BAB II DASAR TEORI 2.1 Pengertian Proses Produksi Dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia, dikatakan bahwa : “ Produksi adalah proses mengeluarkan hasil.” Dapat penulis uraikan, bahwa definisi produksi adalah suatu proses dimana terdapat kegiatan pengolahan bahan mentah (input), dengan serangkaian tahapan-tahapan untuk menghasilkan produk (output), yang lebih bernilai maknanya. Sedang pengertian dari produk itu sendiri adalah hasil akhir dari proses pengolahan. Sedangkan menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia, yaitu : “ Produk adalah barang atau jasa yang dibuat dan ditambahkan gunanya atau nilainya dalam proses produksi dan menjadi hasil akhir dari proses produksi itu.“Sistem produksi merupakan fungsi pokok dalam setiap organisasi, yang mencakup aktivitas yang bertanggung jawab untuk menciptakan nilai tambah produk yang merupakan output dari setiap organisasi industri itu. Proses transformasi nilai tambah dari input menjadi output dalam sistem produksi modern selalu melibatkan komponen struktural dan fungsional. Sistem produksi memiliki beberapa karakteristik sebagai berikut : 1. Satu sama lain dan membentuk satu kesatuan yang utuh. Hal ini berkaitan dengan komponen struktural yang membangun sistem produksi itu. 2. Mempunyai tujuan yang mendasari keberadaannya, yaitu menghasilkan produk (barang dan atau jasa) berkualitas yang dapat dijual dengan harga kompetitif di pasar. 3. Mempunyai aktivitas berupa proses transformasi nilai tambah input menjadi output secara efektif dan efisien. 4. Mempunyai mekanisme yang mengendalikan pengoperasiannya, berupa optimalisasi pengalokasian sumber-sumber daya. 2.2 Pengertian Mesin Pengaduk Adonan Mesin pengaduk adonan adalah suatu mesin yang digunakan sebagai alat pencampur bahan makanan dengan kapasitas 4 kg.Selain sebagai alat pengaduk bahan makanan alat ini juga dapat digunakan untuk menghancurkan bahan pelengkap adonan seperti bawang. 3
4
Mesin pengaduk adonan ini merupakan alat yang juga mempunyai peranan penting dalam proses pembuatan adonan, seperti kerupuk, roti, mie, dsb. Dengan menggunakan mesin ini dapat meningkatkan hasil produksi dan bisa mengurangi biaya produksi. Karena bejana terbuat dari Stainless Steel, maka mesin pengaduk adonan ini sangat cocok digunakan di beberapa perusahaan pengolah makanan. 2.3 Proses Manufaktur 2.3.1 Pengelasan a. Pengertian Pengelasan Pengelasan merupakan proses penyambungan dua bahan atau lebih yang didasarkan pada prinsip-prinsip proses difusi, sehingga terjadi penyatuan bagian bahan yang disambung. Kelebihan sambungan las adalah konstruksi ringan, dapat menahan kekuatan yang tinggi, mudah prosesnya, serta ekonomis. Namun kelemahan yang paling utama adalah terjadinya perubahan struktur mikro dari bahan yang dilas, sehingga terjadi perubahan sifat fisik maupun mekanis dari bahan yang dilas. Arus listrik digunakan untuk memanasi logam yang dilas. Arus listrik dibangkitkan oleh generator dan dialirkan melalui kabel ke sebuah alat yang menjepit elektroda diujungnya, yaitu suatu logam batangan yang dapat menghantarkan listrik dengan baik. Ketika arus listrik dialirkan, elektroda disentuhkan kebenda kerja dan kemudian ditarik kebelakang sedikit, arus listrik tetap mengalir melalui celah sempit antara ujung elektroda dengan benda kerja. Arus yang mengalir ini dinamakan busur (arc) yang dapat mencairkan logam. Lihat Gambar 2.1 di bawah ini.
Gambar 2.1 Prinsip Kerja Las Listrik (Smith, 1992)
5
Tipe-tipe sambungan las yang sering digunakan seperti Gambar 2.2 di bawah ini antara lain:
Gambar 2.2 Jenis-jenis sambungan las (Smith, 1992) a. Butt Joint Dimana kedua batang yang dilas berada pada bidang yang sama. b. Lap Joint Kedua benda yang dilas berada pada bidang panel. c. T Joint Benda yang dilas tegak lurus satu sama lain. d. Edge Joint Kedua benda yang dilas berada pada bidang yang parallel tetapi sambungan las dilakukan pada sumbernya. e. Corner Joint Kedua benda yang dilas pada sisi luar sudut. b. Memilih besar arus listrik Agar hasil pengelasan baik, kuat, dan hemat ada baiknya menentukan besar arus dan ukuran elektroda yang akan digunakan. Besarnya arus listrik pada pengelasan tergantung pada diameter dan macam-macam elektroda las. Berikut ini adalah daftar besar arus listrik dalam ampere (A) dan diameter dalam milimeter (mm). Pengaruh kuat arus pada hasil las adalah seberapa dalam hasil sambungannya. Arus yang telalu kecil bisa berakibat sulit terjadi busur listrik dan sambungan yang dangkal. Apabila arus terlalu besar juga dapat berakibat rusaknya logam lasan karena meleleh oleh arus yang besar. Tabel 2.1 menunjukkan besar arus dalam ampere dan diameter.
6
Tabel 2.1 besar arus ampere dan diameter elektroda (scharkus dan jutz 1996)
Keterangan: a. E menyatakan elektroda b. Dua angka setelah E (misalnya 60 atau 70) menyatakan kekuatan tarik defosit las dalam ribuan dengan lb/inchi2. c. Angka ketiga setelah E menyatakan posisi pengelasan, yaitu: yaitu - Angka (1) menyatakan pengelasan dengan segala posisi. - Angka (2) menyatakan pengelasan posisi datar dan bawah tangan. d. Angka ke empat setelah E menyatakan jenis selaput dan jenis arus yang cocok dipakai untuk pengelasan. c. Kekuatan Las Kekuatan las dapat dihitung dengan berbagai cara, diantaranya adalah kekuatan las terhadap geseran. Geseran yang terjadi disebabkan oleh beban yang bekerja pada benda yang dilas dengan memiliki suatu panjang bidang tekan. Tegangan geser akibat momen atau yang sering disebut tegangan geser kedua yaitu tegangan geser akibat momen komponen sumbu x dan y dihitung dengan : τ = F/A = F/(1,414 /(1,414 .s .l) ………………………….......................... ………………………… ........................…(2.1) Untuk menjamin bahwa hasil pengelasan tersebut memiliki kekuatan yang cukup dan tidak akan gagal, maka perlu ditinjau dari tegangan tarik (σb). (σ σbb = M/z……………………………………………………………....(2.2) Dimana : M = F x e.................................................................................. e............................................. .......................................(2.3)
7
Z =
4
2
…………………………….……….............................……..(2.4)
Sehingga tegangan geser maksimum yang terjadi akibat gaya geser dan momen adalah: τ max =
=
2
+ 4τ2 ……....…...……..…....…………………(2.5)
Dimana : τ
= Tegangangeser (N/mm2)
σb
= Tegangan bending (N/mm2)
M
= Momen (N.mm)
z
= Section modulus (mm3)
A
= Luasan minimum las (mm2)
F
= Gaya (N)
2.3.2 Proses Milling Proses pemesinan frais adalah proses penyayatan benda kerja dengan alat potong dengan mata potong jamak yang berputar. Mesin frais (milling machine) merupakan salah satu mesin konvensional yang mampu mengerjakan suatu benda kerja dalam permukaan datar,sisi,tegak,miring, bahkan alur roda gigi. Mesin perkakas ini mengerjakan atau menyelesaikan suatu benda kerja dengan menggunakan pisau milling(cutter). Gambar mesin frais dapat dilihat digambar 2.3 dibawah ini.
Gambar 2.3 mesin frais a. Klasifikasi Proses Milling Proses frais dapat diklasifikasikan dalam tiga jenis. Klasifikasi ini berdasarkan jenis pahat , arah penyayatan, dan posisi relatif pahat terhadap benda kerja.
8
1. Frais Periperal (Periperal Milling ) Proses frais permukaan dihasilkan oleh gigi pahat yang terletak pada permukaan luar badan alat potongnya. Sumbu dari putaran pahat biasanya pada bidang yang sejajar dengan permukaan benda kerja yang disayat. 2. Frais muka (Face Milling ) Pada frais muka, pahat dipasang pada spindel yang memiliki sumbu putar tegak lurus terhadap permukaan benda kerja. Permukaan hasil proses frais dihasilkan dari hasil penyayatan oleh ujung dan selubung pahat. 3. Frais jari (End Milling ) Frais ujung biasanya berputar pada sumbu yang tegak lurus permukaan benda kerja. Pahat dapat digerakkan menyudut untuk menghasilkan permukaan menyudut. Gigi potong pada pahat terletak pada selubung pahat dan ujung badan pahat.
Gambar 2.4 Tiga Klasifikasi proses frais : (a) frais periperal/ slab milling, (b) frais muka/ face milling, (c) frais jari /end milling b. Parameter yang dapat diatur pada mesin frais Maksud dari parameter yang dapat diatur adalah parameter yang dapat langsung diatur oleh operator mesin ketika sedang mengoperasikan mesin frais. Seperti pada mesin bubut, maka parameter yang dimaksud adalah putaran spindel (n), gerak makan (f), dan kedalaman potong (a). Putaran spindel bisa langsung diatur dengan cara mengubah posisi handle pengatur putaran mesin. Gerak makan bisa diatur dengan cara mengatur handle gerak makan sesuai dengan tabel f yang ada di mesin. Putaran spindel (n) ditentukan berdasarkan kecepatan potong.
9
Kecepatan potong ditentukan oleh kombinasi material pisau dan material benda kerja. Kecepatan potong adalah jarak yang ditempuh oleh satu titik(dalam satuan meter) pada selubung pisau dalam waktu satu menit.rumus kecepatan potong identik dengan rumus kecepatan potong pada mesin bubut. Pada proses frais besarnya diameter yang digunakan adalah diameter pisau. 1. Rumus kecepatan pemotongan (v) . .
Cs = 1000 ..................................................................................... (2.6) Dimana: Cs
= cutting speed (m/min)
n
= putaran sumbu mesin (rpm)
d
= diameter pisau frais (mm)
Beberapa kecepatan potong untuk beberapa jenis bahan dapat dilihat pada tabel 2.2 berikut. Tabel 2.2 Kecepatan pemotongan mesin frais (Teknik Pemesinan, 2011) Bahan Benda Kerja Kuningan, Perunggu keras Besi tuang Baja >70 Baja 50-70 Baja 34-50 Tembaga, Perunggu lunak Allumunium murni
1 2 3 4 5 6 7
Cs ( m/ menit ) 30 – 45 14 – 21 10 – 14 14 – 21 20 – 30 40 – 70 300 – 500
2. Kecepatan pemakanan (S) S = sz . Z. n ................................................................................ (2.7) Dimana: S
= kecepatan pemakanan (mm/min)
Sz
= sayatan per gigi (mm/gigi)
Z
= jumlah gigi
n
= putaran pisau frais (rpm) Berikut adalah tabel untuk menentukan sayatan per gigi dari proses pengefraisan dapat dilihat ada tabel 2.3 berikut.
10
Tabel 2.3 Sayatan tiap gigi pada pisau frais (Teknik Pemesinan, 2011)
3. Waktu pengerjaan tm = …………………………………………………….....……… (2.8) L = l + la + lu……………………………………….…………… (2.9) S = sz . Z . n…………………………………………………….. (2.10) Dimana: Tm
= waktu pengerjaan (menit)
L
= panjang pengerjaan (mm)
S
= kecepatan pemakanan
la
= jarak awal sebelum pemakanan
lu
= jarak akhir sesudah pemakanan
l
= panjang material
2.3.3 Solidwork Solidwork merupakan software yang digunakan untuk membuat desain produk dari yang sederhana sampai yang kompleks seperti puli, motor listrik,
11
mesin mobil, dsb. Software ini merupakan salah satu opsi diantara desain software lainnya sebut saja catia, inventor, Autocad, dll. Namun bagi yang berkecimpung dalam dunia teknik khususnya teknik mesin dan teknik industri, file ini wajib dipelajari karena sangat sesuai dan prosesnya lebih cepat daripada harus menggunakan autocad. File dari solidwork ini bisa di ekspor ke software analisis semisal Ansys, FLOVENT, dll. Desain kita juga bisa disimulasikan, dianalisis kekuatan dari desain secara sederhana, maupun dibuat animasinya. SolidWorks menyediakan 3 template utama yaitu: 1. Part Part merupakan sebuah object 3D yang terbentuk dari feature – feature. Sebuah part bisa menjadi sebuah komponen pada suatu assembly, dan juga bisa digambarkan dalam bentukan 2D pada sebuah drawing. Feature adalah bentukan dan operasi – operasi yang membentuk part. Base feature merupakan feature yang pertama kali dibuat. Extensi file untuk part SolidWorks adalah .SLDPRT. 2. Assembly Assembly adalah sebuah fitur dimana part, feature dan assembly lain (Sub Assembly) dipasang/disatukan bersama. Extensi file untuk SolidWorks Assembly adalah .SLDASM. 3. Drawing Drawing yaitu fitur yang digunakan untuk membuat gambar kerja 2D/2D engineering drawing dari komponen tunggal (part) maupun Assembly yang sudah kita buat. Extensi file untuk SolidWork drawing adalah .SLDDRW. Berikut ini Gambar 2.5 yang memperlihatkan 3 template dari solidwork.
12
Gambar 2.5 Template solidwork (Screen shoot Solidwork liscene 2011) 2.3.4 Proses Bor Mesin bor merupakan suatu jenis mesin dengan gerak utama berputarnya alat potong pada kedudukan spindel dengan arah pemakanan alat potong hanya pada sumbu spindel mesin tersebut (pengerjaan pelubangan). Sedangkan pengeboran adalah proses menghasilkan lubang berbentuk lingkaran pada benda kerja dengan menggunakan pemotong berputar yang disebut mata bor dan memiliki
fungsi
untuk
membuat
lubang,
membuat
lubang
bertingkat,
membesarkan lubang, dan chamfer. a. Kecepatan Putaran Mata Bor . .
Cs = 1000 ........................................................................................... (2.11) Dimana: Cs = cutting speed (m/min) n
= putaran sumbu mesin (rpm)
d
= diameter pisau frais (mm)
b. Waktu pengeboran tm =
.
………………………………………………………….....… (2.12)
L = (0.3 . d) + l + la + lu ………………………………………… (2.13) vf = s . n…...……………………………………………….…….. (2.14) Dimana:
13
tm = waktu pengerjaan (menit) L
= panjang pengerjaan (mm)
S
= kecepatan pemakanan (mm/put)
la
= jarak awal sebelum pemakanan
lu
= jarak akhir sesudah pemakanan
l
= panjang material
n
= kecepatan putaran mesin (rpm)
Beberapa kecepatan pengeboran untuk beberapa jenis bahan dapat dilihat pada tabel 2.4 dan panjang poin twist drill pada tabel 2.5 berikut. Tabel 2.4 Tabel Pengeboran (Teknik Pemesinan, 2011)
Tabel 2.5 Poin twist drill (Teknik Pemesinan, 2011) Sudut Puncak
Ls
80º
0,6 d
118º
0,3 d
130º
0,2 d
140º
0,18 d
14
2.3.5 Proses Bor Dengan Mesin Bubut Mesin bubut termasuk jenis mesin perkakas yang digunakan sebagai mesin produksi. Fungsi mesin bubut yaitu untuk merubah bentuk dan ukuran benda kerja dengan cara menyayat benda kerja yang berputar dengan menggunakan pahat. Benda kerja dipasang pada rahang tetap (cekam) atau di antara dua center, pada saat benda kerja berputar pahat bergerak menyayat secara memanjang maupun melintang atau kombinasi dari kedua gerak tersebut. Bagian-bagian mesin bubut dapat dilihat pada Gambar 2.6 dibawah ini.
Gambar 2.6 Bagian-bagian mesin bubut (B.S Arief, 2012) Perhitungan pengeboran dengan mesin bor dapat dihitung dengan: 1.
Kecepatan potong pengeboran (Cs)
Cs =
.
.
..................................................................... (2.15)
dimana: Cs
= Cutting Speed (m/min)
n
= Putaran spindel (rpm)
Db
= Diameter benda kerja (mm)
2. Waktu pengerjaan tc
=
.
………………………………………………………(2.16)
15
L
= l + la ……………………………………………………(2.17)
Dimana: tc
= waktu pengerjaan (menit)
L
= panjang pengerjaan (mm)
f
= gerak makan (mm/put)
n
= kecepatan putaran (rpm)
la
= langkah awal sebelum pemakanan (mm)
l
= panjang akhir (mm)
Beberapa kecepatan pemakanan untuk pahat HSS dapat dilihat pada tabel 2.6 berikut. Tabel 2.6 Kecepatan putar pengeboran pahat HSS
