Optimasi kekilapan pada pengecatan pelat St37
dengan metode respon permukaan
(Optimization of shine in St37 plate painting
with the response surface method)
Halmi Pawa Guna1, Mahros Darsin2, Ahmad Adib Rosyadi3
1,2,3
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Jember
Jl. Kalimantan 37 Jember 68121
Phone/Fax: +62 331 410243, email: mahros.teknik@unej.ac.id
Abstrak
Pengecatan adalah proses pelapisan permukaan dengan pelapis berbentuk cair dengan tujuan untuk perlindungan
dan keindahan. Untuk tujuan keindahan, salah satu tolak ukurnya adalah kekilapan yang dapat diukur dengan
gloosimeter dalam satuan gloss unit (GU). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memeroleh nilai GU optimum
dengan memvariasi parameter yang berpengaruh. Eksperimen dirancang dengan metode respon permukaan
(RSM) dengan desain Box-Behnken tiga faktor dan masing-masing faktor tiga level. Faktor dan level tersebut
adalah tekanan (3 bar, 4 bar dan 5 bar), diameter nozzle (1.2 mm, 1.3 mm dan 1.4 mm) dan suhu pengeringan
pada oven pasca penegecatan (55 oC, 60 oC dan 65 oC). Masing-masing kombinasi parameter diulang tiga kali.
Mesin cat tipe semprot digunakan dalam eksperimen ini pada material St37. Pengolahan data dengan Minitab 18
menunjukkan bahwa ketiga faktor yang berpengaruh terhadap kekilapan secara urut adalah tekanan, diameter
nozzle dan suhu pengeringan. Nilai kekilapan tertinggi sebesar 50.9 GU dicapai pada kombinasi faktor tekanan
5 bar, diameter 1.3 mm dan suhu oven pengering dijaga pada 55oC. Sebaliknya dengan kombinasi tekanan 4 bar,
diameter nozzle 1.3 mm dan suhu oven 65oC diperoleh kekilapan minimum serendah 22.7 GU. Analisis biaya
menunjukkan bahwa biaya antara penelitian dan bengkel resmi menggunakan cat nitrocelullose memiliki selisih
harga Rp. 205.908. Sedangkan perbandingan biaya dengan penggunaan cat polyurethane adalah Rp. 698.348.
Dari selisih biaya dapat dilihat bahwa pelapisan dengan menggunakan cat polyurethane menghasilkan kualitas
cat yang lebih baik serta nilai gloss unit lebih tinggi dibandingkan dengan penggunaan cat nitrocelullose. Jadi,
semakin meningkat nilai gloss unit maka semakin banyak biaya produksi yang dibutuhkan.
Kata Kunci: Pengecatan, Kekilapan, RSM, Box-Behnken, Analisis Biaya
Abstract
Painting is a coating type by application of liquid film onto a surface. Two main purpose of painting is
protection and decoration. For the later purpose, a method to quantify is by its glossiness using gloss meter in
gloss unit (GU). This research purpose is to optimize glossiness by varying the factors influencing the glossy
using Response Surface Methodology (RSM) with Box-Behnken design. Three factors and their variationas
were: (i) pressure (3 bar, 4 bar and 5 bar), (ii) nozzle diameter (1.2 mm, 1.3 mm and 1.4 mm) and (iii) the
drying oven temperature (55 oC, 60 oC and 65 oC). The machine for painting was paint demonstrator with which
using spray type on St37 material . Each combination of factor were repeated three times. Minitab 18 was
employed for processing the data. The maximum glossinees of 50.9 GU was achived by using combination
pressure of 5 bar, nozzle diameter of 1.3 mm and drying temperature of 55 oC. While, combination of pressure of
4 bar, nozzle diameter of 1,4 mm and dryng temperatyre of 65oC resulted in the lowest glossinees of 22.7 GU.
Another analysis also carried out on the cost of painting between real workshop and this research using two
kind of paints. Painting using polyurethane would have different cost of Rp689,348. While when using
nitrocellulose the cost difference was Rp205,908. The polyurethane paint usually used by the real workshop
outweight in the glossy unit in compare to nitrocellulose which was used in this experiments.
Keywords: Coating, Gloss Units, RSM, Box-Behnken Design, Comparison of costs.
1. Pendahuluan
Pengecatan (painting) adalah suatu proses
aplikasi cat dalam bentuk cair pada sebuah objek
untuk membuat lapisan tipis yang kemudian
membuat lapisan keras dengan berbagai metode
Jurnal Polimesin. Volume 17, Nomor 2, Agustus 2019
pengeringan cat. Fungsi dari pengecatan adalah
untuk memberi lapisan pada suatu benda sehingga
umur benda tersebut bisa semakin lama. Cat adalah
suatu cairan yang dipakai untuk melapisi permukaan
suatu bahan dengan tujuan memperindah
37
(decorative), memperkuat (reinforcing), serta
melindungi (protective) suatu objek pengecatan [1].
Hasil pengecatan yang baik dilihat dari
tingkat kekilapannya, semakin besar tingkat
kekilapan maka menambah nilai plus untuk
keindahan kendaraan. Kekilapan atau gloss dapat
terjadi akibat adanya sudut selektivitas reflektans
yang melibatkan pantulan cahaya pada suatu
permukaan sehingga menimbulkan fenomena
pencerminan suatu objek. Kekilapan diukur dengan
satuan gloss unit dengan menggunakan alat yang
bernama glossmeter [2].
Faktor yang menjadi pertimbangan untuk
dilakukan pelapisan yang maksimal adalah besar
tekanan pada spray gun. Spray gun merupakan
media yang digunakan pada pelapisan sebagai
pengabut cat yang sebelumnya cat dan thinner telah
dicampur terlebih dahulu sebelum disemprotkan ke
permukaan benda kerja. Pengabutan pada spray gun
dapat terjadi karena udara dan cat bertemu pada
tudung spray gun sehingga cat dan udara terpecah
menjadi sekumpulan partikel yang halus dan lembut.
Pada spray gun ini jarak dan tekanan udara sangat
mempengaruhi hasil dari pelapisan yang dilakukan,
jarak spray yang terjadi pada umumnya adalah
152,4 mm – 300 mm serta besar tekanan udara yang
baik agar spray gun dapat beratomasi dengan baik
sebesar 2 - 5 bar [3].
Faktor berikutnya yaitu diameter nozzle
spray gun. Menurut Kristanto penggunaan diameter
nozzle 1 mm mempunyai daya penyemprotan,
tekanan udara dan pengabutan yang lebih baik.
Sehingga pemilihan nozzle diameter 1 mm dalam
proses pelapisan lebih efisien dibandingkan dengan
diameter 1,5 mm dan diameter 2 mm [4].
Di sisi lain, suhu pengeringan mempengaruhi
hasil dari proses pelapisan. Menurut Kusumadetya
hasil kekilapan optimum yang didapatkan dengan
jarak penyemprotan 17 cm menggunakan metode
pengeringan micro oven didapatkan hasil dengan
ketebalan cat sebesar 0.052 mm yaitu tingkat
kekilapan sebesar 92.29 GU [5].
Dari beberapa penelitian yang telah
dijelaskan di atas menyelidiki efek beberapa
parameter terhadap gloss di antaranya tekanan spray
gun, diameter nozzle spray gun dan suhu
pengeringan. Oleh karena itu, dalam penelitian ini
diperlukan suatu desain eksperimen yang dapat
membantu dalam mengoptimalkan hasil pelapisan.
Dan juga diusulkan metode respon permukaan
karena metode ini digunakan dan berhasil dalam
merancang percobaan, membuat model dan
optimalisasi.
Metode respon permukaan merupakan
sekumpulan teknik matematika dan statistika yang
berguna untuk menganalisis permasalahan di mana
beberapa variabel independen mempengaruhi
variabel respon dan tujuan akhirnya adalah untuk
mengoptimalkan respon [6]. Metode respon
permukaan telah digunakan pada berbagai aplikasi.
Jurnal Polimesin. Volume 17, Nomor 2, Agustus 2019
Salah satu contohnya Ongkowijoyo menggunakan
metode respon permukaan untuk mengetahui
kondisi optimum kecepatan mesin dan suhu mesin
yang mempengaruhi nilai bursting strength pada
proses corrugating [7].
2. Metodologi Penelitian
Penelitian dilakukan pada tanggal 15 – 31
Januari 2019. Tempat penelitian pada penelitian ini
dilakukan pada beberapa laboratorium yaitu
Laboratorium Kerja Logam dan Laboratorium Uji
Material Teknik Mesin Universitas Jember,
Laboratorium
Pengecatan
Fakultas
Teknik
Universitas Negeri Surabaya dan PT. Mataram Paint
Emco Surabaya.
Alat yang digunakan pada penelitian ini
yaitu:
1. Spray gun F75 dengan spesifikasi tekanan
sebesar 0.25 – 0.45 MPa dan diameter nozzle
1.2, 1.3 dan 1.4 mm.
2. Kompressor dengan spesifikasi tekanan sebesar
0.7 MPa dan kapasitas tangki 25 liter.
3. Glossmeter dengan spesifikasi sudut pengukuran
sebesar 20 60 & 85 , luasan pengukuran 9 X
10 / 9 X 16 / 5 X 39 dan kemampuan
pengukuran 0 – 200 GU.
Bahan yang digunakan pada penelitan ini
sebagai berikut:
1. Spesimen berukuran 100 mm x 50 mm x 1 mm
menggunakan material pelat baja St37
2. Epoxy PR 204
3. Cat polyurethane 9950 (PU)
4. Thinner polyurethane (PU)
2.1 Rancangan Percobaan
Ada tiga parameter yang digunakan dalam
percobaan ini, di mana setiap parameter proses
coating memiliki tiga level pengaturan. Pengaturan
level ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Variabel proses penelitian
Faktor
Level
bawah
Level
menengah
Level
atas
Kode
-1
0
+1
Diameter
(mm)
1.2
1.3
1.4
Tekanan
(bar)
3
4
5
Suhu ( )
55
60
65
Desain eksperimen yang digunakan pada
penelitian ini adalah metode respon permukaan
dengan rancangan percobaan Box-Behnken yang
ditunjukkan pada Tabel 2. Dan dilakukan tiga kali
38
pengulangan pengambilan data untuk mendapatkan
kevalidan data.
Tabel 2. Rancangan Box-Behnken
Tekanan udara
(bar)
Diameter
nozzle
Suhu pengeringan
( C)
(mm)
3
1,2
60
5
1,2
60
3
1,4
60
5
1,4
60
3
1,3
55
5
1,3
55
3
1,3
65
5
1,3
65
4
1,2
55
4
1,4
55
4
1,2
65
4
1,4
65
4
1,3
60
4
1,3
60
4
1,3
60
3. Hasil Dan Pembahasan
3.1 Data Hasil Percobaan
Data hasil penelitian didapatkan nilai gloss unit
seperti terlihat pada table 3 berikut:
Tabel 3. Data hasil percobaan
No
Tekanan
Diameter
Gloss Unit (GU)
Tekanan
A
B
C
5
1,3
55
50,9
52,4
50,7
51,3
7
3
1,3
65
32,6
33,1
32,8
32,8
8
5
1,3
65
35,6
34,8
34,3
37,2
9
4
1,2
55
43,7
44,6
44,2
44,2
10
4
1,4
55
32,9
33,5
33,9
33,4
11
4
1,2
65
31,6
34,1
32,8
32,8
12
4
1,4
65
22,7
25,4
22,6
23,6
13
4
1,3
60
33,4
36
36,1
35,2
14
4
1,3
60
32,3
42,9
40,7
38,6
15
4
1,3
60
42,8
42,3
41,2
42,1
3.2 Analisis Data Gloss Unit
Langkah-langkah yaitu dengan melakukan
pembentukan model, pengujian kesesuaian model
dan pengujian residual. Pembentukan model
merupakan hasil dari data percobaan yang telah
diolah menggunakan Minitab 18 dan hasil
pengolahan data yang didapatkan disebut “estimated
regression coefficient for GU”.
Kemudian dibentuk sebuah model persamaan
kekilapan yang diperoleh dari pengolahan data
menggunakan Minitab 18. Kemudian langkah yang
perlu dilakukan yaitu pengujian kesesuaian model.
Pengujian kesesuaian model ini terdiri dari beberapa
pengujian yaitu pengujian lack of fit, pengujian
. Adapun
parameter serentak dan pengujian
langkah terakhir yang harus dilakukan yaitu
pengujian residual yang pula terdiri dari pengujian
identik, pengujian independen dan pengujian
distribusi normal.
2.2 Prosedur Percobaan
Percobaan dilakukan dengan melakukan
proses pelapisan untuk tahap pengambilan data.
Setelah itu, dilakukan proses pengujian nilai gloss
unit dengan menggunakan glossmeter. Tahap
selanjutnya yaitu analisis data gloss unit dengan
melakukan
pembentukan
model,
pengujian
kesesuaian model dan pengujian residual. Setelah
tahap analisis data gloss unit dilakukan
perbandingan antara pelapisan dengan nilai gloss
unit yang tinggi dan tanpa gloss unit terhadap biaya
yang dibutuhkan.
Parameter
6
RataRata
(Bar)
(mm)
(Bar)
1
3
1,2
60
31,2
30,7
31,4
31,1
2
5
1,2
60
48,9
49,2
47,5
48,5
3
3
1,4
60
35
36,3
36,1
35,8
4
5
1,4
60
28,5
27,9
26,2
27,5
5
3
1,3
55
36,3
37
36,5
36,6
Jurnal Polimesin. Volume 17, Nomor 2, Agustus 2019
3.3 Pembentukan Model
Pengolahan data dilakukan menggunakan
Minitab menghasilkan nilai koefisien penduga.
Dapat dilihat pada Tabel 4 di bawah ini
menunjukkan nilai koefisien penduga model regresi
gloss unit.
Tabel 4. Koefisien regresi penduga untuk gloss unit
Term
Coef
SE Coef
T
P
Constant
36,17
2,23
16,25
0,000
Tekanan
3,60
1,36
2,64
0,046
Diameter
-4,54
1,36
-3,33
0,021
Suhu Pengeringan
-5,16
1,36
-3,79
0,013
Tekanan*Tekanan
2,93
2,01
1,46
0,204
Diameter*Diameter
-3,20
2,01
-1,59
0,172
Suhu
Pengeringan*Suhu
-0,25
2,01
-0,12
0,907
Pengeringan
Tekanan*Diameter
-6,05
1,93
-3,14
0,026
Tekanan*Suhu
-2,90
1,93
-1,50
0,193
Pengeringan
Diameter*Suhu
0,48
1,93
0,25
0,815
Pengeringan
S = 3,85459
R-sq = 90,85%
R-sq(adj) = 74,39%
Tabel 4 menunjukkan hasil taksiran
parameter model untuk gloss unit. Berdasarkan tabel
tersebut kemudian didapatkan model persamaan
gloss unit penduga model orde kedua sebagai
berikut:
39
Ŷgu = 36,17 + 3,60
- 0,25
- 4,54
- 6,05
- 5,16
+ 2,93
- 2,90
- 3,20
+ 0,48
3.4 Pengujian Kesesuaian Model
Ada beberapa pengujian yang dapat
dilakukan untuk mengetahui kesesuaian model
sebagai berikut:
a. Uji lack of fit
Tujuan dari uji lack of fit ini yaitu untuk
mengetahui kesesuain model yang telah dihasilkan.
Hipotesis:
= tidak ada lack of fit dalam model
= ada lack of fit dalam model
Daerah penolakan bila p-value kurang dari
atau 5%. Sebaliknya, hipotesis awal akan gagal
tolak apabila p-value melebihi nilai (5%).
Pemeriksaan kesesuaian model dapat dilihat pada
Tabel 5 yang menunjukkan bahwa nilai p-value uji
lack of fit sebesar 0,967. Dapat disimpulkan p-value
uji lack of fit lebih besar dari 0,05 sehingga model
tidak mengandung lack of fit atau model yang
didapatkan telah sesuai.
Tabel 5. ANOVA untuk gloss unit
Source
Regression
Linear
Square
Interaction
Residual
Error
Lack-ofFit
Pure Error
Total
DF
9
3
3
3
Adj SS
737,900
481,602
75,345
180,952
Adj MS
81,989
160,534
25,115
60,317
5
74,289
14,858
3
7,682
2,561
2
14
66,607
812,189
33,303
F
5,52
10,80
1,69
4,06
P
0,037
0,013
0,283
0,083
maupun suhu pengeringan yang ditentukan maka
semakin tinggi nilai gloss unit. Sedangkan untuk
nilai regresi kuadratik didapatkan p-value melebihi
batas signifikasi yang berarti pada model kuadratik
ada beberapa variabel yang tidak memberikan
dampak positif terhadap nilai gloss unit. Dapat
disimpulkan bahwa kondisi yang berbeda atau
parameter yang ditambahkan dalam penelitian ini
tidak mengubah nilai gloss unit / hanya memberikan
pengaruh yang kecil terhadap nilai gloss unit serta
hubungan antara nilai gloss unit dengan kovariat
secara statistik tidak signifikan [8].
c. Pengujian Koefisien Determinasi ( )
Nilai koefisien determinasi terletak antara 0
<
< 1. Apabila semakin besar nilai
yang
diperoleh maka akan semakin besar pengaruh
variabel-variabel X terhadap variabel Y, Oleh
karena itu untuk mendapatkan model yang baik nilai
diharapkan mendekati 1. Tabel 4 menunjukkan
untuk gloss unit adalah 90,85% yang
bahwa nilai
berarti model regresi yang dihasilkan dapat
mewakili persamaan yang menghubungkan faktorfaktor terhadap nilai gloss unit.
3.5 Pengujian Residual
Pengujian
residual
bertujuan
untuk
mengetahui apakah residual memenuhi asumsi
normally dan independently distributed. Pengujian
residual terdiri dari beberapa pengujian sebagai
berikut:
a. Uji Identik
0,08
0,967
b. Uji Parameter Serentak
Analisis statistik p-value akan digunakan
untuk mengevaluasi output uji parameter serentak
dengan nilai toleransi sebesar 5%. Pemeriksaan
dilakukan pada 2 regresi, yaitu liner ( ) dan
kuadratik ( ). Tabel 5 menunjukkan nilai p-value
untuk linear sebesar 0,013 yang berarti lebih kecil
dari 0,05. Sedangkan nilai p-value yang didapat
untuk kuadratik sebesar 0,283 yang berarti lebih
besar dari nilai toleransi 0,05. Pada Tabel 4 dapat
dilihat bahwa hasil analisis regresi linear dari
masing-masing variabel yaitu tekanan di dapatkan
nilai sebesar 0,046, diameter sebesar 0,021 dan suhu
pengeringan sebesar 0,013. Nilai regresi linear yang
dihasilkan dari variabel tersebut menunjukkan
bahwa tekanan semakin mendekati toleransi 5%,
yang berarti semakin besar tekanan maka nilai gloss
unit yang dihasilkan semakin tinggi [3].Berbeda dari
hasil yang didapatkan pada diameter dan suhu
pengeringan dimana lebih kecil dari tekanan
sehingga dapat diartikan semakin kecil diameter
Jurnal Polimesin. Volume 17, Nomor 2, Agustus 2019
Pada Gambar 1 menunjukkan bahwa plot
residual versus fitted values untuk nilai residualnya
tersebar secara acak di sekitar harga nol dan tidak
membentuk pola-pola tertentu sehingga ditarik
kesimpulan asumsi bersifat identik terpenuhi.
Gambar 1. Plot residual versus fitted values untuk
gloss unit
b. Uji Independen
Pada Gambar 2 menunjukkan plot
Autocorrelation Function (ACF) menyatakan semua
korelasi berada pada interval
, dimana n
adalah banyaknya jumlah pengamatan. Dalam hal
ini dapat disimpulkan bahwa tidak ada korelasi
40
antara pengamatan yang berarti, sehingga uji
independen terpenuhi.
Plot Kontur Diameter dan Tekanan terhadap GU
1,40
30
35
40
45
1,35
Diameter
Fungsi Autokorelasi untuk GU
(dengan batas signifikan 5% untuk autokorelasi)
1,0
GU
< 30
– 35
– 40
– 45
– 50
> 50
Hold Values
Suhu Pengeringan 60
1,30
0,8
1,25
Autocorrelation
0,6
0,4
0,2
1,20
3,0
0,0
3,5
4,0
4,5
5,0
Tekanan
-0,2
-0,4
Gambar 4. Diameter dan tekanan terhadap gloss
unit pada temperatur 60 C
-0,6
-0,8
-1,0
2
3
4
Lag
Gambar 2. Plot Autocorrelation Function untuk
gloss unit
c. Uji Distribusi Normal
Pemeriksaan asumsi distribusi normal yaitu
dengan melihat probability plot. Dari hasil yang
didapat dikatakan bahwa residual terdistribusi
normal karena plot mendekati garis lurus seperti
ditunjukkan pada Gambar 3. Hipotesisnya sebagai
berikut:
: residual berdistribusi normal
: residual tidak berdistribusi normal
dapat diterima apabila P-value >
Hasil yang didapat dari grafik probability
plot of residual untuk asumsi distribusi normal
didapatkan p-value sebesar 0,069 yang berarti lebih
besar dari 0,05. Dari hasil tersebut diputuskan untuk
gagal menolak
yang berarti residual berdistribusi
normal dan sebaran titik-titik pada plot membentuk
pola linear atau garis lurus. Dapat disimpulkan
residual data memenuhi asumsi distribusi normal.
Pada Gambar 4 menunjukkan bahwa nilai
kekilapan / gloss unit didapatkan apabila diameter
nozzle spray gun berada pada level 1,20 mm – 1,40
mm dan besar tekanan spray gun berada di antara
3,0 bar – 5,0 bar. Dengan parameter yang telah
ditentukan menghasilkan tingkat kekilapan / gloss
unit kurang dari 30 GU sampai 50 GU.
Plot Kontur Suhu Pengeringan dan Tekanan terhadap GU
65,0
GU
< 35
35 – 40
40 – 45
45 – 50
> 50
62,5
Suhu Pengeringan
1
Hold Values
Diameter 1,3
60,0
57,5
55,0
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
Tekanan
Gambar 5. Suhu pengeringan dan tekanan terhadap
GU pada diameter 1,3 mm
Pada Gambar 5 menunjukkan bahwa nilai
kekilapan / gloss unit didapatkan apabila suhu
pengeringan berada diantara level 55,0 C – 65,0
C dan tekanan spray gun berada pada 3,0 bar – 5,0
bar. Dengan parameter yang telah ditentukan
menghasilkan tingkat kekilapan / gloss unit kurang
dari 35 GU sampai 50 GU.
Plot Kontur Suhu Pengeringan dan Diameter terhadap GU
65,0
GU
< 25
25 – 30
30 – 35
35 – 40
> 40
Suhu Pengeringan
62,5
Hold Values
Tekanan 4
60,0
57,5
Gambar 3. Plot probability untuk gloss unit
3.6 Analisis Contour Plot
Analisis ini merupakan grafik yang
menggambarkan hubungan antara tingkat kekilapan
/ gloss unit yang didapatkan dengan variabel bebas
yang mempengaruhi respon. Gambar 4, 5 dan 6
menjelaskan hubungan antara dua variabel bebas
dengan respon kekilapan dan pada masing-masing
plot ada satu parameter yang dibuat konstan yaitu
pada nilai tengah.
Jurnal Polimesin. Volume 17, Nomor 2, Agustus 2019
55,0
1,20
1,25
1,30
1,35
1,40
Diameter
Gambar 6. Suhu pengeringan dan diameter
terhadap GU pada tekanan 4 bar
Pada Gambar 6 menunjukkan bahwa tingkat
kekilapan / gloss unit apabila suhu pengeringan
berada diantara level 55,0 C – 65 C dan diameter
41
berada diantara 1,20 mm – 1,40 mm. Dengan
pengaturan parameter tersebut menghasilkan tingkat
kekilapan kurang dari 25 GU sampai 40 GU.
3.7 Analisis
Hubungan antara masing-masing variabel
dan interaksi yang diperoleh disajikan pada
persamaan model gloss unit. Adapun analisisnya
adalah sebagai berikut:
a. Tekanan spray gun memberikan pengaruh positif
yang ditunjukkan oleh konstanta . Maknanya,
semakin besar tekanan udara yang digunakan
maka proses pengabutan yang dihasilkan lebih
baik sehingga ketebalan cat meningkat dan
porositasnya (butir hasil pengabutan) semakin
baik. Dapat disimpulkan besar tekanan
berbanding lurus atau semakin tinggi nilai gloss
unit apabila tekanan yang digunakan semakin
besar.
b. Diameter nozzle spray gun memberikan
pengaruh negatif yang ditunjukkan oleh
. Maknanya, semakin besar
konstanta
diameter nozzle yang digunakan maka volume
cat yang menempel semakin sedikit karena daya
pengabutan dan pelebaran zat pelapis lebih luas
sehingga tidak mendapatkan hasil yang
maksimal. Akan tetapi apabila ukuran diameter
yang digunakan semakin kecil maka akan terjadi
penumpukan zat pelapis sehingga pelapisan
tidak rata / seragam [4].
c. Suhu pengeringan memberikan pengaruh negatif
yang ditunjukkan oleh konstanta . Maknanya,
suhu
pengeringan
yang
terlalu
tinggi
mengakibatkan hasil akhir dari proses pelapisan
tidak rata karena zat pelapis yang
melindungi permukaan benda kerja semakin
tipis. Hasil yang diakibatkan tidak ratanya proses
pelapisan maka pengukuran nilai gloss unit tidak
maksimal. Dapat disimpulkan bahwa suhu
pengeringan berbanding terbalik atau semakin
tinggi suhu pengeringan maka semakin kecil
nilai gloss unit yang dihasilkan [9].
3.8 Perhitungan Nilai Ekonomis
Perhitungan nilai ekonomis diperlukan
untuk membandingkan biaya yang diperlukan
pada masing-masing spesimen yang dilakukan
proses pelapisan. Perhitungan nilai ekonomis
yaitu dengan menentukan proses pelapisan
dengan menggunakan cat nitrocelullose dan
polyurethane serta perbandingan biaya antara
proses pelapisan dengan gloss unit dan tanpa
gloss unit antara percobaan penelitian dan
bengkel
resmi
pengecatan.
Tabel
6
menunjukkan alat dan bahan serta biaya yang
dikeluarkan pada penelitian ini.
Jurnal Polimesin. Volume 17, Nomor 2, Agustus 2019
Tabel 6. Daftar harga bahan-bahan penelitian tahun
2019
No
Nama Barang
Thinner PU Auto
Bright
Epoxy PR 204
Nippe 2000
Glossy MET 9950
Amplas No. 150
Masking Tape
Sewa tempat
(Kompresor, Paint
Test
Demonstrator)
1
2
3
4
5
6
7
8
Sewa Micro Oven
Jasa pengecatan
Duco
Jasa pengecatan
Auto 2000
9
10
Total (Rp) /
2019
Volume
Satuan
Harga per
satuan (Rp)
Rp. 45.000
1000 ml
Rp.
Rp. 70.000
Rp. 65.000
Rp. 200.000
Rp. 15.000
Rp. 21.000
800 ml
1000 ml
1000 ml
6 lbr
1 pcs
Rp.
87,5
Rp.
65
Rp.
200
Rp. 2.500
Rp. 21.000
Rp. 750.000
6 hari
Rp. 125.000
Rp. 100.000
90
menit
Rp.
1.111
Rp. 350.000
48 jam
Rp.
7.291
Rp. 850.000
48 jam
Rp. 17.708
45
Tabel 7. Daftar harga bahan dan alat untuk
pengecatan dengan cat Nitrocelullose
No
1
2
3
4
5
6
Nama Barang
Thinner PU Auto Bright
Epoxy Primer Filler
Dark Grey Auto Glow
Nippe 2000
Amplas
Tempat
dan
Alat
(Kompresor, Paint Test
Demonstrator)
Sewa Micro Oven
Jumlah
100 ml
Total
Rp.
4.500
50 ml
Rp.
4.375
50 ml
2 lembar
Rp.
Rp.
3.250
5.000
1 hari
Rp. 125.000
30 menit
Rp. 2.777
Rp. 144.902
Tabel 8. Daftar harga bahan dan alat untuk
pengecatan dengan cat polyurethane
No
1
2
3
4
5
6
Nama Barang
Thinner PU Auto
Bright
Epoxy Primer Filler
Dark Grey Auto Glow
Glossy Copper Brown
Metalic 9950
Amplas
Tempat dan Alat
(Kompresor,
Paint
Test Demonstrator)
Micro Oven
Jumlah
Total
100 ml
Rp.
4.500
50 ml
Rp.
4.375
50 ml
Rp.
10.000
2 lembar
Rp.
5.000
1 hari
Rp. 125.000
30 menit
Rp.
2.777
Rp. 151.652
Perhitungan nilai ekonomis dapat dilihat
seperti yang ditunjukkan pada Tabel 7 dan Tabel 8.
Dapat dilihat bahwa keduanya menggunakan alat
dan beberapa bahan yang sama, perbedaannya
terletak pada jenis cat yang digunakan pada proses
pelapisan yaitu cat nitrocelullose (NC) yang
memiliki nilai gloss unit kecil dengan biaya
pengecatan sebesar Rp. 144.902 (Tabel 7).
Sedangkan pada Tabel 8 cat yang digunakan adalah
cat polyurethane (PU) yang memiliki nilai gloss unit
tinggi dengan biaya pengecatan sebesar Rp.
151.652.
3.9
Perbandingan Biaya Penelitian Dengan
Biaya Pabrik
Biaya yang dibutuhkan pada penelitian ini
dengan menggunakan dua jenis cat berbeda
42
dibandingkan dengan proses pengecatan pada
bengkel pengecatan resmi Duco dan bengkel
pengecatan resmi Auto 2000. Pada Tabel 9 dilihat
perbandingan biaya yang dihasilkan pada percobaan
pada penelitian ini dengan biaya jasa pada bengkel
pengecatan resmi.[10]
Tabel 9. Perbandingan biaya pada percobaan
penelitian dan bengkel pengecatan
Cat nitrocelullose
Cat polyurethane
Percobaan
penelitian
Bengkel
pengecatan
Duco
Percobaan
penelitian
Bengkel
resmi Auto
2000
Rp. 144.902
Rp. 350.000
Rp. 151.652
Rp. 850.000
Pada Tabel 9 menunjukkan hasil proses
pelapisan menggunakan cat nitrocelullose pada
percobaan penelitian dan pada bengkel pengecatan
Duco dengan selisih harga Rp. 205.908. Sedangkan
proses pelapisan menggunakan cat polyurethane
pada percobaan penelitian dan bengkel pengecatan
resmi Auto 2000 dengan selisih harga Rp. 698.348.
Perbedaan proses pelapisan pada percobaan
penelitian dengan proses pelapisan pada bengkel
pengecatan dengan cat polyurethane menghasilkan
selisih harga yang relatif mahal. Hal ini dikarenakan
proses pelapisan yang dilakukan pada bengkel resmi
pengecatan Auto 2000 menggunakan cat
polyurethane dengan kualitas terbaik sehingga
mempengaruhi nilai gloss unit yang didapat.
Berbeda dengan proses pengecatan pada percobaan
penelitian dan pada bengkel pengecatan Duco yang
menggunakan cat nitrocelullose yang menghasilkan
nilai gloss unit yang rendah serta perbedaan biaya
yang tidak begitu signifikan antara metode
percobaan dan pada bengkel pengecatan Duco.
4. Kesimpulan
1. Variabel proses yang berpengaruh terhadap gloss
unit adalah tekanan spray gun dengan besar
3,60, selanjutnya diikuti oleh diameter nozzle
spyay gun dengan besar (- 4,54) dan suhu
pengeringan dengan besar (- 5,16). Semakin
besar tekanan spray gun maka nilai gloss unit
meningkat, sedangkan semakin besar diameter
nozzle spray gun dan suhu pengeringan maka
nilai gloss unit menurun;
2. Nilai regresi linear sebesar 0,013 yakni berada di
bawah nilai
yang berarti persamaan model
yang dibuat telah cocok. Sedangkan pada nilai
regresi kuadratik diperoleh nilai p sebesar 0,283
melebihi batas signifikasi yang berarti
persamaan model untuk kuadratik tidak
mengalami kecocokan;
3. Nilai gloss unit tertinggi yaitu 50,9 GU dengan
besar tekanan spray gun sebesar 5 bar, diameter
nozzle spray gun 1,3 mm dan suhu pengeringan
sebesar 55 . Sebaliknya pelapisan dengan nilai
gloss unit terendah yang dihasilkan yaitu sebesar
Jurnal Polimesin. Volume 17, Nomor 2, Agustus 2019
22,7 GU dengan tekanan spray gun 3 bar,
diameter nozzle spray gun sebesar 1,4 mm dan
suhu pengeringan 65 .
4. Perbandingan biaya antara percobaan penelitian
dan bengkel resmi pengecatan dengan cat
nitrocelullose memiliki selisih harga Rp.
205.908, sedangkan perbandingan biaya dengan
menggunakan cat polyurethane sebesar Rp.
698.348. Dari selisih biaya dapat dilihat bahwa
cat polyurethane menghasilkan nilai gloss unit
yang tinggi dibandingkan dengan penggunaan
cat nitrocellulose. Sehingga semakin mengkilap
atau nilai gloss unit bodi kendaraan semakin
tinggi maka semakin meningkat pula biaya
produksi yang dibutuhkan.
Saran
1. Pengaturan parameter hasil pengolahan data
yang optimal diharapkan dapat digunakan pada
proses pelapisan selanjutnya;
2. Penelitian selanjutnya agar menggunakan
parameter lain dan apabila mengulang dengan
parameter yang sama pada penelitian diharapkan
pada parameter sekitar titik optimum;
3. Diharapkan pada penelitian selanjutnya agar
menggunakan vernish yang berfungsi untuk
meningkatkan kualitas dan juga nilai gloss unit.
4. Dalam pengolahan data selanjutnya, sebaiknya
menggunakan metode statistika yang lain agar
dapat dilakukan optimasi pada proses pelapisan.
Daftar Pustaka
[1] H. Susyanto, Kontrol Kualitas produksi Cat.
http://www.oocities.org/
heri_susyanto/kontrolKualitasCat.htm,
[Diakses 11 Oktober 2018], 2009
[2] Y. S. R. Wijaya, “Pengaruh Jarak
Penyemprotan
Spray
Gun
Terhadap
Keoptimalan Hasil Pengecatan”. Jurnal Teknik
Mesin 02 (3): 88-95, 2014.
[3] M. F. Dzikriansyah, “Analisa Pengaruh Jarak
Nozzle Dan Tekanan Udara Pada Pelapisan
Dengan Metode Air Spray Terhadap Sifat
Magnetik Komposit Barium Heksaferrit/
Polianilin”. Tugas Akhir. Surabaya: Fakultas
Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh
Nopember, 2017
[4] Y. Kristanto, “Pengaruh Diameter Nossle
Spray Gun Terhadap Efisiensi Pengecatan”. VMac 02 (1): 5-8, 2017.
[5] K. B, Hermianto, “Pengaruh Drying Process
Tehadap Finishing Top Coat Pada Pengecatan
Komponen Bodi Kendaraan Bermotor”. JPTM
06 (3): 215-224, 2018.
[6] D. C. Montgomery, Design and Analysis of
Experiments. 5th Australia: John Willey &
Sons, INC, 1997.
43
S. Ongkowijoyo, “Penentuan Parameter Setting
Mesin Pada Proses Corrugating”. Jurnal
Teknologi 11 (1): 22–28, 2016.
[8] N. Iriawan, , dan S. P. Astuti. Mengolah Data
Statistik Dengan Mudah Menggunakan
Minitab 14. Yogyakarta: Andi, 2006.
[9] A. S. A. Nugroho, “Analisis Parameter
Pelapisan
Baja Karbon Rendah (St 37)
Dengan Metode Respon Permukaan (mrp)”.
Skripsi. Jember:
Fakultas Teknik Mesin
Universitas Jember, 2018.
[10] A Maulana, Perbandingan Harga Pengecatan
Duco
Dan
Bengkel
Resmi.
https://otomotif.kompas.com/read/2017/12/26/
082200615, [Diakses 28 April 2019], 2017.
[7]
Jurnal Polimesin. Volume 17, Nomor 2, Agustus 2019
44