6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

1.1 Proses Membatik

Ada beberapa tahapan yang harus dilakukan agar mendapat batik tulis

dengan kualitas baik. Diantaranya :

1. Mendesain pola batik

Tahap ini adalah tahapan mendesain dan menggambar pola pada

kain. Alat gambar yang digunakan adalah pensil jenis HB. Menggunakan

pensil HB bertujuan agar saat proses menggambar bila ada kesalahan,

kesalahan tersebut mudah dihapus. Mendesain pola batik bisa diperlihatkan

seperti gambar 2.1 di bawah ini :

Gambar 2.1 : mendesain pola batik

(sumber : https://masfikr.com/cara-membuat-batik-tulis/)

2. Melukis di kain

Setelah mendesain pola batik dengan pensil, tahap selanjutnya

adalah melukis kain dengan menggunakan canting. Tujuan dari tahap ini

adalah dengan menutupi pola yang sudah digambar dengan Canting yang

sudah diberi lilin dengan jenis lilin gambar. Melukis di kain batik bisa

diperlihatkan seperti gambar 2.2 di bawah ini :

7

Gambar 2.2 : Melukis di kain

(sumber : https://masfikr.com/cara-membuat-batik-tulis/)

3. Menutupi bagian putih

Setelah mendesain melukis kain dengan canting yang berisi lilin

gambar, tahap selanjutnya adalah menutupi bagian putih kain dengan

menggunakan canting yang berisi malam tembokan. Malam tembokan

warna agak coklat sedikit, sifatnya kental. Setelah sbagian putih sudah

tertutup sesuai keinginan, biarkan lilin mengering. Menutupi bagian putih

di kain batik bisa diperlihatkan seperti gambar 2.3 di bawah ini :

Gambar 2.3 : Menutupi bagian putih

(sumber : https://masfikr.com/cara-membuat-batik-tulis/)

4. Pewarnaan kain

Setelah kain yang telah ditutupi bagian butuhnya mengering, tahap

selanjutnya adalah mewarnai kain dengan cara merendem kain ke dalam

pewarna yang sudah dipersiapkan. Sebelum di kain dimasukan ke dalam

pewarna yang sudah disiapkan, terlebih dahulu bilas dan rendam kain

terlebih dahulu ke wadah air yang berisi air bersih. Hal ini bertujuan untuk

membersihkan kain dan menguragi polutan yang akan membuat proses

pewarnaan tergannggu. Setelah proses pewarnaan selesai, jemur kain yang

sudah diberi pewarna. Cukup diangin anginkan saja jangan sampai terkena

8

sinar matahari langsung. Proses pewarnaan pertama ini dilakukan pada

bagian yang tidak tertutup oleh lilin

Pewarna yang dipakai bisa dipakai pewarna alami maupun sintetik,

akan tetapi pewarna alami sudah mulai ditinggalkan. Karena konsentrasi

pigmen yang rendah, stabilitas pigemn yang rendah dan keseragaman warna

kurang baik dan spectrum warna tidak seluas pewarna sintetik. Tahap

pewarnaan bisa dilakukan berkali kali tergantung berapa banyak perbedaan corak

warna pada kain batik yang kita inginkan. Pewarnaan kain bisa diperlihatkan

seperti gambar 2.4 di bawah ini :

Gambar 2.4 : Pewarnaan kain

(sumber : https://masfikr.com/cara-membuat-batik-tulis/)

5. Melukis dan menetupi bagian kain kembali dengan canting

Setelah kain kering, tahap selanjutnya melukis kembali kain

menggunakan canting. Tujuan dari tahapan ini adalah agar mempertahankan

warna pada tahap pewarnaan pertama. Tahap ini bisa dilakukan lebih dari 2

kali, tergantung banyaknya corak warna yang diinginkan pada kain batik

tulis yang akan kita buat. Setelah langkah ini selesai, kembali lagi ke

langkah sebelumnya, yakni mewarnai kain dan tentunya dengan pewarna

yang berbeda.

9

6. Nglorot

Setelah selesai Melukis dan menetupi bagian kain kembali dengan

canting, langkah selanjutnya adalah nglorot. Tahap nglorot ini adalah tahap

merebus kain yang sudah berubah warnanya menggunakan air panas.

Tujuan nglorot ini adalah untuk menghilangkan lapisan lilin, sehingga motif

yang sudah dibuat pada kain akan terlihat dengan jelas. Setelah proses

ngelorot kain langsung dibilas dengan air bersih untuk mengghilangkan sisa

sisa pewarna dan lilin yang masih tertinggal di kain . Proses nglorot bisa

diperlihatkan seperti gambar 2.5 di bawah ini :

Gambar 2.5 : mendesain pola batik

(sumber : https://masfikr.com/cara-membuat-batik-tulis/)

7. Menjemur kain

Setelah semua tahapan selesai, langkah selajutnya adalah

menjemurnya sampai kering. Setelah kering, maka kain batik sudah siap

digunakan.

Dari proses pembuatan batik tulis dari tahap 1 sampai tahap 7, tahap

yang memerlukan keterampilan khusus adalah tahap 1-3. Tahap 1

tergantung pada kreatifitas pembatik itu sendiri, tahap 2 dan 3 tergantung

pada keterampilan penggunaan canting.

Mungkin beberapa orang memiliki kesulitan pada tahap 1. Apalagi

bila orang tersebut memiliki kekurangan dimana konsep yang ada di

10

otaknya tidak bisa sesuai dengan gerakan tangannya. Maka dari itu pada

tahap 1 yang semula menggambar nya secara langsung dapat diganti dengan

menggambarnya dalam software yang ada di computer. Dengan cara ini

dapat mengatasi masalah yang tadi disebutkan serta dapat dengan mudah

menduplikasi desain yang diinginkan yang mengakibatkan waktu untuk

mendesain batik lebih pendek dan prosesnya lebih mudah.

Tahap 2 – 3 adalah tahap yang paling sulit pada proses pembuatan

batik. Bagian tersulitnya adalah mengaplikasian lilin sesuai pola yang sudah

dibuat dan menjaga termperatur lilin pada canting agar lilin tetap cair akan

tetapi tidak terlalu cair.

Bila kita melihat masalah sulitnya pengaplikasian lilin pada kain

sesuai pola, maka solusinya kita bisa menggunakan sistem cetak yang

bernama sistem plotter. Kelebihan menggambar menggunakan plotter yaitu

dapat menggambar garis dan bentuk dengan bantuan pena sehingga mampu

membentuk garis yang tak terputus. Hal ini sangat sesuai dengan tahap 2

dan tahap 3 dimana lilin diaplikasian pada kain dan lilin harus menutupi

pola secara keseluruan.

Bila kita melihat masalah menjaga termperatur lilin pada canting

agar lilin tetap cair akan tetapi tidak terlalu cair. Solusinya adalah

menggunakan canting elektrik. Canting ini secara otomatis dapat menjaga

temperatur dari jenis lilin yang akan dipakai.

1.2 Pengertian Plotter

Plotter bisa di definisan sebagai mesin untuk menggambar di atas

sebuah media kertas dengan bantuan dari perintah yang berasal dari computer.

Kelebihan menggambar menggunakan plotter yaitu dapat menggambar garis

dan bentuk dengan bantuan pena sehingga mampu membentuk garis yang tak

terputus [1]. Pena yang tidak memiliki spesifikasi khusus seperti bentuk, warna

dan besar kecilnya pena. Cara lain untuk mendefinisikan sistem dari plotter

adalah sebuah printer grafik vektor yang memberikan hardcopy secara akurat

sesuai pada softcopy yang ada di komputer. plotter juga memiliki kapasitas

11

untuk menggambar beberapa ratus salinan gambar yang sama berulang-ulang

tanpa perlu perintah baru.

Sistem penggerak plotter yang akan dirancang menggunakan sistem

penggerak yang sama persis dengan mesin CNC 3 aksis, akan tetapi alat potong

pada mesin CNC ini diganti dengan canting elektrik.

1.3 Computer Numerical Control

2.3.1 Pengertian CNC

CNC atau singkatan dari Computer Numerical Control adalah mesin

perkakas dengan sistem otomas yang dioperasikan berdasarkan

program yang sudah diset pada perangkat cnc tersebut. Kata NC adalah

singkatan dalam bahasa Inggris dari kata Numerical Control yang artinya

"kontrol numerik".Prinsipnya seperti mesin perkakas biasa dengan tambahan

motor yang berfungsi untuk menggerakan eretan sesuai koordinat sesuai

program yang telah di set dalam mesin CNC. Dengan mesin CNC, Tingkat

ke presisian suatu produk dapat dijamin hingga 1/100 mm dan dapat

memproduksi produk massal dengan hasil yang sama persis dengan waktu

yang sangat singkat bila dibandingkan dengan menggunakan mesin perkakas

konvensional.

Program CNC disebut dengan program G-code, progam yang

bersarkan pergerakan sistem kordinat kartesian ataupun polar.[2] Program

tersebut bisa dibuat secara manual ataupun merubah gambar CAD menjadi

program CNC. CAD merupakan singkatan Computer Aided Design. CAD

secara singkatnya bisa di definisikan sebagai gambar teknik yang digambar

dalam suatu software. Gambar CAD harus di convert menjadi G-code agar

dapat terbaca dalam perangkat CNC.

Mesin CNC memiliki banyak keunggulan, diantara lain:

1. Mengurangi waktu produksi

2. Mengurangi resiko human error

3. Mengurangi biaya pekerja

4. Reliabilitas yang tinggi (tahan lama)

5. Fleksibel dalam perubahan desain dari suatu produk

12

Dari uraianan keunggulan diatas, plotter CNC sangat cocok

diterapkan pada proses membatik terutama pada proses melukis dan

menutupi bagian putih pada kain batik. Keuntungan menggunakan mesin

CNC yang sangat cocok dalam proses membatik ada di poin 1, 2 , dan 5.

Bila proses membatik bisa dialihkan menjadi plotter berbasis CNC, maka

kuantitas dan kualitas dari batik tulis bisa ditingkatkan sampai 5 kali lipat.

2.3.2 Bagian Bagian Mekanik Mesin CNC

Bagian bagian mekanik mesin CNC yang akan dibahas adalah mesin

CNC yang memilik 3 aksis, yakni aksis X, Y dan Z. Setiap aksis bisa dilihat

pada gambar 2.6 dibawah ini :

Gambar 2.6 : 3 aksis pada mesin CNC

(sumber : https://en.wikipedia.org/wiki/Machine_tool)

Setiap akis memiliki bagian bagian utama agar dapat bergerak sesuai

program yang telah dibuat, bagian bagian tersebut bisa dilihat pada gambar

2.7 seperti dibawah ini :

Gambar 2.7 : bagian bagian utama eretan .

13

a. Motor penggerak.

Motor yang digunakan untuk menggerakan eretan. Motor yang

digunakan adalah motor listrik DC. Jenis yang sering digunakan adalah jenis

motor DC servo dan stepper. Perbedaan mendasar antara motor stepper

dengan servo adalah dari kontruksi motornya dan bagaimana motor tersebut

dikontrol.

b. Rotor penghubung.

Rotor penghubung adalah rotor yang digunakan untuk

menghubungkan poros motor listrik dengan power screw.

c. Poros penahan.

Poros adalah batang yang digunakan untuk menahan beban aksial

dan atau beban puntir. Poros yang digunakan untuk menahan badan aksis

yang akan digerakan. Poros ini tidak mengalami beban puntir dan hanya

menerima beban aksial. Poros yang digunakan adalah poros yang

berpenampang lingkaran.

Perhitungan untuk poros dengan pembebanan aksial tanpa torsi bisa

dilihat pada rumus di bawah ini:

𝜎𝑦 = 32 𝑀𝑏

𝜋𝑑3 (1)

𝑑𝑖𝑚𝑎𝑛𝑎 ∶

𝜎𝑦 = Batas maximum tengangan bahan (Kg/𝑚𝑚2)

𝑀𝑏 = 𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛 𝑏𝑒𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔 (Kg.mm)

𝑑 = 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑡𝑒𝑟 𝑝𝑜𝑟𝑜𝑠 (mm)

d. Power screw.

Power screw atau disebut juga dengan translation screw adalah jenis

transmisi yang digunakan untuk merubah gerak putar menjadi gerak

translasi. Power screw yang akan digunakan adalah Power screw dengan

ulir berbentuk persegi. Untuk perhitungan Power screw, akan lebih mudah

bila kita bayangkan power screw sebagai segitiga seperti gambar 2.8

dibawah ini :

14

Gambar 2.8 : (a) Bidang miring pada ulir dengan membandingkan diameter dengan

kisar

(b) Skema pembebanan power screw.

Dimana : d = Diameter (mm)

p = Pitch pada ulir screw (mm)

α = Sudut kemiringan (°)

W = Berat beban (Kgn)

P = Gaya yang bekerja (Kgn)

F = Gaya gesek yang terjadi di power screw (Kgn)

𝑅𝑁= Gaya normal (Kgn)

Bila kita lihat gambar 2.8 (a), akan didapat perhitungan seperti dibawah ini:

𝑡𝑎𝑛 𝛼 =𝑝

𝜋.𝑑 (2)

Dimana : d = Diameter (mm)

p = Pitch pada ulir screw (mm)

α = Sudut kemiringan (°)

Bila kita lihat gambar 2.8 (b), akan didapat perhitungan seperti dibawah ini:

Bila beban dinaikan ke atas, maka gaya gesek (F = μ.RN) akan mengarah ke

bawah.

Penyelesaian gaya-gaya sepanjang bidang miring.

P.cos α = μ.RN – W.sin α (3)

Penyelesaian gaya - gaya yang tegak lurus bidang.

RN = W.cos α - P.sin (4)

15

Bila persamaan 3 dan persaman 4 substitusikan, akan

menghasilkan persamaan 5 seperti di bawah ini:

𝑃 = 𝑊(𝜇.𝑐𝑜𝑠 𝛼−𝑠𝑖𝑛 𝛼)

(𝑐𝑜𝑠 𝛼+𝜇.𝑠𝑖𝑛 𝛼) (5)

Dimana : P = gaya yang bekerja, bisa diartikan juga sebagai torsi yang

diperlukan untuk menggerakan ulir. (Kgn.cm)

𝜇 = angka koefisien gesek.

W = Beban yang akan dipindahkan. (Kgn)

𝑅𝑁= Gaya normal. (Kgn)

Bila di lihat dari perhitungan di atas, bisa disimpulkan bahwa

semakin besar diameter dari sebuah Power screw, maka semakin besar pula

nilai α nya dan berakibat semakin kecilnya usaha yang diperlukan. Akan

tetapi ini juga akan berefek bertambahnya jumlah putaran yang diperlukan

untuk mencapai jarak yang telah ditentukan.

Perhitungan untuk menentukan besarnya motor yang diperlukan

untuk menggerakan power screw bisa dilihat pada perhitungan dibawah ini:

𝑃 =2.𝜋.𝑛.𝑇

4500 (6)

Dimana : P = Daya motor (hp)

n = Kecepatan putaran motor (Rpm)

T = Torsi yang diperlukan (kgn.cm)

e. Bearing linier.

Bearing linier adalah bearing linier yang bertindak sebagai bantalan

dan mengurangi gesekan yang terjadi saat gerakan eretan terjadi.

16

1.4 Metode Desain Pahl & Beitz

Perancangan merupakan kegiatan awal dari usaha merealisasikan suatu

produk yang sangat dibutuhkan oleh masyarakat. Setelah perancangan selesai,

maka langkah selanjutnya adalah pembuatan produk. Kedua kegiatan tersebut

dilakukan dua orang atau dua kelompok orang dengan keahlian masing-masing,

yaitu perancangan dilakukan oleh tim perancang dan pembuatan produk oleh

tim kelompok pembuat produk.

Pahl dan Beitz mengusulkan cara merancang produk, yang dijelaskan

dalam bukunya; Engineering Desaign : A Systematic Approach. Cara

merancang Pahl dan Beitz terdiri dari 4 fase, yang masing-masing terdiri dari

beberapa langkah. Keempat fase tersebut adalah :

1. Perencanaan dan penjelasan tugas

2. Perancangan konsep produk

3. Perancangan bentuk produk (embodiment design)

4. Perancangan detail

Setiap fase perancangan berakhir pada hasil fase, seperti fase pertama

menghasilkan daftar persyaratan dan spesifikasi perancangan. Hasil setiap fase

tersebut kemudian menjadi masukan untuk fase berikutnya dan menjadi umpan

balik untuk fase yang mendahului. Perlu dicatat pula bahwa hasil fase itu sendiri

setiap saat dapat berubah oleh umpan balik yang diterima dari hasil fase-fase

berikutnya.

17

Diagram 2.1 di bawah ini adalah contoh bentuk diagram perancangan Pahl dan

Beitz yakni :

Tugas Pasar,Perusahaan,Ekonomi

Perencanaan dan Penjelasan Tugas

Analisis pasar dan keadaan perusahaan

Memformulasi usulan produk

Penjelasan tugas

Mengembangkan daftar persyaratan

Daftar persyaratan

(Spesifikasi Produk)

Konsep produk

(Solusi)

Layout awal

Dokumen produk

Layout akhir

Mengembangkan Solusi Utama

Mengidentifikasi masalah-masalah penting

Menentukan struktur fungsi produk

Mencari prinsip-prinsip kerja produk

Membentuk beberapa alternatif produk

Evaluasi terhadap kriteria teknis & ekonomis

Mengembangkan Struktur Produk

Menentukan bentuk awal, memilih material dan perhitungan-

perhitungan

Memilih layout awal yang terbaik

Memperbaiki layout

Evaluasi terhadap criteria teknis & ekonomis

Menetukan struktur produk

Menghilangkan kelemahan dan kekurangan

Cek kalau-kalau ada kesalahan

Persiapan daftar komponen awal dan dokumen

Pembuatan dan susunan produk

Menyiapkan dokumen pembuatan

Mengembangkan gambar atau daftar detail

Menyelesaikan instruksi-instruksi pembuatan susunan

danpengiriman produk

Periksa semua dokumen

Solusi

Tin

gkat

kan

dan

per

bai

kan

Info

rmas

i p

erb

aiki

daf

tar

per

syar

atan

has

il u

mpan

bal

ik

Per

enca

naa

n d

an

Pen

jela

san P

rodu

k

Per

anca

ngan

Ko

nse

p P

rodu

k

Per

anca

ngan

Ben

tuk

P

eran

can

gan

Det

ail

Diagram 2.9 : Diagram Alir Perancangan Menurut Pahl And Beitz

18

2.4.1 Perencanaan Proyek dan Penjelasan Tugas

Tugas fase ini adalah menyusun spesifikasi produk yang mempunyai

fungsi khusus dan karakteristik tertentu yang memenuhi kebutuhan

masyarakat. Produk ini dengan fungsi khusus dan karakteristik tertentu

tersebut merupakan olahan hasil survei bagian pemasaran atau atas

permintaan segmen masyarakat. Fase pertama tersebut perlu diadakan untuk

menjelaskan secara lebih detail sebelum produk tersebut dikembangkan

lebih lanjut.

Pada fase ini dikumpulkan semua informasi tentang semua

persyaratan atau requirement yang harus dipenuhi oleh produk dan kendala-

kendala yang merupakan batas-batas untuk produk. Hasil fase ini adalah

spesifikasi produk yang dimuat dalam suatu daftar persyartan teknis. Fase

perencanaan produk tersebut baru dapat memberikan hasil yang baik, jika

fase tersebut memperhatikan kondisi pasar, keadaan perusahaan dan

ekonomi negara.

2.4.2 Perancangan Konsep Produk

Berdasarkan spesifikasi produk hasil fase pertama, dicarilah

beberapa konsep produk yang dapat memenuhi persyaratan-persyaratan

dalam spesifikasi tersebut. Konsep produk tersebut merupakan solusi dari

masalah perancangan yang harus dipecahkan. Beberapa alternatif konsep

produk dapat ditemukan. Konsep produk biasanya berupa gambar skets atau

gambar skema yang sederhana, tetapi telah memuat semua konsep yang

diinginkan.

Beberapa alternatif konsep produk kemudian dikembangkan lebih

lanjut dan dievaluasi. Evaluasi tersebut haruslah dilakukan dalam beberapa

kriteria khusus seperti kriteria teknis, kriteria ekonomis dan lain-lain.

Konsep produk yang tidak memenuhi persyaratan-persyaratan dalam

spesifikasi produk, langsung dicoret dan tidak diteruskan prosesnya,

sedangkan dari beberapa konsep produk yang memenuhi kriteria dapat

dipilih solusi yang terbaik.

19

2.4.3 Perancangan Bentuk (Embodiment Desaign)

Pada fase perancangan bentuk, konsep produk “diberi bentuk”, yaitu

komponen-komponen konsep produk yang dalam gambar skema atau

gambar skets masih berupa garis atau batang saja. Pada fase ini harus diberi

bentuk sedemikian rupa sehingga komponen-komponen tersebut secara

bersama dapat menyusun bentuk produk, yang dalam gerak dan tidak saling

bertabrakan sehingga produk dapat melakukan sebagaimana fungsinya.

Konsep produk harus digambarkan pada preliminary layout, sehingga dapat

diperoleh beberapa preliminary layout.

Preliminary layout masih harus dikembangkan lagi menjadi layout

yang lebih baik lagi dengan meniadakan kekurangan dan kelemahan yang

ada dan sebagainya. Kemudian dilakukan evaluasi terhadap beberapa

preliminary layout yang sudah dikembangkan lebih lanjut berdasarkan

kriteria teknis, kriteria ekonomis dan lain-lain yang lebih ketat untuk

memperoleh layout yang terbaik yang disebut definitive layout. Definitive

layout telah dicek dari segi kemampuan yang dapat melakukan fungsi

produk, kekuatan, kelayakan finansial dan lain-lain.

2.4.4 Perancangan Detail

Pada fase perancangan detail, maka susunan komponen produk, bentuk,

dimensi, kehalusan permukaan, material dari setiap komponen produk mulai

ditetapkan. Hasil akhir fase ini adalah gambar rancangan lengkap dan

spesifikasi produk untuk pembuatan.