menit 50 detik D 1,8 9 menit 39 detik E 2,6 9 menit 39 detik F 3,6 9 menit 39 detik Spesimen  dibersihkan secara mekanis dengan pengamplasan dan digosok autosol . Proses hot gegreasing pada suhu 60 0 C selama 15 menit dan proses pickling selama 10 menit. Spesimen  dari mild steel tidak  memerlukan proses activating . Pada proses rinsing , spesimen  dibilas  dengan air mengalir kurang lebih 2 menit. Proses nikel shiny dilakukan pada suhu 60 0 C.
Kinerja alat elektroplating ditentukan dari tebal lapisan yang dihasilkan, penampkan visual lapisan dan cacat yang terjadi pada permukaan  spesimen. Tebal lapisan diukur menggunakan mikroskop makro INSIZE di Laboratorium bahan dan pengolahan FT UNY. Cacat yang pada spesimen didokumentasi dan dianalisis.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Alat elektroplating di SMK Musaba memiliki 9 bak yang terintegrasi  dan  mampu mengakomodasi proses mulai hot degreasing sampai pelapisan nikel shiny tampak pada Gambar 1. Penyearah arus listrik ( rectifier ) dengan rangkaian elektronik sehingga arus dan tegangan  dapat diatur secara digital tampak pada  Gambar 2.  Bak untuk proses rinsing dilengkapi kran pembuang agar air dapat mengalir untuk proses pembilasan (Gambar 3). Pada  bak-bak untuk hot degreasing dan nikel shiny terpasang tiga pemanas, masing-masing berdaya 150 W, mampu  memanaskan larutan dari  suhu  25 0 C  ke 60 0 C  dalam  40 menit (Gambar 4). Pamanas terhubung dengan  unit pengontrol suhu sehingga suhu larutan didalam bak dapat dijaga tetap konstan.
Gambar 1. Alat elektroplating 9 bak
Pada bak nikel strike dan nikel shiny terdapat 2 anoda nikel yang  masing-masing terdiri dari 3 keping nikel 20 mm x 20 mm x 10 mm,  ditumpuk  dalam wadah titanium  dengan total luas permukaan 0,48 dm 2 (Gambar 5). Wadah titanium pada anoda menghubungkan
arus listrik pada tiap keping nikel namun tidak berpengahruh terhadap  kontaminasi lapisan nikel  karena titanium jauh lebih rendah kemampuannya dalam melepaskan partikel ion. Anoda dan katoda (spesimen) digantung pada kawat kuningan. Jarak antara anoda dan katoda adalah 70 mm.
Gambar 2. Rectifier
Gambar 3. Keran pembuang air bilasan
Gambar 4. Bak nikel shiny
Gambar 6 memperlihatkan hasil akhir dari proses elektroplating nikel. Spesimen A menunjukkan tampilan sedikit buram dan bekas pengamplasan masih sedikit terlihat. Hal ini karena  kuat arus yang rendah dan waktu pelapisan kurang lama  sehingga  penumpukan lapisan belum menutupi bekas  proses pengamplasan. Hal berbeda tampak terjadi pada spesimen D, bekas pengamplasan telah tertutup oleh lapisan nikel, namun permukaannya masih tampak kusam dan belum mengkilap sempurna karena kuat arusnya 1,8 A.
Gambar 6. Hasil proses pelapisan Spesimen  B  dan E menunjukkan  hasil pelapisan yang  mengkilap dan merata, tidak tampak bekas pengamplasan.  Kondisi  ini menunjukkan kesesuaian penyetelan kuat arus dengan luasan permukaan spesimen. Lebih jauh,  tampilan visual tidak berubah meskipun lama proses pelapisan berbeda.
Spesimen  C  menunjukkan  lapisan  yang mengkilap dan halus merata.  Namun,  pada proses pelapisan yang lebih lama  dihasilkan permukaan yang sedikit berbintik, seperti tampak  pada spesimen F. Tampilan yang terlihat sedikit berbintik ini  berupa tumpukan lapisan pada bagian ujung dan penampakannya terlihat menjadi buram. Proses pelapisan yang lebih lama memicu lapisan yang tampak seperti menggumpal disebabkan ion nikel yang banyak dan laju ion yang terlalu cepat.
Pengataman lebih dalam terhadap hasil proses elektroplating menunjukkan bahwa cacat terjadi pada beberapa spesimen.  Spesimen C mengelupas  ( peeling )  di  ujungnya  (Gabmbar 7a). Cacat ini dapat menyebabkan korosi karena lapisan nikel tidak menutupi bagian tersebut. Penyebab cacat ini bermacam-macam, antara lain kontak listrik yang terhambat dan proses pembersihan permukaan yang kurang sempurna sehingga mengurangi daya adhesi lapisan nikel. Menurut Azhar A. Shaleh (2014) cacat jenis ini dapat diatasi dengan beberapa cara yakni memastikan arus listrik yang dialirkan tersambung dengan baik dan stabil, menghindari adanya pengotor logam kecuali Cr 2+ dengan cara melakukan penyetelan arus dengan posisi yang cukup rendah. Untuk pengotor jenis besi (Fe) dapat dilakukan oksidasi pada besi tersebut dengan menambahkan H 2 O 2 dan menaikkan PH hingga lebih dari 5. Pengotor jenis lainnya yaitu Cr 6+ yang dapat ditanggulangi dengan penambahan Bisulfit (KHSO 3 atau NaHSO 3 ), dan melakukan pembersihan dari pengotor organik dan pencelupan asam dengan sempurna.
Spesimen F mengalami burning (gosong) seperti tampak pada gambar 7b. Cacat ini dijumpai diseluruh bagian permukaan spesimen dan lebih sering terjadi pada sudut-sudut benda kerja. Burning ini  disebabkan  oleh  rapat arus tinggi dan durasi proses yang lama. Lebih jauh, teramati pula permukaan spesimen F bergerigi/ kasar ( roughness ) seperti tampak pada gambar 7c. Roughness teramati pada ujung sudut-sudut spesimen. Cacat ini diakibatkan oleh kuat arus yang terlalu tinggi dan biasanya diawali dengan burning terlebih dahulu dan  proses pelapisan tetap dilanjutkan sehingga terbentuk tumpukan molekul nikel pada permukaan ujung spesimen. Kuat  arus yang tinggi  menyebabkan ion-ion nikel yang menempel pada spesimen jadi lebih banyak,  sehingga  menyebabkan deposit yang terbentuk tidak sempurna (Rhomdan dan Arya, 2018: 122). Hal ini dialami pada beberapa spesimen yang mengalami cacat pada permukaannya seperti cacat roughness .
Gambar 7. Cacat pada permukaan: (a) peeling , (b) burning , (c) roughness

## Tabel 1. Judul Tabel
Kode spesimen Kehalusan Permukaan Mengkilap Meratanya Lapisan  Tidak Cacat Skor A v x x v 2 B v v v v 4 C v v v v 4 D v v x v 3 E v v v v 4 F x x x x 0 v = ya; x = tidak Observasi visual terhadap hasil pelapisan menggunakan alat elektroplating di SMK
Musaba dirangkum pada tabel 2. Secara umum, tampak bahwa proses dengan parameter seperti pada spesimen A dan F memberi hasil yang tidak memuaskan. Hasil kurang memuaskan pada spesimen D menunjukkan bahwa kuat arus 1,8 A memberi hasil pelapisan yang kurang bagus.
Gambar 8. Pengukuran tebal lapisan: (a) Spesimen B; (b) spesimen E Tabel 3. Ketebalan rata-rata Kode spesimen Ketebalan rata-rata (µm) A 4,72 B 9,38 C 7,68 D 11,3 E 9,72 F 14,96
Gambar 9, Perbandingan tebal lapisan
Ketebalan lapisan yang dihasilkan dari proses elektroplating diukur  menggunakan mikroskop makro (Gambar 8). Tampak bahwa proses pelapisan yang lebih lama menghasilkan lapisan yang lebih tebal. Hasil ini selaras dengan beberapa penilitan sebelumnya. (Sukarjo  dan Soelarso,  2018: 24; Sutomo,  dkk.,  2010: 14) Rangkuman hasil pengukuran  tebal lapisan disajikan pada Tabel 3. Perbandingan tebal lapisan berdasar kuat arus dapat dicermati pada Gambar 8. Tampak bahwa tebal lapisan bertambah dengan bertambahnya kuat arus maupun lama proses pelapisan. Ini sesuai dengan teori pelapisan elektroplating pada persamaan 1. Bagaimanapun,  tebal lapisan yang dihasilkan berbanding terbalik dengan jarak elektroda (Wahab, dkk (2013: 6), sedang dalam penelitian ini jarak elektroda adalah konstan.
T = 12 , 294 I t A ………………………… (1) dengan :
T  = Ketebalan(μm)
I  =  Kuat Arus(Ampere) t  =  Waktu(Jam) A  =  Luas Permukaan(dm2)
Efisiensi alat elektroplating untuk praktik di SMK Musaba ditentukan berdasar waktu teoritis terhadap waktu nyata yang menghasilkan tebal lapisan 10 µm. Perhitungan waktu teoritis didasarkan pada persamaan 1 dengan kuat arus 2,6 A dan luas permukaan spesimen 0,356 dm 2 . Hasil perhitungan diperoleh waktu pelapisan 6 menit 41 detik. Waktu nyata untuk tebal lapisan yang diperoleh dari uji coba adalah 7 menit 55 detik. Efisien alat elektroplating yang diperoleh dengan membagi waktu teoritis terhadap waktu nyata  adalah 0,8445 atau 84,54 %.  Kuat arus yang disarankan  untuk proses pelapisan pada alat ini adalah 2,6 A untuk luas permukaan 0,356 dm 2 . Dengan demikian karakteristik parameter kuat arus untuk alat elektroplating ini adalah 7,5 A/dm 2 .

## SIMPULAN
Alat yang  telah dikembangkan  mampu mengakomodasi elektroplating mulai dari hot
degreasing, rinsing, pickling, rinsing, activating, nikel strike, nikel shiny, dan rinsing layak digunakan untuk pembelajaran praktik di SMK. Parameter kuat arus 1,8 A dengan lama proses 4 menit 50 detik dan kuat arus 3,6 A dengan lama proses 9 menit 39 detik tidak direkomendasikan  untuk  pembelajran praktik menggunakan alat yang dikembangkan. Karakteristik lapisan yang dihasilkan  adalah mengkilap, halus, dan merata. Efisiensi alat adalah 84,45 % untuk target tebal lapisan 10 µm pada kuat arus 7,5 A?dm 2 .

## DAFTAR RUJUKAN
Arif, M., Aan, A., & Suyanto. (2017) Evaluasi pelaksanaan praktik pembentukan bahan bengkel fabrikasi Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Negeri Yogyakarta. Jurnal Dinamika Vokasional Teknik Mesin . 2(1), 49-57. Arif S.D.D.P.,  I Dewa K.O., dan  Nasmi H.S. (2015). Pengaruh variasi kuat arus listrik dan waktu proses electroplating terhadap kekuatan tarik, kekerasan dan ketebalan lapisan pada baja karbon rendah dengan krom. Dinamika Teknik Mesin . (5) 2. 66- 71.
Azhar,  A.S. (2014). Elektroplating Teknik Pelapisan Logam dengan Cara Listrik . Bandung: Yrama Widya.
Eddy T., Suparni S.R.,Vonny S.A.B., Bambang S., dan Amrul. (2019). Penerapan teknologi  elektroplating pada industri kecil knalpot di Purbalingga. Jurnal DIANMAS, (8) 2. 101-106.
Fontana, M.G., 1986, Corrosion of Engineering , Singapura: McGraw-Hill Book Co.
Hb. Sukarjo  dan  Soelarso P. (2018). Pengaruh variasi kuat arus listrik dan waktu electroplating nickel-chrome terhadap ketebalan lapisan pada permukaan baja karbon rendah. Jurnal ENGINE . 2 (1). 18- 25
Helmy,  A. (2010). Pengaruh tegangan pada proses elektroplating baja dengan pelapis seng dan krom terhadap kekerasan dan laju korosinya. Prosiding Seminar
Nasional Tahunan Teknik Mesin
(SNTTM) ke-9 .  Palembang, 13-15 Oktober. MIV 245-252 Landolt, D. (2002). Electrodeposition science and technology in last quarter of twentieth century. Journal of Electrochemical society . 149(3). 9-20
Muhammad B.N.R., Bambang R., dan Delvis A.
(2020). Pengaruh Temperatur dan Arus Listrik Proses Elektroplating Krom Pada Plastik ABS. Jurnal Material dan Proses Manufaktur . (4) 1. 58-66.
Mutaqin. (2004). Otomatisasi alat penyepuh (electroplating) kerajinan perak. Laporan Pelaksanaan program Vucer . LPPM UNY.
Riana, T.M. (2016). Implementasi pendekatan kontekstual dalam pembelajaran praktik instalasi listrik. Jurnal Kependidikan , 46(1), 110-120.
Rhomdan, D.S. dan Arya, M.S.  (2018).
Pengaruh Variasi Kuat Arus dan Tegangan pada proses Elektroplating Nickel Terhadap Ketebalan Permukaan dan Mampu Bending Knalpot Sepedamotor. Jurnal Teknik Mesin (JTM) (6) 1. 121–128.
Sheehy, J.W., Mortimer, V.D., Jones, J.H. & Spottswood, S.E. (1984). Metal Plating and Cleaning Operations , Washington D.C:  U.S. Department of Health and Human Services, Soeprapto,  R.S.  (2009). Pemanfaatan hasil penelitian electroplating untuk meningkatkan kualitas penampilan produk hasil praktik di akses dari http://eprints.uny.ac.id/id/eprint/3611
tanggal 17 Februari 2021
Soeprapto R.S., Heri W.,  dan Riswan D.J.. (2014). Alat Pelapis Logam Electropating Hasil Penelitian untuk Praktik Siswa SMK. Inotek , (18) 1, 66-79.
Sudigdo S,  Enang S.A.,  dan Agus S. (2002). Optimasi Kondisi Proses Pada Pelapisan Logam Nikel Dekoratif (Elektroplating) untuk Meningkatkan Kualitas Produk Industri Kecil Pelapisan Logam. ABMAS . (2) 2. 21-23.
Sugiyarta, A.P.  Bayuseno, dan Sri,  N.  (2012).
Pengaruh Konsentrasi Larutan dan Kuat Arus Terhadap Katebalan Pada Proses Pelapisan Nikel Untuk Baja Karbon
Rendah. Rotasi . 14(4), 23-27.
Sutomo, Senen, dan Rahmat. (2010). Pengaruh Arus dan Waktu Pada Pelapisan Nikel dengan Elektroplating Untuk Bentuk Plat.
Metana . 6 (2) 12 – 20.
Wahab, H.A., Noordin, M. Y., Izman, S. & Kurniawan, D., (2013), Quantitative Analysis of Electroplated Nickel Coating on Hard Metal, The Scientific  World Journal . 2013(631936), 1-6.
Yusnita,  L.G. dan Fathurrahman. (2020). Alat pelapis baja karbon dengan metode elektroplating hard chrome untuk praktik siswa. Jurnal BASA (Barometer Sains) InovasiPembelajaran IPA . 1 (2). 8-15.