BAB V PENGUKURAN KEKASARAN PERMUKAAN

1. BAB V
PENGUKURAN KEKASARAN PERMUKAAN
Kekasaran permukaan merupakan hal yang di butuhkan dalam dunia
industri karenadijadikan parameter sebagai acuan untuk menentukan produk
spesifikasi yang di inginkan kekasaran dapat dilakuakn melalui beberapa rekayasa
yaitu ada beberapa cara yang di kembangkan untuk mengukur kekasaran melalui
Laser Scanner,Surfoam Ploter Integrated Digital Photography dan Outdor IDIP
5.1 PROSEDUR PENGUKURAN
5.1.1 Peralatan dan Benda Ukur
Peralatan yang digunakan dalam pengukuran kekasaran permukaan pada
praktikum ini terdiri dari alat ukur dan benda ukur.
A. Alat Ukur
Adapun alat ukur yang digunakan pada praktikum ini adalah SJ-210,
vernier caliper, meja datar, dan v-block.
1. Surface Roughness Tester Mitutoyo SJ-210 Standard Type
Surface Roughness Tester Mitutoyo SJ-210 Standard Type seperti yang
terlihat pada gambar 5.1, adalah alat yang berfungsi untuk mengukur kekasaran
benda dengan spesifikasi:
• Merk: Mitutoyo
• Driver: 0 - 21 mm
• Tip radius: 20 µm
• Skid curvature: 40 µm
• Measuring Force: 0,75 µN
• Stylus material : Diamond
Gambar 5.1 Surface Roughness Tester Mitutoyo SJ-210 Standard Type
(Laboratorium Metrologi Industri, 2017)
Display
Driver
Detector

2. Surface Roughness Tester Mitutoyo SJ-210 Standard Type terdiri dari
display unit, driver unit, dan detector. Penjelasan lebih lanjut mengenai bagian-
bagian tersebut adalah sebagai berikut:
a. Display Unit
Display unit adalah bagian yang berguna untuk menampilkan data berupa
grafik yang diperoleh dari pengukuran kekasaran pada suatu benda pada standard
alat ukur ini yang digunakan oleh JIS oada industri (JIS-B0601-2001, JIS-B0601-
1994, JIS B0601-1982), VDA, ISO-1997, dan ANSI.
b. Driver Unit
Bagian ini berfungsi untuk mengendalikan pergerakan detector. Drive unit
dapat disambungkan dengan kabel khusus agar pergerakkannya lebih fleksibel
dengan memiliki driver range 21 mm.
c. Detector
Bagian ini berfungsi untuk mendeteksi kekasaran permukaan benda dan
terdiri dari skid dan stylus.
Gambar 5.2. Surface Roughness Tester Mitutoyo SJ-210 Standard Type
(Laboratorium Metrologi Industri Undip, 2017)
2. Vernier Caliper
Vernier caliper atau jangka sorong adalah alat ukur mekanik yang
memiliki nilai keakuratan hingga 0,01 mm. Namun untuk vernier caliper yang
digunakan pada praktikum kali ini memiliki spesifikasi sebagai berikut.
Display
Unit
Driver
UnitDetector

3. • Merk : Mitutoyo
• Ketelitian : 0,02 mm
• Kapasitas ukur : 0-150 mm
Gambar 5.3. Vernier Caliper (Laboratorium Metrologi Industri Undip, 2017)
3. Meja Datar
Meja datar adalah alat yang digunakan untuk meletakkan benda kerja serta
alat-alat lainya. Biasanya meja datar dibuat dari besi tuang keramik atau batu
granit.
Gambar 5.4. Meja Datar (Laboratorium Metrologi Industri Undip, 2017)
4. V-Block
V-block adalah balok baja yang kedudukannya memiliki bentuk v dan
biasa digunakan untuk menempatkan benda kerja yang berbentuk silindris.
Meja
Datar
Meja
Datar

4. Gambar 5.5. V-Block (Laboratorium Metrologi Industri Undip, 2017)
A. Benda Ukur
Benda ukur yang digunakan pada kegiatan praktikum kali ini adalah dua
buah spesimen berbentuk silinder yang terbuat dari besi baja. Spesimen A
dibentuk dengan kecepatan pembubutan 300 rpm sedangkan spesimen B dibentuk
dengan kecepatan pembubutan 135 rpm. Spesimen A memiliki diameter (d) 33,74
mm dan panjang (l) 20,84 mm. Spesimen B memiliki diameter (d) 32,04 mm dan
panjang (l) 24,20 mm.
Gambar 5.6. Benda Ukur Silindris (Laboratorium Metrologi Industri Undip,
2017)

5. 5.1.2 Kalibrasi Alat Ukur
Berikut ini merupakan langkah-langkah dalam melakukan kalibrasi alat
ukur kekasaran permukaan suatu benda.
1. Siapkan precision roughness specimen dan calibration stage.
Gambar 5.7. Precision roughness dan calibration stage (Laboratorium
Metrologi Industri Undip, 2017)
2. Buka menu Calibration Measurement.
Gambar 5.8. Calibration Stage (Laboratorium Metrologi Industri Undip, 2017)
3. Masukan nilai awal precision roughness specimen ke SJ-210.
4. Tempatkan SJ-210 pada calibration stage dengan benar.
5. Tekan tombol [START/STOP], kemudian akan muncul Measurement
Waveform Display.
calibration
stage.
precision
roughness
specimen

6. 6. Setelah stylus berhenti bergerak dan hasil kalibrasi muncul, hasil akan
terbaca. Jika nilai yang didapatkan ±0,009 µm dari nilai awal, tekan
tombol [RED] (Update). Namun jika berbeda, ganti titik pengukuran dan
ulangi langkah 5 hingga nilai yang didapatkan sesuai.
5.1.3 Prosedur Pengukuran Kekasaran Permukaan
Prosedur pengukuran kekasaran permukaan terdiri dari setup alat dan
benda, penentuan sampling length, dan pengukuran.
A. Setup Alat dan Benda Ukur
1. Ukur panjang benda ukur menggunakan vernier caliper.
2. Letakan benda ukur pada V-block.
3. Lepaskan drive unit dari display unit dan sambungkan dengan connection
cable khusus.
4. Sejajarkan detector dengan permukaan benda ukur dengan manfaatkan
meja datar.
B. Penentuan sampling length (ℓ)
1. Input measuring condition, pilih standar ISO 1997, profil Roughness,
parameter Ra dan Rz.
2. Perkirakan nilai Ra, Rz, atau Rsm spesimen berdasarkan data-data relevan,
inspeksi visual, dan sejenisnya.
3. Cari nilai sampling length yang sesuai dengan nilai Ra, Rz, atau Rsm pada
Tabel 5.1 sampai 3.
4. Ukur Ra, Rz, atau Rsm sesuai sampling length yang dipilih.
5. Bila hasil yang keluar tidak sesuai range nilai parameternya, pilih
sampling length yang lebih kecil atau besar.

7. 6. Ulangi langkah 4 dan 5 sampai menemukan sampling length yang sesuai
dengan range nilai parameternya.
Tabel 5.1 Korelasi Ra dengan sampling length
C. Pengukuran
1. Atur jumlah pengambilan sampel (n) pada measuring condition. Sesuaikan
dengan panjang benda ukur dan nomenklatur pada gambar 5.5.
2. Pastikan kondisi detector tetap sesuai dengan kondisi yang benar.
3. Kembali ke halaman utama pada display unit.
4. Tekan tombol [START/STOP].
5. Tunggu sampai detector berhenti bergerak. Catat hasil pengukuran.
6. Simpan data pengukuran.
7. Lakukan pengukuran sebanyak 3 kali pada setiap spesimen. Ulangi
langkah 2-6 pada titik pengukuran berbeda.

8. Gambar 5.9. Transversal Length untuk GAUSS filter (Modul Praktikum
Metrologi Industri, 2017)

9. Gambar 5.10. Diagram Alir Pengukuran Kekasaran

10. 5.2 PENGOLAHAN DATA
Tahap pengolahan data terdiri dari mengumpulkan dan menulis data hasil
pengukuran, mengolah data, kemudian memberikan kesimpulan dari praktikum.
5.2.1 Data Hasil Pengukuran
Pada praktikum ini diperoleh data-data seperti yang dapat dilihat pada
tabel 5.2 dan 5.3.
Tabel 5.2 Data Benda Ukur
Profil Geometris
A
d = 32,10 mm
l = 23,58 mm
B
d = 34,84 mm
l = 21,44 mm
Tabel 5.3 Hasil Data Pengukuran Kekasaran Permukaan
5.2.2 Pengolahan Data
Data-data yang diperoleh dari tahap pengukuran kemudian diolah untuk
mendapatkan nilai Rv dengan rumus:
....................................................................................................(5.1)

11. Gambar 5.11 Gambar Rz, Rp, Rv (Modul Praktikum Metrologi Industri, 2017)
Contoh perhitungan berdasarkan data pengukuran kekasaran permukaan
pada table 5.5 adalah sebagai berikut.
Hasil perhitungan dengan menggunakan rumus pada gambar 5.8 untuk
memperoleh nilai Rv dari masing-masing permukaan benda ukur dapat dilihat
pada tabel 5.4.
Tabel 5.4 Hasil perhitungan nilai Rv
Specimen Rz(μm) Rp(μm) Rv = (Rz-Rp)(μm)
Rata-Rata Rv
(μm)
A
I = 51,937 I = 24,797 I = 27,140
II = 51,498 II = 25,236 II = 26,262 27,834
III = 63,725 III = 33,624 III = 30,101
B
I = 24,016 I = 12,497 I = 11,519
II = 22,300 II = 12,405 II = 9,895 10,606
III = 24,203 III = 13,800 III = 10,403
5.2.3 Pembahasan

12. Untuk memberikan gambaran yang lebih jelas mengenai data-data yang
telah didapat dari pengukuran dan perhitungan pada praktikum ini, nilai Ra, Rp,
Rz, dan Rv kemudian diterapkan pada grafik kekasaran permukaan dari masing-
masing spesimen pada setiap pengukurannya. Grafik tersebut diperoleh dari alat
Surface Roughness Tester Mitutoyo SJ-210 Standard Type.
A. Spesimen A
1. Hasil Pengukuran I
Gambar 5.12 merupakan plotting hasil pengukuran I untuk specimen A
dengan menggunakan Surface Roughness Tester Mitutoyo SJ-210 Standard Type.
Pada sampel dan pengukuran ini diperoleh data Ra = 8,959 mm, Rz = 51,937 mm,
Rp = 24,797 mm, dan Rv = 27,140 mm.
Gambar 5.12 Grafik kekasaran permukaan A pengukuran I
2. Hasil Pengukuran II
Gambar 5.13 merupakan plotting hasil pengukuran II untuk specimen A
dengan menggunakan Surface Roughness Tester Mitutoyo SJ-210 Standard Type.
Pada sampel dan pengukuran ini diperoleh data Ra = 9,233 mm, Rz = 51,498 mm,
Rp = 25,236 mm, dan Rv = 26,262 mm.
Gambar 5.13 Grafik kekasaran permukaan A pengukuran II
Ra
Rp
Rz
Rv
Ra
Rp
Rv
Rz

13. 3. Hasil Pengukuran III
Gambar 5.14 merupakan plotting hasil pengukuran kekasaran III untuk
spesimen A dengan menggunakan alat ukur Surface Roughness Tester Mitutoyo
SJ-210 Standard Type dan telah digabungkan dengan data hasil pengukuran
perhitungan. Pada sampel dan pengukuran ini diperoleh data Ra = 7,841 mm, Rz
= 63,725 mm, Rp = 33,624 mm, dan Rv = 30,101 mm.
Gambar 5.14 Grafik kekasaran permukaan A pengukuran III
B. Spesimen B
1. Hasil Pengukuran I
Gambar 5.15 merupakan plotting hasil pengukuran kekasaran I untuk
specimen B dengan menggunakan Surface Roughness Tester Mitutoyo SJ-210
Standard Type yang telah digabungkan dengan data hasil pengukuran
perhitungan. Pada sampel dan pengukuran ini diperoleh data Ra = 3,848 mm, Rz
= 24,016 mm, Rp = 12,497 mm, dan Rv = 11,519 mm.
Gambar 5.15 Grafik kekasaran permukaan B pengukuran I
Ra
Rp
Rv
Rz
RzRa
Rp
Rv

14. 2. Hasil Pengukuran II
Gambar 5.16 merupakan plotting hasil pengukuran II untuk specimen B
dengan menggunakan Surface Roughness Tester Mitutoyo SJ-210 Standard Type
yang telah digabungkan dengan data hasil pengukuran perhitungan. Pada sampel
dan pengukuran ini diperoleh data Ra = 3,591 mm, Rz = 22,300 mm, Rp = 12,405
mm, dan Rv = 9,895 mm.
Gambar 5.16 Grafik kekasaran permukaan B pengukuran II
3. Hasil Pengukuran III
Gambar 5.17 merupakan plotting hasil pengukuran III untuk specimen B
dengan menggunakan Surface Roughness Tester Mitutoyo SJ-210 Standard Type.
Pada sampel dan pengukuran ini diperoleh data Ra = 4,378 mm, Rz = 24,203 mm,
Rp = 13,800 mm, dan Rv = 10,403 mm.
Gambar 5.17 Grafik kekasaran permukaan B pengukuran III
Tabel 5.5 berisi daftar pengelompokan benda ukur kedalam kelas-kelas
kekasaran berdasarkan kriteria harga C.L.A, harga Ra beserta toleransinya, dan
panjang sampel.
RzRa
Rp
Rv
Ra
Rp
Rv
Rz

15. Pada praktikum ini melalui proses pengukuran dengan menggunakan
Surface Roughness Tester Mitutoyo SJ-210 Standard Type diperoleh data Ra rata-
rata dari spesimen A sebesar 8,68 mm dan dari spesimen B sebesar 3,94 mm.
Sehingga berdasarkan data tersebut spesimen A dan spesimen B dapat
digolongkan kedalam kelas kekasaran N9 dan N8 secara berurutan.
Tabel 5.5 Kelas kekasaran permukaan
5.3 APLIKASI PENGUKURAN KEKASARAN PERMUKAAN
Karl dan Bohmer melakukan penelitian pada teknologi permukaan yang
Saat ini, komponen yang diproduksi secara aditif (AM) memiliki kekasaran
permukaan awal yang tinggi setelah proses pembuatan, yang dapat menjadi
batasan penerapan di area yang sangat tertekan dan siklis. Dalam penelitian ini,
sampel Ti-6Al-4V diproduksi dengan pelepasan sinar laser, anil dan penekanan
isostatik panas sesudahnya. Hal ini menunjukkan kekasaran permukaan awal Ra =
17,9 μm tergantung pada arah strukturnya (45 °).. Efektivitas setiap perlakuan

16. dievaluasi sehubungan dengan topografi permukaan, serta sifat kelelahan
berdasarkan uji kelelahan aksial yang dilakukan sesuai dengan DIN EN 6072.
Kekasaran awal seringkali dapat dikurangi menjadi nilai Ra <1 μm. Penurunan
kekasaran menyebabkan peningkatan kinerja kelelahan secara substansial dari
semula 300 MPa menjadi maksimum 775 MPa (setelah siklus 3x107).