PENGARUH VARIASI WATERGLASS TERHADAP KADAR AIR DAN KADAR LEMPUNG PADA PASIR CETAK SKRIPSI. Oleh: SERA DESIANA K

Transkripsi

1 PENGARUH VARIASI WATERGLASS TERHADAP KADAR AIR DAN KADAR LEMPUNG PADA PASIR CETAK SKRIPSI Oleh: SERA DESIANA K FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Juni 2012 i

2 ii

3 PENGARUH VARIASI WATERGLASS TERHADAP KADAR AIR DAN KADAR LEMPUNG PADA PASIR CETAK Oleh: SERA DESIANA K Skripsi Ditulis dan diajukan untuk memenuhi syarat mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Juni 2012 iii

4 iv

5 v

6 M O T T O Sahabatmu adalah kebutuhan jiwamu yang terpenuhi. Dialah ladang hatimu, yang dengan kasih kau taburi dan kau pungut buahnya penuh rasa terima kasih. Kau menghampirinya di kala hati gersang kelaparan, dan mencarinya di kala jiwa membutuhkan kedamaian. Janganlah ada tujuan lain dari persahabatan kecuali saling memperkaya jiwa (Kahlil Gibran) Pandanglah hari ini, kemarin sudah jadi mimpi. Dan esok hanyalah sebuah visi. Tetapi, hari ini yang sungguh nyata, menjadikan kemarin sebagai mimpi kebahagiaan, dan setiap hari esok adalah visi harapan (Alexander Pope) Kepuasan terletak pada usaha, bukan pada hasil. Berusaha dengan keras adalah kemenangan yang hakiki (Mahatma Ghandi) Tak ada rahasia untuk menggapai sukses. Sukses itu dapat terjadi karena persiapan, kerja keras dan mau belajar dari kegagalan (Gen Collin Powel) Urusan kita dalam kehidupan bukanlah untuk melampaui orang lain, tetapi untuk melampaui diri sendiri, untuk memecahkan rekor kita sendiri, dan untuk melampaui hari kemarin dengan hari ini (Stuart B. Johnson) vi

7 Cintailah orang yang kau cintai sekedarnya saja, siapa tahu, pada suatu hari kelak, ia akan berbalik menjadi orang yang kau benci. Dan bencilah orang yang kau benci sekedarnya saja, siapa tahu, pada suatu hari kelak, ia akan berbalik menjadi orang yang kau cintai (Imam Ali RA) Kebanggan kita yang terbesar bukan karena tidak pernah gagal, tetapi bangkit kembali setiap kita jatuh (Confusius) Hanya mereka yang berani gagal dapat meraih keberhasilan (Robert F. Kennedy) vii

8 PERSEMBAHAN Karya ini kupersembahkan kepada:: Kedua orang tuaku, Ibu dan bapakku, engkau bagai malaikat yang dikirim Allah kepadaku,,, engkau yang menunjukkan aku jalan Tuhanku,, Cinta dan kasih sayangmu selalu menyejukkan hatiku,, Doa dan ridhomu memudahkan setiap langkah-langkah perjuanganku,, Terima kasih telah membesarkan aku dengan penuh cinta dan kasih sayang dan terima kasih juga atas segala pengorbanannu,, Semoga Allah senantiasa bersamamu ibu dan bapakku,, Amien Adik-adikku Dinar, Danu, dan Ratna terima kasih atas doa dan semangatnya,, Keceriaan kalian yang bisa menghiburku,, dan untuk adik-adikku semoga kalian menjadi seseorang yang lebih baik lagi, menjadi anak yang sholeh dan sholehah, serta bisa dibanggakan. Sahabat-sahabatku Agung Alfarizi, Tri Ujan, Ninik, Wiwit, Diah, Nurul, Novi, Arie dan Heru, mz faiz,, Terima kasih kalian telah mewarnai hari-hariku,, Memberikan keceriaan, semangat, yang selalu memberi dukungan, pengalaman baru, dan nasehat yang tak mungkin terlupakan,,dan juga terimakasih dengan kesabaran kalian yang telah mau direpotkan dengan tingkahku... Teman-temanku Teman-temanku PTM 2008, terima kasih selama ini kalian mengajariku banyak hal, tentang kebersamaan, persahabatan, kekompakan dan materi-materi kuliah yang sulit aku pahami,,dengan penuh kesabaran kalian mengajariku hingga mengerti,,sekali lagi terima kasih,, Semoga persahabatan dan pertemanan kita bisa terjaga selamanya,,amien Almamater tercinta viii

9 ABSTRAK Sera Desiana. PENGARUH VARIASI WATERGLASS TERHADAP KADAR AIR DAN KADAR LEMPUNG PADA PASIR CETAK. Skripsi. Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta, Juni Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui : (1) Pengaruh variasi waterglass terhadap kadar air pada pasir cetak. (2) Pengaruh variasi waterglass terhadap kadar lempung pada pasir cetak. Penelitian dilaksanakan di Politeknik Manufaktur, Ceper, Klaten. Pengujian kadar air dan kadar lempung dilakukan di Laboratorium Politeknik Manufaktur, Ceper, Klaten. Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah variasi waterglass dengan kadar 0%, 15%, 25%, dan 40% dan variabel terikatnya adalah kadar air dan kadar lempung. Hasil penelitian ini adalah: (1) Semakin tinggi penambahan waterglass pada pasir cetak semakin meningkat kadar airnya. (2) Semakin tinggi penambahan waterglass semakin meningkat kadar lempungnya. (3) Variasi waterglass dengan kadar 0%, 15%, 25%, dan 40% menghasilkan kadar air berturut-turut 1,50%, 5,18%, 6,48%, 7, 14% sedangkan untuk kadar lempung berturut-turut 5,44%, 12,80%, 17,68%, 26,64%. Kadar air terkecil terjadi pada kadar waterglass 0% yaitu 1,50% dan kadar lempung pada kadar variasi 0% yaitu 5,44%, sedangkan kadar air paling besar terjadi pada kadar waterglass 40% yaitu 7,14% dan kadar lempung pada kadar waterglass 40% yaitu 26,64%. Kata kunci: waterglass, kadar air, kadar lempung, pasir cetak ix

10 ABSTRACT Sera Desiana. EFFECT OF VARIATION WATERGLASS ON MOISTURE DEGREE AND CLAY DEGREE IN SAND CASTING. Skripsi. Surakarta. Faculty of Teacher Training and Education, Sebelas Maret University. June:2012 The purpose of this study was to determine: (1) Effect of variation of water degree in the waterglass sand casting. (2) Effect of variations in clay degree in the waterglass of sand casting. Research was done in Manufactur Polyteknik, Ceper, Klaten. Testing the moisture degree and clay degree performed in the Laboratory of the Manufactur Polyteknik, Ceper, Klaten. The research method used in this research is experimen method. The independent variable in this study is the variation of waterglass with levels of 0%, 15%, 25%, and 40% and the dependent variable is the moisture degree and clay degree. The results of this study were: (1) The higher levels of variation waterglass increasing moisture degree. (2) The higher levels of variation waterglass increasing clay degree. (3) Variations waterglass with levels of 0%, 15%, 25%, and 40% for successive moisture degree 1.50%, 5.18%, 6.48%, 7, 14%, while for the clay degree of successive contributed 5.44%, 12.80%, 17.68%, 26.64%. The smallest moisture degree occurs at levels of 0% waterglass is 1.50% and clay degree variations in the levels of 0% is 5.44%, while most of the moisture degree occurred at 40% waterglass levels are 7.14% and clay degree in the waterglass levels 40% ie 26.64%. Key words: waterglass, moisture degree, clay degree, sand casting x

11 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan hidayah-nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul PENGARUH VARIASI WATERGLASS TERHADAP KADAR AIR DAN KADAR LEMPUNG PADA PASIR CETAK. Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mendapat gelar Sarjana pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyadari bahwa terselesaikannya skripsi ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan, dan pengarahan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS. 3. Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Mesin JPTK FKIP UNS. 4. Danar Susilo Wijayanto., S.T., M.Eng selaku Dosen Pembimbing I, yang dengan penuh kesabaran memberikan pengarahan dan bimbingan. 5. Budi Harjanto., S.T., M.Eng selaku Dosen Pembimbing II, dengan penuh semangat memberikan pengarahan dan bimbingan. 6. Teman-teman PTM JPTK FKIP UNS Angkatan Tahun Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu. Penulis menyadari dalam penulisan skripsi ini masih ada kekurangan, sehingga kritik dan saran yang bersifat konstruktif dari semua pihak sangat penulis harapkan. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca yang budiman. Surakarta, Juni 2012 Penulis xi

12 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGAJUAN... ii HALAMAN PERSETUJUAN... iii HALAMAN SURAT PERNYATAAN... iv HALAMAN PENGESAHAN... v HALAMAN MOTTO... vi HALAMAN PERSEMBAHAN... viii HALAMAN ABSTRAK... ix HALAMAN ABSTRACT... x KATA PENGANTAR... xi DAFTAR ISI... xii DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR GAMBAR... xv DAFTAR LAMPIRAN... xviii BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah... 1 B. Identifikasi Masalah... 3 C. Pembatasan Masalah... 3 D. Perumusan Masalah... 3 E. Tujuan Penelitian... 4 F. Manfaat Penelitian... 4 BAB II. LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka Proses Pengecoran Pasir Cetak Waterglass Kadar Air Kadar Lempung B. Penelitian yang Relevan xii

13 C. Kerangka Pemikiran D. Hipotesis BAB III. METODOLOGI PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian B. Rancangan Penelitian C. Pengumpulan Data D. Analisis Data E. Prosedur Penelitian BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Deskripsi Data B. Pembahasan Hasil Penelitian BAB V. SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN A. Simpulan B. Implikasi C. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii

14 DAFTAR TABEL Tabel 1. Komposisi Kimia Tanah Liat Tabel 2. Campuran Pasir Cetak Tabel 3. Hasil Pengukuran Kadar Air dan Kadar Lempung xiv

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Nakago/Inti... 8 Gambar 2. Konstruksi Dapur Kupola Gambar 3. Bentuk-bentuk Butir Pasir Gambar 4. Waterglass Solid Gambar 5. Waterglass Liquid Gambar 6. Kerangka Pemikiran Penelitian Gambar 7. Timbangan dengan Ketelitian 0,1 gram Gambar 8. Timbangan dengan Ketelitian 0,01 gram Gambar 9. Moisture Tester Gambar 10. Mixer Gambar 11. Gelas Ukur Gambar 12. Mesin Asifator Gambar 13. Kompor Listrik dan Panci Gambar 14. Gelas Beker Gambar 15. Syfon Gambar 16. Pasir Kali Gambar 17. Waterglass Gambar 18. Spesimen Uji Gambar 19. Bagan Alir Proses Eksperimen Gambar 20. Grafik Hasil Penelitian xv

16 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Data Hasil Penelitian Lampiran 2. Presensi Seminar Proposal Lampiran 3. Surat-surat Perijinan Lampiran 4. Surat Keterangan Lampiran 5. Petunjuk Melakukan Pengujian xvi

17 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah Pembangunan bidang industri di Indonesia pada hakekatnya adalah untuk mengurangi ketergantungan pada bangsa lain, sehingga mampu memproduksi kebutuhan-kebutuhan yang diperlukan dan dengan sendirinya terjadi peningkatan perkembangan ekonomi dan peningkatan lapangan kerja. Sampai saat ini telah banyak riset yang terus dilakukan untuk meningkatkan penggunaan logam yang pada akhirnya memunculkan berbagai macam teknologi pengolahan logam, diantaranya teknik pengecoran logam. Teknik pengecoran logam adalah pembentukan benda kerja dengan cara mencairkan logam dalam dapur pelebur, kemudian dituangkan dalam suatu cetakan dan dibiarkan sampai membeku, selanjutnya dikeluarkan dari cetakan. Salah satu teknologi pengecoran logam yang dikenal adalah teknologi pengecoran logam dengan metode pasir cetak (sand casting). Pengecoran dengan pasir cetak (sand casting) merupakan suatu metode pengecoran logam yang paling sering dan umum digunakan pada industri kecil hingga industri besar. Salah satu faktor yang menentukan kualitas produk hasil pengecoran pasir cetak adalah bahan dan komposisi pasir cetak. Kualitas pengecoran cetakan pasir dipengaruhi antara lain dari kualitas cetakan dan campuran peleburan logam. Pada proses pembuatan coran dengan menggunakan pasir cetak masih sering terjadi cacat-cacat yang tidak diinginkan pada hasil coran, seperti kekasaran permukaan coran, penetrasi logam cair kedalam cetakan, gelembung gas, rongga penyusutan, rontokan cetakan dan inklusi terak. Timbulnya cacat-cacat tersebut disebabkan karena campuran bahan pengikat pada pasir cetak yang kurang ataupun kadarnya yang berlebihan. Apabila pasir cetak kekurangan air, maka daya ikat lempung terhadap pasir akan berkurang, sehingga akan mempengaruhi kekuatan pasir cetak. Sebaliknya, jika pasir cetak kelebihan air, commit 1 to user

18 2 maka lempung akan menjadi pasta sehingga daya ikatnya terhadap pasir menurun dan kekuatannya pun menurun. Pasir cetak dibentuk dari campuran pasir, bahan pengikat dan bahan tambah lainnya. Pasir merupakan komponen utama dalam pembentuk cetakan, sedangkan bahan pengikat digunakan sebagai zat atau komponen pengikat antara butir-butir pasir, kemudian ditambahkan dengan bahan tambah untuk mendapatkan cetakan dengan karakteristik tertentu dari logam yang hendak dicor. Pasir cetak masih banyak digunakan karena biaya produksinya rendah, dapat digunakan kembali, ketahanan terhadap panas yang tinggi, pengoperasiannya yang mudah serta kualitas pasir cetak yang tinggi. Kualitas pasir cetak sangat dipengaruhi antara lain oleh jenis dan sifat-sifat pasir, serta jenis dan kadar bahan pengikat yang digunakan. Sifat-sifat pasir antara lain tahan panas, kadar tanah liat, kadar air atau kelembaban, bentuk dan besar ukuran pasir, serta sifat-sifat yang lain. Cetakan dapat diperkuat atau dipermudah operasi pembuatannya dengan menambahkan bahan pengikat khusus. Bahan pengikat biasa misalnya lempung (bentonit), harganya murah tetapi kekuatan dan permeabilitasnya rendah, sehingga cacat akibat udara atau gas sering muncul. Dalam penelitian ini akan digunakan bahan pengikat waterglass, yaitu berupa cairan kental dengan berat jenis yang tinggi (1100- waterglass dalam penelitian ini karena memiliki kelebihan-kelebihan dibandingkan dengan bentonit. Dari latar belakang permasalahan di atas peneliti melakukan penelitian, dengan mengambil judul WATERGLASS TERHADAP

19 3 B. Identifikasi Masalah Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat diidentifikasi beberapa permasalahan, di antaranya: 1. Timbulnya cacat-cacat pada hasil coran disebabkan campuran bahan pengikat pada pasir cetak yang kurang ataupun kadarnya yang berlebihan. 2. Cacat-cacat pada hasil coran biasanya kekasaran permukaan coran, penetrasi logam cair kedalam cetakan, gelembung gas, rongga penyusutan, rontokan cetakan, dan inklusi terak. 3. Penggunaan bahan pengikat bentonit yang menimbulkan cacat akibat udara atau gas sering muncul karena memiliki permeabilitas yang rendah. 4. Penggunaan waterglass sebagai bahan pengikat. 5. Penentuan kadar air yang sesuai pada pasir cetak. 6. Penentuan kadar lempung yang sesuai pada pasir cetak. C. Pembatasan Masalah Agar pembahasannya tidak terlalu luas dan menyimpang dari permasalahan, maka lingkup ini dibatasi pada pengaruh variasi waterglass terhadap kadar air dan kadar lempung pada pasir cetak. D. Perumusan Masalah Berdasarkan identifikasi masalah dan pembatasan masalah dapat dibuat rumusan masalah sebagai berikut: 1. Adakah pengaruh penambahan waterglass terhadap kadar air pada pasir cetak? 2. Adakah pengaruh penambahan waterglass terhadap kadar lempung pada pasir cetak?

20 4 E. Tujuan Penelitian Berdasarkan perumusan masalah, tujuan yang hendak dicapai dari penelitian ini adalah: 1. Mengetahui pengaruh penambahan waterglass terhadap kadar air pada pasir cetak. 2. Mengetahui pengaruh penambahan waterglass terhadap kadar lempung pada pasir cetak. F. Manfaat Penelitian Dari penelitian ini diharapkan akan memberi manfaat dalam kontribusi terhadap pembangunan nasional serta ilmu pengetahuan dan teknologi yaitu: 1. Manfaat Teoritis a. Memberikan pengetahuan baru atau masukan terhadap Proram Studi Pendidikan Teknik Mesin Jurusan PTK Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta khususnya di bidang pengecoran logam. b. Mengembangkan ilmu dalam dunia industri khususnya pengecoran logam. 2. Manfaat Praktis a. Mengetahui campuran pasir yang baik dalam pembuatan cetakan dalam proses pengecoran logam. b. Dapat menjadi masukan bagi komunitas industri dalam peningkatan kualitas dan kuantitas produk hasil pengecoran.

21 BAB II KAJIAN PUSTAKA A. Kajian Teori dan Penelitian yang Relevan 1. Kajian Teori a. Proses Pengecoran Proses pengecoran merupakan proses tertua yang dikenal manusia dalam pembuatan benda logam, bahkan telah ditemukan benda cor yang diduga berasal dari tahun 2000 SM. Pada awalnya pengecoran digunakan untuk membuat perhiasan atau perak tempaan. Dewasa ini pengecoran digunakan sebagai cara pembuataan suatu benda kerja karena pada proses pengecoran dapat menghasilkan bermacam-macam model benda kerja baik yang mudah maupun yang rumit, dan dalam ukuran benda kerja yang kecil maupun berukuran besar yang tidak dapat dibuat dengan metode yang lain. Pada proses pengecoran (pembuatan coran) meliputi beberapa tahap yaitu : 1) Pembuatan Cetakan Pembuatan cetakan terbagi menjadi beberapa cara yaitu a) Pasir cetak basah (green sand molds), cetakan dibuat dari pasir cetak basah. Proses pembuatannya sebagai berikut : (1) belahan pola diletakkan di atas papan cetakan dan drag siap untuk diisi pasir. (2) Drag dibalik, kemudian memasang belahan pola yang diletakkan diatasnya dan kup siap diisi dengan pasir. (3) Cetakan telah siap pakai lengkap dengan inti di tempatnya. b) Cetakan kulit kering (skin dried mold), ada dua cara yang dapat dilakukan: (1) Pasir sekitar pola setebal ± 10 mm dicampur dengan pengikat sehingga pasir mengering dan terbentuk permukaan yang keras. Bagian lainnya terdiri dari pasir basah biasa. commit 5 to user

22 6 (2) Seluruh cetakan dibuat dari pasir basah kemudian permukaanya yang bersinggungan dengan pola disemprot atau dilapisi bahan yang mengeras bila dipanaskan. Pelapis terdiri dari minyak cat, molas, sagu atau bahan sejenis. Permukaan harus dikeringkan dengan hembusan udara atau pemanasan. c) Pasir cetak kering (dry sand mold), cetakan dibuat dari pasir yang kasar dengan bahan pengikat. Karena harus dipanaskan dalam dapur sebelum digunakan, tempat cetakan terbuat dari logam. Cetakan pasir kering tidak menyusut sewaktu kena panas dan bebas dari gelembung udara. Baik cetakan permukaan kering maupun cetakan pasir kering banyak digunakan di pengecoran baja. d) Cetakan lempung (loam mold), cetakan lempung digunakan untuk benda cor yang besar. Kerangka cetakan terdiri dari batu bata atau besi yang dilapisi dengan lempung kemudian diperhalus permukaannya. Cetakan kemudian dikeringkan agar kuat menahan beban logam cair. Pembuatan cetakan lempung memakan waktu yang lama sehingga jarang digunakan. e) Cetakan furan (furan mold), pasir yang kering dicampur dengan asam fosfor yang dalam hal ini sebagai reagens pemercepat. Resin furan ditambahkan secukupnya dan campuran diaduk hingga resin merata. Pasir dibentuk dan dibiarkan mengeras, biasany setelah 1 atau 2 jam bahan cukup keras. Pasir resin furan dapat digunakan sebagai dinding atau permukaan pada pola sekali pakai. f) Cetakan CO 2, pasir yang bersih dicampur dengan natrium silikat dan campuran dipadatkan di sekitar pola. Kemudian dialirkan gas CO 2 dan campuran tanah akan mengeras. Cetakan CO 2 diterapkan untuk bentuk yang rumit dan dapat menghasilkan permukaan yang licin. g) Cetakan logam, cetakan logam digunakan pada proses cetak tekan (die casting) logam dengan suhu cair rendah. Coran yang dihasilkan

23 7 mempunyai bentuk yang tepat dengan permukaan yang licin sehingga pekerjaan pemesinan berkurang. h) Cetakan khusus, cetakan khusus dapat dibuat dari plastik, kertas, kayu, semen, plaster, atau karet. 2) Persiapan Pengecoran Persiapan pengecoran meliputi beberapa tahap di antaranya : a) Pembuatan Pola Pola dapat digolongkan menjadi dua yaitu logam dan pola kayu, pola logam digunakan untuk menjaga ketelitian ukuran benda cor, terutama pada masa produksi, sehingga umur pola bisa lebih lama dan produktifitasnya tinggi. Pola dari kayu digunakan untuk pasir cetak. Faktor terpenting untuk menetapkan macam pola adalah proses pembuatan cetakan dimana pola tersebut dipakai dan pertimbangan ekonomi yang sesuai dengan jumlah dari pembuatan cetakan dan pembuatan pola. b) Pembuatan Inti Inti adalah suatu bentuk dari pasir yang dipasang pada rongga cetakan untuk mencegah pengisian logam pada bagian yang seharusnya berbentuk lubang atau berbentuk rongga dalam suatu coran (Surdia, T., dan Chijiwa, K. 2000). Inti ini biasanya dibuat dari pasir silika yang bersih yang dicampur dengan bahan pengikat dan dipanaskan, sehingga memperoleh kekuatan tertentu. Pembuatan nakago/inti: (1) Menyiapkan pola nakago/inti. (2) Menyiapkan perlengkapan yang dibutuhkan (kawat, klem, penumbuk, dan lain-lain). (3) Klem pola nakago/inti yang kuat. (4) Memasukkan pasir cetak ke dalam pola. (5) Memasukkan kawat kemudian padatkan pasir pada pola.

24 8 (6) Membuat lubang gas di bagian tengah cetakan. (7) Mengeraskan pasir cetakan sesuai dengan jenis pasir dengan menggunakan gas CO 2. (8) Setelah mengeras, kemudian melepaskan klem dan pola. (9) Memeriksa visual permukaan pada hasil cetakan. (10) Membersihkan pola dan melakukan pekerjaan pertama secara berulang. Gambar 1. Nakago/inti c) Pembuatan Sistem Saluran Sistem saluran adalah jalan masuk bagi cairan logam yang dituangkan ke dalam rongga cetakan sistem saluran terbagi menjadi beberapa bagian antara lain: (1) Cawan tuang merupakan penerima yang menerima cairan logam langsung dari ladel. Biasanya berbentuk corong atau cawan dengan saluran turun di bawahnya. (2) Saluran turun yaitu saluran pertama yang membawa cairan logam dari cawang tuang ke dalam pengalir dan saluran masuk, dibuat tegak lurus dengan irisan berupa lingkaran.

25 9 (3) Pengalir yaitu saluran yang membawa logam cair dari saluran turun kebagian bagian yang cocok pada cetakan. Pengalir biasanya mempunyai irisan seperti trapesium atau setengah lingkaran. (4) Saluran masuk yaitu saluran yang mengisikan logam cair dari pengalir ke dalam rongga cetakan. Saluran masuk dibuat dengan irisan yang lebih kecil dari pengalir supaya mencegah kotoran masuk ke dalam rongga cetakan. (Surdia, T., dan Chijiwa, K. 2000). d) Peleburan (pencairan logam) Peleburan merupakan suatu proses mencairkan beberapa bahan baku logam untuk menghasilkan logam baru yang memiliki komposisi unsur-unsur tertentu. Untuk mencairkan logam dipakai bermacammacam tanur, tetapi yang sering dipakai dalam industri pengecoran logam adalah jenis tanur listrik dan kupola. Pada tanur listrik panas yang dihasilkan untuk melelehkan logam dihasilkan dari busur listrik yang terjadi antara elektroda-elektroda, tanur listrik dulu digunakan khusus untuk membuat baja-baja campuran dan baja-baja karbon yang berkualitas tinggi tetapi sekarang digunakan untuk membuat baja-baja karbon biasa. Panas yang dihasikan pada tanur listrik dihasilkan dari busur listrik yang terjadi antara elektroda yang dialiri arus listrik, bila arus listrik dijalankan busur api akan terjadi pada elektroda dan memanaskan ruang lebur, sehingga mampu untuk meleburkan logam cor. Biasanya dapur kupola dipergunakan secara luas untuk peleburan logam cor karena mempunyai keuntungan seperti konstruksinya yang sederhana, mengoperasikannya mudah, memberikan peleburan secara terus menerus, serta biaya operasionalnya yang relatif murah. Dapur kupola berbentuk silinder tegak yang terbuat dari baja yang dilapisi dengan batu tahan api yang terdiri dari beberapa bagian, yaitu: pintu

26 10 pengisi, kotak untuk mengalirkan angin (kotak sembur), saluran terak, pintu pembersih, lubang pengeluaran. Untuk lebih jelasnya, melihat gambar 2 berikut ini. Gambar 2. Konstruksi Dapur Kupola (Surdia, T., dan Chijiwa, K. 2000) Pada saat pencairan logam, bahan baku seperti logam dan kokas diisikan dari mulut pintu pengisi, kemudian udara ditiupkan ke dalam melalui tuyer, kemudian dibakar, sehingga bahan kokas terbakar dan mencairkan logam hingga mencair, setelah logam cair dan terak dikeluarkan melalui lubang-lubang keluar pada dasar kupola. Jadi dalam kupola logam dipanaskan langsung oleh panas pembakaran dari kokas dan mencair.

27 11 e) Penuangan Logam Penuangan adalah proses memasukkan cairan logam kedalam rongga cetak yang terdapat pada cetakan. Proses ini merupakan puncak pembuatan tuangan walaupun berlangsung dalam waktu yang sangat pendek. Dalam proses ini logam cair yang dikeluarkan dari tanur akan diterima oleh ladel pembawa kemudian dituangkan ke dalam cetakan dengan menggunakan kowi (gayung) penuang. Kowi (gayung) penuang biasanya berbentuk kerucut atau silinder. Ladel pembawa dan kowi (gayung) penuang terbuat dari plat baja dan bagian dalamnya dilapisi dengan batu tahan api. f) Pembongkaran dan Pembersihan Coran Setelah proses penuangan selesai dan logam mengalami pembekuan dalam waktu yang cukup di dalam cetakan selanjutnya kotak-kotak cetakan dikosongkan atau dibongkar dan benda-benda coran dibersihkan dari pasir, serta tukang cetak menyingkirkan saluran tuang dan penambah dengan martil atau untuk benda coran yang besar digunakan alat potong mesin. Setelah itu benda-benda tuang dibawa ke tempat-tempat pembersihan untuk menyingkirkan bram-bram yang melekat pada benda hasil coran. g) Pemeriksaan Hasil Coran Pemeriksaan hasil coran dilakukan untuk memelihara kualitas dari coran, untuk menekan biaya dengan mengetahui terlebih dahulu produk yang cacat. (Surdia, T., dan Chijiwa, K. 2000). Pemeriksaan coran yang biasa dilakukan adalah pemeriksaan rupa yang bertujuan untuk meneliti: ketidakteraturan, inklusi retak, retakan, dan sebagainya yang terdapat pada permukaan. Pemeriksaan cacat dalam yang bertujuan untuk meneliti adanya cacat seperti rongga udara, rongga penyusutan, inklusi, retakan, dan sebagainya dalam hasil coran dengan jalan tanpa merusak atau mematahkan yaitu dengan (sinar radiografi,

28 12 kekuatan super sonik, dan magnit). Pemeriksaan bahan yang bertujuan untuk memeriksa ketidakteraturan bahan yang diteliti dengan cara pengujian yang telah ditetapkan. Pemeriksaan tanpa merusak yang dilakukan dengan cara mematahkan atau memotong produk hasil coran untuk memastikan kualitas produk. b. Pasir Cetak Peleburan logam pada umumnya mempunyai titik lebur di atas C, sehingga tidak mudah untuk mendapatkan cetakan yang sanggup menekan panas di atas temperatur tersebut. Untuk itu pasir cetak yang baik harus memenuhi persyaratan cetakan. 1) Syarat-Syarat Pasir Cetak Pasir cetak harus memenuhi persyaratan sebagai berikut (Surdia, T., dan Chijiwa, K. 2000): a) Mempunyai sifat mampu bentuk, sehingga mudah dalam pembuatan cetakan dengan kekuatan yang cocok. Cetakan yang dihasilkan harus kuat sehingga tidak rusak karena dipindah-pindah dan dapat menahan logam cair waktu dituang kedalam cetakan. b) Permeabilitas yang cocok. Permeabilitas yang kurang baik akan menyebabkan cacat coran seperti rongga penyusutan, gelembung gas, atau kekasaran permukaan. c) Distribusi besar butir yang cocok. Permukaan coran menjadi halus kalau coran dibuat dalam cetakan yang butir pasir halus, tetapi kalau halus gas sulit untuk keluar, sehingga dapat mengakibatkan cacat coran seperti gelembung gas. d) Tahan panas terhadap temperatur logam pada waktu penuangan. e) Komposisi yang cocok. f) Mampu dipakai lagi. Pasir harus dapat dipakai berulang-ulang supaya ekonomis. g) Pasir harus murah.

29 13 2) Macam-macam Pasir Cetak Pasir cetak yang lazim digunakan ada beberapa macam antara lain pasir gunung, pasir pantai, pasir kali, dan pasir silika yang disediakan oleh alam. Beberapa dari pasir cetak dapat dipakai begitu saja dan yang lain dapat dipakai setelah dipecah-pecah atau diolah menjadi butir-butir yang cocok digunakan sebagai pasir cetak. Pasir pantai, pasir gunung, pasir kali dan pasir silika tidak melekat dengan sendirinya, oleh karena itu dibutuhkan pengikat untuk mengikat butir-butirnya satu sama lain dan baru dipakai setelah pencampuran. 3) Susunan Pasir Cetak Pasir cetak biasanya terdiri dari butir pasir yang berukuran bermacammacam, tetapi kadang-kadang terdiri dari butir-butir yang tersaring yang mempunyai ukuran yang seragam. Bentuk dan butir pasir cetak dapat digolongkan beberapa jenis yakni: a) Memudar atau membulat (Round), merupakan jenis pasir yang paling banyak bahan-bahan pengikat yang memberikan kekuatan dan kemampuan alir gas (permeabilitas) yang baik. b) Menyudut (Sub-Anguler), merupakan jenis pasir yang banyak digunakan pengecoran besi cor dan baja cor dan non-ferro. c) Menyudut tanggung (Anguler), merupakan jenis pasir yang banyak dipakai dalam pemakaian besi coran cor-ferro. Pemakaian bahan untuk pasir seperti lebih tinggi dibandingkan dengan bentuk membundar atau menyudut tanggung. d) Bentuk gabungan (Compound), merupakan pasir cetak biasanya kumpulan dari pasir yang bermacam-macam, untuk pasir yang digunakan sebagai cetakan lebih baik tidan mempunyai butir pasir yang seragam.

30 14 Gambar 3. Bentuk-bentuk Butir Pasir (Surdia, T., dan Chijiwa, K. 2000) 4) Pengujian Pasir Cetak Pasir cetak perlu diuji secara berkala untuk mengetahui sifat-sifatnya. Sifat pasir cetak berubah akibat dari tercampurnya kotoran-kotoran dan pengaruh suhu yang tinggi. Pengujian yang lazim dilakukan pada pasir cetak adalah pengujian permeabilitas (kemampuan alir gas), pengujian kekuatan yaitu (kekuatan tekan, kekuatan tarik, kekuatan geser), pengujian terhadap kadar air, kadar lempung dan ukuran bentuk atau besar butiran pasir. Penelitian yang akan dilakukan adalah melakukan pengujian kadar air dan kadar lempung pada pasir cetak. c. Waterglass Sodium silikat ditemukan pertama kali oleh Jahamn Nepomuk Von Funch pada tahun 1825 di Munich, Jerman. Secara umum sodium silikat yang digunakan industri dapat dispesifikasikan menjadi dua, yaitu: 1) Larutan air silikat yang mengandung 1,5 s/d 4 mol SiO 2, 1 mol Na 2 CO 3, sering disebut sodium tetra silikat (waterglass). Spesifikasi ini diproduksi dengan cara melarutkan sodium silikat dalam air. 2) Solid, kristal sodium silikat Sodium tetra silikat (waterglass) diproduksi dengan mencampurkan sodium silikat solid dengan air. Na 2 Si 4 O 9 (s) + 5 H 2 O (l) Na 2 Si 4 O 9. 5 H 2 O (l) Sodium silikat Air Sodium tetra silikat

31 15 Gambar 4. Waterglass solid Gambar 5. Waterglass liquid 1) Kegunaan waterglass sebagai berikut: a) Sebagai bahan baku dalam pembuatan silika gel yang digunakan sebagai pengering makanan b) Sebagai bahan perekat untuk penyegelan dan laminating lapisan logam c) Sebagai bahan tambahan dalam pembuatan keramik

32 16 d) Digunakan sebagai bahan pembuatan drum filter e) Digunakan sebagai sintesis zeolit f) Digunakan pada produksi detergen g) Digunakan pada water treatment yaitu sebagai flocculating agent h) Digunakan sebagai bahan baku pabrik asam silika 2) Sifat fisis dan kimia waterglass a) Sifat fisis Rumus molekul : Na 2 Si 4 O 9. 5 H 2 O Berat molekul : 392,416 gram/mol Titik lebur : C Titik beku : 423,04 K Hr : KJ/mol b) Sifat kimia (1) Berbentuk cairan bening (2) Sangat larut dalam air panas dan dingin (3) Tidak larut dalam alkohol 3) Spesifikasi waterglass Wujud : cair Warna : tidak berwarna Kemurnian : minimal 94,23 % Impuritas : Al 2 O 3 maksimal 0,23 % Fe 2 O 3 maksimal 0,13 % SiO 2 maksimal 2,5 % Na 2 CO 3 maksimal 1,08 % Na 2 Si 4 O 9 maksimal 1,83 %

33 17 d. Kadar Air Air murni adalah air yang tidak mempunyai warna, rasa, dan bau yang terdiri dari hidrogen dan oksigen dengan rumus kimia H 2O. Karena air yang bersifat universal, maka yang paling alamiah atau buatan manusia hingga tingkat tertentu ada zat yang terlarut di dalamnya. Kadar air adalah presentase kandungan air suatu bahan yang dapat dinyatakan berdasarkan berat basah (wet basis) atau berdasarkan berat kering (dry basis). Kadar air berat basah mempunyai batas maksimum teoritis sebesar 100 %, sedangkan kadar air berdasarkan berat kering dapat lebih dari 100 %. Pemeriksaan kadar air dilakukan dengan menggunakan rumus di bawah ini: Berat awal %Kadar air = Berat awal Berat akhir x 100% Berat bahan kering adalah berat bahan setelah setelah mengalami pemanasan beberapa waktu tertentu sehingga beratnya tetap (konstan). Pada proses pengeringan air yang terkandung dalam bahan tidak dapat seluruhnya diuapkan. 1) Pengaruh kadar air Kadar air pada permukaan bahan dipengaruhi oleh kelembapan udara di sekitarnya. Bila kadar air dalam bahan rendah sedangkan kelembapan disekitarnya tinggi maka akan terjadi penyerapan uap air dari udara sehingga bahan menjadi basah atau kadar airnya menjadi lebih tinggi. 2) Perubahan kadar air Perubahan kadar air terjadi karena adanya kesetimbangan kelembaban relatif bahan dengan kelembaban relatif udara dimana bahan yang disimpan pada kondisi kelembaban udara lebih tinggi daripada

34 18 kelembaban relatif bahan, maka bahan cenderung untuk menyerap air dari udara. 3) Penentuan kadar air Pada umumnya penentuan kadar air dilakukan dengan mengeringkan bahan dalam oven pada suhu 105 s/d C selama 3 jam atau sampai didapat berat yang konstan. Selisih berat sebelum dan sesudah pengeringan adalah banyaknya air yang diuapkan. e. Kadar Lempung Hampir semua tanah liat yang ada di Indonesia disebut lempung. Lempung merupakan produk alam, yaitu hasil pelapukan kulit bumi yang sebagian besar terdiri dari batuan granit dan batuan beku. Lempung membentuk gumpalan keras saat kering dan lengket apabila basah terkena air. Sifat ini ditentukan oleh jenis mineral lempung yang mendominasinya. Karena perilaku inilah beberapa jenis tanah liat dapat membentuk kerutan-kerutan atau pecah-pecah bila kering. Tanah liat (lempung) memiliki sifat-sifat yang khas yaitu bila dalam keadaan basah akan mempunyai sifat plastis tetapi bila dalam keadaan kering akan menjadi keras, sedangkan bila dibakar akan menjadi padat dan kuat. Tanah liat memiliki komposisi kimia sebagai berikut:

35 19 Tabel 1. Komposisi Kimia Tanah Liat (lempung) No Unsur Kimia Jumlah (%) 1 SiO 2 59,14 2 Al 2 O 3 15,34 3 Fe 2 O 3 + FeO 6,88 4 CaO 5,08 5 Na 2 O 3,84 6 MgO 3,49 7 K 2 O 1,13 8 H 2 O 1,15 9 TiO 2 1,05 10 Lain-lain 2,9 Kadar lempung adalah presentase kadar pengikat yang digunakan untuk mengikat butir-butir pada pasir cetak. Lempung atau pengikat adalah bahan yang digunakan untuk mengikat butir-butir pada pasir cetak yang biasanya berukuran kurang dari 20 µ atau 0,0008 in. Pengujian kadar lempung dengan menggunakan rumus sebagai berikut: Berat awal %Kadar Lempung = Berat awal Berat akhir x 100%

36 20 1) Fungsi dan standart pengikat (lempung) a) Fungsi Pengikat Fungsi pengikat yang utama yaitu untuk mengikat pasir cetak, sehingga pasir cetak tersebut mempunyai sifat mampu bentuk, sehingga mudah dalam pembuatan cetakan dengan kekuatan dan permeabilitas yang cocok. Cetakan yang dihasikan harus kuat, sehingga tidak mudah rusak dan mudah dibongkar sesudah dituang. Selain itu, pengikat juga berfungsi sebagai penahan panas pada saat penuangan, hal ini terjadi karena pasir cetak dengan butiran yang tidak seragam dapat dipadatkan dengan lempung, sehingga mempunyai berat jenis yang tinggi, mempunyai permukaan sentuh yang luas sehingga kekuatan untuk menahan panas lebih tinggi. b) Standart Pengikat Menurut standar AFS clay atau lempung yang terkandung dalam pasir cetak: (1) Clay atau lempung mineral (2) Lempung silika atau lempung yang mengendap (3) Kandungan lempung yang umum digunakan pada pasir cetak adalah 2% s/d 50% 2) Macam-macam Pengikat (lempung) a) Berdasarkan kadarnya dalam pasir cetak, lempung dibagi menjadi: (1) Lempung jenuh Pada penambahan kadar lempung tidak akan mampu untuk meningkatkan atau tidak berpengaruh terhadap kekuatan pasir cetak sehingga kekuatan pasir cetak setelah ditambah lempung dalam kondisi jenuh akan konstan. (2) Lempung tidak jenuh Pada penambahan kadar lempung akan berbanding lurus dengan kekuatan pasir cetak sehingga mencapai titik tertentu akan berhenti

37 21 (sampai mencapai titik jenuh). Semakin besar penambahan kadar lempung maka kekuatan pasir cetak akan semakin tinggi. 2. Penelitian Relevan Dari penelitian sebelumnya banyaknya parameter dan hubungan antar parameter terkait tentang pasir cetak pada proses pengecoran yang diteliti. Azam (2003) meneliti tentang variasi campuran pasir cetak yang berpengaruh terhadap sifat mekanik pada pengecoran logam. Penelitian ini menyelidiki tentang pengaruh penambahan waterglass terhadap kekuatan tarik dan kekerasannya. hasil penelitian yang dilakukan menunjukkan bahwa penambahan waterglass mempengaruhi kekuatan tarik dan kekerasannya. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan variabel bebas yaitu variasi kadar waterglass dan variabel terikat yaitu sifat mekanik coran besi cor kelabu. Hasilnya, kekuatan tariknya pun meningkat. Nurhadi (2004) melakukan penelitian tentang kadar waterglass dalam cetakan pasir silika terhadap sifat mekanik pada proses pengecoran besi cor kelabu. Penelitian ini menyelidiki tentang pengaruh penambahan waterglass terhadap sifat mekanik pada proses pengecoran besi cor kelabu yaitu permeabilitas dan kekuatan tekannya. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan variabel bebas yaitu variasi kadar waterglass ( 15%, 25%, 40%) dan variabel terikatnya yaitu sifat mekanik besi coran kelabu. Penambahan waterglass mempengaruhi sifat mekanik besi cor kelabu. Hasilnya, cenderung menurun. Peter et al (2007) melakukan penelitian tentang pengecoran logam yang menggunakan pasir cetak yang hasilnya dapat mempengaruhi ukuran dan bentuk hasil coran. Penelitian ini menyelidiki tentang efek dari jenis pasir dan pengikat terhadap ukuran coran. Penelitian ini menggunakan penelitian eksperimen. Jenis pasir yang digunakan memiliki efek signifikan pada pengecoran dan efek dari ekspansi dapat ditingkatkan dengan adanya pengikat natrium silikat (waterglass).

38 22 Hasilnya pola yang dihasilkan berhasil dengan baik dan dapat menghambat penyusutan. Dari literatur di atas, dapat diketahui bahwa variasi waterglass yang digunakan adalah 15%, 25%, 40%. Untuk mengetahui perbedaan dengan yang tidak menggunakan waterglass maka ditambah dengan kadar waterglass 0%. Pemberian waterglass akan mempengaruhi hasil dari pengecoran. Pada penelitian ini menggunakan kadar berat waterglass sebesar 0%, 15%, 25% dan 40% sebagai variabel bebasnya. Variabel terikatnya adalah kadar air dan kadar lempung. B. Kerangka Pemikiran Proses pembuatan cetakan ditentukan oleh campuran pasir dan pengikatnya. Salah satu sifat bahan yang penting adalah kadar air dan kadar lempung yang dimiliki oleh pasir. Sifat ini sangat diperlukan bagi pasir karena apabila pasir kekurangan air, maka daya ikat lempung terhadap pasir cetak akan berkurang sehingga akan mengurangi kekuatan pasir cetak. Sebaliknya apabila pasir cetak kelebihan air, lempung akan menjadi pasta sehingga daya ikatnya terhadap pasir menurun dan kekuatannya pun juga menurun. Pada penelitian ini digunakan molding (cetakan) dibuat dari pasir kali dicampur dengan waterglass sebagai pengikatnya. Campuran pasir ini diaduk di dalam mixer hingga kedua komponen bercampur. Campuran pasir ini lalu dituang ke dalam kotak besi yang di dalamnya sudah ditaruh pattern kayu. Sesudah ditaruh hingga penuh, pasir lalu ditumbuk hingga padat. Setelah itu pasir cetak ditusuk-tusuk dengan besi panjang sebagai jalan masuknya gas CO 2 yang akan dimasukkan ke dalam cetakan. Setelah selesai ditusuk, gas CO 2 dimasukkan dengan menggunakan selang dari tabung gas. Variasi pada penelitian ini dengan mengubah kandungan waterglass (bahan pengikat) dengan variasi 0%, 15%, 25% dan 40% dari berat campuran. Berdasarkan uraian di atas ditentukan paradigma penelitian sebagai berikut:

39 23 Y 1 X Y 2 Gambar 6. Kerangka Pemikiran Penelitian Keterangan: X : Variasi waterglass Y 1 : Sifat kadar air Y 2 : Sifat kadar lempung C. Hipotesis Berdasarkan atas uraian dari kerangka berpikir, maka dirumuskan hipotesis oleh peneliti sebagai berikut: 1. Semakin besar penambahan waterglass, maka semakin meningkat kadar air pada pasir cetak. 2. Semakin besar penambagan SiO 2, maka semakin meningkat kadar lempung pada pasir cetak.

40 BAB III METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian 1. Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium Pengujian Logam Politeknik Manufaktur Ceper yang beralamat di Batur, Tegalrejo, Ceper, Klaten. 2. Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan bulan Maret sampai Juni 2012, pelaksanaannya sebagai berikut: Pengajuan Judul : 28 Februari 2012 Penyusunan Proposal : 29 Februari s/d 23 Maret 2012 Seminar Proposal : 26 Maret 2012 Revisi Proposal : 27 Maret s/d 4 April 2012 Perijinan Penelitian : 5 April s/d 18 April 2012 Penelitian : 19 April s/d 3 Mei 2012 Analisis Data : 4 Mei s/d 18 Mei 2012 Penulisan Laporan : 19 Mei s./d 19 Juni 2012 Ujian Laporan : 29 Juni 2012 commit 24 to user

41 25 B. Rancangan Penelitian Penelitian ini adalah penelitian eksperimen yang dilaksanakan di laboratorium dengan kondisi dan perlengkapan yang disesuaikan dengan kebutuhan untuk memperoleh data tentang pengaruh penambahan waterglass terhadap kadar air dan kadar lempung pada pasir cetak. Adapun yang dimaksud dengan desain eksperimen adalah eksperimen yang merupakan dengan sengaja dan secara sistematis mengadakan perlakuan atau tindakan pengamatan yang dilakukan peneliti untuk melihat efek yang terjadi pada tindakan tersebut (Suharsimi Arikunto, 2002). Pada penelitian ini, metode yang digunakan adalah metode eksperimen dan merupakan penelitian deskriptif yaitu memaparkan secara jelas hasil eksperimen di laboratorium terhadap sejumlah benda uji, kemudian dianalisis datanya. Objek dalam penelitian ini adalah benda uji pasir cetak yang diberi perlakuan. Pasir cetak dengan pembentuknya adalah pasir kali dan waterglass, variasi campuran waterglass yaitu 0%, 15%, 25%, dan 40%. C. Pengumpulan Data 1. Identifikasi Variabel Dalam penelitian ini, dilakukan pengukuran terhadap keberadaan suatu variabel dengan instrumen penelitian. Selanjutnya dilakukan analisis untuk mencari hubungan antara variabel yang satu dengan yang lain. Sugiyono (2007 : diamati, variabel itu sebagai atribut dari sekelompok orang atau obyek yang mempunyai a. Variabel Bebas Variabel bebas adalah variabel yang menjadi sebab timbulnya atau berubahnya variabel terikat. Munculnya variabel ini tidak dipengaruhi atau tidak

42 26 ditentukan oleh ada atau tidaknya variabel lain. Tanpa adanya variabel bebas, maka tidak akan ada variabel terikat. Jika variabel bebas berubah, maka akan muncul variabel terikat yang berbeda atau yang lain. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah variasi kadar berat waterglass 0%, 15%, 25% dan 40%. b. Variabel Terikat Variabel terikat adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki pula sejumlah aspek di dalamnya, yang berfungsi menerima atau menyesuaikan diri dengan kondisi lain, yang disebut variabel bebas. Kata lain ada atau tidaknya variabel terikat tergantung ada atau tidaknya variabel bebas. Dalam penelitian ini variabel terikatnya adalah kadar air dan kadar lempung. c. Variabel Kontrol Variabel kontrol merupakan himpunan sejumlah gejala yang memiliki berbagai aspek atau unsur di dalamnya, yang berfungsi untuk mengendalikan variabel terikat yang akan muncul bukan dikarenakan variabel lain, tetapi benarbenar karena variabel bebas. Pengendalian variabel ini dimaksudkan agar tidak merubah variabel yang akan diungkap pengaruhnya, sehingga kontrol yang akan dilakukan terhadap variabel ini akan menghasilkan variabel terikat yang murni. Dalam penelitian ini variabel kontrolnya adalah: 1) Jenis pasir yang digunakan adalah pasir kali yang baru 2) Berat spesimen yang diuji adalah 50 gram 3) Spesimen dibuat dari 500 gram pasir yang di dalamnya terdapat 10 ml air

43 Tabel 2. Campuran Pasir Cetak Kadar waterglass (%) Berat pasir (gram) Berat waterglass (gram) Volume air (ml) Instrumen Penelitian Instrumen penelitian terdiri dari peralatan dan bahan yang digunakan dalam proses penelitian. Alat yang digunakan dalam penelitian tersebut sebagai berikut: a. Peralatan Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1) Timbangan yang digunakan untuk menimbang campuran pasir kali dan waterglass. Gambar 7. Timbangan dengan ketelitian 0,1 gram

44 28 Gambar 8. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram 2) Moisture Tester yang digunakan untuk memanaskan pasir Gambar 9. Moisture Tester

45 29 3) Mixer yang digunakan untuk mencampur pasir kali dan waterglass. Gambar 10 Mixer 4) Gelas ukur digunakan untuk mengetahui takaran air. Gambar 11. Gelas Ukur

46 5) Mesin Asifator, digunakan untuk mencampur antara pasir dan lempung agar tercampur merata. 30 Gambar 12. Mesin Asifator 6) Kompor listrik dan panci digunakan untuk memasak pasir, air, tetrasodium pyroposfat Gambar 13. Kompor listrik dan panci

47 31 7) Gelas beker digunakan untuk menampung hasil adukan Gambar 14. Gelas beker 8) Syfon digunakan untuk mengeluarkan air dari gelas beker Gambar 15. Syfon

48 32 b. Bahan Penelitian 1) Pasir kali Penelitian ini menggunakan pasir kali yang baru. 2) Waterglass Gambar 16. Pasir kali Gambar 17. Waterglass

49 33 Spesimen uji yang digunakan adalah pasir kali dan waterglass yang dicampur dengan mengambil sample pasir seberat 50 gram untuk dilakukan pengujian baik kadar air maupun kadar lempungnya. Gambar 18. Spesimen uji D. Analisis data Salah satu bagian terpenting dalam proses kegiatan penelitian adalah melakukan kegiatan analisis terhadap data-data yang telah terkumpul. Teknik analisis data yang dipakai dalam penelitian ini menggunakan data deskriptif yang dilakukan dengan cara melukiskan dan merangkum pengamatan dari penelitian yang dilakukan. Data yang dihasilkan digambarkan secara grafis dalam bentuk grafik sehingga lebih mudah dibaca. Analisis data hasil pengujian variasi campuran pasir dengan kadar berat waterglass 0%, 15%, 25%, dan 40% dilakukan pada penelitian ini sebagai berikut: 1. Analisis Hasil Pengujian Kadar Air Pada hasil pasir cetak dilakukan pengujian kadar air dengan cara menimbang berat awal sebelum dipanaskan dan menimbang berat akhir setelah

50 34 dipanaskan. Dari selisih berat dapat dihitung presentase kadar air dengan menggunakan rumus yang sudah ditentukan. Kadar air standar dalam pasir cetak adalah 3 s/d 6% (SNI ) tergantung dari jenis cetakan dan logam yang dituang. Apabila pasir cetak kekurangan air, maka daya ikat lempung terhadap pasir cetak akan berkurang sehingga akan mengurangi kekuatan pasir cetak. Di samping itu butir lempung yang tidak mendapat air akan mengisi celah antar butir pasir cetak sehingga menyebabkan penurunan permeabilitas pasir cetak. Sebaliknya jika pasir cetak kelebihan air, maka lempung akan menjadi pasta sehingga daya ikatnya terhadap pasir menurun dan kekuatannya pun menurun. 2. Analisis Hasil Pengujian Kadar Lempung Pada hasil pasir cetak dilakukan pengujian kadar lempung dengan menambahkan air dan larutan Tetrasodium Pyroposfat ke dalam panci masakan hingga mendidih, setelah dingin diaduk dengan mesin asifator dan memasukkan hasilnya ke dalam gelas beker yang diberi air kemudian air yang ada di gelas beker tersebut dikeluarkan dengan syfon. Dari hasil yang didapatkan dapat diketahui presentase kadar lempung dengan memasukkan ke dalam rumus yang sudah ada. Daya rekat antar butir pasir sangat bergantung pada kadar lempung dalam pasir. Untuk suatu presentase kadar lempung tertentu, diperlukan sejumlah kadar air tertentu pula, sehingga akan didapatkan kekuatan pasir yang maksimum. Biasanya kadar lempung yang terdapat dalam industri pengecoran logam berkisar antara 10-20% (SNI ). Kekuatannya juga dipengaruhi oleh bentuk dan besarnya butiran pasir. E. Prosedur Penelitian 1. Tahap Eksperimen Tahap eksperimen dalam penelitian ini dapat digambarkan dengan bagan aliran proses eksperimen sebagai berikut:

51 35 Mulai Percampuran Bahan Pembuat Pasir Cetak Pasir Kali Waterglass Pencampuran pasir kali dengan variasi kadar waterglass 0% 15% 25% 40% Pembuatan Pasir Cetak Uji Kadar Lempung Uji Kadar Air Analisis Data Kesimpulan Selesai Gambar 19. Bagan Alir Proses Eksperimen

52 36 2. Urutan Langkah Eksperimen a. Pengolahan pasir, pencampuran pasir kali dan waterglass dengan variasi kadar waterglass 0%, kemudian diaduk hingga rata dalam mixer hingga kedua komponen bercampur. b. Melakukan pengujian kadar air 1) Menimbang pasir 50 gram 2) Menimbang kertas saring dan mencatat beratnya 3) Meletakkan pasir diatas kertas saring dan memasukkan ke dalam pan tempat sampel 4) Memasukkan pan ke dalam moisture tester, dan memutar time swith selama 15 menit 5) Mengeluarkan sampel, mengangkat dan mendiamkan terlebih dahulu, kemudian menimbang sampel dan mencatat beratnya 6) Melakukan proses pengeringan tersebut sampai didapat berat konstan 7) Mencatat hasil akhir pada saat konstan dan memasukkan ke dalam rumus c. Mengamati pengujian tersebut dan mengambil data hasil pengujian kadar air. d. Melakukan pengujian kadar lempung. 1) Menimbang pasir seberat 50 gram 2) Memasukkan pasir, air ± 475 ml, 25 ml Tetrasodium Pyroposfat ke dalam panci masakan 3) Memanaskan sampai mendidih di atas pemanas/kompor 4) Didiamkan hingga dingin, kemudian diaduk dengan mesin asifator 5 s/d 10 menit 5) Hasil adukan dituang ke dalam gelas beker dan menambahkan air sampai batas gelas beker, selanjutnya didiamkam sekitar 15 s/d 20 menit 6) Mengeluarkan air dari gelas beker dengan alat syfon 7) Mengisi lagi gelas beker dengan air sampai batas gelas, didiamkan 15 s/d 20 menit, kemudian dikeluarkan lagi dengan syfon

53 37 8) Mengulangi langkah tersebut sampai hasil air di dalam gelas beker terlihat jernih 9) Menyaring pasir tersebut, kemudian dikeringkan hingga berat konstan, kemudian memasukkan hasil dalam rumus. e. Mengamati pengujian tersebut dan mengambil data hasil pengujian kadar lempung. f. Mengulangi proses a sampai dengan e untuk kadar berat waterglass 15%, 25%, dan 40%.

54 BAB IV HASIL PENELITIAN A. Deskripsi Data Dalam hasil penelitian ini, materi yang disajikan berupa angka angka (nilai) kadar air dan kadar lempung dengan variasi kadar waterglass. Penelitian dan pembahasan utamanya diarahkan terutama untuk mengetahui pengaruh variasi waterglass terhadap kadar air dan kadar lempung pada pasir cetak. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen yang melibatkan satu faktor bebas. Faktor tersebut adalah perlakuan variasi waterglass (0%, 15%, 25%,40%). Variabel terikatnya dalam penelitian ini adalah kadar air dan kadar lempung pada pasir cetak. Jumlah keseluruhan sampel dalam penelitian sebanyak 4 buah. Data penelitian yang berjumlah 4 data yakni variasi waterglass dengan kadar 0%, variasi kadar waterglass dengan kadar 15%, variasi kadar waterglass dengan kadar 25%, dan variasi waterglass dengan kadar 40%. Hasil pengujian kadar air dan kadar lempung pada pasir cetak dapat dilihat pada tabel 3 berikut ini : Tabel 3. Hasil Pengukuran Kadar Air dan Kadar Lempung dengan Variasi Waterglass Jenis Variasi Waterglass (%) Pengujian Kadar Air 1,50 5,18 6,48 7,14 Kadar Lempung (Clay) 5,44 12,80 17,68 26,64 commit 38 to user