BAB III LANDASAN TEORI

LAPORAN KERJA PRAKTEK

PRODUKSI ALUMINIUM WIRE ROD DAN ALLOY INGOT

BAB III LANDASAN TEORI

3.1 Pengertian Proses Produksi Proses produksi terdiri dari dua kata, yaitu proses dan produksi yang memiliki makna yang berbeda.Proses adalah cara, metode, dan teknik bagaimana sumber-sumber (manusia, mesin, material dan uang) yang akan dirubah untuk memperoleh suatu hasil. Sedangkan produksi adalah kegiatan menciptakan atau menambah kegunaan suatu barang atau jasa. Jadi pengertian dari proses produksi adalah suatu cara, metode dan teknik untuk menciptakan atau menambah kegunaan suatu barang atau jasa dengan menggunakan sumber-sumber (manusia, mesin, material, dan uang) yang ada. Selain itu, kata “produksi” sering digunakan dalam istilah membuat sesuatu. Dalam istilah yang lebih luas dan lebih fundamental, produksi dapat diartikan sebagai berikut. Produksi adalah perubahan bahan-bahan dari sumber-sumber menjadi hasil yang diinginkan oleh konsumen.hasil ini dapat berupa barang ataupun jasa. Dalam artian tersebut, produksi merupakan konsep yang lebih luas daripada pengolahan (manufaktur) karena pengolahan ini hanyalah sebagai bentuk khusus dari produksi. Jadi, dengan cara ini pedagang besar, pengecer, dan lembaga-lembaga yang menyediakan jasa juga berkepentingan di dalam produksi. 1. Sistem Produksi Manufaktur Kegiatan produsi akan melibatkan pengubahan dan pengolahan berbagai macam sumber menjadi barang dan jasa untuk dijual. Jadi, tanggungjawab manajer produksi adalah membuat keputusan-keputusan penting untuk mengubah sumber menjadi hasil yang dapat dijual. Dua macam keputusan yang diperlukan akan menjadi topic pada pembahasan selanjutnya. Keputusan tersebut adalah :

12 TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS MERCU BUANA





Keputusan yang berhubungan dengan desain dari sistem produksi manufaktur.



Keputusan yang berhubungan dengan operasi dan pengendalian sistem tersebut baik dalam jangka panjang maupun dalam jangka pendek. Beberapa keputusan untuk jangka panjang yang menentukan desain sistem

produksi adalah tentang : 

desain produksi dari barang yang diproses.



pemilihan/penentuan peralatan dan prosesnya.



desain tugas.



lokasi dari fasilitas produksi.



layout dari fasilitas tersebut. Keputusan-keputusan yang komplek tersebut sangat berkaitan dengan proses

pengolahan yang dapat digolongkan menurut 3 macam cara : (1) sifat dari proses, (2) jangka waktu produksi, dan (3) sifat produk yang diproses. 3.2 Klasifikasi Proses Produksi Proses produksi memiliki tiga macam jenis, yaitu : 1. Sifat Proses Produksi Penggolongan proses produksi menurut sifat ini akan menentukan jenis atau bentuk pokok yang akan dipakai dalam pengolahan suatu produksi. Berdasarkan sifatnya, proses produksi dapat dibedakan menjadi 4 macam yakni : a. Proses Ekstraktif Adalah suatu proses produksi yang mengambil bahan-bahan langsung dari alam. Sebagai contoh : proses penambahan batu bara, bijih besi, bijih emas, pengeboran minyak, dan sebagainya. Proses ekstraktif ini terdapat dalam industri proses produksi dasar. Oleh karena itu pertanian dan perikanan juga disebut industri ekstraktif. b. Proses Analitik

13 TEKNIK MESIN




Adalah suatu proses pemisahan dari suatu bahan menjadi beberapa macam barang yang hampir menyerupai bentuk/jenis aslinya. Termasuk dalam kategori ini adalah penyulingan minyak. c. Proses Fabrikasi Adalah suatu proses yang mengubah suatu bahan menjadi beberapa bentuk. Pengubahan bentuk tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan mesin, gergaji, pengepresan, dan sebagainya. Sebagai contoh : proses pembuatan pakaian , sepatu, jenis mebel tertentu, dan sebagainya. d. Proses Sintetik Proses ini menunjukan metode pengkobinasian beberapa bahan kedalam sesuatu bentuk produks. Dalam pengolahan baja, gelas/kaca, produk akhirnya sangat berbeda dalam jenis aslinya karena perubahan fisik atau kimia. Dalam industri lain, seperti dalam produksi mobil, alat-alat listrik, atau radio dan televise, dimana bahan-bahannya dirakit tanpa merubah bentuk fisik atau susunan kimiawinya, disebut proses perakitan atau proses assembling. Sering, proses tersebut digunakan sebagai bagian dari proses pengolahan. 2. Jangka waktu Produksi Beberapa macam proses produksi dapat ditentukan menurut periode waktu dalam mana fasilitas produksi digunakan. Dalam hal ini, proses produksi digolongkan menjadi 2 macam, yakni : proses produksi yang terus-menerus (countinous processes) dan proses produksi yang terputus-putus (intermittent processes). Perbedaan pokok dari kedua proses produksi tersebut adalah berdasarkan pada panjang tidaknya waktu persiapan untuk mengatur (set up) peralatan produksi yang digunakan untuk memproduksi suatu produk atau beberapa produk tanpa mengalami perubahan. a. Proses terus-menerus (continuous process)

14 TEKNIK MESIN




Istilah proses terus-menerus digunakan untuk menunjukkan suatu keadaan manufaktur dimana periode waktu yang lama diperlukan untuk mempersiapkan mesin dan peralatan yang akan dipakai. Dalam hal ini, banyak atau semua mesin akan melaksanakan operasi yang sama dalam waktu tidak terbatas. Pada proses produksi yang terus-menerus, perusahaan atau pabrik menggunakan mesin-mesin yang dipersiapkan (set up) dalam jangka waktu yang lama dan tanpa mengalami perubahan. Contoh proses terus-menerus ini antara lain adalah produksi mobil dimana perubahan model hanya terjadi sekali dalam satu tahun. Istilah proses terus-menerus ini juga terdapat di dalam industri – industri yang hanya mempunyai satu saat operasi (satu shift) yaitu pada pagi sampai sore hari, sedangkan malam hari tidak beroperasi. Selain itu juga terdapat dalam industri yang mempunyai kegiatan terus-menerus tanpa berhenti selama periode waktu yang lama : seperti : pabrik tekstil. Adapun sifat-sifat atau ciri-ciri dari proses produksi yang terus-menerus (countinous processes), yaitu :  Produk yang dihasilkan pada umumnya dalam jumlah besar dengan variasi yang sangat kecil dan sudah distandarisasikan.  Sistem atau cara penyusunan peralatannya berdasarkan urutan pengerjaan dari produk yang dihasilkan, yang biasa disebut product layout/departementation by product.  Mesin-mesin yang digunakan untuk menghasilkan produk bersifat khusus (Special Purpose Machines).  Pengaruh operator terhadap produk yang dihasilkan sangat kecil karena mesin biasanya bekerja secara otomatis, sehingga seorang operator tidak perlu memiliki keahlian tinggi untuk pengerjaan produk tersebut.  Apabila salah satu mesin/peralatan terhenti atau rusak, maka seluruh proses akan terhenti.

15 TEKNIK MESIN




 Job strukturnya sedikit dan jumlah tenaga kerjanya tidak perlu banyak.  Persediaan bahan mentah dan bahan dalam proses lebih rendah dari padapersediaan bahan mentah dan bahan dalam proses pada proses produksi yang terputus-putus.  Diperlukan perawatan khusus terhadap mesin-masin yang digunakan.  Biasanya bahan-bahan dipindahkan dengan peralatan yang tetap (fixed path equipment) yang menggunakan tenaga mesin, seperti konveyor. b. Proses terputus-putus (intermittent process) Istilah proses terputus-putus ini terdapat dalam keadaan manufaktur di mana mesin-mesin itu beropersi dengan mengalami beberapa kali berhenti dan dirancang lagi untuk membuat produk lain yang berbeda. Selain itu, proses produksi yang terputusputus menggunakan mesin-mesin yang dipersiapkan dalam jangka waktu yang pendek, dan kemudian akan dirubah atau dipersiapkan kembali untuk memproduksi produk lain. Jadi, alat yang sama dapat digunakan untuk membuat beberapa macam produk sesuai keinginan atau pesanan konsumen. Sebagai contoh : alat-alat untuk pengecoran logam. Setiap saat, bentuk alat ini dapat dirubah. Adapun sifat-sifat atau ciri-ciri dari proses produksi yang terputus-putus (intermetent processes) adalah :  Produk yang dihasilkan biasanya dalam jumlah kecil dengan variasi yang sangat besar dan didasarkan pada pesanan.  Sistem atau cara penyusunan peralatan berdasarkan atas fungsi dalam proses produksi atau peralatan yang sama dikelompokkan pada tempat yang sama, yang disebut dengan process layout/departemantation by equipment.  Mesin-mesin yang digunakan bersifat umum dan dapat digunakan untuk menghasilkan bermacam-macam produk dengan variasi yang hamper sama(General Purpose Machines).

16 TEKNIK MESIN




 Pengaruh operator terhadap produk yang dihasilkan cukup besar, sehingga operator memerlukan keahlian yang tinggi dalam pengerjaan produk serta terhadap pekerjaan yang bermacam-macam yang menimbulkan pengawasan yang lebih sulit.  Proses produksi tidak akan berthenti walaupun terjadi kerusakan atau terhentinya salah satu mesin/peralatan.  Persediaan bahan mentah pada umumnya tinggi karena tidak dapat ditentukan pesanan apa yang harus dipesan oleh pembeli, dan persediaan bahan dalam proses lebih tinggi dari proses produksi yang terus-menerus (countinous processes) karena prosesnya putus-putus.  Biasanya bahan-bahan dipindahkan dengan peralatan handling yang dapat berpindah secara bebas (Variable Path Equipment) yang menggunakan tenaga manusia, seperti kereta dorong atau forklift.  Pemindahan bahan sering dilakukan bolak-balik sehingga perlu adanya ruang gerak (aisle) yang besar dan ruang tempat bahan-bahan dalam proses (work in process) yang besar. 3. Sifat produk Proses produksi yang lain dapat ditentukan menurut sifat produknya, jadi melibatkan ada atau tidaknya spesifikasi pembeli suatu produk tertentu. Dalam hal ini, proses produksi dapat dibagi menjadi 2 macam yaitu : (a) produksi standard, dan (b) produksi pesanan. a. Produksi standard Dalam proses standard ini, sering dihasilkan sejumlah barang untuk persediaan di samping yang dikirim kepada pembeli dan penyalur. Sebagai contoh produksi standard

17 TEKNIK MESIN




ini antara lain : produk televise, almari es, sikat gigi, dan sebagainya. Penggunaan produksi standard ini memerlukan jumlah modal yang besar untuk: 

memelihara sejumlah persediaan



menyediakan fasilitas penyimpanan yang memadai



menanggung resiko kemungkinan turunnya harga pasar, kebakaran, pencurian dan sebagainya.

b. Produksi pesanan Produksi pesanan ini muncul atau digunakan bilamana para pembeli menghendaki adanya spesifikasi tertentu dari produk yang diinginkan, sedangkan kemampuan produksinya sangat terbatas. Sebagai contoh produksi pesanan ini adalah pembuatan pakaian dengan ukuran tertentu, mebel untuk keperluan khusus, dan sebagainya Fungsi manajemen produksi pada umumnya terletak pada eksekutif dan petugas berikut ini: a. manajer perencanaan produksi, b. manajer pabrik, c. pengawas umum, d. para pengawas seksi pabrik. 3.3 Perencanaan Produksi Fungsi perencanaan produksi meliputi dua aspek, yaitu menentukan:  jenis-jenis barang (product mix) yang harus diproduksi, dan  saat produksi harus dilaksanakan. Menentukan jenis barang yang harus diproduksi menyangkut pula kegiatan desain produk. Tujuan desain produk adalah mendesain suatu produk yang dapat memenuhi kebutuhan pelanggan baik dalam kualitas, daya tahan dan fungsionallitasnya, serta sekaligus meminimalisasi biaya produksinya. Beberapa criteria ini sepertinya saling

18 TEKNIK MESIN




bertentangan antara satu dengan yang lainnya, sehingga membuat proses desain produk menjadi tidak sederhana. Dalam menentukan jenis barang yang harus diproduksi, perlu diperhitungkan berapa jumlah produk yang akan diproduksi dalam suatu waktu kurun tertentu. Proses penentuan itu juga mencakup beberapa hal, antara lain spesifikasi mengenai tampilan (style), ukuran, warna, dan karakteristik produk lainnya. Untuk perusahaan yang memproduksi barang menurut pesanan pelanggan, aspek perencanaan produksi lebih sederhana karena spesifikainya sudah ditentukan terlebih dahulu oleh calon pembeli. Namun perusahaan yang memproduksi barang untuk persediaan, harus memperhitungkan mengenai tingkat persediaan yang ada serta perkiraan penjualan masing-masing produk yang dihasilkan. Kekeliruan dalam menentukan kebijakan produksi akan menimbulkan pemborosan atau resiko barang tidak laku. Fungsi rekayasa teknik (engineering) adalah menentukan bagaimana melaksanakan produksi barang yang telah diputuskan untuk diproduksi. Fungsi itu meliputi kegiatan untuk menentukan spesifikasi untuk setiap produk atau komponen rakitan yang diproduksi perusahaan, yaitu spesifikasi tentang: a. kualitaas standart bahan dan komponen yang diperlukan untuk setiap produk, b. jumlah tenaga kerja yang diperlukan untuk setiap produk, c. jangka waktu produksi standart yang diperlukan untuk setiap kegiatan pabrikasi, d. pabrik atau mesin yang akan diperlukan untuk melaksanakan setiap kegiatan pabrikasi. Spesifikasi ini ditetapkan untuk setiap produk baru pada saat produk tersebut mulai diluncurkan, dan harus terus disempurnakan secara periodik sesuai dengan hasil penellitian teknis terhadap produk tersebut agar senantiasa memuaskan pelanggan dan lebih efisien. Spesifikasi bahan untuk suatu produk dikembangkan dalam suatu dokumen

19 TEKNIK MESIN




yang disebut bill of material. Sedangkan kegiatan tenaga kerja berikut dengan kebutuhan mesin dan jangka waktu standart yang diperluka untuk menyelesaikan kegiatan tersebut dirumuskan dalam suatu dokumen yang disebut opeartion list atau route sheet. Setiap desain produk ditetapkan, langkah selanjutnya adalah melakukan perencanaan produksi dan penjadwalan produksi. Tujuan langkah ini adalah menyusun suatu rencana produksi yag efisien untuk memenuhi prakiraan pesanan atau permintaan yang akan diterima pelanggan tanpa persediaan yang berlebihan. Jadwal produksi diperlukan untuk menentukan jangka waktu produksi. Dalam menyusun jadwal tersebut, terlebih dahulu harus ditetapkan kuantitas produk yang akan diproduksi, kuantitas bahan baku dan bahan pembantu yang dibutuhkan setiap produk, dan ketersediaan bahan baku dan bahan pembantu tersebut digudang. Kebutuhan bahan baku, bahan pembantu dan tenaga kerja dapat dihitung dengan mengallikan kuantitas setiap produk yang akan diproduksi dengan kebutuhan standart bahan baku, bahan pembantu dan tenaga kerja per uit produk sebagaiman ditentukan dalam bill of material dan operation layout. Ketersediaan sumber daya, yaitu bahan baku, bahan pembantu, tenaga kerja dan peralatan, dapat diperoleh bagian perencanaan produksi melalui laporan persediaa, laporan personalia, dan berbagai laporan kapasitas dan kondisi mesin. Penyusunan jadwal produksi pada bagian perencaaan produksi harus mengkoordnasikan kegiatan semua karyawan produksi dan menggunakan semua mein yang tersedia berikut bahan bakuguna mencpai produksi yang maksimum dengan pemakaian bahan baku dan tenaga kerja yang minimum. Hasil kerja dari proses penjadwalan produksi ini adalah suatu jadwal yang terinci menurut unit-unit pabrik dengan memuat kegiatan-kegiatan yang harus dilakukan dalam pabrik yang bersangkutan selama periode ang dijadwalkan tersebut.

20 TEKNIK MESIN




Sistem just-in-time (JIT) merupakan sistem produksi dimana komponen – komponen produk baru dibuat atau diperoleh hanya bla diperlukan pada proses berikutnya. Dengan demikian persediaan menjadi diminimalisasi atau justru dihapus sama sekali. Empat aspek fundamental sistem JIT adalah: a. semua aktifitas yang tidak memberikan nilai tambah harus dihapuskan. Aktivitas ini meliputi aktivitas atau sumber daya yang dapat dikurangi atau dihapus, seperti persediaan yan disimpan digudang atau barang dalam proses ditumpuk selama beberapa hari sebelum diselesaikan. b. ada komitmen terhadap kualitas yang tinggi. Artinya sekali produksi dilaksanakan harus mencapai kualitas yang tinggi sehingga tidak ada lagi peluang untuk kerja ulang. c. pernaikan yang berkelanjutan (continous improvement) harus selalu ditekan kan dalam efisien aktivitas. d. penyederhanaan dan peningkatan peluang terciptanya aktivitas bernilai tambah harus selalu diupayakan secara berkesinambungan. Dalam suatu sistem JIT, suatu sistem diproduksi pada saat dibutuhkan pada tahap produksi berikutnya. Unsur-unsur pokok sistem poduksi JIT adalah: a. Lini produksi dilaksanakan bedasarkan kebutuhan atau permintaan, sehingga aktivitas disetiap pabrik ditentukan oleh permintaan unit pabrik berikutnya diarah hilir. Dengan demikian, persediaan barang dalam proses bisa ditekan hingga tingkat minimum (atau dihilangkan). b. Harus ada upaya keras untuk mengurangi jangka waktu (lead-time) produksi, yaitu jangka waktu mulai dari tahap awal produksi sampai saat hasil selesai meninggalkan lini produksi. Dengan mengurang jangka waktu produksi,

21 TEKNIK MESIN




perusahaan akan dapat memberikan tanggapan (respond) yang lebih baik terhadap setiap perubahan permintaan atau kebutuhan. c. Jika pekerjaan dalam proses cacat, lini produksi dihentikan. Pabrik tidak memiliki persediaan penyangga, dan kemacetan bisa dihindari dengan memperhitungkan asumsi economic-lot-size tradisional yang berkaitan dengan jangka waktu produksi. Organisasi yang menerapkan produksi JIT secara terus-menerus harus mengupayakan pengurangan parameter yang dianggap konstan dalam formula economic-lot-size (misalnya parameter biaya persiapan mesin dipabrik). d. Harus ada tekanan untuk menyederhakan aktivitas di lini produksi sedemikian rupa, sehingga bidang-bdang dan aktivitas yang tidak memilki nilai tambah bisa di kurangi dan akhirnya dihilangkan. Perusahaan yang menggunakan metode produksi JIT bisa merestukturisasi layout pabrik dengan tujuan untuk memperlancar pergerakan bahan dan barang antar pabrik. Dengan cara ini, pergerakan forklift akan lebih dikurangi. Untuk memenuhi unsur-unsur pokok di atas, harus diciptakan kerja sama tim yang padu. Integrasi antar unit sangat diperlukan, dan antara satu unit organisasi denagan unit organisasi yang lainnya harus sling membuka diri untuk mencapai kepentingan bersama dalam sistem produksi menyeluruh. Pengendalian opeasi memerlukan tiga jenis standart, yaitu: 1. Standart waktu Standart waktu tersusun dalam operation layout dan tertuang akhirnya pada jadwal produksi. Fungsi pengendalian yang terkait dalam standar waktu dilaksanakan

oleh

pengawas

pabrik

(departement

foreman)

yang

harus

mengkoordinasikan kegiatan karyawan dan peralatan pabrik sesuai dengan arahan yang mereka berikan untuk menyelesaikan produksi sesuai jadwal. Kinerja para

22 TEKNIK MESIN




pengawas pabrik itu akan dieavaluasi oleh pengawas umum (general foreman) dan manajer pabrik dengan membandingkan produksi yang dijadwalkan denagan realisasi produksi. Para pengawas itu juga harus memerhatikan prioritas ynag digunakan dalamberbagai kegiatan produksi dan tingkat pencapaian prioritas itu juga harus digunakan sebagai salah satu olak ukur kinerja. 2. Standart biaya Fungsi pengendalian yang terkait dengan standar biaya juga dilaksanakan oleh pengawas pabrik. Hasilnya akan dievaluasi oleh manajer pabrik dan pengawas umum dengan mengunakan laporan-laporan yang dibuat oleh bagian akuntansi biaya. Keputusan penugasan yang diberikan pengawas pabrik kepada karyawan pabrik harus dilaksanakan sesuai dengan pengalaman pekerja itu, efisiensi, dan kualitas kerja masing-masing karyawan. Hasil dari keputusan penugasan dan kualitas pengawasan masing-masing pengawas akan tercermin pada komponen biaya pabrikasi perusahaan, yaitu:  biaya pemakaian bahan  biaya tenaga kerja  biaya tidak langsung, seperti biaya pemeliharaan, biaya bahan pembantu, biaya perlengkapan, listrik an lain-lainnya. 3. Standart kualitas Fungsi pengendalian kualitas bisa dilakukan oleh bagian rekayasa teknik atau oleh suatu unit khusus yang secara konsisten melakukan inspeksi kualitas. Unit khusus itu biasanya dinamakan bagian pengendalian kualitas. Fungsi pengendalian kualitas antara lain adalah melakukan pengujianpengujian tehadap barang-barang hasil produksi dengan tujuan untuk mengetahui adanya cacat bahan atau cacat dalam pengerjaan. Pengujian kuailitas itu biasanya dilakukan dengan menggunakan

23 TEKNIK MESIN




sampel, dan baru dilakukan secara lengkap apabila dal;am sampel ditemukan adanya sampel yang cacat. Fungsi pengendalian produksi lainnya yanga juga penting adalah fungsi memperlancar kegiatan produksi. Fungsi ini meliputi pemantauan perkembangan proses produksi, khususnya untuk barang-barang yang mendapat prioritas tinggi. Petugas pemantau harus memiliki pengetahuan yanga baik mengenai status semua barang dalam proses yang ada. Ini harus dapat memberika jawaban mengenai satus tersebut kepada pelanggan, terutama jika barang tersebut diproduksi dengan pesanan khusus. Petugas tersebut juga harus bertanggung jawab atas kelancaran aliran produksi di pabrik dan berhak mengambil tindakan yang menyimpang dari jadwal produksi jika terjai kemacetan. Ia harus melaporkan penyimpangan-penyimpangan tersebut ke manajer pabrik, pengawas umum, dan bagian perncanaan produksi. 3.4 Faktor-faktor yang mempengaruhi proses produksi Faktor-faktor yang harus dipertimbangkan dalam pembuatan keputusan proses produksi dapat dirinci sebagai berikut : a. Kebutuhan modal Banyaknya modal yang dibutuhkan untuk persediaan, mesin-mesin, peralatan dan fasilitas lainya. b. Kondisi pasar Yaitu kebutuhan dan keinginan para konsumen. Apakah perkiraan volume penjualan pada harga yang direncanakan dapat menghasilkan laba yang diinginkan. Apakah kondisi persaingan sekarang dan waktu yang akan datang menguntungkan. c. Tenaga kerja

24 TEKNIK MESIN




Apakah survey tenaga kerja mencukupi sesuai dengan kebutuhan suatu jenis proses produksi pada biaya wajar. Bagaimana prospek tersedianya tenaga kerja di waktu yang akan datang. d. Bahan mentah Apakah bahan mentah tersedia dalam jumlah yang memadai. Apakah ada perubahan-perubahan bahan mentah dalam proses produksi. e. Teknologi Perusahaan harus mempertimbangkan kemajuan teknologi, baik untuk proses maupun produk. Apakah teknologi produk dan proses cukup stabil untuk mendukung proses selama periode tertentu. f. Keterampilan tertentu Dapatkah perusahaan menguasai dan memelihara tipe keterampilanketerampilan manajemen yang dibutuhkan. 3.5 Pengendalian Produksi Pengendalian produksi memerlukan keadaan dimana informasi mengenai operasi produksi dapat tersedia bagi pengambil keputusan setiap saat. Hal ini berarti bahwa data harus dikumpulkan dari semua segmen operasi produksi. Informasi-informasi yang diperlukan dari lantai produksi adalah : 1.

Status sumber daya (manusia, mesin, alat dan sarana penanganan material).

2.

Sumber daya apa saja yang tersedia.

3.

Status operasi.

4.

Keterbatasan dan kemampuan Untuk mendapatkan keberhasilan dalam bidang pengendalian persedian dan

produksi secara modern, seseorang harus banyak berkecimpung dalam hal perhitungan,

25 TEKNIK MESIN




teknik kuantitatif dan cara-caranya agar dapat menyelesaikan persoalan-persoalan mengenai persediaan dan produksi. Beberapa cara pengendalian produksi yang dilakukan : a.

Keterampilan manusia untuk memperoleh produksi yang baru dan ekonomis.

b.

Penggunaan mesin-mesin yang modern

c.

Sumber daya alam yang dekat dari lokasi industri

d.

Terget produksi yang dibutuhkan sesuai dengan perencanaan (schedule) perusahaan.

e.

Sarana dan prasarana perusahaan yang layak digunakan untuk para pekerja, penempatan bahan baku materilal dan produk jadi.

f. Keterbatasan lapangan kerja dapat diatasi dengan membuka cabang perusahaan yang baru. Dengan hanya mengetahui teknik-teknik tersebut diatas belum sepenuhnya dapat diandalkan karena sasaran dari mempelajari adalah untuk digunakan

memecahkan

masalah-masalah yang timbul dari berbagai kegiatan nyata yang ada dimanapun. Untuk itu dalam pembahasan selanjutnya adalah mengadakan asumsi terhadap fungsi pengendalian persediaan dan produksi sehingga dapat digunakan secara operasional dalam arti yang luas. Pada umumnya banyak perusahaan dalam melaksanakan operasinya memiliki batasan tertentu. 3.6 Definisi Proses Produksi Peleburan dan Pencetakan Aluminium Perlu diketahui aluminium merupakan logam yang paling banyak terkandung di kerak bumi. Aluminium terdapat di kerak bumi sebanyak kira – kira 8,07% hingga 8,23% dari seluruh massa padat dari kerak bumi, dengan produksi tahunan dunia sekitar 30 juta ton pertahun dalam bentuk bauksit dan bebatuan lain. Aluminium merupakan logam non ferro yang memiliki sifat ringan dan tahan karat. Saat ini aluminium

26 TEKNIK MESIN




berkembang luas dalam banyak aplikasi industri seperti industri otomotif, rumah tangga, maupun elektrik, karena beberapa sifat dari aluminium itu sendiri, yaitu: 1. Ringan (light in weight) Aluminium memiliki sifat ringan, bahkan lebih ringan dari magnesium dengan densitas sekitar 1/3 dari densitas besi. Kekuatan dari paduan aluminium dapat mendekati dari kekuatan baja karbon dengan kekuatan tarik 700 Mpa (100 Ksi). Kombinasi ringan dengan kekuatan yang cukup baik membuat aluminium sering diaplikasikan pada kendaraan bermotor, pesawat terbang, alat-alat konstruksi seperti tangga, scaffolding, maupun pada roket. 2. Mudah dalam pembentukannya (easy fabrication) Aluminium merupakan salah satu logam yang mudah untuk dibentuk dan mudah dalam fabrikasi seperti ekstrusi, forging, bending, rolling, casting, drawing, dan machining. Struktur kristal yang dimiliki aluminium adalah struktur kristal FCC (Face Centered Cubic), sehingga aluminium tetap ulet meskipun pada temperatur yang sangat rendah. Bahan aluminium mudah dibentuk menjadi bentuk yang komplek dan tipis sekalipun, sepeti bingkai jendela, lembaran aluminium foil, rel, gording, dan lain sebagainya. 3. Tahan terhadap korosi (corrosion resistance) Aluminium tahan terhadap korosi karena fenomena pasivasi. Pasivasi adalah pembentukan lapisan pelindung akibat reaksi logam terhadap komponen udara sehingga lapisan tersebut melindungi lapisan dalam logam dari korosi. Hal tersebut dapat terjadi karena permukaan aluminium mampu membentuk lapisan alumina (Al O ) bila bereaksi dengan oksigen. 2

3

4. Konduktifitas panas tinggi (high thermal conductivity)

27 TEKNIK MESIN




Konduktifitas panas aluminium tiga kali lebih besar dari besi, maupun dalam pendinginan dan pemanasan. Sehingga aplikasi banyak digunakan pada radiator mobil, koil pada evaporator, alat penukar kalor, alat-alat masak, maupun komponen mesin. 5. Konduktifitas listrik tinggi (high electrical conductivity) Konduktifitas listrik dari aluminium dua kali lebih besar dari pada tembaga dengan perbandingan berat yang sama. Sehingga sangat cocok digunakan dalam kabel transmisi listrik. 6. Tangguh pada temperatur rendah (high toughness at cryogenic temperature) o

Aluminium tidak menjadi getas pada temperatur rendah hingga -100 C, bahkan menjadi lebih keras dan ketangguhan meningkat. Sehingga aluminium dapat digunakan pada material bejana yang beroperasi pada temperatur rendah (cryogenic vessel). 7. Tidak beracun (non toxic) Aluminium tidak memiliki sifat racun pada tubuh manusia, sehingga sering digunakan dalam industri makanan seperti kaleng makanan dan minuman, serta pipa-pipa penyalur pada industri makanan dan minuman. 8. Mudah didaur ulang (recyclability) Aluminium mudah untuk didaur ulang, bahkan 30% produksi aluminium di Amerika berasal dari aluminium yang didaur ulang. Pembentukan kembali aluminium dari material bekas hanya membutuhkan 5% energy dari pemisahan aluminium dari bauksit. Karena aluminium banyak terkandung di kerak bumi dan mempunyai sifat – sifat yang

mendukung

dalam

proses

produksi,

maka

banyak

perusahaan

yang

menggunakannya. Terutama dalam bidang kelistrikan seperti pembuatan kabel transmisi

28 TEKNIK MESIN




listrik. Aluminium mempunyai sifat konduktifitas listrik yang baik dan mampu bentuk yang baik sehingga cocok dan mudah dalam proses produksinya. Bahan dasar aluminium batangan di lebur hingga mencair dan ditambah dengan paduan. Kemudian ingot di cetak pada mesin casting dengan melakukan pendinginan secara bersamaan sehingga terbektuklah logam yang diinginkan. Setelah itu logam itu di proses kembali untuk mendapatkan bentuk dan ukuran yang sesusai dengan yang diinginkan. Dan yang terakhir adalah finishing, yaitu mempacking hasil produksi untuk dipasarkan. Inilah apa yang dimaksud dengan “proses produksi peleburan dan pencetakan”, jadi dapat diambil kesimpulan bahwa proses produksi peleburan dan pencetakan adalah suatu cara yang digunakan untuk menghasilkan produk yang sesuai dengan yang diinginkan mulai dari mencairkan logam, pembentukan logam hingga proses finishing. Semua itu telah direncanakan proses dan alurnya agar menhasilkan produk yang berkualitas dan sesuai yang diharapkan. 3.7 Mesin – Mesin dan Peralatan Yang Digunakan Sebenarnya mesin – mesin yang digunakan untuk melakukan proses produksi peleburan dan pencetakan logam pada umumnya sama dalam hal proses. Namun pasti terdapat perbedaan terutama dalam hal pola cetakan, karena pola cetakan disesuaikan dengan produk yang akan dihasilkan. Adapun mesin – yang digunakan pada proses produksi peleburan dan pencetakan logam, yaitu : a. Furnace Melting b. Furnace Holding c. Casting d. Sensor Arm e. Cast Bar Shear

29 TEKNIK MESIN




f. Induction Heater g. Rolling Mill h. Elephant Trung i.

Coiller

j.

Hoist

k. Alfur l.

Straightener

m. Mesin Injection n. Blower Angin o. Mesin Hidrolik atau Pnumatik p. Motor DC q. Mesin Pompa Air r. Nozzle s. Compressor t. Colling Tower Mesin – mesin pokok yang digunakan merupakan buatan dari satu pabrikan, yaitu Continuous – Properzi Milano yang berasal dari Italia. Mesin – mesin ini digunakan secara terus – menerus karena pada perusahaan ini menganut jenis produksi continuous process. Dan mesin – mesin itu akan berhenti jika terdapat masalah dan saat perawatan. Namun dapur produksi seperti melting dan holding akan terus beroperasi dan berhenti pada saat perawatan total pada semua mesin dan alat. Adapun alat pendukung yang digunakan, yaitu : 1. Forklift 2. Gas Tabung 3. Penggaruk Besi

30 TEKNIK MESIN




4. SteelBelt 5. Bak Penampung 6. Tools Selain mesin dan peralatan yang telah disebutkan di atas, masih ada beberapa mesin dan peralatan yang jika diperlukan pada waktu produksi akan digunakan, namun sifatnya hanya melengkapi dari peralatan yang telah disebutkan diatas. 3.8 Peleburan dan Pengecoran Logam Pengecoran adalah salah satu teknik pembuatan produk dimana logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian di tuangkan kedalam rongga cetakan. Logam cair akan dituangkan atau ditekan ke dalam cetakan yang memiliki rongga sesuai dengan bentuk yang diinginkan. Setelah logam cair memenuhi rongga dan kembali ke bentuk padat, selanjutnya cetakan disingkirkan dan hasil cor dapat digunakan untuk proses sekunder. Pasir hijau untuk pengecoran digunakan sekitar 75 percent dari 23 million tons coran yang diproduksi dalam USA setiap tahunnya. Proses pengecoran sendiri dibedakan menjadi dua macam, yaitu traditional casting dan non-traditional/contemporary casting. Teknik traditional terdiri atas : a. Sand-Mold Casting b. Dry-Sand Casting c. Shell-Mold Casting d. Full-Mold Casting e. Cement-Mold Casting f. Vacuum-Mold Casting Sedangkan teknik non-traditional terbagi atas : a. High-Pressure Die Casting

31 TEKNIK MESIN




b. Permanent-Mold Casting c. Centrifugal Casting d. Plaster-Mold Casting e. Investment Casting f. Solid-Ceramic Casting Perbedaan secara mendasar di antara keduanya adalah bahwa contemporary casting tidak bergantung pada pasir dalam pembuatan cetakannya. Perbedaan lainnya adalah bahwa contemporary casting biasanya digunakan untuk menghasilkan produk dengan geometriyang kecil relatif dibandingkan bila menggunakan traditional casting. Hasil coran non-traditional casting juga tidak memerlukan proses tambahan untuk penyelesaian permukaan. Jenis logam yang kebanyakan digunakan di dalam proses pengecoran adalah logam besi bersama-sama dengan aluminium, kuningan, perak, dan beberapa material non logam lainnya. Peleburan logam merupakan aspek terpenting dalam operasi-operasi pengecoran karena berpengaruh langsung pada kualitas produk cor. Pada proses peleburan, mulamula muatan yang terdiri dari logam, unsur-unsur paduan dan material lainnya seperti fluks dan unsur pembentuk terak dimasukkan kedalam tungku. Fluks adalah senyawa inorganik yang dapat “membersihkan” logam cair dengan menghilangkan gas – gas yang ikut terlarut dan juga unsur – unsur pengotor (impurities). Fluks memiliki beberpa kegunaan yang tergantung pada logam yang dicairkan, seperti pada paduan alumunium terdapat cover fluxes (yang menghalangi oksidasi dipermukaan alumunium cair). Cleaning fluxes, drossing fluxes, refining fluxes, dan wall cleaning fluxes , Tungku-tungku peleburan yang biasa digunakan dalam industri pengecoran logam adalah

32 TEKNIK MESIN




tungku busur listrik, tungku induksi, tungku krusibel, dan tungku kupola. Karakteristik masing-masing tungku peleburan adalah : a. Tungku busur listrik 

laju peleburan tinggi atau laju produksi tinggi



polusi lebih rendah dibandingkan tungku-tungku lain



memiliki kemampuan menahan logam cair pada temperatur tertentu untuk jangka waktu lama untuk tujuan pemaduan

Gambar 3.8.1 Tungku Busur Listrik b. Tungku induksi 

Khususnya digunakan pada industri pengecoran kecil



Mampu mengatur komposisi kimia pada skala peleburan kecil



Terdapat dua jenis tungku yaitu Coreless (frekuensi tinggi) dan core atau channel (frekuensi rendah, sekitar 60 Hz)



Biasanya digunakan pada industri pengecoran logam-logam non-ferro



Secara khusus dapat digunakan untuk keperluan superheating (memanaskan logam cair diatas temperatur cair normal untuk memperbaiki mampu alir), penahanan temperatur (menjaga logam cair pada temperatur konstan untuk jangka waktu lama, sehingga sangat cocok untuk aplikasi proses die-casting),

33 TEKNIK MESIN




dan duplexing/tungku parallel (menggunakan dua tungku seperti pada operasi pencairan logam dalam satu tungku dan memindahkannya ke tungku lain)

Gambar 3.8.2 Tungku Induksi c. Tungku krusibel 

Telah digunakan secara luas disepanjang sejarah peleburan logam. Proses pemanasan dibantu oleh pemakaian berbagai jenis bahan bakar.



Tungku ini bias dalam keadaan diam, dimiringkan atau juga dapat dipindahpindahkan



Dapat diaplikasikan pada logam-logam ferro dan non-ferro

d. Tungku kupola 

Tungku ini terdiri dari suatu saluran/bejana baja vertical yang didalamnya terdapat susunan bata tahan api



Muatan terdiri dari susunan atau lapisan logam, kokas dan fluks



Kupola dapat beroperasi secara kontinu, menghasilkan logam cair dalam jumlah besar dan laju peleburan tinggi.

34 TEKNIK MESIN




Gambar 3.8.3 Tungku Kupola 3.9 Keuntungan dan Kerugian Proses Produksi Pengecoran Logam 1. Keuntungan pembentukan dengan pengecoran logam : a. Dapat mencetak bentuk kompleks, baik bentuk bagian luar maupun bentuk bagian dalam; b. Beberapa proses dapat membuat bagian (part) dalam bentuk jaringan; c. Dapat mencetak produk yang sangat besar, lebih berat dari 100 ton; d. Dapat digunakan untuk berbagai macam logam; e. Beberapa metode pencetakan sangat sesuai untuk keperluan produksi massal. 2. Kerugian pembentukan dengan pengecoran logam : Setiap metode pengecoran memiliki kelemahan sendiri-sendiri, tetapi secara umum dapat disebutkan sebagai berikut : a. Keterbatasan sifat mekanik; b. Sering terjadi porositas; c. Dimensi benda cetak kurang akurat; d. Permukaan benda cetak kurang halus;

35 TEKNIK MESIN




e. Bahaya pada saat penuangan logam panas; f. Masalah lingkungan. 3.10Proses Pengecoran Logam Secara umum proses pengecoran logam, yaitu : (1) Pembuatan cetakan; (2) Persiapan dan peleburan logam; (3) Penuangan logam cair ke dalam cetakan : a) untuk cetakan terbuka (lihat gambar 3.10.1.a) logam cair hanya dituang hingga memenuhi rongga yang terbuka, b) untuk cetakan tertutup (lihat gambar 3.10.1.b) logam cair dituang hingga memenuhi sistem saluran masuk;

Gambar 3.10.1 Dua macam bentuk cetakan (a) cetakan terbuka, (b) cetakan tertutup (4) Setelah dingin benda cor dilepaskan dari cetakannya; (5) Untuk beberapa metode pengecoran diperlukan proses pengerjaan lanjut :  memotong logam yang berlebihan,  membersihkan permukaan,  memeriksa produk cor,  memperbaiki sifat mekanik dengan perlakuan panas (heat treatment),  menyesuaikan ukuran dengan proses pemesinan.

36 TEKNIK MESIN




Bahan cetakan : 

pasir,



keramik,



plaster,



logam.

Hal – hal penting yang perlu diperhatikan dalam pembuatan suatu cetakan : 

Rongga cetakan harus dirancang lebih besar daripada produk cor yang akan dibuat, untuk mengimbangi penyusutan logam;



Setiap logam memiliki koefisien susut yang berbeda-beda (dalam merancang suatu cetakan biasanya digunakan mistar susut).

Jenis cetakan : (1) Cetakan tidak permanen (expendable mold); hanya dapat digunakan satu kali saja. Contoh : - cetakan pasir (sand casting), - cetakan kulit (shell mold casting), - cetakan presisi (precisian casting). (2) Cetakan permanen (permanent mold); dapat digunakan berulang-ulang (biasanya dibuat dari logam). Contoh : - gravity permanent mold casting, - pressure die casting, - centrifugal die casting. Cetakan pasir : Bagian-bagian cetakan pasir dapat dilihat dalam gambar 3.10.1.b, yaitu : 

bagian atas cetakan (cope),



bagian bawah cetakan (drag),



kotak cetakan (flask),

37 TEKNIK MESIN






sistem saluran masuk (gating system), terdiri dari : cawan tuang (pouring cup), saluran turun (down sprue), dan saluran masuk/pengalir (runner),



penambah (riser),



inti (core).

Pemanasan dan Penuangan (Heating and Pouring) : Dalam operasi pengecoran, logam harus dipanaskan sampai temperatur tertentu di atas titik leburnya dan kemudian dituangkan ke dalam rongga cetakan hingga menjadi beku. Pemanasan logam : Logam dipanaskan di dalam tungku peleburan hingga mencapai temperatur lebur yang cukup untuk penuangan. Energi panas yang dibutuhkan adalah jumlah dari : (1) panas untuk mencapai titik lebur (logam masih dalam keadaan padat), (2) panas untuk merubah dari padat menjadi cair, (3) panas untuk mencapai temperatur penuangan yang diinginkan. Setelah pemanasan, logam siap untuk dituangkan melalui sistem saluran masuk ke dalam rongga cetakan. Hal ini merupakan suatu tahapan yang keritis dalam proses penuangan. Agar tahapan ini berhasil, logam cair harus mengalir ke semua bagian dari rongga cetakan. Beberapa faktor yang berpengaruh dalam operasi penuangan adalah : (1) Temperatur penuangan (pouring temperatur) adalah temperatur logam cair pada saat dituangkan ke dalam cetakan. Hal penting yang perlu diperhatikan disini adalah perbedaan temperatur antara temperatur penuangan dengan temperatur pada saat logam cair mulai membeku (titik lebur untuk logam murni dan temperatur liquidus untuk logam paduan/alloy). Perbedaan temperatur tersebut dikenal dengan istilah superheat. Istilah superheat juga digunakan untuk menyatakan jumlah panas

38 TEKNIK MESIN




yang harus dihilangkan dari logam cair antara penuangan hingga pembekuan mulai terjadi. (2) Laju penuangan (pouring rate) adalah volume logam yang dituangkan ke dalam cetakan dalam waktu tertentu. Bila laju penuangan terlalu rendah maka logam akan menjadi dingin dan membeku sebelum pengisian seluruh rongga cetak selesai; dan sebaliknya bila laju penuangan terlalu tinggi maka akan terjadi turbulensi. (3) Turbulensi dalam aliran cairan adalah kecepatan aliran cairan yang tidak menentu arah dan besar (magnitude)-nya. Turbukensi harus dihindarkan karena : 

dapat mempercepat pembentukan oksida logam, yang dapat mengganggu proses pembekuan sehingga kualitas coran kurang baik;



dapat menyebabkan terjadinya pengikisan pada cetakan karena adanya benturan aliran logam cair, sehingga hasil coran kurang baik.

Untuk mengukur fluiditas digunakan cetakan spiral seperti ditunjukkan dalam gambar 3.10.2, dimana fluiditas ditentukan dengan mengukur panjang logam padat dalam saluran spiral.

Gambar 3.10.2 Cetakan spiral untuk pengujian fluiditas logam cair Karakteristik Pembekuan : Pembekuan (solidifikasi) adalah transformasi logam cair kembali ke bentuk padatnya. Solidifikasi logam murni; logam murni membeku pada temperatur konstan

39 TEKNIK MESIN




yaitu sama dengan temperatur pembekuannya/temperatur leburnya, seperti ditunjukkan dalam gambar 3.10.3.

Grafik 3.10.3 Solidifikasi logam murni Beberapa istilah waktu dalam proses solidifikasi logam murni : 

Waktu solidifikasi lokal adalah waktu pembekuan sebenarnya;



Waktu solidifikasi total adalah waktu antara penuangan sampai proses pembekuan berakhir. Setelah pembekuan berakhir temperatur turun hingga temperatur kamar. Solidifikasi logam paduan (alloy); logam paduan umumnya membeku pada

daerah temperatur tertentu, seperti ditunjukkan dalam gambar 3.10.4.

Grafik 3.10.4 Solidifikasi logam paduan 40 TEKNIK MESIN




Garis awal terjadinya pembekuan disebut garis liquidus, dan garis akhir pembekuan disebut garis solidus. Suatu paduan dengan komposisi tertentu bila didinginkan dalam waktu yang sangat lambat, maka pembekuan akan mulai terjadi pada saat temperatur mencapai garis liquidus, dan pembekuan berakhir bila telah mencapai garis solidus. Setelah itu pendinginan akan berjalan terus hingga mencapai temperatur kamar. Solidifikasi logam paduan eutektik; suatu paduan yang memiliki komposisi tertentu (komposisi eutektik) bila mengalami pendinginan sangat lambat, maka pembekuan akan berlangsung pada temperatur konstan (sama seperti logam murni). Beberapa istilah penting dalam proses solidifikasi : 

Shrinkage adalah penyusutan pada daerah tertentu yang dapat menimbulkan cacat coran berupa rongga-rongga atau retak. Tahapan terjadinya rongga-rongga akibat penyusutan (shrinkage cavity) ditunjukkan dalam gambar 3.8 berikut ini. a. Level awal logam cair sesaat setelah dituangkan; b. Penyusutan yang terjadi selama pendinginan fase cair (sebelum terjadi solidifikasi); c. Penyusutan yang terjadi pada saat perubahan fase cair ke fase padat; d. Penyusutan yang terjadi selama pendinginan fase padat sampai temperatur kamar.



Solidifikasi terarah : Untuk mengurangi pengaruh shrinkage dapat dilakukan dengan mengarahkan proses solidifikasi pada daerah tertentu, dengan cara : a. Memasang riser (lihat gambar 3.10.1.b) Riser (penambah) merupakan cadangan logam cair pada cetakan yang berfungsi untuk mengimbangi penyusutan (shrinkage) dalam pembekuan

41 TEKNIK MESIN




coran. Dengan memasang riser, maka daerah yang mengalami solidifikasi awal berada jauh dari sumber logam cair, sehingga shrinkage yang mungkin terjadi berada pada riser itu sendiri. Menurut hokum Chvorinov, riser harus diletakkan pada bagian/daerah yang memiliki rasio volume terhadap luas rendah, karena pada daerah tersebut akan mengalami solidifikasi paling cepat. Dengan menambahkan riser pada daerah tersebut, maka solidifikasi dapat diperlambat sehingga cacat coran akibat terjadinya shrinkage pada benda cor dapat dihindarkan.

Gambar 3.10.5 Tahapan terjadinya shrinkage b. Memasang cil (chill) Cil adalah benda (terutama logam) yang diletakkan pada bagian cetakan untuk mencegah shrinkage dengan mempercepat pendinginan dan pembekuan dari bagian yang mendapatkan panas paling tinggi sehingga

42 TEKNIK MESIN




bagian tersebut akan membeku pada waktu yang sama dengan bagian lainnya. Panas tertinggi dapat terjadi pada bagian tebal atau pada bagianbagian yang mengalami konsentrasi aliran panas yang paling tinggi. Dalam gambar 3.10.6.a ditunjukkan contoh pemasangan cil pada daerah yang mengalami konsentrasi panas tertinggi, sehingga terjadinya cacat akibat shrinkage dapat dihindarkan, sedang dalam gambar 3.10.6.b dapat dilihat adanya cacat (rongga) akibat pengecoran dilakukan tanpa pemasangan cil.

Gambar 3.10.6 (a) Pemasangan cil luar, (b) tanpa cil menyebabkan adanya cacat

43 TEKNIK MESIN


BAB III LANDASAN TEORI

Recommend Documents