OPTIMASI SETTING PARAMATER CLEANLINESS, KETEBALAN, DAN JENIS CAT PADA MATERIAL BAJA A572 TERHADAP DAYA REKAT CAT
Farizi Rachman 1 , Bayu Wiro Karuniawan 2 , dan Anggie Madhu Firdiandani 3
1,2,3 Teknik Desain dan Manufaktur, Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya (PPNS),
Jl. Teknik Kimia Kampus ITS Sukolilo, Surabaya, 60111
E-mail: farizirachman@ppns.ac.id

## ABSTRACT
The manufacturing process consists of several stages, one of them is the finishing stage. The finishing  stage  at  PT.  Supra  Surya  Indonesia  consists  of  surface  preparation  process  and painting  process.  The  adhesion  of  the  paint  must  meet  the  criteria  to  get  good  protective quality for the product. In the painting process, there are always defective products that must go through the repair stage before packing. Process parameters such as cleanliness level of the material surface and paint thickness need to be considered and the selection of the type of paint will affect the results of painting. Based on the problems above, it is necessary to research the analysis of process parameters that can optimize the value of paint adhesion. This  study  uses  the  Taguchi  method  so  that  the  contribution  of  cleanliness  parameters  is 49.6995  %,  paint  thickness  is  5.0014  %,  and  paint  type  is  40.4139  %.  The  optimum combination of parameters is cleanliness Sa 2 1/2, the thickness of 100 µm, and the type of phenolic epoxy paint.
Keywords : adhesion of paint, thickness, paint type, painting, cleanliness

## PENDAHULUAN
Suatu  perusahaan  yang  bergerak  di bidang  manufaktur  memiliki  berbagai macam  tahapan  proses  produksi,  salah satunya  adalah  proses finishing .  Proses fabrikasi  pada  perusahaan  manufaktur memiliki  tahapan  proses finishing yang terdiri  dari  tahap surface  preparation dan coating .  Pada  tahap surface  preparation adalah  tahap  membersihkan  permukaan material  dari  korosi  dan  kontaminan lainnya  dengan  metode blasting .  Logam yang  tersedia  untuk  aplikasi  industri biasanya ditutupi dengan lapisan kontaminan  yang  tebal,  yang  terdiri  dari mill  scale ,  pelumas  proses,  air,  atau berbagai  kontaminan  lain  dari  atmosfer yang  bisa  teradsorpsi  pada  permukaan logam  [1].  Proses coating adalah  proses pelapisan  benda  kerja  dengan  cat  guna menghindari produk dari korosi.
Coating/painting adalah  lapisan  film berpigmen  yang  berfungsi  melindungi permukaan  dari  pengaruh  lingkungan  [2].
Setelah  dilakukan surface  preparation maka  material  benda  kerja  harus  langsung segera  dilakukan coating untuk  mencegah terjadinya korosi [3].
Hasil  pengecatan  harus  memiliki  daya rekat  yang  baik  agar  dapat  melindungi produk  dari  korosi  dalam  jangka  waktu yang lama. Pengecatan yang memiliki daya rekat cat yang lemah dapat dikatakan gagal. Hasil  pengecatan  tidak  hanya  ditentukan oleh  jenis  cat  yang  digunakan,  tetapi  juga parameter proses seperti ketebalan  cat  dan tingkat kebersihan ( cleanliness ) permukaan substrat.  Namun setting parameter  yang kurang tepat dapat menyebabkan timbulnya cacat pada hasil pengecatan sehingga perlu dilakukan repair .  Perbaikan  pada  lapisan cat akan memakan waktu yang relatif lama dan  memakan  biaya  sehingga  akan memperlambat selesainya suatu
komponen[4].
Proses pengecatan ini merupakan proses yang  memerlukan  anggaran  dana  yang cukup  besar  pada  pelaksanaannya  dan apabila  produk  harus  melalui  tahap repair maka  anggaran  dana  yang  diperlukan  pun semakin  besar.  Berdasarkan  permasalahan di  atas,  penulis  berupaya  mengoptimalkan daya  rekat  cat  dengan  mengkombinasikan parameter  proses.  Untuk  mendapatkan kombinasi  parameter  yang  optimal  maka penelitian ini menggunakan Metode Taguchi.  Metode  Taguchi  diaplikasikan oleh  perusahaan-perusahaan  jepang  dalam rangka  memperbaiki  kualitas  produk  dan proses  [5].  Berdasarkan  tujuan  penelitian ini yakni mendapatkan kombinasi parameter yang optimal, maka penelitian ini menggunakan  Metode  Taguchi.  Dengan menggunakan  Metode  Taguchi  dapat menghasilkan  kombinasi  parameter  yang optimal  terhadap  variabel  respon.    (Vikas, 2014)  dan  Hazir,  et  al.(2012)  melakukan penelitian  yaitu Optimization  of  plasma treatment parameters to improve the wood- coating  adhesion  strength  using  Taguchi integrated  desirability  function  approach . Hasilnya  dengan  menggunakan  Taguchi menunjukkan bahwa  density,  distance, treatment  speed, dan  tekanan  memberikan pengaruh signifikan terhadap daya rekat[6,7].
Berdasarkan  permasalahan  di  atas, penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui pengaruh  variabel  proses  yaitu    tingkat kebersihan ( cleanliness ), ketebalan cat, dan jenis cat pada material baja A572 terhadap daya rekat cat serta mendapatkan kombinasi parameter proses secara optimal dengan menggunakan metode taguchi.

## METODOLOGI PENELITIAN Material
Penelitian  ini  dilaksanakan  dengan spesimen  uji  berukuran  10  mm  x  15  mm tebal  8  mm  dengan  material  ASTM  A572 [8].
Alat dan Bahan Eksperimen
Alat  dan  bahan  yang  digunakan  akan dijelaskan  sekaligus  bersama  dengan prosedur  pelaksanaan.  Penelitian  ini  akan dilaksanakan  sesuai  prosedur  yang  telah dirancang  sesuai  rancangan  percobaan sebagai berikut :
1. Melakukan persiapan spesimen uji yaitu membersihkan permukaan dengan metode sand  blasting menggunakan Straight  Bore  Nozzle dan  material abrasive Steel Grit G40 dan Steel Shot S390  yang  digunakan  bersama  untuk menghasilkan  tingkat  kebersihan  yang sesuai dengan tabel rancangan percobaan.
2. Material  dibersihkan  dari  debu  sisa proses blasting sebersih  mungkin hingga dust level 1.
3. Material  yang  telah  dibersihkan  dari debu,  karat,  dan  kontaminan  lainnya harus segera di- coating untuk mencegah  terbentuknya  karat.  Proses pengecatan  akan  menggunakan  pompa airless spray dengan Sagola F100 spray gun dan cat yang digunakan adalah jenis surfcace tolerant epoxy,epoxy polyamide, dan phenolic  epoxy dari Brand International Paint.
4. Cat diaplikasikan ke permukaan dengan variasi  ketebalan  sesuai  dengan  tabel rancangan percobaan. Pada kondisi  cat masih basah atau baru saja diaplikasikan
dapat diukur
ketebalannya  menggunakan wet  film comb untuk  mencegah  kurangnya Dry FilmThickness (DFT) yang akan dibentuk.
5. Cat ditunggu hingga benar-benar kering sesuai curing time masing-masing cat.
6. Cat dilakukan pengukuran DFT menggunakan  DFT coating  thickness gauge.
7. Selanjutnya spesimen dilakukan pengujian daya rekat cat dengan metode pull off test menggunakan alat Positest AT-M Adhesion Tester untuk mengetahui  besar  nilai  daya  rekat  cat. Tes  pull-off  umum  dilakukan  dengan mengamankan loading-fixture ( dolly,
stud ) normal (tegak lurus) ke permukaan lapisan dengan lem. Setelah lem kering, peralatan pengujian dipasang ke loading-fixture dan disejajarkan untuk menerapkan tegangan  normal  ke  permukaan  uji. Gaya  diterapkan  ke loading-fixture kemudian ditingkatkan secara bertahap dan  seragam  dan  dimonitor  sampai loading-fixture terlepas,  atau  nilai beban  yang  ditentukan  tercapai  dan pengujian  dihentikan  (ASTM  D4541- 17) [8].

## Design of Experiment
Metode eksperimen desain yang digunakan  pada  penelitan  ini  adalah Taguchi. Metode Taguchi merupakan suatu metodologi  yang  memiliki  tujuan  untuk memperbaiki  kualitas  produk  dan  proses dalam  waktu  yang  bersamaan  dengan menggunakan  biaya  dan  sumber  daya seminimal  mungkin.  Pengolahan  data menggunakan  Metode  Taguchi  berupa ANOVA [9].
Tabel 1 Variabel Bebas Simbol Variabel Bebas Lev 1 Lev 2 Lev 3 A Cleanliness Sa 2 Sa 2 1 2 Sa 3 B Ketebalan cat 100 125 150 C Jenis cat Surface Tolerant Epoxy Epoxy Polyamide Phenolic Epoxy
Variabel Respon ( Dependent Variable ) yaitu variabel yang diamati dalam penelitian  dan  nilainya  dipengaruhi  oleh variabel  bebas  yang  telah  ditentukan  serta hasilnya  dapat  diketahui  setelah  dilakukan percobaan.  Variabel  respon  yang  diamati dalam penelitian ini adalah daya rekat cat. Variabel  Bebas  ( Independent  Variable ) yaitu variabel yang nilainya dapat dikendalikan  dan  ditentukan  oleh  peneliti berdasarkan  tujuan  dan  pertimbangan- pertimbangan lainnya. Variabel bebas pada penelitian ini adalah cleanliness , ketebalan cat  dan jenis  cat.  Nilai level  pada masing- masing  parameter  dalam  penelitian  ini ditunjukkan pada Tabel 1.

## Penentuan Orthogonal Array
Penelitian  ini  menggunakan  3  level pada masing-masing variabel bebas. Eksperimen  ini  dirancang  menggunakan matriks L 9 (3 3 ) dengan replikasi sebanyak 3 kali  sehingga  ada  27  total  eksperimen. Pemilihan  matriks  memiliki  syarat  nilai derajat  kebebasan  matriks  ortogonal  harus lebih  besar  atau  sama  dengan  derajat kebebasan parameter [10]. Sehingga penelitian  ini  dinyatakan  layak  dan  bisa digunakan.  Tabel  2  menunjukkan  table orthogonal array L 9 (3 3 ) pada penelitian ini.
Tabel 2. Orthogonal Array L 9 (3 3 ).
Kombinasi  Cleanliness  Ketebalan Cat Jenis Cat 1 Sa 2 100 µm Surface Tolerant Epoxy 2 Sa 2 125 µm Epoxy Polyamide 3 Sa 2 150 µm Phenolic Epoxy 4 Sa 2 1 2 100 µm Epoxy Polyamide 5 Sa 2 1 2 125 µm Phenolic Epoxy 6 Sa 2 1 2 150 µm Surface Tolerant Epoxy 7 Sa 3 100 µm Phenolic Epoxy 8 Sa 3 125 µm Surface Tolerant Epoxy 9 Sa 3 150 µm Epoxy Polyamide

## HASIL PENELITIAN
Pembuatan  spesimen  uji  dengan  9 kombinasi  dan  3  replikasi  yang  sesuai dengan  rancangan  percobaan  dilakukan  di Workshop PT.Supra  Surya  Indonesia  dan pengujian pull  off  test dilakukan  di  kantor
International Paint. Berikut ini adalah tabel data hasil percobaan, yang telah ditransformasi menjadi Rasio/S/N. Tabel 3 Data Hasil Percobaan Kombinasi Faktor Rasio S/N A  B C 1 1 1 1 15,2485 2 1 2 2 9,9679
3 1 3 3 16,8268 4 2 1 2 18,0459 5 2 2 3 19,4202 6 2 3 1 19,4668
7 3 1 3 16,9697
8 3 2 1 15,7829
9 3 3 2 11,5251
Data hasil percobaan pada Tabel 3 akan diolah menjadi nilai rasio S/N menggunakan  karakteristik  kualitas  larger is  better.  Rasio  S/N    digunakan  untuk meminimalkan  sensitivitas  karakteristik kualitas  terhadap  faktor  gangguan  (noise). Perhitungan  respon  S/N    rasio  dilakukan untuk  mengetahui  pengaruh  faktor  level yang optimum pada penelitian ini.
Berdasarkan Tabel 4 didapatkan kombinasi  parameter  optimum  terhadap respon adalah cleanliness pada level 2 yakni Sa  , ketebalan pada level 1 yakni 100 µm, dan  jenis  cat  pada  level  3  yakni  phenolic epoxy.  Gambar  2  merupakan  grafik  level faktor  dari  rasio  S/N  sesuai  software minitab19.  Gambar  2  merupakan  gambar visual  kondisi  optimum  pada  masing- masing parameter.
Tabel 4 Respon Rasio S/N
Level Faktor A B C 1 14,0144 16,7547 16,8327 2 18,9776 15,0570 13,1797 3 14,7592 15,9396 17,7389 Selisih 4,9632 1,6977 4,5592 Ranking 1 3 2
Gambar 1 Grafik Respon Optimal Rasio S/N
Perhitungan Analysis  of  Variance (ANOVA)  bertujuan  untuk  mengetahui pengaruh  variable  independent  terhadap variable  respon  dan  mengidentifikasi
kontribusi  dari  setiap  faktor  eksperimen terhadap  variabel  respon  serta  untuk mengetahui  besar  nilai  kontribusi  faktor- faktor  tersebut  terhadap  variabel  respon. Data pada tabel 4 menunjukkan nilai F hitung yang akan digunakan untuk menyimpulkan hasil  eksperimen.  Selanjutnya  dilakukan pengujian  hipotesa  pada  masing-masing faktor  dengan  membandingkan  nilai  F hitung dengan  F tabel .  Nilai  F tabel yang  digunakan dengan  tingkat  kepercayaan  95%  dan  α sebesar 0,05 adalah 5,1433.
Tabel 5 Analisis Varians (ANOVA)
Faktor df SS MS F hitung Cleanliness 2 42,9831 21,491  10,1735 Ketebalan 2 4,3255 2,1628 1,0238 Jenis Cat 2 34,9524 17,47 8,2728 Error 2 4,2250 2,112 - Total 8 2366,670 - -
Berdasarkan  Tabel  5,  nilai  F hitung cleanliness sebesar 10,1735 dan nilai F hitung jenis  cat  sebesar  8,2728  lebih  besar  dari nilai F tabel , maka dapat disimpulkan bahwa parameter cleanliness dan  jenis  cat memiliki pengaruh yang signifikan terhadap  daya  rekat  cat.  Sedangkan  nilai F hitung ketebalan  sebesar  1,0238  lebih  kecil dari  F tabel .  Sehingga  dapat  disimpulkan bahwa parameter ketebalan tidak memberikan pengaruh  signifikan terhadap daya rekat cat.
Tabel 6 Persen Kontribusi Faktor Sumber Variansi Persen Kontribusi A Cleanliness 49,699 % B Ketebalan 5,001 % C Jenis Cat 40,413 % Error 4,885 % Perhitungan persen kontribusi dilakukan untuk mengetahui besar kontribusi  masing-masing  faktor  terhadap respon  pada  percobaan  ini.  Dapat  dilihat pada Tabel 5 bahwa faktor A ( cleanliness ) memiliki  nilai  kontribusi  terbesar  yakni 49,6995%  dan  faktor  B  (ketebalan) memiliki  nilai  kontribusi  terkecil  yakni 5,0014%.  Berdasarkan  hasil  perhitungan interval  kepercayaan,  didapatkan  nilai minimum kepercayaan sebesar 18,4531 dan nilai  maksimum  kepercayaan  sebesar 24,8209.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  eksperimen  dan analisis yang telah dilakukan pada parameter proses pengecatan terhadap daya rekat cat, dapat diambil kesimpulan bahwa parameter yang berpengaruh terhadap daya rekat cat pada material ASTM A572 secara signifikan  yaitu  cleanliness  dan  jenis  cat dengan masing-masing memberikan kontribusi sebesar 49,6995 % dan 40,4139 %.  Sedangkan  parameter  ketebalan  cat tidak memberikan pengaruh secara signifikan  namun  memberikan  kontribusi sebesar  5,0014  %.  Sedangkan  kombinasi parameter proses pengecatan yang optimum pada material ASTM A572 untuk mengoptimalkan  daya  rekat  cat  yaitu menggunakan  cleanliness  Sa    ,  ketebalan 100 µm dan jenis cat phenolic epoxy.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Schmidt,  R.  G.,  &  Bell,  J.  P.  (2005). Epoxy Adhesion to Metals. Advances in Polymer
Science, 33–71. doi:10.1007/bfb0017914 [2] Corrosion Care Indonesia (2006). Coating  Inspector  Muda.  Bandung, Indonesia : ASCOATINDO.
[3] Prihantono, Y. B. (2020). Analisa Daya Rekat  Cat  pada  Proses  Painting  dengan
Variasi Parameter Dust Level, Temperatur,  dan  Kekasaran  Permukaan pada  Baja  A36  Menggunakan  Metode
Taguchi.  Tugas  Akhir Jurusan  Teknik
Desain  dan  Manufaktur.  Politeknik
Perkapalan Negeri Surabaya.
[4] Pratama,  R.  A.,  &  Kromodiharjo,  S. (2017).  Studi  Eksperimen  Pengaruh Tebal Cat dan Kekasaran pada Pelat Baja Karbon Rendah Terhadap Kerekatan Cat dan Biaya Proses di PT. Swadaya Graha. Jurnal Teknik ITS, 5(2).
[5] Dewangan, S., & Biswas, C. K. (2013). Optimization  of  machining  parameters using  grey  relation  analysis  for  EDM with  impulse  flushing .  International
Journal of
Mechatronics and Manufacturing Systems, 6(2), 144–158.
[6] Vikas, Roy, A. K., & Kumar, K. (2014). Effect  and  optimization  of  various machine  process  parameters  on  the surface roughness in EDM for an EN41 material  using  Grey-Taguchi. Procedia Materials Science, 6, 383–390. https://doi.org/10.1016/j.mspro.2014.07
.049
[7] Ender  Hazir  ,  Sedanur  Seker  ,  Kucuk Huseyin  Koc  ,  Tuncer  Dilik  ,  Emine Seda  Erdinler  &  Emel  Ozturk  (2020): Optimization  of  plasma  treatment parameters to improve the wood-coating adhesion strength using Taguchi integrated
desirability function approach,  Journal  of  Adhesion  Science and Technology, DOI: 10.1080/01694243.2020.181666
[8] ASTM D4541-17 (2017). Standard Test Method  for  Pull-Off  Strength  of Coatings  Using  Portable  Adhesion Testers.  ASTM  International.  West Conshohocken, PA.
[9] Montgomery, A.A. (2013). Introduction to  Statistical  Quality  Control ,  6th ed.John  Wiley  &  Sons,  Arizona  State University.
[10] Soejanto, I. (2009). Desain
Eksperimen  dengan  Metode  Taguchi. Yogyakarta, Indonesia: Graha Ilmu.