optimasi multi respon pada proses pembuatan paduan
TRANSCRIPT
112Naskah Diterima : 9.5.2011Revisi Terakhir : 15.6.2011
1. PENDAHULUAN
Abu batubara ( ) merupakanlimbah padat yang dihasi lkan olehpembakaran batubara pada proses
fly ash
pembentukanlogam secara plastis dengan
memberikan gaya tekan pada logam yangakan dibentuk (penempaan) dan pembangkitlistrik tenaga uap berbahan bakar batu barajumlahnya diIndonesia sangat banyak, padatahun 2006 mencapai 3,3 juta ton dan akanterus meningkat, limbah ini perlu mendapat
OPTIMASI MULTI RESPON PADA PROSES PEMBUATANPADUAN ALUMINIUM/FLY ASH MENGGUNAKAN
METALLURGI SERBUK
Djoko W. Karmiadji1), Dicky Seprianto
2)
1)B2TKS-BPPT, Kawasan PUSPIPTEK Setu-Serpong, Tangerang Selatan
2)Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Sriwijaya
Abstrak
Abu batubara (fly ash) merupakan limbah dari hasil pembakaran batubarapada PLTU yang dapat dimanfaatkan dalam paduan aluminium. Pada penelitianini dibuat paduan aluminium dengan fly ash yang menggunakan metode
metallurgi serbuk. Serbuk aluminium berbentuk tidak beraturan dan ukuranpartikel yang homogen sedangkan serbuk fly ash diperoleh dari PLTU Bukit
Asam dengan ukuran partikel = 50 �m. Serbuk aluminium dicampur dengan berat
fraksi fly ash sebesar 5% selama 1 jam kemudian dipadatkan dengan tekananpemadatan (kompaksi) 139 N/mm
2dan 275 N/mm
2menggunakan metode cold
isostatic pressing.
Green body yang dihasilkan disinter dengan suhu 550oC dan waktu
penahanan suhu (holding time) 60 dan 180 menit. Metode eksperimen desainfaktorial 2 level dengan bantuan perangkat lunak design-expert® digunakan untuk
menentukan faktor-faktor yang berpengaruh serta kondisi optimum darikekerasan brinell, kuat tekan dan densitas paduan aluminium-5% fly ash. Hasildari analisa data eksperimen menggunakan ANOVA didapat bahwa faktor
kompaksi dan holding time mempunyai pengaruh signifikan terhadap kekerasan,kuat tekan serta densitas paduan aluminium-5% fly ash.
Kata kunci : Aluminium, fly ash, kompaksi, holding time, desain eksperimen,optimasi
Abstract
Fly ash, the waste resuled from the coal burning in power plant, can bemixed in aluminium alloys. This research is performed by mixing the aluminium
alloy with the fly ash using the methods of powder metallurgi. The shape ofaluminium powder is irregular and the homogeneous particle size fly ash powder
is obtained from the Bukit Asam power plant with the particle size = 50 � m. Thealuminium powder is mixed with 5% weight fraction of fly ash for 1 hour and then
the powder is compacted with the pressure of 139 N/mm2
and 275 N/mm2
byusing the cold isostatic pressing method.
The green body of compaction result is sintered untill the temperature of
550oC with two holding times such as 60 and 180 minutes. Two level factorial
design experimental method with the help of Design-Expert® software is used todetermine the factors that influence as well as the optimum condition of the brinell
hardness, compressive strength and density of aluminum alloy-5% fly ash. Theanalysis results of experimental data by using ANOVA are shown that compactionfactor and holding time have a significant influence on hardness, compressive
strength and density of aluminum alloy-5% fly ash.
Key words : Aluminium, fly ash, compacting, holding time, experimental
design, optimization
M.I. Mat. Kons. Vol. 11 No. 2 Desember 2011 : 111 - 112
113
perhatian yang serius karena berpotensibesar menjadi masalah lingkungan, bahkanKementerian Lingkungan Hidup (KLH) telahmenetapkannya sebagai Bahan Berbahayadan Beracun (B3) karena kandungan logam-logam berat yang bersifat toksik. Namun disisi lain, telah diketahui pula bahwa
mengandung unsur-unsur sebagaibahan agregat dan beberapa logam yangmempunyai nilai tinggi, sehingga abu terbangmempunyai potensi untuk dimanfaatkan .
Berbagai penelitian telah banyakdilakukan dengan harapan, bukan saja dapatmengatasi masalah lingkungan di PLTUberbahan bakar batu bara, tetapi sekaligusdapat memberi nilai tambah terhadap limbah.Hal itu merupakan bagian penting dari konsep
.Konsep adalahkonsep industri masa depan yang sangatpenting, terutama bagi dunia industri .
Aluminium merupakan salah satulogam yang memiliki banyakkeistimewaan antara lain tahan korosi,
yang baik, ringan sertasifat dekoratif, sehingga banyak digunakandalam industri otomotif. Pada saat ini
mempunyai nilai ekonomis yangrendah sehingga pemanfaatan material yangdibuat dengan paduan aluminium(ALFA) sangat menguntungkan dilihat darisegi ekonomi dibandingkan dengan paduanyang lain. Serbuk aluminium sebagai matrikdan sebagai penguatmerupakan paduan logam yang dapat dibuatdengan metode serbuk. Keuntungannyaadalah pembuatan komponen relatif lebihmurah, produk yang dihasilkan langsungdapat digunakan dengan sedikit prosespermesinan serta dapat diproduksi dalamskala kecil maupun besar .
Proses metallurgi serbuk umumnyamenghasilkan porositas pada produknya,yang berpengaruh terhadap sifat fisis danmekanisnya. Proses lain dalam pembuatanpaduan adalah dengan pengecoran akantetapi pada proses pengecoran mempunyaikendala yaitu sulit membuat paduan yanghomogen, karena partikel penguat biasanyamengendap atau mengapung yangdisebabkan perbedaan berat jenis.
Pembuatan paduan aluminium-(ALFA) menggunakan teknik dan
terdapat kekurangseragaman distribusi . Oleh karena itupada penelitian ini penulis mencoba menelitipaduan yang dibuat dari serbuk aluminiumsebagai matrik dan sebagai penguatdengan cara(kompaksi dan dilakukan tidaksecara bersamaan). mempunyai titik
abubatubara
sustainable production (memanfaatkan danmemberi nilai tambah pada limbah industri)
sustainable production
non ferrous
konduktivitas thermal
abubatubara
fly-ash
abu batubara
fly ashgravity
squeeze castingfly ash
fly ashpressureless sinteringsintering
Fly ash
1)
2)
7)
3)
lebur sekitar 1300 C dan berdasarkan ujikomposisi kimia mengandung CAS(C O-Al 03-SO ) dalam jumlah besar . Proses
pembuatan paduan aluminium/ denganmenggunakan metode serbuk pada secaraumum dapat dibagi menjadi 4, yaitu :1. Persiapan serbuk
( dan )2. Proses pencampuran
( / )3. Proses kompaksi4. Proses
Penel i t ian ini di lakukan untukmengetahui pengaruh serta persen kontribusidari kompaksi dan pada prosespembuatan paduan aluminium/dengan fraksi penguat 5% pada suhusinter 550 C terhadap kekerasan (
), kuat tekan ( )dan densitas optimum dari paduan, sertavalidasi data hasil pengujian yang dilakukandengan dengan bantuanperangkat lunak .
Pengertian metode penelitian secaraumum adalah membahas bagaimana secaraberurut suatu eksperimen dilakukan, yaitudengan alat apa dan prosedur bagaimanasuatu penelitian dilakukan. Ada dua aspekekeperimen, yaitu desain eksperimen dananalisa statistik data. Desain eksperimenadalah proses perancangan eksperimenuntuk mengumpulkan data yang tepatseh ingga dapa t d iana l i sa denganmenggunakan metode stat ist ik danmendapatkan kesimpulan yang bersifatobjektif dan .
Parameter yang berpengaruh terhadapkarakteristik paduan aluminium/ sangatbanyak, oleh karena itu diperlukan metodedesain eksperimen untuk mendapatkan hasilyang baik. Pada penelitian ini parameter yangdipilih adalah tekanan pemadatan (kompaksi)dan waktu penahanan suhu sinter (
) terhadap kekerasan, kuat tekan sertadensitas spesimen paduan dengan fraksipenguat 5% pada suhu sinter 550 C,metode eksperimen yang digunakan adalah
dengan 2 dan 2 faktor,kemudian dilanjutkan(ANOVA) dengan bantuan perangkat lunak
versi 8 .
2.1. Desain Eksperimen Faktorial
Dari keseluruhan parameter prosesyang dapat dikendalikan, disusun suatufaktor-faktor eksperimen yang berpengaruh
o 4)
5)
6)8)
o
9)
o
12)
fly ash
fly ash
fly ashShieving kalsinasi
blending mixing
Sintering
holding timefly ash
fly ashbrinell
hardness compression strength
analysis of variancedesign-expert®
valid
fly ash
holdingtime
fly ash
full factorial design levelanalysis of variance
design-expert
a 2 i 2
2. BAHAN DAN METODA
Optimasi Multi Respon Pada Proses Pembuatan Paduan Aluminium/ Menggunakan Metallurgi SerbukFly Ash (Djoko W. Karmiadji,
Dicky Seprianto)
terhadap densitas, kekerasan dan kuat tekandari spesimen hasil paduan alumnium/yang dibuat dengan metode metallurgi serbukserta dilakukan pada temperatur550 C dan fraksi penguat sebesar 5%dari paduan. Penelitian ini direncanakanmenggunakan metode eksperimen
, sehingga dibutuhkan 4spesimen pengujian untuk faktor yang telahditentukan sebagai berikut :
a).Tekanan pemadatan (kompaksi) padaproses pembuatan .
Jumlah dua
Nilai minimum 139 N/mm
Nilai maksimum 275 N/mmb). Waktu penahanan suhu
( ).
Jumlah dua
Nilai minimum 60 Menit
Nilai maksimum 180 MenitFaktor-faktor eksperimen yang akandilakukan, ditunjukkan pada tabel 1.
Tabel 1. Faktor-Faktor Eksperimen
Selanjutnya ditentukan kombinasi darimasing-masing faktor dan untukpembuatan spesimen uji yaitu :1. Spesimen dengan kompaksi 139
N/mm dan 60 menit2. Spesimen dengan kompaksi 139
N/mm dan 180 menit3. Spesimen dengan kompaksi 275
N/mm2 dan 60 menit4. Spesimen dengan kompaksi 275
N/mm dan 180 menitUntuk setiap pengujian terhadap
respon (kekerasan, kuat tekan dan densitas)diperlukan 4 spesimen uji dan dilakukan 3 kalipengulangan dengan parameter yang samasehingga dibutuhkan sebanyak 12 spesimenuji untuk masing-masing respon yang akanditeliti.
2.2. Prosedur Penelitian
sebagai penguat terlebihdahulu dikalsinasi pada temperatur 900 Cselama 3 jam, kemudian dilakukan ujikomposisi. Tujuan dari kalsinasi adalahmenghilangkan senyawa yang mudahmenguap, selanjutnya diayak ( )
untuk mendapatkan ukuran 50 μm. Setelah
itu ditimbang sesuai porsi masing-masing
fly ash
sinteringfly ash
2 levelfactorial design
green body
level
sinteringholding time
level
level
holding time
holding time
holding time
holding time
Fly-ash
shieving
o
2
2
2
2
2
o
�
�
�
�
�
�
≤
NoFaktor-Faktor
TerkontrolSatuan
Level
Min Max
1 Kompaksi N/mm2
139 275
2 Holding time Menit 60 180
yaitu dengan fraksi berat 5% daripaduan serbuk, sebagai bahan penguat.Kemudian dilakukan proses pencampuranserbuk menggunakan mesin pencampur( / ), hasi l daridikeluarkan dan dimasukkan ke dalamcetakan ( ). Selanjutnya dilakukan prosespenekanan menggunakan mesin presshidrolik ( ) dengan variasipenekanan 139 N/mm dan 275 N/mmsehingga dihasilkan .
Spesimen-spesimen ( )yang dihasilkan kemudian di sinter padadapur pemanas dengan suhu 550 C dandilakukan penahanan suhu ( )dengan variasi selama 60 menit dan 180menit kemudian didinginkan pada suhuruang. Setelah proses sinter selesaiselanjutnya dilakukan pengujian untukmendapatkan data yang akan diolah denganbantuan perangkat lunaksehingga dapat diketahui pengaruh kompaksidan pada proses pembuatanspesimen dari paduan aluminium/
Adapun pengujian yang akan dilakukanpada spesimen yang telah dibuat adalah :1. Pengujian kekerasan ( )2. Pengujian kuat tekan (
)3. Pengujian densitas4. Uji komposisi5. Pengamatan struktur mikro
Hasil pengujian di analisa untukmengetahui karakteristik optimum daripaduan aluminium/ . Secara skematisprosedur dari penelitian yang akan dilakukanditunjukkan pada gambar 1. Pengujiankekerasan, kuat tekan, densitas danpengamatan struktur mikro terhadap paduanaluminium/ dilakukan di laboratoriumJurusan Teknik Mesin Politeknik NegeriSriwijaya, sedangkan uji komposisidan paduan aluminium dengan 5%dilakukan di
(CFMPA) DepartemenTeknik Metalurgi dan Material UniversitasIndonesia. terlebih dahulu dikalsinasipada temperatur 900 C, selama 3 jamdengan tujuan untuk menghilangkansenyawa yang mudah menguap, sehingga
pada saat sintering dapatdihindari .
Setelah proses kalsinasi selesaiselanjutnya diayak denganmenggunakan
dengan ukuran tingkatan terendahsebesar 0.050 mm sehingga diperoleh serbuk
dengan ukuran 50μm.
sebelum dikalsinasi berwarna abu-abu,s e d a n g k a n s e t e l a h d i k a l s i n a s i
fly-ash
blending mixing mixing
die
Compacting
green bodygreen body
holding time
design expert
holding timefly ash.
brinell hardnesscompression
strength
fly ash
fly ash
fly ashfly ash
Center For Material ProcessingAnd Failure Analysis
Fly ash
lost of ignition (loi)
f ly ashShieving Machine Merk
RETSCH
fly ash Abu batubara
2 2
0
o
11)
≤
114
M.I. Mat. Kons. Vol. 11 No. 2 Desember 2011 : 111 - 122
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
a) sebelum kalsinasi b) sesudah kalsinasi
Gambar 2. Sebelum DikalsinasiFly Ash
115
Optimasi Multi Respon Pada Proses Pembuatan Paduan Aluminium/ Menggunakan Metallurgi SerbukFly Ash (Djoko W. Karmiadji,
Dicky Seprianto)
berwarna merah muda ditunjukkan padagambar 2. Proses selanjutnya adalahmenentukan berat masing-masing serbukdengan cara ditimbang menggunakantimbangan digital
Fraksi berat sebagai penguatsebesar 5 % dari paduan serbuk dengankomposisi berat serbuk aluminium sebesar209 gr dan serbuk sebesar 11 gr,sehingga didapat paduan serbuk dengan totalberat 220 gr.
Setelah proses penimbangan serbukselesai kemudian dilakukan pencampuranserbuk dengan tujuan untuk menggabungkanmaterial serbuk yang mempunyai sifat kimiayang berbeda. Paduan serbuk aluminium danfly ash yang telah ditimbang, dimasukkan kedalam tabung keramik dan dilakukan proses
menggunakan
dalam keadaan keringsehingga didapat campuran yang merata danhomogen.
Gambar 3. Proses
Serbuk campuran dimasukkan kedalam cetakan berbentuk silinder, sebelumserbuk mengalami penekanan dalam cetakanterlebih dahulu ditata supaya mempermudahproses penekanan. Metode penekanan yangdigunakan dalam penelitian ini adalah
, menggunakandengan variasi gaya
penekanan sebesar 139 N/mm dan 275N/mm , proses penekanan ditunjukkan padagambar 4.
Proses sinter terhadapdilakukan dalam
Cdengan kenaikan suhu rata-rata 1 C/detikyang dimulai dari suhu ruang. Lama waktupenahan suhu sinter ( )divariasikan 60 dan 180 menit. Pemanasandilakukan pada suhu 0,7 sampai 0,8 Tm( ) dalam skala absoluteyang disebut dengan atau
karena logam masihdalam keadaan padat selama proses.
acis precision balance AD300. fly ash
fly ash
blending/mixing Ball Mill MerkGroschopp Viersen FRG pada gambar 3selama 2 jam,
Blending/Mixing
coldcompaction fortal hydraulicpress machine
green bodyMuffle Furnace (merk
Nabertherm) dengan suhu sinter 550
holding time
melting temperaturesolid state sintering
solid phase sintering
2
2
0
o
Spesimen hasil sinter ditunjukkan padagambar 5.
Gambar 4 : Proses Penekanan PaduanSerbuk
Gambar 5. Spesimen Hasil Proses Sinter
Sete lah d i lakukan pengu j ian-pengujian terhadap spesimen paduan serbukaluminium dengan didapat data-datahasil pengujian yang akan dianalisa,sehingga dapat diketahui pengaruh tekananpemadatan (kompaks i ) dan waktupenahanan suhu sinter ( ) padaspesimen uji dari paduan aluminium/5%
yang diproduksi dengan metodemetallurgi serbuk terhadap kekerasan, kuattekan dan densitas.
3.1 Hasil Penelitian
Data-data hasil pengujian selanjutnyadiolah menggunakan ANOVA denganbantuan perangkat lunak untuk
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
fly ash
holding timefly
ash
design-expert
116
M.I. Mat. Kons. Vol. 11 No. 2 Desember 2011 : 111 - 122
mengetahui faktor-faktor yang berpengaruhterhadap respon (kekerasan, kuat tekan dandensitas) pada paduan aluminium/5%yang dibuat dengan metode serbuk. Setelahditentukan rancangan desain eksperimen,maka dilakukan pengujian secara acakterhadap 2 faktor dan 2 dengan 3 kalireplikasi. Hasil pengujian ditunjukkan padatabel 2.
3.2 Pembahasan
ANOVAdata hasil pengujian kekerasanspesimen, untuk mengetahui faktor-faktoryang berpengaruh, dilakukan perhitungansecara manual dengan tujuan melihatk e s a m a a n h a s i l a n a l i s a d e n g a nmenggunakan perangkat lunak
. Dari 12 kali observasi yang dilakukanmaka didapat nilai minimum, maksimum, rata-rata, standar deviasi dan rasio dari masing-masing respon dan faktor pada pengujian,kemudian dibuat dalam bentuk tabel 3.
Analisa data hasil percobaan terhadapspesimen uji dengan metode
dan ANOVA menggunakan perangkatlunak diperoleh F > F ,
sehingga dapat diambil kesimpulan bahwafaktor kompaks i danberpengaruh terhadap nilai kekerasan,
yang dianalisa memenuhi asumsiidentik, independen dan berdistribusi normaldengan membandingkan residual darimasing-masing respon. Persentasekontribusi terbesar untuk masing-masing
fly ash
level
design-expert
2 level factorialdesign
design expert
ho ld ing t ime
Hitung Tabel
kuattekan dan densitas dari spesimen uji dengantingkat keyakinan 95% (α=0.05), serta data-data
Tabel 2. Hasil Pengujian Kekerasan, Kuat Tekan Dan Densitas Paduan Aluminium Dengan5% Yang Dilakukan 3 Kali ReplikasiFly Ash
Std Run
Factor 1 Factor 2 Response 1 Response 2 Response 3
A : Kompaksi B: Holding time Kekerasan Kuat Tekan Densitas
(N/mm2) (Menit) (N/mm2) (N/mm2) (gr/cm3)
4 1 275 60 88.890 179.49 3.000
1 2 139 60 76.830 169.56 2.500
10 3 275 180 101.674 198.41 3.714
7 4 139 180 95.208 182.91 2.700
8 5 139 180 95.199 183.21 2.700
2 6 139 60 76.841 170.15 2.500
11 7 275 180 101.657 198.38 3.571
5 8 275 60 88.921 179.52 3.000
9 9 139 180 95.189 183.14 2.778
12 10 275 180 101.691 198.43 3.714
6 11 275 60 88.858 179.45 3.000
3 12 139 60 76.820 169.00 2.500
respon yaitu :Faktor memberikanpersentase kontribusi sebesar 72.14%terhadap kekerasan spesimen uji.Faktor memberikanpersentase kontribusi sebesar 61.20%terhadap kuat tekan spesimen uji.Faktor kompaksi memberikan persentasekontribusi sebesar 67.08% terhadapdensitas spesimen uji.
Persamaan regresi l inier yangdihasilkan dari analisa data hasil pengujianspesimen dengan bantuan perangkat lunak
adalah:
Kekerasan =52.46723 + 0.10920 * kompaksi + 0.20063 *
– 0.000342157 * kompaksi *
Kuat tekan =155,41729 + 0,053125 * kompaksi + 0,066730* + 3,30678E-04 * kompaksi *
Densitas =2,10124 + 2,0561E-03 * kompaksi - 1,87114E-03 * + 2,70062E-05 * kompaksi *
Berdasarkan hasil pengujian komposisididapat unsur-unsur logam yang
dapat dimanfaatkan dalam paduan aluminiumdengan menggunakan metode metallurgiserbuk sehingga dapat meningkatkankekerasan dan kuat tekan paduan aluminium.Sedangkan dari pengamatan struktur mikrodapat diketahui penyebaran sudahcukup baik
�
�
�
holding t ime
holding t ime
design expert
holding timeholding time.
holding timeholding time
holding timeholding time
abubatubara
fly ash
®
117
Optimasi Multi Respon Pada Proses Pembuatan Paduan Aluminium/ Menggunakan Metallurgi SerbukFly Ash (Djoko W. Karmiadji,
Dicky Seprianto)
Tabel 3. Rata-Rata, Standar Deviasi, Dan Rasio Dari Hasil Pengujian Kekerasan, Kuat TekanDan Densitas Paduan Aluminium/5% Fly Ash
Tabel 4. (ANOVA) Untuk Kekerasan Spesimen UjiAnalysis Of Variance
Tabel 4. (ANOVA) Untuk Kekerasan Spesimen UjiAnalysis Of Variance
sehingga parameter proses dapat digunakan,walaupun porositas yang terjadi tidak dapat
dihindari dengan menggunakan metodemetallurgi serbuk.
118
M.I. Mat. Kons. Vol. 11 No. 2 Desember 2011 : 111 - 122
Tabel 6. (ANOVA) Untuk Densitas Spesimen UjiAnalysis Of Variance
Gambar 6 : Grafik 3D Pengaruh Kompaksi Dan Terhadap Nilai KekerasanHolding Time
Gambar 7. Grafik 3D Pengaruh Kompaksi Dan Terhadap Nilai Kuat TekanHolding Time
119
Optimasi Multi Respon Pada Proses Pembuatan Paduan Aluminium/ Menggunakan Metallurgi SerbukFly Ash (Djoko W. Karmiadji,
Dicky Seprianto)
Gambar 8 : Grafik 3D Pengaruh Kompaksi Dan Terhadap Nilai DensitasHolding Time
Gambar 9 : Mikro Struktur Paduan Al/5%Dengan Pembesaran 50X
Pada Kompaksi 139 N/Mm Dan60 Menit
3.3 Optimasi Desain
Setelah dilakukan uji dengan berbagairespon, selanjutnya dilakukan optimasidesain untuk menentukan kondisi optimumdari kekerasan, kuat tekan dan densitaspaduan aluminium/5% yang dibuatdengan metode serbuk berdasarkan level
FlyAsh
Holding Time
fly ash
2
minimum dan maksimum dari masing-masingfaktor yang ditentukan yaitu kompaksi dan
. Nilai maksimum dan minimumyang diperoleh dar i respon-responberdasarkan hasil percobaan aktual dapatdilihat pada gambar 10, sedangkan nilai leveldari kompaksi dan pada gambar11.
holding time
holding time
Solusi optimum untuk mendapatkannilai maksimal dari respon dengan faktorkompaksi dan berdasarkandesain eksperimen denganANOVA yang dibuat dengan bantuanperangkat lunak dapat dilihatpada tabel 7. Dari hasil eksperimen aktualdiperoleh nilai maksimum kekerasan, kuattekan dan densitas paduan aluminium/adalah 101.691 kg/mm , 198,43 N/mm dan3.714 gr/cm yang diperoleh pada tekanankompaksi 275 N/mm dan 180menit. Jika dibandingkan dengan nilai yangdidapat dari optimasi desain eksperimenhampir mendekati, sehingga desaineksperimen yang dibuat dapat digunakanuntuk menentukan nilai faktor kompaksi dan
terhadap nilai respon(kekerasan, kuat tekan dan densitas) yangdiharapkan.
holding time2 level factorial
design-expert
fly ash
holding time
holding time
2 2
3
2
120
M.I. Mat. Kons. Vol. 11 No. 2 Desember 2011 : 111 - 122
Gambar 10 : Data Minimum Dan Maksimum Dari Masing-Masing Respon
Gambar 11 : Level Minimum Dan Maksimum Dari Faktor
Tabel 7. Optimasi Desain Terhadap Nilai Maksimum Dari Respon
4. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil eksperimen dananalisa data yang dilakukan terhadap paduanaluminium/5% yang dibuat denganmetode metallurgi serbuk dengan faktortekanan pemadatan (kompaksi) dan waktupenahanan suhu sinter ( ) dapatdiambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Berdasarkan anal isa data hasi lpercobaan terhadap spesimen ujidengan metodedan ANOVA menggunakan perangkatlunak diperoleh F >
F , sehingga dapat disimpulkan bahwa
faktor kompaksi dan
fly ash
holding time
2 level factorial design
design expert
holding time
Hitung
Tabel
berpengaruh terhadap nilai kekerasan,kuat tekan dan densitas dari spesimen ujidengan tingkat keyakinan 95% (α=0.05).
2. Faktor yang paling berpengaruhterhadap kekerasan dan kuat tekanpaduan aluminium dengan padap r o s e s p e m b u a t a n p a d u a nmenggunakan metode metallurgi serbukserta suhu sinter 550 C dan fraksipenguat 5% adalahsedangkan untuk densitas palingdominan adalah kompaksi, kedua faktormempunyai pengaruh positif terhadaprespon, sehingga dengan naiknyakompaksi dan holding time dapatmeningkatkan kekerasan, kuat tekandan densitas paduan.
3. Nilai respon optimum berdasarkaneksperimen aktual dan ANOVA terdapatpada kompaksi 275 N/mm dan
180 menit, sedangkan daripercobaan aktual yang dilakukandiperoleh nilai tertinggi dari kekerasan
fly ash
fly ash holding time
holdingtime
o
2
121
Optimasi Multi Respon Pada Proses Pembuatan Paduan Aluminium/ Menggunakan Metallurgi SerbukFly Ash (Djoko W. Karmiadji,
Dicky Seprianto)
brinell=101.691 HB2,5/62,5/30, kuatt e k a n = 1 9 8 . 4 3 N / m m d a ndensitas=3.714 gr/cm .
4. Desain eksperimen dengan bantuanperangkat lunak dapatmembantu mempercepat analisa datahasil eksperimen serta mengontroleksperimen aktual yang dilakukan danmenentukan parameter optimal untukmendapatkan hasil respon yangdiinginkan.
1. Amstead, B.H. et.al., (Sriati Djaprie),“Teknologi Mekanik”, Erlangga, Jakarta,Guneet Senthi, “Microwave Sintering ofCu-12Sn”, Indian Institute of Technology,India
.2. Arik, H. dan Chengiz, B., 2001,“Investigation of Influences of Pressingand Sintering Temperature on theMechanical Properties of Al-AlC O
Composite Materials”, Turkish J. Eng.Env. Sei, 53-58.
3. ASTM Standards, 2003, “Metals TestMethods and Analytical Procedures”,Volume 03.01.
4. Bienas, J., Walezak, M., Surowska, B.,dan Sobezak, J., 2003, “Microstructureand Corrosion Behavior ofAluminium FlyA s h C o m p o s i t e s ” , J o u r n a l o fOptoe lec t ron ics and AdvancedMaterials, Vo1.5, No.2, June 2003,pp.493-502.
5. Ejiofor, J.U., dan Reddy R.G., 1997,“Development in the Processing andPropert ies of Part iculate AL-SiComposites”, Journals JOM is Publishedof the minerals. Metals & MaterialsSociety, 49 (11), pp 31-37.
6. E. Paul DeGarmo, 2003, “Materials AndProcesses In Manufacturing”, NinthEdition, John Wiley & Sons, Inc.
7. Graham Withers, 2008, “Utilizing Fly AshParticles To Reduce Low Cost MetalMatrix Composites”, Ultalite, Melbourne,Australia.
8. Groover, M. P., 2007, “Fundamental ofModern Manufacturing Material,Process and System”, Third Edition,John Wiley & Sons, Inc.
9. Johan Trygg, Svante Wold, 2002,“Introduction To Statistical ExperimentDesign”, University Of Queensland,
2
3
design expert
DAFTAR PUSTAKA
4 3
10. R. Ganesh Narayanan, “PowderMetallurgy – Basic & Aplication”,
111. Shuvendu Tripathy, 2009, “Study on
Aluminium Fly Ash Composite Producedby Impeller Mixing”, Thesis S2, NationalInstitute Of Technology Rourkela.
12. William E. Murphy, 2007, “Using Design-Expert For Enchancing EngineeringE x p e r i m e n t a t i o n L a b s ” , A S E ESouthheast Section Conference,University Of Kentucky.
lahir diBanyuwangi tanggal 10 Februari 1957.Menamatkan pendidikan S1 di JurusanTeknik Mesin, Universitas Gadjah Mada padatahun 1983. Sebagai peneliti tamu di DFVLR,Cologne, Jerman dari April 1986 - April 1987dibidang pengujian material pesawat.Menyelesaikan pendidikan S2 dan S3 padatahun 1992 dan 1997 di
, theAlabama, USA. Bekerja sejak tahun 1984 diUPT Laboratorium Uji Konstruksi / B2TKS -BPP Teknologi di bidang PengujianKomponen dan Konstruksi sebagai AhliPeneliti Utama. Menjadi guru besar diFakultas Teknik Universitas Pancasila.Penulis juga menjadi anggota organisasiprofesional SAE International dan IATO/SAEIndonesia.
, lahir di Palembangtanggal 16 September 1977. MenamatkanPendidikan D3 di Jurusan Teknik Mesin,Politeknik Universitas Sriwijaya pada tahun1998. Menyelesaikan pendidikan S1 diJurusan Teknik Mesin Universitas Sriwijayatahun 2000 dan S2 di Program MagisterTeknik Mesin, Universitas Pancasila padatahun 2010. Bekerja sejak tahun 2001 sampaisekarang sebagai Staf Pengajar, serta tahun2009 sampai sekarang sebagai timperencanaan Politeknik Negeri Sriwijaya dansekretaris redaksi jurnal Austenit JurusanTeknik Mesin Politeknik Negeri Sriwijaya diPalembang.
RIWAYAT PENULIS
Djoko W. Karmiadji,
Dicky Seprianto
fatigue
MechanicalEngineering Department University of
http://www.iitg.ernet.in/engfac/ganu/public_html/Part2-09.pdf diunduh tanggal21-02-201
122
M.I. Mat. Kons. Vol. 11 No. 2 Desember 2011 : 111 - 122