1

OPTIMASI PROSES DRAWING BUMP STOPPER CAP DENGAN METODE DOUBLE DRAWING TOOL DAN ANALISIS

DENGAN SOFTWARE PAM-STAMP 2G

Endjang Patriatna1 , Maria Ivanova2 (1) Dosen Jur. Teknik Perancangan Manufaktur, Politeknik Manufaktur

Negeri Bandung, Jl. Kanayakan 21 Bandung 40135, (2) Mahasiswa D4 Polman Jur. Teknik Rekayasa dan Pengembangan Produk

email: mivanovas@yahoo.com

Abstrak

Variabel-variabel penting untuk mencapai target dari suatu pekerjaan adalah kualitas, waktu, biaya, dan sumber daya. Kualitas produk yang baik, waktu dan biaya yang tepat, serta sumber daya yang memadai merupakan kunci keberhasilan suatu pekerjaan. Namun sulit untuk mencapai kesempurnaan dari semua variabel tersebut. Hal ini masih dapat dicapai dengan cara optimasi salah satu dari variabel-variabel tersebut. Produk bump stopper merupakan produk sheet metal yang diproduksi secara massal di PT. Sinar Terang Logam Jaya. Untuk mencapai kontur akhir, produk ini melalui tahapan proses sebagai berikut: blanking, drawing (2 kali), forming (2 kali), emboss (2 kali), piercing, trimming, dan notching. Waktu yang diperlukan untuk mencapai kontur akhir mencapai 88 detik. Penulis akan mengoptimasi tahapan proses bump stopper dengan cara menyatukan 2 proses drawing dan diaplikasikan pada mesin double-action 40 Ton. Metode yang digunakan penulis adalah double-drawing tool. Untuk mencegah permasalahan yang akan terjadi dengan optimasi ini, penulis akan melakukan analisis dengan menggunakan bantuan software, dan salah satu software analisis yang dapat digunakan untuk menganalisis proses pembentukan produk berbahan dasar pelat (sheet metal) secara khusus adalah software PAM-STAMP 2G versi tahun 2012 dengan memasukan beberapa parameter (spefisikasi) produk. Maka akan dibahas pembuatan double-drawing tool untuk produk bump stopper. Optimasi dan analisis ini ditujukan sebagai pedoman untuk mengatasi masalah pada produk sejenis lainnya sehingga dapat memenuhi variabel waktu dalam kinerja proyek.

Kata kunci: Bump stopper, Press tool, Double-drawing tool 1. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang Bump stopper adalah salah satu komponen kendaraan roda empat yang sedang diproduksi oleh PT. Sinar Terang Logam Jaya untuk jenis kendaraan mobil CRV. Bump stopper sendiri berfungsi sebagai dudukan dari shock absorber, salah satu perangkat vital kendaraan. Maka dari itu secara tidak langsung, produk ini berperan dalam meredam kejutan sehingga bodi kendaraan tidak bergetar berlebihan akibat melewati jalan bergelombang.

Gambar 1. 1 Gambar Produk

Bump stopper terdiri dari komponen bump stopper cap dan seat yang dirakit dengan proses

cold welding. Penulis hanya berfokus pada komponen bump stopper cap. Permasalahan yang muncul pada bump stopper cap di PT. Sinar Terang Logam Jaya ini adalah waktu proses. Pencapaian kontur akhir produk ini harus melalui 8 (delapan) tahapan proses, yang dinilai mengambil waktu proses yang cukup lama. Konsep awal untuk mengatasi masalah ini, penulis mengoptimasi tahapan proses sehingga mengurangi waktu pembuatan.

Gambar 1. 2 Tahapan Proses

2

1.2 Rumusan Masalah Masalah yang akan diangkat yaitu mengenai bagaimana perubahan tahapan proses drawing yang baru. Cara melakukan optimasi adalah dengan menyatukan tahapan proses 1,2, dan 3 dengan menggunakan metode double-drawing tool.

1.3 Ruang Lingkup Kajian Kajian yang akan dilakukan penulis dilingkupi oleh analisis yang dilakukan bersifat penelusuran / investigasi berdasarkan tool yang telah selesai dibuat sebagai referensi, dimensi produk mengacu pada gambar produk dari PT. Sinar Terang Logam Jaya, analisis dilakukan pada tahapan drawing saja, analisis menggunakan software PAM – STAMP 2G versi tahun 2012 dibantu dengan software Solidworks 2013, analisis dilakukan pada material SPCC dengan ketebalan 1.6 mm, kajian hanya sebatas rancangan tool tanpa pembuatan tool, dan tidak dilakukan estimasi perhitungan biaya.

1.4 Tujuan Penulisan Tujuan melakukan penulisan ini adalah menyajikan solusi pengurangan tahapan proses drawing sehingga dapat mempersingkat waktu proses produksi, menganalisis tahapan proses pembentukan produk yang menerapkan metode double-drawing tool, dan menghasilkan rancangan tool bump stopper cap yang menerapkan metode double-drawing tool.

2. Proses Perancangan

2.1 Metodologi Perancangan Metodologi yang digunakan untuk mengoptimasi tahapan proses ini adalah VDI 2222. Pada metodologi ini terdapat empat tahapan utama untuk menyelesaikan suatu rancangang yaitu tahap merencana, mengkonsep, merancang, dan menyelesaikan.

Gambar 2.1 Diagram metodologi perancangan berbasis

VDI 2222.

2.2 Tahap Merencana Tahapan yang akan dilakukan penulis dalam proses merencana diantaranya ialah memperjelas penugasan / order, menentukan pekerjaan dalam hal ini tujuan rancangan yang akan dibuat, dan menganalisis spesifikasi dan tuntutan yang harus dicapai dalam penugasan. Maka didapatkan sebagai berikut:

Tabel 2. 1 Tuntutan Bump Stopper

2.3 Tahap Mengkonsep Tahapan yang akan dilakukan penulis dalam melakukan proses mengkonsep ini diantaranya ialah studi literatur sebagai acuan pembuatan double drawing tool, menganalisis konsep, dan melakukan kajian proses. Berdasarkan referensi dari tool yang telah ada sebelumnya penulis mendapatkan diameter bentangan awal produk sebesar ⌀120 mm.

Gambar 2. 2 Bentangan Produk

Tahapan selanjutnya adalah perencanaan proses restriksi dengan menggunakan hasil bentangan pada sub-bab sebelumnya. Double drawing tool memerlukan dua kali proses restriksi. Pada sub-bab ini akan dicari dua diameter, yaitu diameter awal (d1) dan diameter lanjut (d2). Oleh karena diameter lanjut dan diameter bentangan telah diketahui, maka penulis melakukan perhitungan mulai dari perhitungan proses bentukan lanjut:

Untuk proses bentukan lanjut harga βijin dapat dilihat pada tabel berikut (β lanjut).

3

Tabel 2. 1 Harga βijin Pembentukan Lanjut

Maka didapatkan:

maka berdasarkan perhitungan yang dipaparkan sebelumnya, maka didapatkan diameter awal adalah 90.23 mm ≈ 90 mm untuk mendapatkan diameter akhir 52.8 mm.

Gambar 2. 3 Proses Restriksi 2 Tahapan

Berdasarkan perhitungan bentangan dan restriksi yang dilakukan sebelumnya, maka penulis membuat konsep rancangan sebagai berikut:

Gambar 2. 4 Konsep Rancangan Double Drawing Tool

Penulis membuat 2 alternatif konsep rancangan yang memiliki perbedaan pada geometri punch 1 dan die tetapi pada pengoperasiannya sama.

Tabel 2. 5 Alternatif Konsep

Maka, tahapan proses tool sebagai berikut:

Gambar 2. 5 Tahapan Proses Tool

3. Perhitungan Rancangan

3.1 Perhitungan Clearance Tabel 3. 1 Drawing Clearance

Maka didapatkan clearance untuk kasus ini (tebal pelat = 1.6 mm) : Clearance drawing awal = 1.8 mm Clearance drawing akhir = 1.75 mm

3.2 Perhitungan Gaya Pembentukan Gaya pembentukan terdiri dari gaya pembentukan awal untuk diameter 90 dan gaya pembentukan lanjut untuk diameter 52.8.

Faktor n didapatkan dari tabel:

Tabel 2. 2 Tabel Faktor n

* s = t = tebal lembaran material

4

Maka didapatkan gaya pembentukan awal 21204.39 N dan gaya pembentukan lanjut 71511.89 N. 3.3 Perhitungan Gaya Blankholder

3.4 Perhitungan Gaya Tool Penentuan kapasitas tonase mesin press diperoleh melalui perhitungan – perhitungan gaya yang terjadi pada tool. Berdasarkan hasil perhitungan gaya, diperoleh besar gaya yang terjadi pada tool sbb :

Gaya Tool Total = Gaya Proses Total+Gaya Blankholder+Gaya Shedder = 92716.28 N + 5539.29 N + 71511.89 N = 169767.46 N Gaya Mesin = 120 % x 169767.46 N = 203720.952 N = 20.3 ~ 20 Ton Besar gaya mesin merupakan acuan tonase mesin minimum yang dapat digunakan untuk mengoperasikan tool yang dirancang, sehingga tool dapat dioperasikan dan dipasang pada mesin press double action 40 Ton di PT. Sinar Terang Logam Jaya.

3.5 Pemilihan Pegas Blankholder

Kontrol Defleksi Pegas MISUMI SWL 35 – 90 L0 = 90 mm L Solid = 48.6 mm

Gambar 3. 1 Diagram Kerja Pegas Terpilih

4. Analisis

4.1 Analisis Konsep 1

Keterangan: Gambar sebelumnya menunjukan sebaran ketebalan pelat setelah proses pembentukan.

5

Ketebalan berada pada range 0.03 mm – 1.79 mm. Hasil analisis menandakan akan terjadi crack pada bagian yang berwarna biru. Dan wrinkling yang besar pada bagian merah. 4.2 Analisis Konsep 2

Keterangan: Gambar sebelumnya menunjukan sebaran ketebalan pelat setelah proses pembentukan (OP20). Ketebalan berada pada range 1.14 mm – 1.92 mm. Hasil analisis menandakan akan terjadi wrinkling yang besar pada bagian merah. Berdasarkan kedua hasil analisis yang dipaparkan beserta keterangannya, maka penulis menetapkan alternatif 2 sebagai rancangan terpilih. Penulis melakukan pengukuran ketebalan dari produk yang menerapkan tahapan proses dari perusahaan (sebelum optimasi). Ketebalan minimal didapatkan 0.92 mm dan ketebalan maksimal sebesar 1.94 mm. Hasil pengukuran ini dibandingkan dengan hasil analisis yang menerapkan tahapan proses rancangan penulis. Pada bagian tertipis penulis menilai tahapan proses setelah optimasi lebih baik 0.57 mm dibandingkan tahapan analisis sebelum optimasi. Sedangkan pada bagian tertebal penulis menilai tahapan proses setelah optimasi lebih baik 0.02 mm dibandingkan tahapan analisis sebelum optimasi.

5. Kesimpulan

Hasil perancangan tersebut telah memenuhi

tujuan yang diinginkan yaitu menyajikan solusi

pengurangan tahapan proses drawing sehingga

dapat mempersingkat waktu proses produksi,

menganalisis tahapan proses pembentukan

produk yang menerapkan metode double-

drawing tool, dan menghasilkan rancangan tool

bump stopper cap yang menerapkan metode

double-drawing tool. Berdasarkan data yang

didapatkan penulis maka waktu proses yang

akan diperoleh dengan tool ini menjadi 77 detik.

Ini mengurangi 11 detik dari waktu proses

sebelum optimasi.

Daftar Pustaka

[1] AIDA, Keinosuke, AIDA Press Handbook, AIDA Engineering Ltd.

[2] Luchsinger, H.R., 1995, Tool Knowledge 6 : Deep Drawing Tools (Fundamentals) Includes also Form Drawing, Semi-Piercing, Embossing,Coining, and Collar Drawing, Indoswiss training centre (CSIO) , Cahndigarh – India.

[3] Ostergaard, Eugene, 1962. Basic Die Making , McGraw-Hill Book Company, New York.

[4] Paquin, J.R., 1962, Die Design Fundamentals, Industrial Press, New York.

[5] Pearce, Roger, 1991, Sheet Metal Forming.Adam Hilger , Newyork.

[6] Smith, D.A., 1965, Die Design Handbook 3rd Edition,Mc Graw Hill (SME) , USA.

[7] Smith, William F. Dan Javed Hashemi, 2011, Foundations of Materials Science and Engineering Fifth SI Edition, Mc Graw Hill , Singapore.

[8] Sudarmawan, Rony, 2009, Teknologi Press Dies, Kanisius, Yogyakarta.

[9] Timoshenko, S.P, J.N. Goodier, Darwin Sebayang, 1986, Teori Elastisitas, Erlangga , Jakarta.