## ANALISIS PEMILIHAN KOMPONEN UTAMA MESIN PRESS KOMPAKSI METALURGI SERBUK UNTUK KAPASITAS 10 TON
Maria Nelly Aprilianti Sitanggang 1 , Vika Silvia 1 , Muhammad Fitri 1
1 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana Jakarta

## E-mail: mariasitanggang1404@gmail.com
Abstrak-- Dalam  memenuhi  kebutuhan  pasar  yang  menginginkan  kualitas  tinggi  Mesin  Press    yang bermutu  dengan  harga  yang  ekonomis  maka  dilakukan  analisis  pemilihan  komponen  utama  pada mesin  agar  Kualitas  dari  mesin  press  kompaksi  diharapkan  dapat  mengungguli  produk  yang  sudah ada  di  pasaran.  Selain  itu  dengan  adanya  analisis  pemilihan  komponen  ini  kualitas  produk  ini diharapkan  dapat  mengungguli  dari  segi  kualitas  produk  dan  harga  mesin  press  kompaksi  lainnya. Pada penelitian ini difokuskan pada evaluasi kualitas produk dan kemampuan mesin press kompaksi. Pembuatan  mesin  press  kompaksi  yang  tidak  didesain  (dirancang)  terlebih  dahulu  akan    menjadi  try an  error  (coba-coba)  sehingga  membuang  biaya  dan  membuang  waktu.  Tujuan  penelitian  ini  untuk Melakukan Analisis pemilihan komponen  Mesin press kompaksi metalurgi serbuk dan mengkaji serta membuat  sketsa  desain  alat  untuk  kemudian  dianalisis  komponen-komponenya  yang  dapat memenuhi spesifikasi untuk produksi alat. Hasil yang diharapkan dari penelitian ini adalah spesifikasi komponen  yang  tepat,  sehingga  desain  mesin  press  kompaksi  Metalurgi  Serbuk  yang  dibuat  sudah lengkap dengan jenis Material yang digunakan pada desain mesin tersebut.
Kata kunci: Pemilihan Komponen, Mesin Press
Abstract-- In  meeting  market  needs  that  want  high  quality  quality  press  machines  at  economical prices, an analysis of the selection of the main components of the  machine is carried out so that the quality  of  the  compaction  press  machine  is  expected  to  outperform  products  that  are  already  on  the market.  In  addition,  with  this  component  selection  analysis,  the  quality  of  this  product  is  expected  to outperform in terms of product quality and price of other compaction press machines.
This  research  focused  on  evaluating  product  quality  and  compaction  press  capabilities.  Making  a Compaction  Press  machine  that  is  not  designed  (designed)  in  advance  will  be  a  trial  and  error  (trial and  error)  so  that  it  wastes  money  and  wastes  time.  while  the  design  process  that  does  not  use  the design method will be difficult and not simple. The purpose of this study was to analyze the selection of  components  for  a  powder  metallurgical  compaction  press  machine  and  to  study  and  sketch  the design of the tool to then analyze the components that can meet the specifications for tool production. The  expected  results  of  this  study  are  the  exact  component  specifications,  so  that  the  design  of  the Powder  Metallurgical  compacting  press  machine  that  is  made  is  complete  with  the  type  of  material used in the machine design.
Keywords: Component Selection, Press Machine

## 1. PENDAHULUAN
Untuk  membuat  material  uji  komposit  yang berasal  dari  serbuk,  diperlukan  Mesin press kompaksi,  yang  sebelum  membuatnya  perlu  di desain  terlebih  dahulu  menggunakan  metode tertentu. Mesin press kompaksi biasanya digunakan dalam pekerjaan di bidang pengepresan.  Proses  pemadatan  merupakan proses  pembentukan  serbuk  menjadi  suatu komponen dengan menggunakan cetakan tertentu [1][2]. Selama proses pemadatan, serbuk logam  dimasukkan  ke  dalam  cetakan,  kemudian diberi  tekanan  pada  cetakan  sehingga  serbuk  di dalam  cetakan  akan  terbentuk  mengikuti  bentuk rongga  cetakan.  Proses  pemadatan  dilakukan dengan  metode  tekanan  pemadatan  satu  aksi dan  metode  tekanan  pemadatan  dua  aksi.  Pada proses  pengepresan  satu  aksi,  poros  silinder
atas  bergerak  ke  bawah  menekan  benda  kerja dan  untuk  proses  pengepresan  dua  aksi,  poros silinder  atas  dan  bawah  bergerak  berlawanan arah  secara  bersamaan  menekan  benda  kerja dari dua sisi atas dan bawah [3].
Untuk  membuat  Mesin  press  kompaksi, komponen-komponen  atau  bagian  dari  mesin harus  dipilih  dengan  tepat  untuk  memastikan bahwa  setiap  bagian  dari  mesin  mampu menahan  beban  yang  diterimanya.    Pembuatan Mesin press kompaksi tanpa dianalisis pemilihan komponennya  terlebih  dahulu  maka  proses pembuatan  menjadi try  an  error (coba-coba) sehingga  membuang  biaya  dan  membuang waktu.
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk melakukan  analisis  pemilihan  komponen  utama
mesin press kompaksi dengan kapasitas 10 Ton. Penelitian  diawali  dengan  pembuatan  konsep desain alat untuk kemudian dianalisis komponen- komponenya,  sehingga  dapat  dipastikan  bahwa komponen-komponen tersebut mampu menerima beban yang diterimanya..

## 2. METODE/PERANCANGAN PENELITIAN
Penelitian  diawali  dengan  pembuatan  konsep desain  mesin  press  kompaksi  untuk  kemudian dilakukan  analisis  atau  perhitungan  pemilihan spesifikasi  komponen  [4].  Direncanakan,  desain ini  akan  digunakan  untuk  bahan  komposit. Dengan  pertimbangan dimensi  luar  mesin kompaksi  versi  compact  ditetapkan  seminimal mungkin dimana, pemasukan atau pengembalian benda  kerja  mudah  dilakukan,  dan  mesin  dapat diletakkan  di  atas  meja.  Untuk  itu  dipilih  ukuran lebarnya  30  cm,  dengan  panjang  50  cm,  karena perlu  adanya  space  untuk  motor.  Tingginya  80 cm dengan pertimbangan space untuk dongkrak, dies dan load cell .
Versi compact ini  terdiri  dari system penggerak  yang  menggunakan  motor  listrik. Ditunjukkan oleh Gambar 1 sebagai berikut.
Gambar 1. Desain Mesin Press Versi Compact
Keterangan Desain Rangka : 1.  Hydraulic jack
Sebagai penekan serbuk
2. Lower Plate
Untuk Menahan Dongkrak
3. Base bawah
Menahan  meja  saat  proses  penekanan kompaksi dilakukan 4. Base atas
Menahan tumpuan atas
5.  Tuas dongkrak
Penggerak motor listrik dan dongkrak
6.  Motor
Sebagai penggerak tuas dongkrak
7. Base kaki
Sebagai  Tumpuan  dari  Tiang  rangka  untuk menahan  beban  atau  Sebagai  landasan  dari tiang rangka
8.  Tiang rangka
Menahan  semua  permesinan  (batang  mesin kompaksi)
Untuk  komponen  no  1  sampai  6  adalah komponen  utama  mesin  press  kompaksi  yang langsung berhubungan dengan proses pengepresan  kompaksi.  Komponen  ini  lah  yang akan ditentukan spesifikasinya. Sedangkan nomor  7  dan    8  adalah  sebagai  komponen pendukung mesin tidak termasuk dalam bahasan penelitian ini.

## 2.1  Karakteristik Dasar Pemilihan Bahan
Dalam  setiap  perencanaan  maka  pemilihan bahan  dan  komponen  merupakan  faktor  utama yang  harus  diperhatikan  seperti  jenis  dan  sifat bahan  yang  akan  digunakan  seperti  sifat  tahan terhadap  korosi,  tahan  terhadap  keausan, tekanan dan lain-lain sebagainya.
Kegiatan  pemilihan  bahan  adalah  pemilihan bahan  yang  akan  digunakan  untuk  pembuatan alat  agar  dapat  ditekan  seefisien  mungkin didalam penggunaannya dan selalu  berdasarkan pada dasar kekuatan
dan sumber penggandaannya [5]. Faktor –  faktor  yang  harus  diperhatikan dalam  pemilihan  material  dan  komponen  adalah sebagai berikut [6] :
1. Efisiensi Bahan Dengan memegang prinsip ekonomi dan berlandaskan  pada  perhitungan  perhitungan yang  memadai,  maka  diharapkan  biaya  produksi pada  tiap-tiap  unit  sekecil  mungkin.  Hal  ini dimaksudkan  agar  hasil  hasil  produksi  dapat bersaing  dipasaran  terhadap  produk-produk  lain dengan spesifikasi yang sama.
2. Bahan Mudah Didapat
Dalam perencanaan suatu produk perlu diketahui apakah  bahan  yang  digunakan  mudah  didapat atau  tidak.  Walaupun  bahan  yang  direncanakan sudah cukup baik akan tetapi tidak didukung oleh persediaan  di  pasaran,  maka  perencanaan  akan mengalami  kesulitan  atau  masalah  dikemudian hari  karena  hambatan  bahan  baku  tersebut.
6 5 7 4 3 1 8 2
Untuk  itu  harus  terlebih  dahulu  mengetahui apakah  bahan  yang  digunakan  itu  mempunyai komponen  pengganti  dan  tersedia  di  pasaran. Bahan  yang  mudah  didapat  dalam  proses rancang bangun ini seperti besi pejal, jak hidrolik kapasitas  10  ton,  dan  besi  profil  L.  Bahan tersebut  mudah  didapat  karena  sudah  banyak tersedia di pasaran.
3. Spesifikasi Bahan yang Dipilih Pada bagian ini penempatan bahan harus sesuai dengan  fungsi  dan  kegunaannya  sehingga  tidak terjadi  beban  yang  berlebihan  pada  bahan  yang tidak  mampu  menerima  beban  tersebut.  Dengan demikian  pada  perencanaan  bahan  yang  akan digunakan  harus  sesuai  dengan  fungsi  dan kegunaan suatu perencanaan. Bahan penunjang dari  alat  yang  akan  dibuat  memiliki  fungsi  yang berbeda dengan bagian yang lain, dimana fungsi dan  masing-masing  bagian  tersebut  akan memengaruhi  antara  bagian  yang  satu  dengan bagian yang lain.
4. Pertimbangan Khusus
Dalam  pemilihan  bahan  ini  adalah  yang  tidak boleh  diabaikan  mengenai  komponen-komponen yang  menunjang  atau  mendukung  pembuatan alat  itu  sendiri.  Komponen-komponen  penyusun alat tersebut terdiri dari dua jenis yaitu komponen yang  dapat  dibuat  sendiri  dan  komponen  yang sudah tersedia di pasaran dan telah distandarkan.  Jika  komponen  tersebut  lebih menguntungkan  untuk  dibuat,  maka  lebih  baik dibuat  sendiri.  Apabila  komponen  tersebut  sulit untuk  dibuat  tetapi  terdapat  di  pasaran  sesuai dengan  standar,  lebih  baik  dibeli  karena menghemat waktu pengerjaan.

## 2.2  Analisis pemilihan komponen Mesin
1. Dongkrak
Karena  mesin  didesain  untuk  kapasitas  10 Ton, maka dongkrak dipilih yang kapasitasnya 10 Ton.
2. Lower Plate Luas lower  plate ditentukan  berdarakan tegangan  ijin  yang  terjadi  pada  lower  plate untuk menahan beban 10 Ton.
3. Base bawah Tebal base bawah  ditentukan  berdasarkan tegangan  geser  yang  diijinkan  pada base bawah.  Dalam  hal  ini  luas  penampang dihitung  dari  keliling lower  plate dikalikan dengan ketebalan base bawah.
4. Base atas Keliling Base atas  ditentukan  berdasarkan tegangan  geser  yang  diijinkan  pada base atas. Dalam hal ini luas penampang dihitung dari  keliling  cetakan  atas  dikalikan  dengan ketebalan base atas.
5. Tuas dongkrak Pengungkit  untuk  mengangkat barang  berat yang  digerakkan  tangan.  Ia  dirancang sedemikian  rupa,  sehingga  mempermudah kerja seseorang.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil dari analisis pemilihan komponen utama mesin press kompaksi metalurgi  serbuk  untuk  kapasitas  10  Ton,  maka didapatkan  pada  proses  kompaksi,  terjadi deformasi  elastis  pada  serbuk  yang  saling bersentuhan  dan  menyebabkan  partikel  dapat bergeser  melewati  partikel  yang  lainnya  dan terjadi penyusunan partikel. Peningkatan densitas sebanding dengan peningkatan tekanan kompaksi.  Jika  tekanan  yang  diberikan  semakin tinggi  maka  akan  diperoleh  bentuk  yang  lebih padat [7].
Penekanan  serbuk  (kompaksi)  penekanan adalah  salah  satu  cara  untuk  memadatkan serbuk menjadi bentuk yang diinginkan. Terdapat beberapa metode penekanan, diantaranya: penekanan dingin (cold compaction) dan penekanan panas (hot compaction) . Cold compaction adalah  proses  pemadatan  serbuk pada  temperatur ruang  dengan  100 – 900 [MPa] untuk  menghasilkan green  body atau  kompak mentah [8][9].
Gambar 2. Skema Proses Kompaksi [10].
Teknik  pemadatan  yang  digunakan  pada Mesin press dapat  dicirikan  dengan  mengacu pada pergerakan setiap individual elemen mesin, yaitu  upper  punch,  lower  punch ,  dan dies relatif satu  sama  lain. Pressing dalam fixed  dies (cetakan tetap) dapat dibagi menjadi [11]:
• Single  action press ing  Dalam  tipe  ini, lower punch dan die diam,  operasi  penekanan  hanya dilakukan  oleh upper  punch yang  bergerak menuju ke fixed die.
• Double  action press ing  Pada  tipe  ini,  hanya die yang diam dalam proses pengepresan. upper punch dan lower  punch bergerak  secara bersamaan  dari  atas  dan  bawah  menuju  ke dalam die .
Gambar 3. Single action and double action
press ing
Untuk  mendapatkan  proses  pemadatan yang sempurna proses kompaksi dapat dilakukan pada  temperatur  tinggi  atau  dikenal  dengan istilah Hot  Presing . Press dalam  keadaan  panas akan menjadikan serbuk menjadi lebih lunak/plastis, sehingga memudahkan untuk dipadatkan. Untuk itu pengaruh suhu pemanasan dapat  terkontrol  agar  didapat  produk  yang homogen.  Kepadatan sangat berpengaruh sekali terhadap  kekuatan  dari  produk  yang  dihasilkan. Dari  penelitian  yang  sudah  dilakukan  dengan melakukan variasi pemanasan pada saat pemadatan  dengan  temperatur  yang  berbeda yaitu pada suhu ruang, suhu 100 o C, 200 o C dan 300 o C, temperatur  yang lebih tinggi sulit dicapai karena keterbatasan mesin [12][13].

## 3.1. konsep pemilihan komponen
Konsep  ini  berisi  rencana  sistem  yang  akan dibuat.  Sebelumnya  subjeknya  adalah  Mesin press kompaksi untuk membuat specimen dalam project penelitian.  Dengan  demikian,  secara konseptual  kami  merancang  dan  membuat beberapa alternative Desain press kompaksi yang  disesuaikan  dengan  kondisi  di  atas  yaitu, Versi stand Manual,  Versi Stand Otomatis  dan Versi compact yang  dapat  dioperasikan  dengan mudah oleh Mahasiswa dan masyarakat umum.

## 3.1.1. Alternatif Pemilihan Komponen
Pemilihan  komponen  bertujuan  untuk  mencari perbandingan  serta  alasan  sebagai  dasar  dan pengambilan keputusan pemilihan variasi.
3.1.2. Versi stand Manual
Versi  Stand  Manual  merupakan  versi  yang digunakan pada mesin press hidrolik  untuk memberikan  tekanan pada bahan  melalui  piston penekan . Bagian  penekan  pada  mesin press terdiri  dari hydraulic  jack (dongkrak  hidraulik), base dongkrak,  batang  pengarah  plat-plat
pengarah dan spring. sedangkan untuk penggeraknya masih menggunakan Manual .
Gambar 4. Desain Mesin press versi Manual
3.1.3.  Versi Compact
Direncanakan,  desain  ini  akan  di  gunakan  untuk bahan  komposit.    Versi compact ini  terdiri  dari system penggerak  yang  menggunakan  motor listrik.    Ditunjukkan  oleh  Gambar  5.  sebagai berikut
Gambar 5. Desain Mesin Press Versi Compact

## 3.2.  Pemilihan Spesifikasi Komponen Utama
Yang termasuk komponen utama pada alat press kompoaksi  adalah  komponen  yang  Gaya  yang dibutuhkan  untuk  mengangkat  beban  maksimal 10  ton  pada  mesin  press  hidrolik  ini,  dapat dihitung dengan menggunakan persamaan: Diketahui :
=
Pada  tahapan  kombinasi  didapat  beberapa varian  terbaik  maka  perlu  dikaji  dan  diseleksi berdasarkan  kriteria  kebutuhan  dari  mesin Press kompaksi Serbuk metalurgi sebagai berikut:
1.  Sesuai dengan daftar kehendak
2.  Sesuai dengan kebutuhan fungsi
3.  Pengetahuan tentang konsep memadai
4.  Dalam batasan biaya produksi
5.  Sesuai keinginan perancang
6.  Memenuhi syarat keamanan

## 3.3.  Pemilihan Spesifikasi Komponen Utama

## 1. Tegangan  yang  harus  ditahan  oleh  lower
plate dihitung sebagai berikut:
10 Ton Lower plate s s
Tegangan yang harus ditahan oleh lower plate:
(1)
Asumsi  ada  beban  kejut  sehingga  FS  dipilih sebesar 3.
(2)
Maka,
)
(kg) (m 2 )
2. Tebal base bawah dapat ditentukan sebagai berikut :
Lower plate Base bawah Beban terdistribusi merata seluruh base dongkrak.
Dimana,  ketebalan  dapat  ditentukan  sebagai berikut:
3.  Untuk tebal base atasnya sebagai berikut Dimensi  cetakan  akan  di  buat  bujur  sangkar sebagai berikut :
Menahan cetakan atas,
𝐴 𝑏
Maka,  ketebalan base atas  dihitung  sebagai berikut:
(3) (4) (5) (6)
4. Penggerak motor listrik dan dongkrak
5. Batang tuas dibuat pipa pejal
P X > P D Dimana, P X =  1,2 P D T = (7) (8) Batang tuas dibuat pipa pejal A= D BH D BH 2 = √ Keterangan : √

## √

## KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan dari studi penelitian yang dilakukan, terdapat dua kesimpulan yang diantaranya:
1. Pemilihan  komponen  utama  mesin  press untuk  memastikan  penggunaan  mesin press sesuai kebutuhan.
2. Hasil dari kajian penelitian mesin press 10 ton  dapat  dijadikan  alternatif  solusi  proses untuk menghasilkan produk sheet metal.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] A.  Basri  and  D.  M.  Fitri,  “Perancangan Alat  Uji  Prestasi  Pompa  Menggunakan Metode VDI 2221,” J. Tek. Mesin , vol. 10, no. 3, 2021.
[2] S.  Jäger,  S.  Weber,  and  A.  Röttger, “Potential  of  the  Recycling  of  Grinding Sludge  by  various  Powder  Metallurgical Processes,” Procedia  CIRP ,  vol.  104,  no.
March, pp. 893 –899, 2021, doi: 10.1016/j.procir.2021.11.150.
[3] M.  Fitri  and  F.  Rizqiansy ah,  “Design  of Frame  for  the  Pump  Performance  Test Equipment  Using  Vdi  2221  Method,”  vol. 4, no. 1, pp. 17 –22, 2022.
[4] M.  Fitri,  S.  Mahzan,  I.  Hidayat,  and  N. Nurato,  “the  Effect  of  Coconut  Coir  Fiber
Powder  Content  and  Hardener  Weight Fractions  on  Mechanical  Properties  of  an Epr- 174 Epoxy Resin Composite,” Sinergi ,  vol.  25,  no.  3,  p.  361,  2021,  doi:
10.22441/sinergi.2021.3.013.
[5] M. Syaukani, F. Paundra, F. Qalbina, I. D. Arirohman,  P.  Yunesti,  and  S.  Sabar, “Desain  dan  Analisis  Mesin  Press Komposit  Ka pasitas  20  Ton,” J.  Sci. Technol.  Vis.  Cult. ,  vol.  1,  no.  1,  pp.  29 – 34, 2021.
[6] I.  Ristiawan  and  M.  Naim,  “Rancang Bangun  Mesin  Press  Sampah  Botol Plastik  Kemasan  Minuman,” J.  Ilm.  Tek. Mesin , vol. 10, no. 1, pp. 8 –15, 2022, doi: 10.33558/jitm.v10i1.2855.
[7] A.  Pratama  and  M.  Fitri,  “Rancang
Bangun  Alat  Uji  Konstanta  Pegas  Untuk Kapasitas 50 N/Mm Menggunakan Metode  Vdi  2221,” AME  (Aplikasi  Mek. dan Energi) J. Ilm. Tek. Mesin , vol. 6, no.
2, p. 41, 2020, doi: 10.32832/ame.v6i2.3316.
[8] A.  A.  Syukur  and  A.  Husnul  Khotimah, “Rancang Bangun Alat Pencetak Elektroda Edm (Electrical Discharge Machine)  Dengan  Tenaga  Hidrolik  Dari Bahan  Serbuk  Tembaga,”  pp.  51–56, 2018. [9] D. Wijayanto, “Rancang Bangun Pembangkit Listrik Tenaga Surya Terintegrasi  Pada  Atap  Gerai  Umkm  Di Kebon  Jeruk  Menggunakan  Metode  Vdi
2221 Jurnal Teknik Mesin : Vol . 11 , No . 2 , Juni 2022 Issn 2549- 2888,” vol. 11, no. 2, pp. 139 –149, 2022.
[10] N.  Linda  Anggraini,  S.  Sitorus,  R.
Gunawan Jurusan Kimia, and U. Mulawarman, “Prosiding Seminar Na sional Kimia,” vol. 978, pp. 602–50942, 2018.
[11] J.  Sidik,  W.  Andalia,  and  T.  Tamalika, “Identifikasi  Perawatan  Mesin  Press Hidrolik  dengan  Menggunakan  Metode FMEA  dan  FTA  (Studi  Kasus  di  Bengkel Cahaya  Ilahi),” JAMBURA  Ind.  Rev. Jakpar  Sidik  dkk ,  vol.  2,  no.  2,  p.  2022, 2022, doi: 10.37905/jirev.2.2.57-64.
[12] T.  Rusianto,  “Hot  Pressing  Metalurgi Serbuk  Aluminium  Dengan  Variasi  Suhu Pemanasan,” J. Teknol. , vol. 2, no. 1, pp. 89 –95, 2009.
[13] E.  Model,  “Rancang  Bangun  Mesin  Pres Kaleng Bekas Design and Construction of Used  Beverage  Cans  Press  Machine,” vol. 9, no. November, 2022.