III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di tiga tempat, yaitu:

1. Pembuatan alat dan bahan di Laboratorium Proses Produksi Jurusan Teknik Mesin

Universitas Lampung pada bulan Januari 2013.

2. Pengujian dan pengambilan data dilakukan di Laboratorium SMK N2 dan bengkel

Montecarlo Bandar Lampung.

B. Tools Perancangan

adapun perlalatan yang digunakan dalam perancangan curling dies adalah sebagai berikut :

1. Solidworks

Software Solidworks 2009 digunakan sebagai media perancangan awal untuk membuat

desain sebelum curling dies dibuat secara langsung.

22

Gambar 3.1. Software Solidworks 2009

2. Deform 3D

Deform 3D digunakan sebagai media untuk membuat simulasi hasil rancangan

solidworks untuk melihat mampu bentuk engsel tipe butt dalam penekanan pada curling

dies dengan sistem pres.

Gambar 3.2. Software Deform 3D

23

C. Peralatan dan Bahan Curling Dies

1. Peralatan

adapun perlalatan yang digunakan dalam pembuatan curling dies adalah sebagai berikut :

a. Mesin sekrap

Mesin sekrap digunakan untuk membuat celah pada cetakan yaitu dengan menyekrap

masing-masing pelat baja AISI 1060. Untuk membuat celah dilakukan pencekaman

pada ragum mesin sekrap kaemudian atur langkah pergerakan makan, kecepatan dan

kedalaman makan sehingga benda kerja terbentuk sesuai yang diinginkan.

Gambar 3.3. Mesin sekrap

b. Mesin las

Mesin las yang digunakan yaitu mesin las listrik Helvi. Kawat las yang digunakan

yaitu RB 26 dengan arus yang digunakan 90 Amp.

24

‘

Gambar 3.4. Las listrik Helvi

c. Mesin bubut

Dalam pembuatan punch digunakan mesin bubut untuk menghaluskan poros dan

perataan permukaan. Pencekaman benda kerja dilakukan untuk membuat benda kerja

center kemudian menentukan kedalaman pemakanan dengan mata pahat bubut.

Gambar 3.5. Mesin bubut

25

d. Mesin bor

Pembuatan lubang pada dies dibutuhkan mata bor dengan kualitas baik karena bahan

yang akan diberi lubang sangat keras. Hasil pengeboran ini sangat mempengaruhi hasil

penekukan pelat engsel pada saat ditekan.

Gambar 3.6. Mesin bor listrik

e. Jangka sorong

Untuk pembuatan curling dies dibutuhkan alat ukur yang memenuhi standar agar

dapat hasil pengukuran yang akurat. Jangka sorong dapat digunakan mengukur benda

kerja baik celah maupun lubang agar dapat membuat benda kerja susuai desain yang

diinginkan.

Gambar 3.7. Jangka sorong

26

f. Mesin pres

Untuk membuat pelat engsel mampu bentuk diperlukan penekanan dengan mesin

pres, dimana mesin pres yang digunakan adalah mesin pres hidrolik. Dalam

penggunaannya poros punch harus lurus dengan poros mesin pres.

Gambar 3.8. Mesin pres hidrolik

2. Bahan Curling Dies

Adapun bahan yang digunakan dalam pembuatan curling dies ini adalah sebagai berikut:

a. Pelat baja tebal 4 cm

Pelat baja ini digunakan sebagai dies atau cetakan dalam penekukan engsel. Pelat ini

tergolong baja karbon tinggi dengan tipe AISI 1060. Pelat ini akan dilakukan

penyekrapan dan pengeboran dalam bidang tertentu sehingga menjadi bentuk yang

diinginkan.

27

Gambar 3.9. Pelat AISI 1060

b. Pelat engsel

Engsel yang akan dilakukan penekukan terbuat dari baja AISI 1015 yaitu tergolong

baja karbon rendah dengan tebal 1 mm.

Gambar 3.10. Pelat AISI 1015

c. Pelat baja tebal 1,5 mm

Pelat ini digunakan sebagai penekan yang langsung berinteraksi dengan engsel dan

material pelat ini harus lebih keras dari pada material engsel yaitu tipe AISI 1045.

28

Gambar 3.11. Pelat AISI 1045

d. Pelat baja tebal 4 mm

Pelat bersudut siku ini digunakan sebagai penahan pelat yang bersinggung dengan

engsel. Pelat ini akan masuk celah cetakan engsel.

Gambar 3.12. Pelat baja

e. Poros diameter 4 cm

Poros pejal adalah bagian paling atas curling dies dimana poros ini berinteraksi secara

langsung dengan mesin pres hidrolik.

29

Gambar 3.13. Poros baja

D. Peralatan pengujian

Adapun alat yang digunakan dalam pengujian dimensi lingkaran engsel tipe butt adalah

sebagai berikut :

a. Profile projector

Profile projector adalah perangkat pengukuran optikal yang memperbesar permukaan

objek kerja yang diproyeksikan dalam skala linier atau sirkular. Profile projector

memperbesar profil banda kerja ke dalam sebuah layar menggunakan tipe

pencahayaan.

30

Gambar 3.14. Profile projector

b. Lensa projector

Lensa ini berfungsi sebagai alat pembesaran benda kerja sesuai dengan tingkat

kemampuan pembesaran lensa tersebut. Lensa memperbesar profil benda kerja ke dalam

sebuah layar.

Gambar 3.15 Lensa projector

31

c. Plastik mal transparan

Plastik ini dibuat tanda melingkar dengan perbandingan skala 1:20 kali pembesaran

benda kerja.

Gambar 3.16. Plastik mal transparan

E. Prosedur Penelitian

Adapun prosedur penelitian yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Desain dengan solidwork

Sketsa 2D adalah hal yang paling fundamental dari sebuah model 3D. Setiap sketsa yang

dibuat memiliki karakteristik yang berbeda, baik itu dari segi bentuk, ukuran, dan

orientasinya. Pembuatan sebuah sketsa dalam aplikasi software SolidWorks dapat

menggunakan tiga bidang (plane) utama yaitu bidang depan (Front), atas (Top), dan

kanan (Right).

32

Selanjutnya akan dijelaskan langkah – langkah pembuatan sketsa 2D di SolidWorks yaitu

sebagai berikut :

a. Membuka sebuah dokumen Part baru

Klik new document pada toolbar SolidWork maka akan muncul sebuah dokumen baru

SolidWork seperti terlihat pada gambar 3.17. Selanjutnya pilih icon part dan klik OK

atau bisa juga dengan mengklik dua kali icon part.

Gambar 3.17. Dokumen baru SolidWorks

b. Memulai sketsa

Klik Insert > Sketch, atau klik icon Sketch dari Sketch Command Manager, maka akan

muncul default plane (Front, Top, dan Right) pada Graphic area seperti terlihat pada

gambar 3.18. Selain itu juga akan muncul pesan yang menuntun user dalam memilih

plane.

Gambar 3.18. Default plane pada graphic area SolidWorks

33

c. Memilih bidang kerja (work plane)

Pilih salah satu plane yang tersedia seperti yang dijelaskan pada gambar 3.18. Untuk

memilih sebuah plane, user cukup mengklik plane yang diinginkan.

d. Membuat sketsa

Memilih salah satu tool yang sesuai dengan yang kita butuhkan untuk membuat model

yang akan kita buat. Adapun tool yang tersedia seperti yang terlihat pada gambar 3.19

berikut ini.

Gambar 3.19. Macam – macam tools

Kemudian menggambar sketsa yang akan kita buat sesuai dengan dimensi yang telah

kita tentukan sebelumnya. Setelah menyelesaikan sketsa 2D, selanjutnya lanjut ke

tahap yang lebih dalam lagi yaitu pemodelan part dasar (3D). Base Feature adalah

fitur yang pertama kali digunakan saat membuat part. Untuk membuat fitur ini

digunakan fitur Extruded Boss. Kemudian menggunakan fitur – fitur yang lain sesuai

dengan model yang kita ingin buat. Proses assembling digunakan ketika model yang

kita buat membutuhkan lebih dari satu part. Proses ini dimulai dengan mengklik

assembly pada saat membuka part baru.

34

2. Simulasi menggunakan Deform 3D

Setelah desain curling dies dibuat dengan menggunakan program solidworks kemudian

hasil perancangan disimulasikan dengan software Deform 3D. Pada deform akan

memprediksi aliran material dalam operasi pembentukan engsel tipe butt dalam desain

cetakan yang sebelumnya di desain dengan solidworks. Pada proses penekukan

menggunakan aplikasi berbasis 3D. inter object friction yang menggunakan tipe Shear

friction sebesar 0.12 , meshing benda kerja diasumsikan sebanyak 5000 elemen dan juga

movement top dies sebesar 1 mm/sec.

Gambar 3.20. Inter Object Friction

Setelah memasukan desain punch, dies dan workpiece kedalam program deform

selanjutnya seting penempatan masing-masing objek seperti engsel dimasukan dalam

cetakan dan punch ditempatkan pada atas cetakan yang memungkinkan punch bergerak

menekan dalam celah cetakan. Dalam simulasi dimasukan bahan material objek yaitu

punch AISI 1045, dies AISI 1060, workpiece AISI 1015. Setelah itu seting movement

35

untuk pergerakan punch kebawah yaitu 26 mm, menjalankan simulasi dan dapat

diketahui pergerakan punch dalam menekan pelat engsel.

Gambar 3.21. Meshing

3. Pembuatan punch dan dies penekukan pelat engsel

a. Proses dan tahapan yang dilakukan dalam pembuatan punch yaitu:

1. Menyiapkan pelat baja AISI 1045 ukuran 100 mm x 26 mm yang akan dijadikan

sebagai pelat yang berinteraksi langsung terhadap engsel pada saat penekanan.

2. Menyiapkan pelat 5 mm ukuran 100 mm x 180 mm

3. Poros pejal dengan diameter 40 mm panjang 100 mm

4. Menggabungkan pelat pertama dan kedua tegak lurus membentuk sudut 900

dan

mengelas antara pelat tersebut

5. Mengelas poros pejal diatas pelat kedua dengan tegak lurus agar poros mesin pres

bisa menempel lurus saat penekanan.

36

b. Adapun proses dan tahapan yang dilakukan dalam pembuatan dies yaitu:

1. Menyiapkan pelat baja AISI 1060 dengan ukuran 100 mm x 90 mm x 40 mm x 2.

2. Melakukan perlakuan panas pelat AISI 1060 dengan pendinginan secara

berangsur-angsur dengan media udara

3. Menyekrap satu sisi pelat dengan kedalaman makan 2 mm dengan luas bidang

100 mm x 52 mm

4. Menggabungkan kedua pelat dengan las listrik

5. Mengebor pada titik yang telah ditentukan dengan diameter bor 10 mm

6. finishing

4. Prosedur pengujian curling dies dengan mesin pres

Pengujian curling dies dilakukan di bengkel Montecarlo dengan menggunakan mesin pres

dengan kapasitas tekanan maksimal 600 kg/cm. Mesin pres di seting jarak ketinggian

antara poros mesin pres dan alas dasar mesin pres. Sebelum pengujian, celah pada dies

dilumasi oli dengan tujuan meminimalisir gesekan saat benda kerja ditekan. Setelah itu

penekan di seting sedemikian rupa sehingga lurus dengan poros mesin pres yang

kemudian dimasukan engsel yang telah dilumasi oli kedalam dies atau cetakan dan

dilakukan penekanan secara konstan sampai engsel melingkar sesuai dengan yang

diinginkan. Membuka katup pada mesin pres agar tekanan menjadi bebas. Setelah engsel

di tekuk melingkar kemudian lepas engsel dari cetakan melalui celah samping cetakan.

37

5. Prosedur pengukuran dimensi lingkaran engsel

Dimensi lingkaran engsel dapat di ukur menggunakan profile projector dengan tujuan

untuk melihat penyimpangan yang terjadi pada engsel yang telah dibentuk melingkar

dengan cetakan. Untuk pengukuran dimensi lingkaran perlu disiapkan plastik mal

berbentuk lingkaran dengan ukuran 20 kali lebih besar dari ukuran sebenarnya. Setelah

memasang mal pada layar kemudian hidupkan lampu projector untuk menyinari engsel

yang telah dipasang pada meja profile projector. Menyeting titik nol benda kerja terhadap

garis lingkaran mal pada layar, kemudian menekan tombol zero untuk kalibrasi garis

layar pada titik nol. Menentukan titik benda kerja yang akan di ukur keakuratannya

dengan lingkaran pada mal yaitu 12 titik tanda daerah pada benda kerja yang akan

dianalisa. Dalam pengukuran gerak sumbu x dan y diatur pada putaran pengatur gerak

sumbu.

38

D. Diagram Alir Penelitian

Tidak

Ya

3.22. Diagram alir penelitian

Selesai

Pengumpulan data proses

bending dan materi engsel tipe

Butt

Merancang desain curling dies engsel

tipe Butt menggunakan SolidWorks

Analisa hasil dan

pembahasan

Kesimpulan

Mensimulasikan dengan Deform

Pembuatan curling dies

engsel tipe Butt

Mulai