IMPLEMENTASI PERANCANGAN DIE EKSTRUSI UNTUK MATERIAL ALUMINIUM A6063S Laporan Tugas Akhir Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Menyelesaikan Program Strata Satu (S1) Pada Program Studi Teknik Mesin
Oleh: MUHAMMAD RIZAL NIM: 41308110019
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2010
SURAT PERNYATAAN
Bersama ini : Nama
: Muhammad Rizal
NIM
: 41308110019
Program Studi
: Teknik Mesin
Fakultas
: Teknologi Industri
Universitas
: Mercu Buana
MENYATAKAN Bahwa skripsi yang saya buat ini adalah hasil karya sendiri dan bukan duplikasi sebagian atau seluruhnya dari hasil karya orang lain, kecuali sudah disebutkan sumbernya.
Jakarta, 05 Juni 2010
Muhammad Rizal
LEMBAR PENGESAHAN Yang bertanda tangan di bawah ini menyatakan bahwa Laporan Tugas Akhir dari mahasiswa berikut ini: Nama
: Muhammad Rizal
NIM
: 41308110019
Fakultas
: Teknologi Industri
Program Studi
: Teknik Mesin
Judul
: Implementasi perancangan die ekstrusi untuk material aluminium A6063S
Telah disidangkan serta diperiksa dan disetujui sebagai Laporan Tugas Akhir.
Jakarta, 06 Juni 2010.
Menyetujui,
Ir. R.Ario Suko DH Dosen Pembimbing.
Mengesahkan,
Mengetahui,
Abdul Hamid ST. MT
Nanang Ruhyat ST. MT
Ketua Program Studi
Koordinator Tugas Akhir
Teknik Mesin
ABSTRAKSI
Profil aluminium saat ini banyak sekali digunakan untuk produk-produk arsitektur seperti jendela, pintu, partisi maupun curtain wall yang biasa dipasang pada perumahan, apartemen, perkantoran dan gedung-gedung bertingkat. Untuk membuat profil aluminium dengan berbagai macam bentuk teresebut membutuhkan alat yang dinamakan die ekstrusi dengan melalui sebuah proses ekstrusi. Oleh karena itu pada tugas akhir ini dilakukan sebuah implementasi perancangan die ekstrusi untuk material aluminium A6063S. Dalam penulisan tugas akhir ini bertujuan untuk memudahkan bagi seorang perancang die dalam menentukan langkah-langkah dalam merancang sebuah die ekstrusi. Ada dua tipe die yaitu solid die dan hollow die. Rangkaian untuk solid die adalah spreader, die, backer, dan volster, sedangkan rangkaian untuk hollow die adalah die (in-die dan out die), backer/volster, dan sub-volster. Untuk menentukan tipe die harus mempertimbangkan bentuk profil, diameter circle size dan luas tongue jika ada. Dalam mengimplementasikan perancangan die ekstrusi ini dibuat sebuah profil yang berbentuk hollow, dalam merancang profil yang berbentuk hollow harus ditentukan terlebih dahulu yaitu tebal dan diameter die, tipe port hole, neck dan head (kepala in-die) serta harus memperhitungkan tebal profil (die opening), ketinggian bearing dan bentuk komponen pendukung die (backer atau volster). Untuk mendapatkan hasil ekstrusi yang optimal pada penggunaan die tipe 31P (Ø315 mm), maka parameternya adalah ukuran billet (Ø8 inch (203 mm), panjang ±665 mm), temperatur die (4500C), temperatur billet (5000C), ram speed (±7 mm/sec), kecepatan ekstrusi (9~10 m/min).
Kata kunci : die ekstrusi, aluminium
iii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia yang telah diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Implementasi Perancangan Die Ekstrusi Untuk Material Aluminium A6063S”. Skripsi ini merupakan syarat untuk memperoleh gelar sarjana pada Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana. Penulis berharap pembuatan skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak khususnya pada dunia industri. Penulis mengungkapkan terima kasih yang sebesar-besarnya atas perhatian, bantuan serta dorongan yang diberikan kepada penulis selama menyelesaikan studi dan skripsi ini kepada : 1.
Bapak Ir. Yenon Orsa, Selaku Direktur PKSM Universitas Mercu Buana
2.
Bapak Ir. R. Ario Suko DH selaku dosen pembimbing yang dengan sabar meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan hingga tugas akhir ini selesai.
3.
Semua Dosen program studi teknik Mesin Universitas Mercu Buana.
4.
Kedua Orang tua tercinta, atas segala dukungan serta do‘anya.
5.
Istriku tercinta atas doa-doanya, perhatian dan dorongan semangat yang tak kenal lelah dan tanpa pamrih.
6.
Semua rekan dan semua pihak yang langsung ataupun tidak langsung membantu hingga terselesaikannya laporan Tugas Akhir ini.
iv
Akhir kata penulis berharap semoga laporan tugas akhir ini bermanfaat bagi semua pihak. Semoga Tuhan Yang Maha Esa memberikan rahmat dan karunianya kepada semua pihak yang telah membantu hingga selesainya penulisan laporan tugas akhir ini.
Jakarta, 01 Mei 2010
Muhammad Rizal
v
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL SURAT PERNYATAAN LEMBAR PENGESAHAN ABSTRAKSI ........................................................................................................ iii KATA PENGANTAR .......................................................................................... iv DAFTAR ISI ......................................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ x DAFTAR TABEL ................................................................................................. xiii
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang ......................................................................... 1
1.2
Perumusan Masalah ................................................................. 2
1.3
Tujuan dan Manfaat Penelitian ................................................ 2 1.3.1
Tujuan .......................................................................... 2
1.3.2
Manfaat ........................................................................ 2
1.4
Batasan Masalah ...................................................................... 2
1.5.
Metode Penelitian .................................................................... 4
1.6
Sistematika Penulisan .............................................................. 4
LANDASAN TEORI 2.1
Perancangan die .................................................................... 6 2.1.1
Layout Die
........................................................ 7
2.1.2
Menentukan diameter dan tebal die ............................
9
2.1.3
Bentuk profil (opening) ............................................
9
2.1.4
Ukuran die bearing (Lintasan aliran aluminium)........ 11
2.1.5
Bearing length
2.1.6
Ketinggian bearing (depth bearing)
……………
15
2.1.7
Port hole ……………………………………………
17
........................................................
vi
13
2.2
2.1.8
Neck
…………………………………………...
2.1.9
Head (Kepala in-die)
...........................................
Pembuatan die (die manufacturing)
21
…………………………...
21
Pemotongan material
2.2.2
Pembuatan lubang (Drilling)
2.2.3
Pembubutan (Turning)
…………………...
22
…………………………...
22
2.2.4
Vertikal dan Horizontal milling …………………...
23
2.2.5
Writing
…………………………………………...
23
2.2.6
Start Point…………………………………………...
24
2.2.7
Wire Cutting
…………………………………...
24
2.2.8
Cu Electro Discharge Machine …………………...
24
2.2.9
Electro Discharge Machine
…………………...
25
…………………………………………...
25
2.2.11 Vertical Surface Grinding
…………………...
25
…………………………………...
26
2.2.13 Inspection …………………………………………...
27
2.2.14 Finishing …………………………………………...
27
Ekstrusi
27
2.2.12 Heat treatment
2.3.1 2.4
20
...............................
2.2.1
2.2.10 Failing
2.3
20
...............................................................................
Bagian-bagian pada proses aluminium
Jenis-jenis die 2.4.1
...................
28
..................................................................... 31
Solid die ..................................................................... 31
2.4.2 Hollow die .................................................................. 32 2.5
Komponen pendukung die
2.6
Koreksi die
............................................. 32
...................................................................
vii
38
BAB III
PROSES PERANCANGAN DAN PERHITUNGAN 3.1
Diagram alir penelititan .......................................................
43
3.2
Material die
44
3.3
Material aluminium
3.4
Bagian-bagian die pada rangkaian hollow die
3.5
3.6
.................................................................... ........................................................
45
..................... 45
3.4.1
In-die
..................................................................... 45
3.4.2
Out-die
..................................................................... 46
Komponen pendukung die
............................................. 46
3.5.1
Backer
..................................................................... 46
3.5.2
Volster
..................................................................... 46
3.5.3
Sub-volster
......................................................... 47
Gambar profil dan gambar inspeksi
................................. 47
3.6.1
Gambar profil
......................................................... 47
3.6.2
Gambar inspeksi ......................................................... 48
3.7
Penentuan tipe die
......................................................... 48
3.8
Penentuan tipe port hole ......................................................... 49
3.9
Neck
3.10
Head (kepala in-die)
3.11
Menentukan tebal profil ......................................................... 51
3.12
Menentukan ketinggian bearing ............................................. 53
................................................................................. 50 ......................................................... 50
3.12.1 Ketinggian bearing out-die
................................. 53
3.12.2 Ketinggian bearing in-die ............................................. 57
BAB IV
3.13
Menentukan komponen pendukung die ................................. 59
3.14
Rangkaian komponen hollow die ............................................
60
3.15
Pengujian ................................................................................
61
PENUTUP 4.1
Kesimpulan
4.2
Saran
DAFTAR ACUAN
..................................................................... 63
................................................................................. 64
..........................................................................................
viii
65
DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................
LAMPIRAN
ix
66
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1.1
Gambar profil hollow (HEAD)
...............………………….
7
Gambar 2.1
Radial layout dan flat layout ........................................................
8
Gambar 2.2
Konfigurasi permukaan datar die (die bearing)
....................
13
Gambar 2.3
Macam-macam bentuk totukibu
.......……………………….
14
Gambar 2.4
Macam-macam bentuk atunikubu
.......……………………….
14
Gambar 2.5
Macam-macam bentuk mizobu
..…………………………..
14
Gambar 2.6
Macam-macam bentuk nikuatsu henka
................................
15
Gambar 2.7
Macam-macam bentuk tanbu ........................................................
15
Gambar 2.8
Gambar hollow die serta posisi profil atau gap
16
Gambar 2.9
Port hole tipe A
.................................................................... 18
Gambar 2.10 Port hole tipe B
.................................................................... 18
Gambar 2.11 Port hole tipe C
.................................................................... 18
Gambar 2.12 Port hole tipe D
.................................................................... 19
Gambar 2.13 Port hole tipe E
.................................................................... 19
Gambar 2.14 Port hole spesial
.................................................................... 19
....................
Gambar 2.15 Bentuk standar neck pada hollow die ............................................
20
Gambar 2.16 Bentuk head (kepala in-die) ........................................................ 21 Gambar 2.17 Proses Drilling
...............................……………………….
22
Gambar 2.18 Proses Turning
...............................……………………….
22
Gambar 2.19 Proses Horizontal dan Vertical Milling
x
..…………………..
23
Gambar 2.20 Proses Writing
...................................................................
Gambar 2.21 Proses Cu Electro Discharge Machine
23
................................
24
Gambar 2.22 Proses Failing ................................................................................
25
Gambar 2.23 Proses Vertical Grinding
26
Gambar 2.24 Proses Lapping
........................................................
.................................................................... 27
Gambar 2.25 Macam-macam proses ekstrusi aluminium
................................
Gambar 2.26 Bagian-bagian pada proses ekstrusi aluminium Gambar 2.27 Solid die
27
...………….
28
...............................……………………………….
31
Gambar 2.28 Hollow die (in-die)
..…………………………………………..
32
Gambar 2.29 Tipe spreader ............................…………………………………
32
Gambar 2.30 Lubang spreader tampak dari depan ...…………………………. 33 Gambar 3.1
Flow chart penelitian ...............................……………………….
43
Gambar 3.2
Gambar in-die pada komponen hollow die
Gambar 3.3
Gambar out-die
.…………..……….………………………. 46
Gambar 3.4
Gambar sub-volster
...........…………….………………………. 47
Gambar 3.5
Diameter circle size ..…………. ……….………………………. 49
Gambar 3.6
Dimensi port hole tipe E
..…. ……….………………………. 50
Gambar 3.7
Dimensi neck dan head
..…. ……….………………………. 51
Gambar 3.8
Posisi ketebalan profil yang mengalami perubahan ……………. 51
Gambar 3.9
Posisi dimensi untuk ketinggian bearing out-die
……………………. 45
……………. 53
Gambar 3.10 Posisi dimensi untuk ketinggian bearing pada in-die ……………. 57 Gambar 3.11 Gambar volster untuk profil hollow (HEAD) ...………………….. 60 Gambar 3.12 Gambar rangkaian komponen hollow die
xi
....…………………. 60
Gambar 3.13 Posisi dimensi yang diukur ...................................………………. 62
xii
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1
Tabel keterangan gambar
Tabel 2.2
Tabel penentuan penggunaan backer standar atau spesial
Tabel 2.3
Macam-macam perubahan dari standar pembuatan backer ..….…
Tabel 2.4
Memilih volster standar atau spesial ..……………………………. 36
Tabel 2.5
Macam-macam perubahan pada volster standar
Tabel 2.6
Macam-macam perbedaan kecepatan aliran aluminium
Tabel 3.1
Hasil pengujian die tipe 31P untuk membuat profil berbentuk hollow (HEAD)
..…………………………………….
.…….. 34 35
………..….… 37 ..……. 39
...........................................................
xiii
17
63
