Jurnal Teknologi Terapan | Volume 4,  Nomor 1,  Maret 2018                                                                     p-ISSN 2477-3506 e-ISSN 2549-1938

## Perancangan Sistem Daur Ulang Pasir Pada Industri Pengecoran Logam Skala Kecil Untuk Peningkatan Efisiensi Biaya Dan Pengurangan Limbah
Darma Firmansyah Undayat 1 , Cecep Ruskandi 2 , M. Nur Hidajatullah 3
1,2,3 Politeknik Manufaktur Bandung
1,2,3 Jl. Kanayakan No. 21 Dago, Bandung 40135 E-mail : darmafirmansyah@yahoo.com 1

## Abstrak
Pengecoran  logam  merupakan  suatu  bagian  dari proses  manufaktur  untuk  menghasilkan  produk  yang pada  umumnya  memiliki  bentuk  yang  rumit  atau  bahan  yang  tidak  dapat  diproses  dengan  pemesinan biasa. Tingkat kerumitan produk dapat dicapai dengan penggunaan cetakan yang terbuat dari pasir dan penggunaan  inti  yang juga  terbuat dari pasir. Proses daur  ulang pasir dapat dilakukan dengan  metode daur ulang secara mekanis, thermal dan kimiawi. Sistem pasir yang telah digunakan menghasilkan limbah berupa pasir bekas, debu dan kontaminan lain. Limbah ini dapat digunakan untuk beberapa keperluan antara  lain:  digunakan  kembali  sebagai  pasir  pengecoran  logam,  pembuatan  jalan,  bahan  brick  dll. Selama ini daur ulang dilakukan pada pengecoran logam dengan skala besar. Untuk skala menengah dan kecil  hal  ini  tidak  dilakukan.  Pasir  bekas  diperlakukan  sebagai  limbah  yang  dibuang  dan  tidak termanfaatkan.  Pembuatan sistem daur ulang pasir untuk pengecoran logam memungkinkan penggunaan kembali pasir limbah untuk pasir cetak dengan sifat teknis pasir yang memenuhi kualitas yang diinginkan. Hal ini juga akan dapat mengurangi limbah yang dibuang oleh pengecoran logam.  Penelitian dimulai dengan  studi  literatur  untuk  mengetahui  karakteristik  pasir  bekas.  Selanjutnya  dilakukan  perencanaan proses daur ulang pasir bekas tersebut, yang kemudian dilanjutkan dengan percobaan daur ulang pasir secara  manual.    Terhadap  pasir  hasil  daur  ulang  tersebut  kemudian  dilakukan  pengujian  untuk mengetahui  sifatnya.    Hasil  percobaan  daur  ulang  dan  hasil  pengujian  kemudian  dianalisis  untuk dijadikan salah satu dasar dalam perancangan dan pembuatan mesin daur ulang pasir untuk pengecoran logam skala kecil.  Jenis pasir yang akan didaur ulang adalah pasir proses CO 2 dengan bahan dasar pasir kuarsa.  Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan diperoleh  kesimpulan sebagai berikut:  teknologi daur ulang pasir proses CO 2 yang dihasilkan adalah dalam bentuk sistem daur ulang dan analisis/ kajian mengenai  kualitas  daur  ulang;  desain  purwarupa  mesin  daur  ulang  pasir  proses  CO 2 yang  dihasilkan adalah desain mesin jaw crusher dan desain mesin hammer mill .
Kata Kunci : pengecoran logam, pasir proses CO 2 , limbah, daur ulang

## Abstract
Metal casting is a part of the manufacturing process to produce products that generally have intricate shapes or materials that can not be processed by ordinary machining. The complexity of the product can be achieved with the use of sand molds and the use of cores that are also made of sand. The process of recycling sand can be done by mechanical, thermal and chemical recycling methods. The sand system that has been used to produce waste in the form of waste sand, dust and other contaminants. This waste can be used for several purposes, among others: reused as metal casting sand, road construction, brick material etc. So far, recycling has been done on large scale metal casting. For medium and small scale this is not done. Used sand is treated as waste that is discarded and not utilized. The manufacture of a sand recycling system for metal casting allows the reuse of waste sand for print sand with the technical properties of sand that meet the desired quality. It will also be able to reduce waste disposed by metal casting. The study began with a literature study to find out the characteristics of used sand. Next is to plan  the  recycling  process  of  the  former  sand,  which  then  continued  with  manual  sand  recycling experiment. Against the recycled sand is then tested to determine its properties. The results of recycling experiments and test results are then analyzed to serve as a basis for designing and manufacturing sand recycling machines for small scale metal casting. The type of sand to be recycled is the CO 2 process sand with a base of quartz  sand.  Based  on  the  research  that  has been done,  the following  conclusions are obtained:  CO 2 process  recycling  sand  technology  produced  is  in  the  form  of  recycling  system  and analysis  /  study  on  the  quality  of  recycling;  design  prototype  sand  recycling  machine  CO 2 process produced is a design engine jaw crusher and hammer mill machine design.
Keywords : metal casting, CO 2 process sand, waste, recycling
Jurnal Teknologi Terapan | Volume 4,  Nomor 1,  Maret 2018                                                                     p-ISSN 2477-3506 e-ISSN 2549-1938

## I. PENDAHULUAN
Pengecoran logam merupakan suatu bagian dari proses manufaktur  untuk  menghasilkan  produk  yang  pada umumnya  memiliki  bentuk  yang  rumit  atau  bahan  yang tidak  dapat  diproses  dengan  pemesinan  biasa.  Tingkat kerumitan  produk  dapat  dicapai  dengan  penggunaan cetakan yang terbuat dari pasir dan penggunaan inti yang juga terbuat dari pasir.  Pasir digunakan dalam pengecoran karena  sifatnya  yang  dapat  dibentuk  dengan  mudah, memiliki  ketahanan  terhadap  suhu  tinggi  dan  reaksi terhadap  bahan  logam  yang  relatif  kecil.  Dengan  teknik pemadatan  dan  pengerasan  yang  sesuai,  pasir  ini  dapat dibentuk  hingga  memiliki  kekuatan  mekanis  yang memadai  untuk  menahan  tekanan  metalostatis  logam. Untuk  mendapatkan  sifat  tersebut  maka  pasir  akan dicampur  dengan  komponen  lainnya  dan  diolah  dengan sistem  yang  bervariasi  menurut  jenis  komponen  yang digunakan.  Komponen  utama  sistem  pasir  terdiri  dari bahan  baku  pasir,  perekat,  pelarut,  katalis  dan  bahan tambah  lain  untuk  mendapatkan  sifat  tertentu  pasir, misalnya sifat mampu bongkar.
Pasir  bekas  pada  industri  pengecoran  berskala  besar digunakan  kembali  sebagai  pasir  daur  ulang  yang  tentu saja berpengaruh terhadap penurunan kualitas pasir. Untuk itu  dilakukan  penambahan  pasir  baru  dan  komponen lainnya  untuk  mengkompensasi  penurunan  kualitas. Proses  daur  ulang  pasir  dapat  dilakukan  dengan  metode daur ulang secara  mekanis, thermal dan kimiawi. Sistem pasir  yang  telah  digunakan  menghasilkan  limbah  berupa pasir bekas, debu dan kontaminan lain. Limbah ini dapat digunakan  untuk  beberapa  keperluan  antara  lain: digunakan  kembali  sebagai  pasir  pengecoran  logam, pembuatan jalan, bahan brick dll.
Selama  ini  daur  ulang  dilakukan  pada  pengecoran logam  dengan  skala  besar.  Untuk  skala  menengah  dan kecil  hal  ini  tidak  dilakukan.  Pasir  bekas  diperlakukan sebagai  limbah  yang  dibuang  dan  tidak  termanfaatkan. Pembuatan  sistem  daur  ulang  pasir  untuk  pengecoran logam memungkinkan penggunaan kembali pasir limbah untuk pasir cetak dengan sifat teknis pasir yang memenuhi kualitas  yang  diinginkan.  Hal  ini  juga  akan  dapat mengurangi limbah yang dibuang oleh pengecoran logam.

## II. METODE
Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan teknologi daur ulang pasir pengecoran logam skala kecil dan rancangan purwarupa mesin daur ulang.  Jenis pasir yang  akan  di  daur  ulang  akan  dikhususkan  pada  pasir proses CO 2 dengan bahan dasar pasir kuarsa.
Berikut  ini  adalah  diagram  alir  langkah-langkah pelaksanaan penelitian yang akan dilakukan (Gambar 1). detail.

## Gambar 1. Diagram alir penelitian
Karakteristik pasir proses CO 2 bekas, didapatkan dari hasil studi literatur yang meliputi komposisi, penggunaan dan sifat pasir bekas.
Perencanaan daur ulang pasir proses CO 2, menentukan  metode  daur  ulang  yang  dapat  diterapkan dan  komponen  proses  yang  harus  dipenuhi.    Cetakan pasir  proses  CO 2 setelah  dibongkar  biasanya  berupa bongkahan  dengan  ukuran  antara  6  cm  sampai  26  cm seperti  terlihat  pada  Gambar  2.    Untuk  mendaur  ulang pasir  tersebut  diperlukan  beberapa  tahapan  proses tergantung tipe sistem daur ulang yang dipilih.  Salah satu tujuan dari penelitian ini adalah pasir proses CO 2 bekas yang  berupa  bongkahan  dapat  diolah  agar  berbentuk butiran  kembali  sehingga  bisa  diolah  kembali  menjadi pasir  CO 2 baru  yang  siap  digunakan.  Untuk  dapat mencapai  tujuan  tersebut,  sistem  daur  ulang  pasir  yang tepat  untuk  dipilih  adalah  tipe dry  reclamation ,  yaitu memanfaatkan  gesekan  secara  mekanik  atau  prinsip gesekan untuk menghilangkan lapisan bahan pengikatnya.

## Gambar 2. Bongkahan pasir CO 2 bekas
Proses  daur  ulang  pasir  proses  CO 2 secara  manual, merupakan  rangkaian  percobaan  untuk  mendapatkan bahan baku pasir dari pasir proses CO 2 bekas pengecoran logam. Proses daur ulang dilakukan  sesuai dengan yang telah direncanakan pada tahap sebelumnya, yaitu proses pemecahan bongkahan pasir dengan jaw crusher diwakili dengan  proses  pemukulan  bongkahan  dengan  palu/ penumbuk  pasir,  sedangkan  proses  penghalusan  butiran
Perencanaan daur ulang pasir proses CO 2
Proses daur ulang pasir proses CO 2 secara manual
Analisis kualitas pasir hasil percobaan
Perancangan mesin daur ulang pasir proses CO 2
Selesai
dengan hammer mill diwakili dengan proses penyaringan menggunakan ayakan dengan diameter lubang 1,4 mm.
Gambar 3. Proses daur ulang pasir CO 2 bekas secara manual
Analisis  kualitas  pasir  hasil  percobaan  daur  ulang, mencakup  analisis  butiran  pasir,  permukaan  pasir,  sifat thermal dan sifat fisik pasir serta pengujian sistem untuk
menguji sifat mekanik pasir.  Pasir CO 2 bekas yang telah mengalami  proses  penghancuran  dan  penyaringan  ( dry reclamation ) selanjutnya diuji kualitasnya di
laboratorium untuk mengetahui karakteristiknya. Karakteristik  yang perlu diketahui dari pasir CO 2 bekas hasil proses dry reclamation terdiri atas : Bagian hilang terbakar ( Loss on ignition (LOI) ), Kadar debu, titik sinter dan  distribusi  ukuran  pasir.  Proses  pengujian  seperti ditunjukkan  pada  gambar  4  dan  hasil  pengujian ditunjukan pada Tabel 1 sebagai berikut.
Tabel 1. Hasil pengujian pasir Sifat Pasir daur ulang Pasir baru LOI 0,21 % 0,42 % Kadar debu 4,17 % 1,00 % Titik sinter >1200  C >1200  C Luas permukaan butiran 136 cm 2 /gr 129 cm 2 /gr Besar butiran rata-rata 0,21 mm 0,22 mm AFS Number 77 73
Gambar 4.  Proses pengujian pasir CO 2 hasil dry reclamation
Perancangan  mesin  daur  ulang  pasir  proses  CO 2 , diperuntukkan bagi industri pengecoran logam skala kecil. Mesin mencakup crusher dan refiner .
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik pasir proses CO 2 bekas
Menurut  C. Kim Ng, P.K. Yeo & C.M.  Fam (2014) pasir proses CO 2 hasil daur ulang memiliki karakteristik sebagai berikut:
1. Distribusi  ukuran  pasir  dapat  dilihat  pada  Gambar  5, yang  menunjukan  sebagian  besar  berada  di grain
fineness number (GFN) 50 mesh yang ekivalen dengan 24,5 % dan 35,5 % dari berat total pasir.  Serta hanya ada  1% pasir dengan GFN 16 mesh dan 0,5 % debu yang  lebih  halus  dari  GFN  100  mesh.    Distribusi ukuran  pasir  akan  berpengaruh  terhadap  kualitas coran.  Ukuran butir yang kasar dapat mengakibatkan penetrasi  logam  ke  dalam  cetakan  dan  akan mengakibatkan permukaan coran yang jelek.  Ukuran butir yang halus akan menghasikan permukaan coran yang  lebih  baik,  tetapi  membutuhkan  bahan  pengikat yang lebih banyak dan memiliki kemampuan alir gas yang rendah yang dapat mengakibatkan cacat gas pada coran.  Sehingga ukuran pasir seharusnya terdistribusi diantara  GFN  20  mesh  hingga  GFN  100  mesh  untuk pasir baru.
Gambar 5. Distribusi ukuran pasir baru dan pasir daur ulang
2. Bentuk  partikel  pasir  dapat  dilihat  pada  Gambar  6, lingkaran  menunjukan  terdapat  banyak  pasir  yang berbentuk  menyudut  pada  pasir  baru,  dibandingkan dengan pasir daur ulang yang berbentuk bulat.  Hal ini diakibatkan  oleh  gesekan  antar  pasir  dan  tumbukan pasir  terhadap  dinding  pada  saat  proses  daur  ulang pasir  yang  mengakibatkan  bagian  ujung  menyudut menjadi  bulat.    Butiran  yang  bulat  akan  memberikan kemampuan alir yang baik dan kepadatan yang tinggi pada  penambahan  bahan  pengikat  yang  rendah  jika dibandingkan  dengan  butiran  yang  bersudut  (Brown 1999).    Sehingga  pasir  daur  ulang  dapat  mengurangi penggunaan  jumlah  bahan  pengikat  dalam  proses pembuatan  cetakan,  sehingga  dapat  meningkatkan collapsibility cetakan pasir.
Gambar 6. Bentuk partikel (a) pasir baru, (b) pasir daur ulang
3. Kekuatan tekan, tarik dan geser dari pasir daur ulang yang  dibuat  dengan  beberapa  variasi  jumlah  bahan pengikat  yang  ditambahkan  dapat  dilihat  pada Gambar 7 sebagai berikut.
Gambar 7.  Kuat tekan tarik dan geser untuk pasir yang dibuat dengan (a) 4 % bahan pengikat, (b) 5
% bahan pengikat (c) 6 % bahan pengikat (sodium silicate dan air).
4. Collapsibility cetakan  pasir  yang  dibuat  dengan beberapa variasi jumlah bahan pengikat dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Kondisi cetakan pasir yang dibuat dengan (a) 4 %, (b) 5 %, (c) 6 % bahan pengikat (4:1 rasio sodium silicate terhadap air) setelah penuangan besi cor

## Perencanaan daur ulang pasir proses CO 2
Sistem  daur  ulang  pasir  secara  umum  ada  tiga  tipe, yaitu: dry  reclamation ; wet  reclamation ;  dan thermal reclamation (J.M. Svoboda, 1990).  Masing-masing tipe sistem  daur  ulang  memiliki  kelebihan  dan  kekurangan. Permasalahan  yang dihadapi industri pengecoran logam skala  kecil  saat  ini  adalah  pasir  proses  CO 2 yang  telah digunakan  biasanya  langsung  dibuang  sehingga  biaya untuk  pebuatan  kembali  pasir  tersebut  cukup  tinggi, karena bahan baku yang digunakannya adalah pasir baru seluruhnya.    Agar  pasir  proses  CO 2 bekas  dapat digunakan  kembali,  perlu  dilakukan  proses  daur  ulang terhadap pasir bekas tersebut.
Tahapan  proses  yang  direncanakan  untuk  mendaur ulang  pasir  proses  CO 2 bekas  dengan  sistem  tipe dry reclamation meliputi:  proses  penghancuran  bongkahan pasir  dan  proses  penghalusan  butiran  pasir.    Proses penghancuran  bongkahan  pasir  dapat  dilakukan  dengan menggunakan  mesin jaw  crusher ,  sedangkan  proses penghalusan  butiran  pasir  dilakukan  dengan  mesin hammer mill . Untuk  keperluan  proses  daur  ulang  secara  manual, proses pemecahan bongkahan pasir dengan jaw crusher diwakili  dengan  proses  pemukulan  bongkahan  dengan palu/  penumbuk  pasir,  sedangkan  proses  penghalusan butiran  dengan hammer  mill diwakili  dengan  proses penyaringan  menggunakan  ayakan  dengan  diameter lubang 1,4 mm.

## Pengujian dan analisis kualitas pasir hasil daur ulang
Berdasarkan  hasil  pengujian  seperti  yang  tunjukan pada  Tabel  1,  pasir  hasil  percobaan  daur  ulang  secara manual  memiliki  sifat  yang lebih rendah  dari pasir baru. Hal  tersebut  normal  karena  pasir  setelah  diolah  dengan penambahan  bahan  pengikat  dan  bahan  tambah  yang kemudian  dibuat  cetakan  dan  menerima  beban  panas ketika dicor, akan mengalami penurunan sifat-sifatnya.
Mekanisme  perancangan  mesin  daur  ulang  pasir proses CO 2
I. Identifikasi  jenis  dan  fungsi  mesin  daur  ulang  pasir CO 2
Mesin daur ulang pasir proses CO 2 direncanakan terdiri dari dua jenis mesin, sesuai dengan tahapan proses daur ulang yang akan dilakukan.   Kedua jenis mesin tersebut adalah jaw crusher dan hammer mill .
Perancangan mesin jaw crusher
Perancangan mesin jaw crusher dimulai dari analisis objek mesin,  yaitu  pasir  proses  CO 2 bekas.    Pasir  proses  CO 2 bekas  merupakan  hasil  pembongkaran  cetakan  yang berasal  dari  cetakan  atau  inti.    Biasanya  masih  berupa
bongkahan  dengan  ukuran  antara  6  cm  sampai  26  cm seperti  terlihat  pada  Gambar  2.   Pasir proses  CO 2 terdiri dari pasir kwarsa sebagai bahan dasar, air kaca yang sudah mengkristal sebagai bahan pengikat dan lapisan tipis gula tetes sebagai bahan tambah.  Pasir tersebut memiliki sifat yang abrasif.
Untuk mendaur ulang pasir proses CO 2 bekas tersebut di atas, harus dilakukan terlebih dahulu proses penghancuran  bongkahan  pasir.    Rencananya  akan digunakan  metoda jaw  crusher ,  yaitu  bongkahan  akan dipukul oleh dua pelat hingga hancur.  Prinsip kerja mesin jaw  crusher  ini  adalah  bongkahan  pasir  akan  masuk  ke dalam celah yang dibentuk oleh dua buah pelat pemukul yang  berbentuk  tirus,  yaitu  lebar  pada  bagian  atas,  dan mengecil  pada  bagian  bawah.    Kemudian  bongkahan tersebut akan dipukul oleh pelat dengan mekanisme salah satu  pelat  diam,  dan  pelat  yang  lainnya  bergerak memukul.    Lebar  celah  bagian  bawah  bisa  disesuaikan dengan besar pecahan bongkahan yang ingin dihasilkan. Secara  umum  mesin jaw  crusher terdiri  dari  beberapa bagian  seperti  yang  terlihat  pada  Gambar  9  sebagai berikut.
Gambar 9. Bagian-bagian mesin jaw crusher
Perancangan  mesin jaw  crusher akan  dilakukan mengikuti konstruksi mesin seperti yang ditunjukan pada Gambar 9 tersebut diatas.  Hal baru yang akan dilakukan dalam  penelitian  ini  adalah  pemilihan  material  bagian fixed  jaw  plate dan moveable  jaw  platenya .    Pemilihan materialnya akan disesuaikan dengan karakteristik objek dari mesin tersebut, yaitu pasir CO 2 bekas yang abrasif.

## Perancangan mesin hammer mill
Perancangan  mesin hammer  mill dimulai  dari  analisis objek  mesin,  yaitu  pasir  proses  CO 2 bekas  yang  telah diproses oleh mesin jaw crusher .  Pasir proses CO 2 bekas yang  dihasilkan  oleh  mesin  jaw  crusher  masih  berupa gumpalan  pasir  yang  kecil-kecil  dan  belum  terurai menjadi butiran-butiran pasir.
Gambar 10. Pasir proses CO 2 yang dihasilkan oleh mesin jaw crusher
Agar gumpalan pasir tersebut diatas dapat terurai menjadi butiran-butiran  pasir,  direncanakan  akan  digunakan metode hammer  mill untuk  mengolahnya.    Prinsip  kerja mesin hammer mill adalah gumpalan pasir akan masuk ke dalam ruang dimana di dalamnya ada palu yang berputar. Gumpalan pasir akan dipukul oleh palu berputar kemudian menabrak dinding ruang, dan berulang seperti itu hingga gumpalan pasir terurai  dan dapat masuk ke saringan yang ada pada bagian bawah mesin.
Secara  umum  mesin hammer  mill terdiri  dari  beberapa bagian  seperti  yang  terlihat  pada  Gambar  11  sebagai berikut.
Gambar 11. Bagian-bagian mesin hammer mill Perancangan  mesin hammer  mill akan  dilakukan mengikuti konstruksi mesin seperti yang ditunjukan pada Gambar 11 tersebut diatas.  Hal baru yang akan dilakukan dalam  penelitian  ini  adalah  pemilihan  material  bagian hammer nya.    Pemilihan  materialnya  akan  disesuaikan dengan karakteristik objek dari mesin tersebut, yaitu pasir CO 2 bekas yang abrasif.
II. Analisis  tuntutan/persyaratan  teknis  dan  penentuan sifat bahan yang dibutuhkan.
Ketika  menjalankan  fungsinya  sebagai  penghancur  dan pendaur ulang bongkahan pasir cetak yang telah terpakai, setiap n mesin yang kontak langsung dengan pasir cetak akan mengalami berbagai kondisi pembebanan sebagaimana ditunjukkan dalam tabel berikut :
Tabel 2. Kondisi Pembebanan Elemen Mesin Kondisi Pembebanan
Jaw Crusher Abrasif (gesek) dan benturan Hammer Mill Benturan
Objek yang dihadapi oleh Jaw Crusher adalah pasir SiO 2 yang merupakan bahan keramik ditambah dengan bahan pengikat yang sudah menjadi kristal akibat reaksi dengan gas  CO 2 .  Bahan  keramik  secara  umum  memiliki kekerasan  yang  sangat  tinggi  dan    apabila  bergesekan dengan  material  lain  akan  bersifat  mengabrasif  lawan geseknya  sehingga  material  akan  mengalami  keausan. Pasir  CO2  bekas  yang  akan  didaur  ulang  adalah  pasir yang berbentuk bongkahan dengan ukuran berkisar antara 60  hingga  260  mm.  Sedangkan  pasir  Silika  yang  sudah didaur  ulang  diharapkan  memiliki  ukuran  sekitar  0,25 hingga 0,35 mm. Oleh karena itu untuk menghancurkan bongkahan  tersebut  mesin  Jaw  Crusher  juga  harus memiliki sifat tahan terhadap benturan karena mekanisme yang  digunakan  untuk  menghancurkan  bongkahan menjadi  pasir  halus  adalah  dengan  cara  benturan  atau pemukulan.  Rata-rata  nilai  kekerasan  pasir  silika  SiO2 adalah 5 skala Mohs atau setara dengan 51 HRC.
Objek yang dihadapi oleh Hammer mill adalah bongkahan pasir hasil proses penghancuran oleh  mesin Jaw Crusher hanya  saja  ukuran  bongkahannya  lebih  kecil.  Pada prosesnya bongkahan tersebut dihancurkan oleh Hammer Mill  melalui  proses  pemukulan.  Dengan  demikian  maka tuntutan utama dari sifat bahan yang tepat untuk Hammer Mill  adalah  material  yang  tangguh  namun  juga  dapat ditingkatkan  kekerasannya  melalui  proses  perlakuan panas sehingga ketahanan abrasifnya akan  menjadi lebih baik.

## III. Studi  bahan dan aplikasinya
Bahan teknik secara garis besar terdiri atas bahan logam, keramik  dan  polimer.  Diantara  bahan-bahan  teknik tersebut  logam  dan  keramik  relatif  memiliki  kekerasan dan  ketahanan  abrasif  yang  lebih  baik  dibandingkan dengan  polimer.  Material  keramik  merupakan  material yang  secara  umum  paling  keras  namun  material  ini memiliki  kekurangan  yaitu  dalam  hal  ketangguhannya yang rendah atau bersifat rapuh. Material logam memiliki kekuatan  dan  kekerasan  yang  lebih  baik  di  bandingkan polimer, namun  umumnya kekerasannya masih di bawah keramik. Akan tetapi ada satu hal penting yang dimiliki oleh logam yaitu bahwa nilai kekerasannya dapat diubah (ditingkatkan  atau  diturunkan  )  melalui  suatu  metoda yang  tepat  tergantung  pada  jenis  logamnya.  Salah  satu metoda yang sering dipergunakan untuk mengubah sifat logam adalah proses perlakuan panas.
Bahan  logam  pun  secara  garis  besar  dikelompokkan menjadi logam berbasis besi yang terdiri dari besi cor dan baja  serta  logam  berbasis  unsur  non  besi  seperti  logam Alumunium dan paduannya.
Berikut ini adalah beberapa jenis logam berbasis besi dan aplikasinya :
1. Besi  cor,  logam  ini  merupakan  paduan  logam  besi dengan unsur karbon. Kandungan unsur karbon pada logam besi secara praktis berkisar antara 2 – 4 %. Besi
cor ini terbagi menjadi berbagai jenis dengan masing- masing aplikasinya sebagai berikut:
 Besi  Cor  kelabu,  umumnya  besi  cor  ini  bersifat mudah untuk di proses pemesinan, memiliki sifat peredaman  getaran  yang  baik  serta  mampu  cor yang  baik.  Besi  cor  ini  banyak  dipakai  untuk rumah  mesin,  rumah  pompa,  gear  box,  cylinder head dll.
 Besi  cor ductile ,  banyak  dipakai  untuk  produk yang  dituntut  harus  bersifat  ulet  seperti  poros engkol.
 Besi  cor  putih  atau  besi  cor  tahan  abrasif. Umumnya besi cor ini memiliki sifat yang sangat keras  tetapi  bersifat  rapuh.  Besi  cor  ini  dapat dibuat  melalui  proses  pendingian  yang  sangat cepat dari kondisi cair menjadi padat atau melalui penambahan  unsur  paduan  tertentu.  Karena sifatnya  yang  keras  tersebut  maka  besi  cor  ini dalam aplikasinya banyak dipakai  untuk produk- produk yang dituntut harus tahan gesek atau tahan abrasif.
2. Baja  Cor,  logam  ini  juga  merupakan  paduan  antara logam  besi  dengan  unsur  karbon  akan  tetapi  dengan kadar karbon yang lebih rendah yaitu kurang dari 2%.
Banyak sekali jenis baja yang tersedia, namun secara umum dapat dikelompokkan menjadi baja karbon dan baja  paduan.  Baja  paduan  secara  umum  memiliki keunggulan  yang  lebih  baik  dalam  hal  sifat-sifatnya dibandingkan baja karbon tergantung pada jenis dan unsur paduan yang dimiliki oleh baja tersebut. Seperti misalnya  baja  yang  mengandung  unsur  paduan  Cr dalam jumlah yang tinggi (>10%) maka baja tersebut akan  memiliki  sifat  tahan  korosi.  Jika  baja  tersebut juga  mengandung  unsur  Ni  yang  tinggi  maka  akan selain  memiliki  sifat  tahan  korosi  boleh  jadi  juga memiliki sifat tahan panas. Jika ke dalam baja tersebut dimasukkan unsur-unsur lain seperti Mo, V selain Cr dan  Ni  maka  kekerasan  baja  pun  akan  meningkat sehingga dalam aplikasinya juga dapat dipergunakan pada produk yang dituntut harus tahan gesek dan kuat.
IV. Pemilihan  bahan  berdasarkan kriteria yang ditentukan
Fokus  pada  bahan  yang  dituntut  harus  memiliki kekerasan  yang  tinggi  dan  bersifat  tahan  gesek  seperti halnya  untuk  jaw  crusher,  maka  ada  beberapa  alternatif bahan  yang  bisa  dipilih  mengacu  pada  standar  ASTM A532 yaitu :
Tabel 3. Standar ASTM A532
Kelas  IA  –  IC  secara  umum  dikenal  juga  dengan sebutan  bahan  NiHard  I.  Sedangkan  kelas  ID  dikenal dengan sebutan NiHard4.
Data dari sumber lain menyatakan bahwa ketangguhan bahan Nihard 4 lebih baik dari pada bahan Nihard  1.  Nilai  K Ic Nihard  4  lebih  dari  25  Mpa  m. Sedangkan nilai K Ic Nihard 1 maksimum 26 Mpa m. Hal tersebut  berarti  meskipun  nilai  kekerasan  Nihard  1lebih tinggi  dari  Nihard  4  namun  dalam  hal  ketangguhan Nihard 4 lebih baik.
Kelas  II  memiliki  kandungan  unsur  Mo  yang  lebih tinggi,  namun berdasarkan tabel nilai  kekerasan  di atas, kekerasan besi cor kelas II ini lebih rendah dibandingkan kelas I. Sehingga dapat dianggap bahwa ketahanan gesek besi cor ini masih lebih rendah dibandingkan dengan besi cor kelas I. Demikian juga halnya dengan besi cor kelas III.
Berdasarkan  pertimbangan  tersebut,  maka  material yang  dianggap  tepat  untuk  produk  Jaw  Crusher  adalah standar material ASTM A532 class ID atau NiHard 4.
Sedangkan  untuk  Hammer  Mill,  memperhatikan fungsi  dan  mekanisme  kerjanya  maka  bahan  untuk produk ini  harus  memiliki ketangguhan  yang lebih baik meskipun  nilai  kekerasannya  tidak  terlalu  tinggi.  Nilai ketangguhan  bahan  dapat  dikarakterisasi  melalui besarnya  nilai  elongasi  dan  kekuatan  tarik  dari  bahan tersebut. Oleh karena itu, dengan pertimbangan tersebut maka baja merupakan pilihan  yang dalam penelitian ini dianggap  tepat.  Jenis-jenis  baja  sangat  banyak  dan bervariatif dalam sifat dan aplikasinya.
Khusus untuk aplikasi Hammer mill ini, ada dua baja yang dapat dijadikan alternatif yaitu : 1. GS50CrMo4 (DIN) Baja ini memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
 Kekuatan tarik mencapai 730 MPa
 Elongasi setelah patah mencapai 11%
 Kekerasan  mencapai  57  HRC  setelah  proses perlakuan panas.
Tabel 4. Komposisi kimia GS50CrMo4 (DIN) %C %Si %Mn %P %S %Cr %Mo 0,46 – 0,54 0,25 – 0,50 0,50 – 0,80 < 0,035 < 0,035 0,90 - 1,20 0,15 – 0,25
2. ZG45Cr5Mo (Standar China)
Baja ini memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
 Kekerasan ≥ 48 HRC
 Harga impak ≥ 20 J/cm 2
Tabel 5. Komposisi kimia GS50CrMo4 (DIN)
%C %Si %Mn  %Cr  %Mo  %Cu %P %S 0,4  – 0,6 ≤ 1,2 1 – 1,5 4 - 6 0,2 - 1 0,5 - 0,8 0,058 0,052
Dari  dua  alternatif  bahan  tersebut,  dalam  penelitian ini akan dipilih bahan GS50CrMo4 karena bahan tersebut memiliki kekuatan yang tinggi juga bersifat keras. Selain itu  ditinjau  dari  aspek  komposisinya  bahan  ini mengandung  unsur  Cr,  Mo,  dan  Mn  yang  lebih  rendah sehingga memiliki nilai yang lebih ekonomis dibandingkan bahan kedua.
Gambar 13.  Mesin hammer mill hasil rancangan

## IV. PENUTUP

## Kesimpulan
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan  diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Teknologi  daur  ulang  pasir  proses  CO 2 yang dihasilkan adalah dalam bentuk sistem daur ulang dan analisis/ kajian mengenai kualitas daur ulang.
2. Desain purwarupa mesin daur ulang pasir proses CO 2 yang dihasilkan adalah desain mesin jaw crusher dan desain mesin hammer mill .

## V. DAFTAR PUSTAKA
1. Daftar  C.  Kim  Ng,  P.K.  Yeo  &  C.M.  Fam “Reclamation  of  Sodium  Silicate  Sand  Moulding” Australian  Journal  of    Basic    and  Applied  Sciences 8)(19) Special 2014, pages 365-368
2. G. S. PATANGE, M. P. KHOND, H. J. RATHOD& K. B. CHHADVA  “Investigation of Foundry Waste Sand  Reclamation  Process  for  Small  and  Medium Scale  Indian  Foundry“  International  Journal  of Industrial  Engineering  &  Technology  (IJIET)  ISSN 2277-4769 Vol.3, Issue 1, Mar 2013, 1-6
3. J.M.  Svoboda  “Foundry  Sand  Reclamation”  Center for Materials Production 1990
4. M.V  Ramana  "Moulding  Sand  Reclamation-A  Brief Review"  International  Journal  of  Latest  Trends  in Engineering and Technology (IJLTET) Vol. 5 Issue 1 January 2015.
5. P.  Czapla,  R.  Dańko  “The  State  of  Art  of  the Mechanical  Reclamation  of  Used  Foundry  Sands”
ARCHIVES of FOUNDRY ENGINEERING Volume 13, Special Issue 3/2013 6. United  States  Department  of  Transportation  Federal Highway  Transportation,  Foundry  Sand  Facts  for
Civil EngineersFirst Printing, May 2004, FHWA-IF- 04-004
7. Erfahrungen  beim  Regenerieren  von  Grünsand- Kernsandgemisch imGrünsandformverfahren, GIESSEREI-PRAXIS vol 10 /2014 8. http://www.junruidesign.com/product/productinfo.ph p?pid=9
9. http://www.foundry-source.com/casting_process.htm 10. https://www.911metallurgist.com/blog/recycling- sand-foundry-casting-mold
11. http://www.wheelabratorgroup.com/en/sites/wheelab ratorLibrary