Post on 03-Jul-2015
PEMILIHAN MATERIAL DAN PROSES PADA CAMSHFT
OLEH :
ROMIYADI
YENY PUSPITA
2
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kemajuan teknologi dibidang otomotif selalu berkembang dan
berkelanjutan, baik model maupun kinerja mesin agar motor memenuhi
syarat layak jalan (berjalan, berbelok,berhenti) dengan sempurna dan
aman. Kinerja motor sangat ditentukan oleh :
a. Kecepatan dimana kemampuan kendaraan melaju dengan jarak
tempuh dan waktu tertentu.
b. Akselarasi dimana kemampuan kendaraan melaju dengan mendahului
kecepatan optimum pada awal dan variasi putaran.
c. Kebutuhan bahan bakar, dimana kebutuhan bahan bakar kendaraan
pada kecepatan tetap atau bervariasi.
d. Jarak pengeraman, dimana kemampuan kendaraan mampu berhenti
pada jarak pengereman tertentu.
Salah satu bagian penting pada mesin kendaraan yang berpengaruh
terhadap karakter dan power, terutama untuk mesin yang berjenis 4
langkah, adalah Camshaf (poros nok). Camshaft merupakan salah satu
komponen mesin yang memiliki tugas untuk mengatur open-close engine
valve (buka-tutup katup) saluran masuk dan buang pada ruang bakar
sebuah mesin kendaraan. Camshaft akan berputar didalam mesin secara
terus menerus selama mesin mobil dalam keadaan hidup. Bentuk
camshaft berupa batangan besi dengan panjang tertentu yang memiliki
bentuk khusus dan terdapat beberapa tonjolan landai pada badannya
yang disebut Lobe.
Untuk menghasilkan suatu camshaf yang dapat berfungsi optimal,
pemilhan material yang digunakan dan proses pembuatannya merupakn
bagian yang sangat penting. Untuk itu, diperlukan suatu proses pemilihan
3
material dan proses yang tepat untuk menghasilkan suatu produk
camshaft yang berkualitas.
1.2 Tujuan
Tujuan dari penulisan makalah ini adalah :
a. Mengetahui pemilihan material yang sesuai untuk camshaft.
b. Mengetahui proses manufaktur camshaft
1.3 Batasan Masalah
Dalam mengerjakan makalah ini diperlukan pembatasan masah
agar pembahasannya lebih dalam dan juga tidak meluas ke objek-objek
yang lain. Batasan Masalah pada makalah ini adalah sebagai
berikut:
a. Proses pemilihan material camshaft
b. Proses manufaktur camshaft
1.4 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah penulis dan para pembaca maka penulisan
makalah ini menggunakan sistematika sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini dijelaskan tentang latar belakang, tujuan, dan
batasan masalah pada proses pemilihan material dan proses
manufaktur pembuatan camshaft.
BAB II TEORI DASAR
Teori dasar merupakan bagian yang berisikan dasar-dasar teoritis
atau konsep-konsep yang digunakan sebagai dasar pemikiran
untuk membahas dan menjelaskan tentang sesuatu hal yang
ada hubungannya dengan proses pemilihan material dan
manufaktur camshaft.
4
BAB III PROSES PEMILIHAN MATERIAL DAN MANUFAKTUR
Pada bab ini dijelaskan tentang proses pemilihan material dan
proses manufaktur untuk pembuatan camshaft.
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
Dalam bab ini penulis menjelaskan tentang kesimpulan dan saran
dari hasil penelitian yang telah dilakukan.
5
BAB II
TEORI DASAR
2.1 Mekanisme Katup
Proses pembakaran gas pada mesin 4 langkah dikendalikan oleh
mekanisme katup. Mekanisme katup merupakan suatu mekanisme dalam
engine yang memiliki tugas untuk mengatur open-close engine valve
(buka-tutup katup) saluran masuk dan buang pada ruang bakar sebuah
engine (motor bakar).
Struktur kerja mekanisme katup dan urutan kerja dimulai saat poros
engkol berputar, maka akan mengakibatkan berputarnya camshaft yang
dihubungkan melalui timing chain dan roda gigi/sprocket. Camshaft akan
menggerakan rocker arm dan rocker arm akan menekan batang katup
sehingga terjadi pergerakan katup.
6
Gambar 2.1. Mekanisme Katup
7
a. Katup
Katup berfungsi sebagai pintu gerbang pemasukan bahan bakar
dan pembuangan gas sisa pembakaran, yang mana waktu pembukaan
dan penutupan katup-katup tersebut diatur sesuai dengan prinsip kerja
mesin. Kontruksi katup terdiri dari kepala katup (valve head), batang
katup (valve stem) berbentuk seperti jamur. Bagian katup yang
berhimpit disebut permukaan katup (valve face) yang dibuat miring
sesuai dengan kemiringan permukaan dudukan katup. Kepala katup
atau daun katup, pada katup hisap berdiameterlebih besar
dibandingkan dengan katup buang, karena perbedaan tekanan antara
gasyang masuk kedalam silinder dan gas yang keluar dari dalam
silinder. Katup hisap mengandalkan perbedaan tekanan udara luar
dengan penurunan tekanan dalam silinder yang disebabkan oleh
hisapan torak, sedangkan pada katup buang gas bekas pembakaran
akan keluar dari silinder dengan tekanan sisa pembakaran sehingga
cukup kuat untuk mendorong gas bekas pembakaran keluar dari
silinder. Disamping itu juga dimaksudkan agar pemasukan bahan
bakar udara lebih sempurna.
8
Gambar 2.2. Katup
b. Dudukan katup
Dudukan katup berfungsi sebagai tempat dudukan kepala katup.
Antara kepala katup dengan dudukan katup harus membuat
persinggungan yang rapat agar tidak terjadi kebocoran gas pada saat
kompresi atau kerja. Sudut kemiringan persinggungan katup dengan
dudukan katup untuk katup masuk dan katup buang adalah 45º, lebar
persinggungan katup dengan dudukan katup dimaksudkan agar
ekanan katup dan dudukan katup dapat sebesar mungkin, agar
persinggungan katup dengan dudukan katup tidak mudah terbakar dan
tidak mudah terselip kotoran yang menyebabkan kebocoran gas pada
langkah kompresi atau kerja.
9
Gambar 2.3. Dudukan katup
c. Pengantar katup/bos katup
Pemasangan pegas katup belum tentu menjamin katup tersebut
akan baik kedudukannya, agar katup dapat stabil pada kedudukannya,
baik pada saat menutup ataupun saat membuka, maka katup
dilengkapi dengan penghantar katup (valve guide) atau bos katup
d. Pegas katup
Fungsi dari pegas katup yaitu untuk mengembalikan katup agar
tetap dalam keadaan rapat-rapat dalam kedudukannya. Telah
diketahui bahwa kerja katup adalah membuka dan menutup
disesuaikan dengan langkah torak. Pada saat membuka, katup
digerakan oleh sumbu nok dan pada saat menutup katup digerakan
oleh pegas katup. Jumlah pegas yang dipasang pada sebuah katup
ada yang satu katup dan ada yang dua buah.
Gambar 2.4. Pegas Katup
10
e. Rocker arm
Rocker arm dipasang pad rocker shaft. Bila rocker arm ditekan
keatas oleh poros hubungan, katup akan tertekan dan membuka.
Rocker arm dilengkapi dengan sekrup dan mur pengunci untuk
penyetelan katup.
Gambar 2.5. Rocker arm
f. Poros engkol
Poros engkol berfungsi mengubah gerak torak menjadi gerakan
putar dan meneruskan gaya tersebut ke alat pemindah tenaga sampai
ke roda.
g. Camshaft
Camshaft atau poros bubungan atau poros nok berfungsi untuk
mengatur membuka dan menutupnya katup hisap maupun katup
buang pada kepala silinder. Camshaft berputar lebih lambat dari poros
engkol karena jumlah gigi sprocket poros bubungan dua kali lebih
banyak dari pada jumlah gigi sprocket poros engkol.
h. Timing chain
Timing chain berguna untuk menghubungkan gigi poros engkol
dengan gigi camshaft, sehingga putaran poros engkol dapat diteruskan
ke camshaft dan terjadilah persesuaian antara gerak naik turunnya
piston dengan terbuka dan tertutupnya katup alam melakukan proses
11
kerja. Roda gigi/sprocket adalah roda gigi berfungsi menerima putaran
dari gigi poros engkol dan meneruskannya ke camshaft.
2.2 Mekanisme Kerja Camshaft
Camshaft atau sering disebut poros bubungan atau poros nok adalah
sebuah alat yang digunakan dalam mesin torak untuk menjalankan valve
poppet (buka tutup katup). Bentuk camshaft berupa batangan silinder
dengan panjang tertentu yang memiliki bentuk khusus dan terdapat
beberapa tonjolan landai seperti telur pada badannya yang disebut cam
atau biasa juga disebut lobe atau bubungan. Bagian yang bernama
cam/lobe inilah yang akan bertugas menggerakkan katup mesin sehingga
mampu membuka lubang masuk dan keluar ruang bakar mesin dan waktu
buka-tutup inilah yang dapat mempengaruhi tenaga pada sebuah mesin.
Tiap pabrikan mesin mobil membuat bentuk sebuah camshaft yang
berbeda-beda, meskipun itu original, terutama pada bagian lobe-nya.
Oleh karena itu setiap jenis mesin pada mobil dari berbagai merk,
pastinya memiliki tenaga dan torsi yang berbeda-beda pula.
12
Gambar 2.6. Camshaft
Gambar 2.7. Cam/Bubungan
13
Hubungan antara perputaran camshaft dengan perputaran poros
engkol sangat penting. Karena katup mengontrol aliran masukan bahan
bakar dan pengeluaran, mereka harus dibuka dan ditutup pada saat yang
tepat selama stroke piston. Untuk alasan ini, camshaft dihubungkan
dengan crankshaft secara langsung, atau melalui mekanisme "gear", atau
secara tidak langsung melalui rantai yang disebut rantai waktu. Dalam
beberapa rancangan camshaft juga menggerakkan distributor, minyak
dan pompa bahan bakar. Juga dalam sistem injeksi bahan bakar dahulu,
cam di camshaft akan mengoperasikan penginjeksi bahan bakar tersebut.
Dalam sebuah mesin dua-langkah yang menggunakan sebuah
camshaft, setiap valve membuka sekali untuk setiap rotasi crankshaft;
dalam mesin ini, camshaft berputar pada kecepatan yang sama dengan
crankshaft. Dalam mesin empat langkah, katup-katup akan membuka
setengah lebih sedikit, oleh karena itu dua putaran penuh crankshaft
terjadi di setiap putaran camshaft.
Tergantung lokasi dari camshaft tersebut, cam menggerakkan katup
secara langsung ataupun melalui hubungan antara pushrods dan pelatuk
katup. Cara kerja yang langsung menghasilkan mekanisme sederhana
dan kesalahan yang sedikit, tetapi camshaft harus diposisikan di atas
silinder. Dahulu, ketika mesin tidak secanggih sekarang, kelihatannya
mekanisme tersebut sangat mengganggu, akan tetapi di era mesin
modern, sistem cam overhead, dimana camshaft di atas cylinder head,
adalah sangat umum. Beberapa mesin menggunakan satu camshaft
untuk setiap katup masukan dan katup keluaran; sama dengan yang
dikenal sebagai double atau dual overhead cam (DOHC) atau cam ganda
yang ditempatkan di atas silinder, lalu sebuah V Engines membutuhkan
empat camshaft.
14
Gear Valve Timing pada sebuah mesin Ford Taunus V4 — gear yang
kecil ada di crankshaft, gear yang lebih besar ada pada camshaft.
Perbandingan gear menyebabkan camshaft bekerja setengah RPM dari
crankshaft. Gesekan luncur antara bagian muka cam dengan follower
tergantung kepada besarnya gesekan. Untuk mengurangi aus ini, cam
dan follower mempunyai permukaan yang keras, dan minyak pelumas
modern mengandung bahan yang secara khusus mengurangi gesekan
luncur. Lobe (daun telinga) dari camshaft biasanya meruncing,
mengakibatkan follower atau pengangkat katup berputar sedikit dalam
setiap tekanan, dan membuat aus komponen. Bagian muka dari cam dan
follower dirancang untuk aus bersamaan, jadi ketika salah satu telah aus
maka keduanya harus diganti untuk mencegah aus yang berlebihan.
Selain gesekan mekanik, dorongan besar juga diperlukan untuk
mengatasi pegas katup yang selalu mendekati katup mesin. Hal ini akan
mengakibatkan 25% dari keluaran total mesin menjadi kosong,
mengurangi efisiensi keseluruhan. Ada dua pendekatan yang telah dicoba
untuk mengatasi energi yang terbuang tersebut, akan tetapi nyatanya sulit
untuk diterapkan.
15
BAB III
PROSES PEMILIHAN MATERIAL DAN MANUFAKTUR
3.1 Metode Pemilihan Material
Secara garis besar material dibagi dalam beberapa kelompok
besar. Fungsi yang spesifik dari material bisa di tentukan apabila
induk materialnya sudah di ketahui. Setiap material mempunyai
struktur, mechanical properties, physical properties, dan
modification properties yang berbeda-beda.
Gambar 3.1. Klasifikasi material
16
Tabel 3.1 Mechanical Properties
Tabel 3.2 Physical Properties
17
Dalam pengembangan sebuah model (part) baru pasti akan
diikuti oleh beberapa pertanyaan seperti : Benda seperti apa itu? Apa
fungsinya? dan bagaimana cara kerja mesin itu?. Untuk menjawab
semua pertanyaan itu diperlukan penetapan sifat-sifat kerja dari part
yang sesuai dengan desain, kemampuan material yang digunakan
secara garis besar dan proses yang akan digunakan. Cara ini bisa
dilakukan untuk menyaring kelas material dan proses mana yang akan
digunakan.
Pemilihan dari kemampuan material dibagi menjadi 5 kategori yaitu :
1. Sifat operasi (functional requirement) dari part
Sifat operasi berhubungan langsung dengan karakteristik dari
pembebanan yang diterima part secara langsung. Apakah part itu
menerima beban gesek, beban tarik, beban geser, beban kejut, dll.
2. Kondisi operasi part (resistance to service condition)
Kondisi lingkungan tempat beroperasi mempunyai peran yang
sangat penting dalam menentukan suatu material. Contohnya
lingkungan yang memungkinkan terjadinya korosi, seperti
lingkungan bertemperatur rendah, berdampak merugikan bagi
kebanyakan material.
3. Kemampuan Proses (process ability requirement)
Kemampuan proses suatu material bisa dinilai dari
kemampuan part tersebut untuk dikerjakan dan dibentuk menjadi
barang jadi. Contohnya part tersebut memiliki sifat castability,
formability, machinability, weldability, dan hardenability.
4. Cost
Harga biasanya menjadi faktor penting dalam evaluasi
material karena tidak sedikit aplikasi yang mempunyai batasan
budget. Penentuan harga biasanya dibandingkan dengan aplikasi
yang akan di gunakan.
18
Gambar 3.2. Cost
5. Ketahanan uji (reliability requirement)
Ketahanan uji bisa diartikan kemungkinan akan ketahanan
suatu material terhadap fungsi tanpa adanya kerusakan atau
kegagalan proses.
3.2 Proses Pemilihan Material
a. Analisis Produk
Dari bab sebelumnya sudah dijelaskan bahwa proses
pembakaran gas pada engine dikendalikan oleh mekanisme
katup. Mekanisme katup merupakan suatu mekanisme dalam
engine yang memiliki tugas untuk mengatur open-close engine
valve (buka-tutup katup) saluran masuk dan buang pada ruang
bakar sebuah engine (motor bakar).
Camshaft merupakan salah satu kompenen dalam system
mekanisme katup. Camshaft bertugas untuk mengatur membuka
dan menutupnya katup hisap maupun katup buang pada kepala
silinder. Dalam proses kerjanya, camshaft berputar seiring
dengan putaran mesin. Camshaft berputar lebih lambat dari
poros engkol karena jumlah gigi sprocket poros bubungan dua kali
lebih banyak dari pada jumlah gigi sprocket poros engkol. Cam
atau lobe merupakan bagian dari camshaft yang akan membuka
19
dan menutup katup. Cam sendiri berbentuk seperti telur dimana
pada saat katup menyentuh bagian yang paling lonjong, maka
katup akan terbuka. Dan apabila katup bertemu dengan bagian
yang paling datar maka katup akan terbuka.
Berdasarkan hal diatas, maka untuk menentukan material
camshaft harus mempertimbangkan hal-hal sebagi berikut :
Tahan putaran tinggi
Material camshaft haruslah yang tahan putaran tinggi karena
dalam melakukan tugasnya, camshaft berputar dengan
kecepatan tinggi.
Tahan gesekan / aus
Untuk membuka dan menutup katup, terjadi kontak langsung
antara cam/lobe dengan katup. Oleh sebab itu material yang
dipilih haruslah tahan terhadap gesekan/aus.
Tahan panas
Camshaft merupakan bagian dari suatu engine dimana terjadi
pembakaran dan menimbulkan panas. Oleh sebab itu material
yang dipilih merupakan material yang tahan terhadap panas.
Tahan defleksi
Ductile
Efisiensi,durability, environment, manufacturability
Harga
Dibawah ini adalah tabel daftar kebutuhan dan gambar hirarki
kebutuhan yang dinginkan untuk menentukan material camshaft.
20
Tabel 3.3 Tabel Kebutuhan Dalam Menentukan Material Camshaft
• Fungsi : Camshaft (Camshaft terdiri shaft berputar yang meneruskan gaya dari crankshaft dimana pada shaft tersebut terdapat cam yang berfungsi mengatur mekanisme katup pada mesin dan mengubah gerakan berputar menjadi gerak bolak balik)
Constraint
Cam Shaft
• Tahan aus/ beban geser • Tahan putaran tinggi (7500
rpm) • Tahan suhu tinggi (150 – 200
oC) • Stiff • Tought • Mampu proses • Kekasaran 0.2-0.5
• Tahan beban puntir (torsi) • Tahan putaran tinggi (7500 rpm) • Tahan suhu tinggi (150 – 200 oC) • Strength • Tahan defleksi • Mampu proses • Dimensi (diameter shaft 25 mm
panjang shaft 25cm) • Kekakuan S=50 N/m
• Tujuan : Minimalisasi biaya
• Variabel bebas : Pemilihan material dan proses
Gambar 3.3. Hirarki kebutuhan untuk camshaft
21
b. Kondisi Pembebanan Pada Camshaft Dan Perhitungan
Shaft adalah elemen mesin berputar yang digunakan untuk
memindahkan gaya dari satu tempat ke tempat lain
Gaya yang dialami shaft :
1. Gaya tangensial
2. Torsi resultan (momen puntir)
Stress pada camshaft :
1. Shear stress (pada nouse lobe)
2. Kombinasi beban torsi dan bending
Shaft yang mengalami beban fluktuatif yaitu momen torsi (T)
dan momen bending (M), maka momen torsi ekivalen adalah :
Momen bending ekivalen
Dimana :
Km = kombinasi kejut dan faktor fatik untuk bending
Kt = kombinasi kejut dan faktor fatik untuk torsi
Tabel 3.3. Faktor pembebanan pada shaft
22
Gambar 3.4. Camshaft
Shaft terbuat dari mild steel mentransmisi gaya 10 KW pada
7500 rpm. Panjang shaft 25 cm. Pada shaft terdapat 2 cam
dengan berat 1 N pada jarak 10 cm dari tepi shaft. Asumsikan
nilai keamanan tegangan, hitung diameter shaft ?
P = 10 KW; N = 7500 rpm; L = 25 cm = 0,25 m; m = 0,1 kg;
W=m.g = 0,1 . 10 m/s2 = 1 N
Torsi yang ditransmisikan oleh shaft :
𝑇 =𝑃 𝑥 60
2𝜋𝑁=
10000 𝑥 60
2. 3,14 .7500= 12, 739
𝐹𝑦 = 0
RA + RB = 2 x 1 N
23
𝑀𝐴 = 0
0.1.RC + 0,15.RD - 0,25 . RB = 0
0,1(1) + 0,15.(1) - 0,25 . (2 – RA) = 0
0,25 – 0,5 + 0,25RA = 0
RA = 1 N, RB = 1 N
Momen bending maksimum
M = 1 x 0,1 = 0,1 Nm
Momen punter (twisting) ekivalen :
𝑇𝑒 = 𝑀2 + 𝑇2 = 0,12 + 12,7392 = 12,739 Nm = 12, 739 . 103
12, 739 . 103 = 𝜋
16 𝑥 𝜏 𝑥 𝑑3 =
𝜋
16 𝑥 60 𝑥 𝑑3 (𝜏 = 60 N/mm2)
d3 = 10,81868 x 102mm = 10,2658 mm
Untuk shaft yang menahan beban katup dan pegas , jika
dianggap beban katup dan pegas sebesar masing masing
sebesar 9 Newton, maka beban shaft menjadi ;
Dengan perhitungan yang sama maka didapat ;
RA = RB = 10 N
Momen bending maksimum M = 10 x 0,1 = 1 Nm
𝑇𝑒 = 𝑀2 + 𝑇2 = 0,12 + 12,7392 = 12,739 Nm = 12, 778. 103
12, 778 . 103 = 𝜋
16 𝑥 𝜏 𝑥 𝑑3 =
𝜋
16 𝑥 60 𝑥 𝑑3 (𝜏 = 60 N/mm2 )
d3 = 10,85180 x 102mm = 10,276 mm
24
Jadi diameter minmum yang diijinkan untuk shaft adalah 11
mm.
Untuk perancangan shaft dengan diameter 25 mm, kondisi
pembebanan tersebut memenuhi.
Momen puntir (twisting) ekivalen pada cam :
Km = 1,5 dan Kt = 1,5
Untuk beban 1 N;
𝑇𝑒 = 𝑀 + 𝐾𝑚 2 + 𝑇 + 𝐾𝑡 2 =
0 + 1,5 2 + 12,739 + 1,5 2 = 5,874 Nm
Untuk beban 10 N;
𝑇𝑒 = 𝑀 + 𝐾𝑚 2 + 𝑇 + 𝐾𝑡 2 =
0 + 1,5 2 + 12,778 + 1,5 2 = 14,278 Nm
Gambar 3.4. Cam / Lobe
Km = 1,5 dan Kt = 1,5
𝑇𝑒 = 𝑀 + 𝐾𝑚 2 + 𝑇 + 𝐾𝑡 2 = 0 + 1,5 2 + 12,739 + 1,5 2
= 5,874 Nm
Gambar. 3. 5 .Faktor bentuk shaft
25
Luas penampang shaft berdiamter 25 mm:
𝐴 = 𝜋𝑟2 = 3,14 . 12,52 = 490,625 mm2 = 4,90625 . 10-4 m2
Tegangan pada shaft :
𝜍 = 𝐹
𝐴=
10 𝑁
4,90625 . 10−4𝑚2= 2,0382 . 104 𝑁 𝑚2
= 0,020382 𝑁 𝑚𝑚2
𝜍𝑓 ≥ 𝐹
𝐴
Jika massa shaft ditentukan berkisar antara 0,5 hingga 1,5 kg ,
maka density shaft:
𝜌 =𝑚
𝑉
𝜌𝑚𝑖𝑛 =0,5 𝑘𝑔
490,625 mm2 .250 mm= 4,07843. 10−6 𝑘𝑔 𝑚𝑚3
= 4,078 𝑀𝑔 𝑚3
𝜌𝑚𝑎𝑥 =1,5 𝑘𝑔
490,625 mm2 .250 mm= 1,222929. 10−5 𝑘𝑔 𝑚𝑚3
= 12,2293 𝑀𝑔 𝑚3
26
Gambar. 3. 6 Grafik kekuatan dan massa jenis shaft
Indeks material jika diambil 𝜍𝑓 = 0,5 . 104 𝑁 𝑚2 :
𝑀 = 𝜍𝑓
𝜌=
0,5 . 104 𝑁 𝑚2
12,2293 𝑀𝑔 𝑚3 = 0,408854
𝑚2
𝑠2
Momen I untuk ketahanan terhadap bending :
I = 𝜋𝑟4 = 3,14 . 12,54 = 7,66602 . 10−8𝑚4
27
𝑆 ≥48. 𝐸. 7,66602 . 10−8𝑚4
0,25 𝑚 3= 2,3555 . 10−4 (𝑚 ).𝐸
Tabel .3.4 Kekakuan
Untuk S = 50 N/m
E 50 𝑁 𝑚
2,3555 .10−4 𝑚
E 2,122691573. 105 N/m2
E 212,2692 GPa
E diambil 130 GPa
c. Pemilihan Material
Sebagai pertimbangan dalam pemilihan material untuk
camshaft, maka diambil 3 jenis material biasa yang umum dipakai
dan akan dipertimbangkan sebagai material untuk camshaft
yaitu :
Baja (steel)
Besi Tuang (cast iron)
Aluminium
1. Sifat –sifat material
28
Sebelum melaksanakan proses seleksi material, perlu
diketahui properties dari material dari material-material yang
jadi pertimbangan sehingga sesuai dengan properties material
yang diinginkan.
Tabel 3.5. Requrement properties dan kisaran nilai
Berikut ini adalah sifat-sifat dari material yang dipertimbangkan untuk material
camshaft.
Alumunium
Keuntungan penggunaan material alumunium :
1/3 masa jenis (density) baja
29
Strength tinggi untuk rasio berat
Dapat menerima pengerasan permukaan dengan
anidizing dan hard coating
Al-alloy dapat di las
Kerugian penggunaan material alumunium :
Hampir semual alumunium kehilangan kekuatan
(strength) pada suhu elevasi , sebagian bisa menahan
kekuatan (strength) hingga 500 F.
Kekakuan rendah (sekitar 10000 psi atau 1/3 baja).
Struktur harus lebih besar
Cast iron
Cast iron mengandung 2,14% – 4,3% karbon dengan
sejumlah kecil mangan, belerang, fosforus, dan silikon Besi
cor terdiri dari besi kelabu, besi nodular, besi putih, besi
malleable.
a. Besi cor kelabu
Terdiri dari 2.5-4.0 %C & 1.0-3.0%Si. Graphite berbentuk
serpihan-serpihan, dikelilingi oleh matriks ferrite or
pearlite Besi cor kelabu standar sangat keras diakibatkan
karbon yang mengembang dalam stuktur yang bertindak
sebagai perambat tegangan Bisa diberikan perlakuan
panas untuk memperbaiki struktur yang membuat
material menjadi mampu bentuk dan mampu tempa
b. Besi Cor putih
30
Seluruh karbon merupakan simentit sehingga sangat
keras dan getas. Mikrostruktur terdiri dari karbida putih
sehingga tidak bisa di las
c. Besi cor mampu tempa (maleable)
Dibuat dari besi cor putih dengan melakukan heat
treatment kembali untuk menguraikan gumpalan grafit
(Fe3C) menjdi ferrite, pearlit & martensit serta
mempunyai sifat mirip baja.
d. Besi cor nodular
Merupakan perpaduan besi cor kelabu yang berbentuk
grafit bola-bola kecil dimana ujung-ujung flake berbentuk
takikan Mempunyai keuletan tinggi (disebut juga ductile
cast iron). Sifat mekanik dapat ditingkatkan dengan
perlakuan panas.
Tabel 3.6. Komposisi cast iron
Tabel. 3.5 Komposisi cast iron
Steel
Baja merupakan campuran antara iron dan carbon, dengan
kandungan baja maximum 1.5%. Carbon berperan dalam
membentuk iron carbide, karena sifat mampu untuk
meningkatkan hardness/kekerasan dan strength/kekuatan
dari baja. Elemen lain seperti silicon, sulphur, phosforus
31
dan mangan juga mempengaruhi baik itu menambah
atau mengurangi dari properti baja. Kebanyakan pada
saat ini baja dibentuk dalam bentuk plain carbon steel.
Carbon steel di definisikan sebagai baja yang
mempunyai kandungan karbon dan tidak mengandung
0.5% silicon dan 1.5% mangan. Plain carbon steel
berkisar antara 0.06% sampai dengan 1.5% carbon yang
dibagi-bagi menjadi beberapa jenis carbon steel.
a. Low Carbon or mild Steel up to 0.30% carbon
b. Medium carbon Steel 0.30% to 0.60% carbon
c. High carbon steel lebih dari 0.60% carbon
2. Efek Pepaduan Elemen
ALUMUNIUM - Aluminium yang paling aktif di deoxidizer
umum digunakan dalam produksi baja. Digunakan dalam
pengawasan melekat ukuran butiran.
BORON – Penambahan boron padabaja sekitar 0,0005 ke
0,003% akan meningkatkan hardenability. Dikombinasikan
dengan elemen lainnya alloying, boron bertindak sebagai
"intensifier",meningkatkan keamanan kedalaman selama
quenching.
CARBON - Bila sejumlah kecil karbon yang ditambahkan
ke besi, maka properti yang memberikan nilai baja yang
hebat mulai muncul. Sejumlah karbon meningkat hingga
,80 atau ,90%, logam menjadi keras, memiliki gaya tarik
lebih besar, dan apa yang paling penting, menjadi semakin
responsif terhadap perawatan dengan panas sesuai
perkembangan yang sangat tinggi dan kekuatan keras. Jika
karbon yang akan meningkat melebihi batas-batas tertentu
32
dalam dataran karbon baja, kemampuan untuk bekerja baik
panas atau dingin akan hilang hampir seluruhnya, dan
akan mulai menganggap karakteristik cast iron, yang
biasanya memiliki 1,7 ke 4,5% karbon.
CHROMIUM - kromium meningkatkan respon terhadap
perlakuan panas. Ini juga meningkatkan kedalaman
penetrasi keras. Paling kromium-bearing alloys berisi ,50-
1,50% kromium. Stainless steels berisi kromium dalam
jumlah besar (12 sampai 25%), sering di kombinasi dengan
nikel, dan memiliki daya tahan untuk meningkatkan dan
oksidasi korosi.
COLUMBIUM - Columbium di 18-8 stainless steel memiliki
serupa efek untuk titanium dalam pembuatan baja untuk
kekebalan berbahaya karbit hujan dan hasil antar granular
korosi. Columbium bearing welding electrodes digunakan
dalam kedua welding titanium dan columbium bearing
stainless steels sejak titanium akan hilang melas
sedangkan yang arc columbium diselenggarakan atas ke
dalam menggalang deposit.
COPPER - Tembaga biasanya ditambahkan dalam jumlah
,15-,25% menjadi atmospheric untuk meningkatkan daya
tahan korosi dan meningkatkan ketegangan dan
menghasilkan kekuatan hanya dengan sedikit kerugian
dalam hal elastis. Tinggi kekuatan yang dapat diperoleh
oleh hujan keamanan tembaga-bearing baja.
IRON - Besi adalah unsur utama dari baja. Biasanya
komersial mengandung unsur besi lainnya hadir dalam
jumlah yang berbeda-beda produksi yang diperlukan
33
mekanis properti. Besi tidak mempunyai kekuatan, yang
sangat elastis dan lembut dan tidak menanggapi panas
perawatan untuk setiap derajat yang cukup besar. Hal ini
dapat sedikit keras oleh pengerjaan dingin, tetapi tidak
sebesar hampir bahkan seorangpemberi baja karbon
rendah.
LEAD - Lead dalam baja sangat meningkatkan
kemampuan mesinnya. Bila lead yang halus dan seragam
dibagi didistribusikan tidak diketahui efek pada properti
mekanik dari tingkat kekuatan baja paling sering
ditentukan. Biasanya ditambahkan dalam jumlah dari 15%
hingga 35%.
MANGAN – Biasanya terdapat di semua baja dan
berfungsi sebagai deoxidizer dan juga untuk memberi
kekuatan dan respon untuk perawatan panas. Mangan
biasanya terdapat dalam jumlah dari 1 / 2% hingga 2%,
tetapi untuk baja tertentu dalam kisaran 10% hingga 15%.
MOLYBDENUM - Molybdenum meningkatkan penetrasi
keras dan meningkatkan kekerasan. Molybdenum
cenderung membantu baja melawan kelemahan pada suhu
tinggi dan yang penting adalah alat memastikan kekuatan
tinggi merayap. Hal ini umumnya digunakan dalam relatif
mulai dari jumlah kecil ,10-,40%.
NICKEL - Nikel meningkatkan kekuatan dan ketangguhan,
tetapi merupakan salah satu elemen yang paling efektif
untuk meningkatkan mampu keras (hardenability).
Penambahan kuantitas yang umum adalah 1-4%,
34
meskipun aplikasi tertentu, sebagai persentase tinggi
sebesar 36% yang digunakan. Steels mengandung nikel
biasanya memiliki resistansi impak, khususnya di suhu
rendah. Stainless steels tertentu mengandung nikel sampai
sekitar 20%.
FOSFOR - fosfor Sejumlah fosfor terdapat pada semua
baja. Di Selain menghasilkan peningkatan kekuatan dan
mengurangi hal elastis di rendah suhu, fosfor diyakini untuk
meningkatkan perlawanan terhadap atmospheric korosi.
SILICON - Silicon adalah salah satu deoxidizers umum
digunakan selama proses manufaktur. Terdapat dalam
berbagai kuantitas hingga 1% pada baja memiliki manfaat
efek pada beberapa properti seperti gaya tarik. Juga steels
khusus digunakan di dalam orang banyak dari 1,5%
menjadi 2,5% silicon ke meningkatkan hardenability.
Tingkat persentase, silicon ditambahkan sebagai alloy
untuk menghasilkan listrik karakteristik tertentu dalam
socalled silicon steels listrik dan juga menemukan
beberapa aplikasi di beberapa tempat alat steels
tampaknya memiliki keamanan dan toughening efek.
SULPHUR - Sulphur merupakan elemen penting dalam
baja karena dalam jumlah yang besar akan meningkatkan
machinability. Jumlah yang umumnya digunakan untuk
tujuan ini adalah ,06-,30% sulphur adalah pembentukan
panas.
TELLURIUM - The penambahan sekitar ,05% tellurium ke
leaded baja meningkatkan machinability melalui leaded
hanya steels.
35
TITANIUM - Titanium ditambahkan ke 18-8 stainless steels
untuk membuat kekebalan terhadap endapan karbit.
Kadang-kadang ditambahkan ke lembar karbon rendah
untuk membuatnya lebih cocok untuk lapisan porselen
TUNGSTEN - Wolfram digunakan sebagai alat alloying
unsur dalam baja dan cenderung untuk menghasilkan
halus, padat dan ujung pemotong tajam ketika digunakan
dalam jumlah yang relatif kecil. Bila digunakan dalam
jumlah yang lebih besar dari 17 hingga 20% dan
dikombinasikan dengan alloys, ia menghasilkan baja
kecepatan tinggi pada suhu tinggi dalam kecepatan
pemotongan tinggi. Tungsten juga digunakan di
pemanasan baja tertentu di mana penympanan kekuatan
pada temperatur tinggi sangat penting. Biasanya digunakan
bersama dengan khrom alloying atau elemen lainnya.
VANADIUM - Vanadium, biasanya dalam jumlah ,15-,20%
pertumbuhan butir lambat, bahkan setelah keamanan dari
suhu diperpanjang setelah periode pemanasan. Alat baja
mengandung vanadium tampaknya menolak benban kejut
lebih baik.
3. Efek Pembebanan
Efek pembebanan bertujuan untuk melihat distribusi tegangan
dan displacement yang terjadi pada material-material yang
dipetimbangkan sebagai material camshaft. Untuk membantu,
digunakan simulasi dari program cosmos expres.
36
Pembenanan dilakukan dengan meberi gaya yang sama pada
material yang dipertimbangkan sebagai material camshaft.
Distribusi tegangan
Alumunium Alloy (7079 Alloy)
37
Gambar 3.5. Distribusi tegangan untuk material Aluminium Alloy (7079 Alloy)
Maleable cast iron
38
Gambar 3.6. Distribusi tegangan untuk material malleable Cast iron
Steel AISI 1020
39
Gambar 3.7. Distribusi tegangan untuk material Steel AISI 1020
Dari hasil simulasi untuk distribusi tegangan dapat disimpulkan
bahwa tegangan terbasar yang terjadi pada setiap material ;
Alluminium Alloy (7079 alloy) = 741164 N/m2
Maleable cast iron = 748508 N/m2
Steel AISI 1020 = 746117 N/m2
Displacement
40
Alumunium Alloy (7079 Alloy)
Gambar 3.8. Distribusi displcacement untuk material Aluminium Alloy (7079 Alloy)
Maleable cast iron
41
Gambar 3.9. Distribusi displcacement untuk material Maleable cast iron
Steel AISI 1020
42
Gambar 3.10. Distribusi displcacement untuk material Steel AISI 1020
Dari hasil simulasi untuk distribusi displcement dapat
disimpulkan bahwa displcement terbasar yang terjadi pada
setiap material ;
Alluminium Alloy (7079 alloy) = 1.2878e-007 m
Maleable cast iron = 4.7813e-005 m
Steel AISI 1020 = 4.5715e-005 m
4. Biaya (Cost)
43
Masalah biaya menyangkut beberapa variable yang
mempengaruhi. Konsumen tidak hanya mempertimbangkan
masalah biaya pembelian, namun juga biaya perawatan,
performa dan umur pakai, serta biaya upah penggantian part
yang rusak.
Gambar 3.11. Diagram Harga
Tabel 3.7. Harga untuk beberapa material
44
45
46
Gambar 3.11. Diagram Harga material per unit massa
47
Gambar.3.12 Persamaaan untuk menentukan cost/ biaya berdasarkan Fungsi, Tujuan dan batasan
Tabel .3.8 Density beberapa material
48
Gambar 3.13. Diagram Harga – Kekuatan Material
Tabel. 3.9 Estimasi harga beberapa material berdasarkan
beam, minimum cost stiffness prescribed
Dari gambar 3.13 dan dari tabel 3.9 diatas dapat dilihat
bahwa material yang mempuyai harga yang rendah adalah
Cast Iron.
Tabel 3.9 adalah tabel hasil perhitungan estimasi harga
terhadap material yang dipertimbangkan berdasarkan Beam,
minimum cost stiffness prescribed ( Gambar. 3.12)
49
5. Penentuan Pemilihan Material
Berikut ini adalah hasil dari pemilihan material berdasarkan
kebutuhan camshaft yang dinginkan :
• Kondisi suhu operasi : cast iron dan steel
• Stiffness(Modulus young tinggi) : Steel dan cast iron
• Kemampuan proses : Iron dan steel
• Berat (density rendah) : Alumunium
• Harga : Cast iron
Dari proses pemilihan material berdasarkan pertimbangan
dari kebutuhan camshaft terhadap material –material yang
dipertimbangkan untuk material camshaft, maka material yang
dipilih adalah Cast Iron (Malleable)
3.3 Pemilihan Proses Manufaktur
Setelah melakukan proses pemilihan material, langkah
selanjutnya adalah proses pemilihan manufaktur. Proses ini perlu
dilakukan untuk memilih proses manufaktur yang sesuai untuk
camshaft berdasrkan material yang telah dipilih dan berdasarkan
pertimbangan-pertimbangan kebutuhan camshaft yang dinginkan.
50
Gambar 3.13. Diagram Jenis-Jenis Proses Manufaktur
Adapun proses manufaktur dari suatu produk secara umum
dibagi tiga kategori yaitu :
a. Shaping (pembentukan)
b. Joining (penyatuan /assembli)
c. Finishing (penyelesaian akhir)
Pada kasus ini, camshaft yang didesain adalah camshaft dimana
poros dan camnya menyatu sehingga proses metal shaping terdiri dari
Shaping
Finishing
51
a. Shaping
Proses shaping adalah proses pembentukan awal suatu
produk dari suatu material. Proses ini terbagi beberapa proses
antara lain :
Casting Methods
Moulding Methods
Deformation Methods
Powder Methods
Special Methods
Untuk menentukan metode yang digunakan bergantung dari
beberapa faktor antara lain :
Jenis material yang akan dibentuk
Bentuk produk
Toleransi
Massa
Kakasaran
Kekakuan
Dan lain-lain
Dibawah ini adalah beberapa diagram sebagai pertimbangan
dalam menentukan pemilihan material
52
Gambar 3.14. Diagram Matrik Proses – Material
53
Gambar. 3.15 Diagram Matrik Proses – Bentuk Produk
54
Gambar. 3.16. Diagram Matrik Hubungan Proses – Massa
55
Gambar. 3.17. Diagram Matrik Hubungan Proses – Toleransi
56
Tabel 3.10. Toleransi Dari Beberapa Proses Manufaktur
Berdasarkan dari pertimbangan diatas, maka metode yang dipilih
untuk proses shaping adalah casting.
Casting terdiri dari :
Sand casting :
Investment Casting
Die Casting
57
Sand casting :
Gambar. 3.18. Sand Casting
Keuntungan dari sand casting adalah :
- Hampir semua logam dapat digunakan
- Hampir tidak ada batasan ukuran dan bentuk bagian
- Sangat kompleks
- Biaya peralatan murah
- Umumnya jalur dari pola langsung ke casting
Keterbatasan :
- Selalu memerlukan pemesinan
- Hasil permukaaan kasar
- Sulit untuk mendapatkan toleransi yang kecil
- Kemungkinan cacat pada beberapa material
58
Die Casting
Gambar. 3.19. Die Casting
Keuntungan :
- Hasil permukannya halus
- Akurasi dimensi yang bagus
- Proses pembuatan cepat
Keterbatasan :
- Biaya cetakan mahal
- Terbatas pada logam non ferrous
- Pengerjaan terbatas pada part yang kecil
59
Investment Casting
Gambar. 3.20. Investment Casting
Keuntungan :
- Hasil produk mempunyai akurasi yang tinggi
- Hasil permukaan yang bagus
- Pengerjaan tidak terlau rumit
- Dapat mengecor semua logam
- Toleransi kecil.
Keterbatasan :
- Terbatas pada pegerjaan parts yang kecil
- Biaya pembuatan pola dan cetakan mahal
- Biaya tenaga kerja yang tinggi
60
Spesifikasi camshaft yang dinginkan yang berhubungan
dengan proses manufaktur adalah :
- Berat kurang dari 1 kg
- Kekasaran kecil
- Toleransi kecil
Berdasarkan pertimbangan keuntungan dan keterbatasan dari
beberapa proses casting dan juga berdasarkan spesifikasi
camshaft yang dinginkan, maka proses yang dipilh untuk metal
shaping pada camshaft adalah : Die Casting
Heat Treatment (Perlakuan Panas)
Perlakuan panas dilakukan jika ingin memperbaiki sifat
mekanik atau mengubah struktur mikro material.
Adapaun Proses Heat treatmen antara lain :
Annealling
Tujuan annealing adalah untuk melunakkan baja sehingga
meningatkan mampu mesin atau mengubah mikro struktur
terutama untuk perlakuan panas lanjutan
Normalizing
Merupakan operasi sederhana untuk meng-annealing pada
logam adalah pemanasan diatas garis kritis dan karbon ustenite
yang dibentuk . Selain dalam tungku, baja dibiarkan didinginkan
pada udara tenang. Laju pendinginan yang cepat membuat
seluruh karbon berdifusi dan ukuran butiran yang sngat lembut
terbentuk disebabkan terbentuknya kristal ferrite dan pearlite
pada saat yang sama. Kemudian struktur diprbaiki dan kekerasan
dan ketangguhan meningkat. Banyak baja karbon medium yang
61
Quenching
Pendinginan secara cepat yang lakukan dengan pencelupan
dalam media air atau minyak. Bentuk kistal berubah menjadi body
center cubik dan struktur mikro berubah menjadi martensite yang
bersifat sangat keras dan getas. Struktur mempunyai tegangan
dalam sangat besar dan tidak cocok untuk hampir seluruh
penggunaan.
Tempering
Merupakan pemanasan kembali dari quenching, baja martensit
penuh ke temperatur dibawah titik kritis untuk memodifikasi
struktur dan mengurangi tegangan dalam.
3. Finishing
Proses Finishing adalah proses penyelesaian akhir dari suatu
proses pembuatan suatu produk. Proses ini bertujuan untuk
memperhalus, memperindah serta mempercantik produk sehingga
produk tersebut siap untuk dipasarkan dan dipakai.
Pada proses finishing pembuatan Camshaft, proses finishing
yang dipilih adalah :
a. Turning
Turning (Bubut) merupakan suatu proses pemakanan benda
kerja yang sayatannya dilakukan dengan cara memutar benda
kerja kemudian dikenakan pada pahat yang digerakkan secara
translasi sejajar dengan sumbu putar dari benda kerja. Gerakan
putar dari benda kerja disebut gerak potong relatif dan gerakkan
translasi dari pahat disebut gerak umpan (feeding). Dengan
mengatur perbandingan kecepatan rotasi benda kerja dan
62
kecepatan translasi pahat maka akan diperoleh berbagai
macam ulir dengan ukuran kisar yang berbeda. Hal ini dapat
dilakukan dengna jalan menukar roda gigi translasi (change
gears) yang menghubungkan poros spindel dengan poros ulir
(lead screw). Roda gigi penukar disediakan secara khusus
Untuk memenuhi keperluan pembuatan ulir. Jumlah gigi pada
masing-masing roda gigi penukar bervariasi besarnya mulai dari
jumlah 15 sampai dengan jumlah gigi maksimum 127. roda gigi
penukar dengan jumlah 127 mempunyai ke khususan karena
digunakan untuk monversi dari ulir metrik ke ulir inchi.
Prinsip Kerja Mesin Bubut
Poros spindel akan memutar benda kerja melalui piringan
pembawa sehingga memutar roda gigi pada poros spindel.
Melalui roda gigi penghubung, putaran akan disampaikan ke
roda gigi poros ulir. Oleh klem berulir, putaran poros ulir
tersebut diubah menjadi gerak translasi pada eretan yang
membawa pahat. Akibatnya pada benda kerja akan terjadi
sayatan yang berbentuk ulir.
Mesin bubut dapat melakukan pengerjaan seperti
pembuatan fillet, chamfer, lubang, ulir, konis dan lain-lain.
Untuk produk camshaft, turning digunakan untuk membuat
chamfer pada sisi yang camshaft.
63
Gambar. 3.21. Turning
b. Polishing
Polishing merupakan proses penghalusan permukaan dari
suatu produk dengan menggunakan polish machine. Pada
produk camshaft, bagian yang dipolish adalah bagian
permukaan cam dimana cam akan mandapat kontak langsung
dari batang katup. Hal ini bertujuan agar proses pembukaan dan
penutupan katup tidak terhambat akibat permukaan cam yang
tidakm licin dan halus.
c. Painting
Painting atau pengecatan adalah proses pelapisan pada
suatu material dengan tujuan agar terlindung dari korosi,
sebagai pemanis dan juga fungsi susunan warna. Dengan
melakukan pengecatan maka objek yang dicat akan
terlindung dari reaksi oksidasi yang dapat menyebabkan
karat. Pemilihan warna yang tepat juga dapat
mempengaruhi psikis dari manusia sehingga mendorong
effisiensi dan produktivitas yang tinggi. Bagian dari camshaft
yang akan dicat adalah seluruh bagian kecuali permukaan cam.
Jenis cat yang banyak digunakan adalah cat anti karat, cat
anti karat adalah cat dasar pada permukaan besi yang dapat
mempertinggi sifat penempelan dengan dengan besi serta
mencegah timbulnya karat. Menjaga besi dari karat adalah
64
memutus hubungan antara besi dengan udara dan air sehingga
reaksi kimia terutama reaksi oksidasi tidak akan terjadi.
Untuk mengatur viskositas atau kekentalan pada cat
maka cat biasanya dicampur dengan thiner. Jika viskositas
dari cat kurang tepat maka akan sangat berpengaruh pada
hasil pengecatan. Jika campuran terlalu encer maka lapisan
cat terlalu tipis dan akan menurunkan efisiensi lapisan. Dan
jika terlalu kental maka akan menimbulkan cacat seperti
goresan kuas atau can yang menggumpal sehingga
diperoleh hasil yang kurang maksimal.
Sebelum melakukan pengecatan maka hal terpenting
yang harus dilakukan adalah menyiapkan bidang material
yang akan dilas. Bidang material harus dibersihkan dari
kotoran, air, dan minyak agar tidak merusak penempelan
cat dengan material. Ada dua cara dalam membersihkan
bidang material yang akan di cat, yaitu :
Cara fisik
Cara ini digunakan untuk membersihkan bagian-bagian yang
tidak dapat dilakukan dengan cara kimia. Peralatan yang
digunakan yaitu dapat berupa kikir, mesin gerinda,
ampelas dan juga wire brush.
Cara kimia
Yaitu proses pembersihan dengan cairan kimia, contohnya
dengan garam klorida yang dilarutkan dengan air untuk
menghilangkan karat.
Penggunaan alat pengecatan yang tepat sangat
mempengaruhi kualitas dari hasil pengecatan. Ada beberapa
macam alat pengecatan, diantaranya :
65
a. Air spray
b. Air less spray
c. Spray elektrostatis
d. Pencelupan
e. Pelapisan listrik
f. Curtain flow coater
g. Roler coat
Alat pengecatan yang dilakukan pada Camshaft adalah
dengan menggunakan air spray karena memiliki efisiensi
pekerjaan yang baik serta dapat menghasilkan pengecatan
yang halus. Prinsip air spray seperti tampak pada gambar.
Gambar 3.22. Prinsip air spray
Jika pada larutan dikenakan aliran udara dengan kecepatan
tinggi maka larutan akan menjadi titik-titik air lalu jatuh.
Seperti pada gambar sprayer, jika ditiupkan udara dari
lubang kecil dibagian ujung akan keluar udara yang kuat
maka tekanan di dekat O akan menjadi rendah, air akan naik
keatas dan dengan dorongan udara yang kuat maka air akan
menyemprot keluar.
66
BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
Hal yang harus diperhatikan dalam proses pemilihan material adalah
sebagai berikut :
1. Sifat operasi (functional requirement) dari part
Sifat operasi berhubungan langsung dengan karakteristik dari
pembebanan yang diterima part secara langsung. Apakah part itu
menerima beban gesek, beban tarik, beban geser, beban kejut, dll.
2. Kondisi operasi part (resistance to service condition)
Kondisi lingkungan tempat beroperasi mempunyai peran yang
sangat penting dalam menentukan suatu material. Contohnya
lingkungan yang memungkinkan terjadinya korosi, seperti lingkungan
bertemperatur rendah, berdampak merugikan bagi kebanyakan
material.
3. Kemampuan Proses (process ability requirement)
Kemampuan proses suatu material bisa dinilai dari kemampuan
part tersebut untuk dikerjakan dan dibentuk menjadi barang jadi.
Contohnya part tersebut memiliki sifat castability, formability,
machinability, weldability, dan hardenability.
4. Cost
Harga biasanya menjadi faktor penting dalam evaluasi material
karena tidak sedikit aplikasi yang mempunyai batasan budget.
Penentuan harga biasanya dibandingkan dengan aplikasi yang akan
di gunakan.
5. Ketahanan uji (reliability requirement)
Ketahanan uji bisa diartikan kemungkinan akan ketahanan suatu
material terhadap fungsi tanpa adanya kerusakan atau kegagalan
proses.
67
Proses manufaktur pada camshaft pada dasarnya terdiri dari
dua proses utama yaitu metal shaping process dalam hal ini Die Casting
dan finishing process meliputi turning, Polishing dan Painting.
4.2 Saran
Banyak sekali faktor – faktor yang dapat mempengaruhi proses
pembuatan suatu produk, oleh sebab itu perlu adanya perencanaan
yang matang pada aspek-aspek sebagai berikut :
1. Design
2. Material selection
3. Process selection
4. Manufacture
5. Evaluation / inspection
Semua hal-hal tersebut diatas harus dipenuhi agar dapat dihasilkan
suatu produk yang berkualias dan dengan harga yang dapat bersaing.
68
Daftar Pustaka
Callister, William J. 2007. Materials Science and Engineering, an
introduction. 7th Editions. John Willey & sons.
Ashby, Michael F. 2005. Materials Selection in Mechaical design. 3th
Editions. Elsevier.
Ashby, Mike and Johnson, Kara. 2002. Materials and Design. Butterworth
Henemann.
Charles, DA et all. 2001. Selection and Use of Engineering Materials. Thirth
editions. Butterworth Henemann.
Rothbart, Harold A et all. 2004. Cam Design Handbook. McGraw Hill.
Ashby, Michael F. 2007. Materials Science Processing and Engineering.
Elsevier Ltd.
http://www.design-technology.org/CDT10metalsproperties.htm
69