DESAIN DAN ANALISIS STATIS DIES OUTER REAR DOOR
MOBIL ESEMKA RAJAWALI 2
DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE CATIA V5
Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata II pada Program Studi Magister Teknik Mesin Program Pascasarjana
Oleh
ROHMADI
NIM. U100140009
PROGRAM STUDI MAGISTER TEKNIK MESIN PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017
DESAIN DAN ANALISIS STATIS DIES OUTER REARDOOR MOBIL ESEMKA RAJAWALI 2
DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE CATIA V5 Rohmadi 1, Supriyono2, dan Agus Dwi Anggono3
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan desain pintu belakang mobil Esemka Rajawali 2 bagian luar (outer rear door) dengan menggunakan metoda reverse engineering. Mobil Esemka merupakan salah satu mobil nasional yang sedang dikembangkan di Indonesia.Esemka Rajawali 2 mempunyai model SUV(Sport Utility Vehicle) bermesin Esemka 1.6L, 1.597 cc in line DOHC. Metode reverse engineering atau lebih dikenal dengan metoda rekayasa balik merupakan suatu metode untuk memperoleh data geometri dari produk yang telah ada dan merekonstruksi ulang menjadi model gambar tiga dimensi.Model tiga dimensi tersebut kemudian digunakan untuk melakukan desain cetakan atau dies. Desain dies dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak CATIA V5.Proses pembuatan die memegang peranan penting karena dari sinilah nantinya akan dihasilkan dengan berbagai macam komponen bodi mobil dengan bentuk sesuai rancang bangun yang diinginkan. Pembuatan rancang bangun sebuah bodi mobil terdiri dari berbagai macam model, bentuk, serta konstruksinya. Setelah desain cetakan selesai maka dilanjutkan dengan melakukan analisis statik untuk mengetahui tegangan yang terjadi pada cetakan. Penelitian ini telah berhasil membentuk model tiga dimensi pintu belakang dengan menggunakan metode riverse engineering. Desain cetakan berhasil dibuat dengan menggunakan perangkat lunak CATIA V5. Dari hasil analisis statik dengan beban maksimal 50.000 N, cetakan tersebut masih berada pada kondisi yang aman berdasarkan pada tegangan luluh material yang digunakan.
Kata kunci: pintu belakang, esemka rajawali 2, reverse engineering, desain cetakan, analisis statik
Abstract
The research objective is to design the outer back door of Esemka Rajawali 2 by using reverse engineering method. Esemka car is one of the national cars that is developing in Indonesia. Esemka Rajawali 2 has a model SUV (Sports Utility Vehicle) engined by Esemka 1.6L, 1,597 cc inline DOHC. Reverse engineering method is a method to get geometry data from existing products and reconstruct into three-dimensional drawing model. The three-dimensional model is then used to design the mold or dies. Dies design was done by using CATIA V5 software. The process of die making is important stage because it will be produced with a
1
Mahasiswa Megister Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2Dosen Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.
variety of desired body designs. The design of a car body is made up of various models, shapes, and constructions. After the mold design was completed then continued to do static analysis to find the stresses that occur in the dies. The research was succeeded in making three-dimensional models by using reverse engineering method. Die design was successfully createdusing CATIA V5 software. From static analysis results with a maximum of 50,000 N, the die was still in a safe condition based on the yield stress of the material.
Keywords: rear door, esemka rajawali 2, reverse engineering, die design, static analysis
1. Pendahuluan
Mobil Esemka merupakan salah satu mobil nasional yang sedang dikembangkan di Indonesia. Esemka sendiri merupakan produk mobil hasil rakitan siswa-siswa Sekolah Menengah Kejuruan yang bekerja sama dengan institusi serta industri dalam negeri dan beberapa perusahaan lokal dan nasional. Beberapa prototipe mobil Esemka sudah diluncurkan dan siap diproduksi massal, diantaranya Esemka Rajawali, Esemka Rajawali 2, Esemka Digdaya, Esemka Bima, Esemka Hatchback, Esemka Surya, Esemka Zhangaro, Esemka Patua. (www.wikipedia.co.id).
Esemka Rajawali 2 mempunyai model SUV(Sport Utility Vehicle) bermesin Esemka 1.6L, 1.597 cc in line DOHC, dengan perbandingan kompresi 10,5 : 1. Sistem bahan bakarnya menggunakan multi point injection 4 silinder yang mampu menghasilkan tenaga sebesr 103 tenaga kuda pada putaran 5.500 rpm dengan torsi puncak 145 Nm di 4.100 rpm. Esemka Rajawali 2 dirakit oleh SMK Negeri 2 Surakarta dan SMK Warga Surakarta. Dalam proses produksinya mobil Esemka Rajawali 2 terus menerus mengalami penyempurnaan. Pengembangan produksi Esemka diharapkan dapat memperkecil kelemahan serta meningkatkan keunggulan mobil tersebut.Akan tetapipengembangan mobil Esemka Rajawali 2 mengalami kesulitan karena belum adanya dokumentasi data-data penting dari mobil seperti engineering drawing.Dengan adanya masalah tersebut, diperlukan metode reverse engineering untuk mendapatkan engineering drawing dari mobil Esemka.
Reverse engineering dapat didefinisikan sebagai evaluasi sistematik dari suatu produk dengan tujuan membuat replika. Hal ini melibatkan desain ulang bagian baru dari perbaikan bagian yang rusak atau pecah, peningkatan presisi model dan
pemeriksaan model numerik. Keuntungan dari teknik ini meliputi umpan balik yang cepat, reduksi data, langsung ke geometri dan presisi yang lebih tinggi dari produk aslinya (Dúbrav & Kender, 2012; Sansoni & Docchio, 2004).
Pada penelitian ini dikembangkan metode reverse engineeering untuk memperoleh engineering drawing mobil Esemka Rajawali sehingga dapat dimanfaatkan oleh biro industri. Hasil akhir dari penelitian ini berupa engineering drawing outerrear door mobil Esemka Rajawali 2agar bisa di produksi oleh industri dalam negeri. Engineering drawing outer rear door mobil Esemka Rajawali 2 yang dihasilkan diharapkan dapat menjadi bahan evaluasi untuk edisi terbaru dari mobil Esemka Rajawali generasi selanjutnya.
2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan diatas, maka fokus penelitian ini adalah perumusan masalah yang ada diantaranya :
1. Bagaimana cara mendapatkan dokumentasi mobil Esemka Rajawali melalui metode reverse engineering?
2. Bagaimana melakukan desain dies untuk outer rear door?
3. Tujuan Penelitian
Tujuan yang hendak dicapai dalam penelitian ini adalah :
1. Membuat dokumentasi outer rear door mobil Esemka Rajawali 2 melalui metode reverse engineering.
2. Melakukan desain dies untuk outer rear door mobil Esemka Rajawali 2.
3. Melakukan analisis statik pada cetakan atau dies.
4. Tinjauan Pustaka
Pada dasarnya prinsip rekayasa balik sama dengan penelitian ilmiah, namun objek yang ditelaah berbeda. Objek yang ditelaah pada riset ilmiah biasanya adalah fenomena alami, sedangkan pada rekayasa balik, objek yang ditelaah adalah benda buatan manusia (Zhang, 2003). Teknik yang sama kini diteliti untuk diterapkan pada sistem perangkat lunak turunan, bukan untuk keperluan industri atau pertahanan,
melainkan untuk menggantikan dokumentasi yang salah, tidak lengkap atau belum tersedia(Martin, 1997).
Konsep reverse engineering diindustri merupakan suatu langkah meniru produk yang sudah ada (dari produsen lain) sebagai sebagai dasar untuk merancang produk baru yang sejenis dengan merubah disain, memperkecil kelemahan dan meningkatkan keunggulan produk dari para pendahulunya( Arnautovic & Svetinovic, 2012). Kegiatan yang dilakukan meliputi 5 (lima) tahap, yaitu:
a. Kegiatan Pembongkaran Produk, b. Kegiatan Penggabungan Komponen, c. Kegiatan Pembandingan
d. Proses disain produk baru serta e. Pembuatan Prototipe Produk.
Reverse Engineering didefinisikan sebagai evaluasi yang sistematik dari produk yang sudah ada dengan tujuan melakukan duplikasi, termasuk didalamnya disain dari komponen baru, duplikat yang sudah ada, pembuatan ulang komponen yang rusak dan peningkatan kepresisian produk. Harga sangat perlu dipertimbangkan dalam perencanaan dies karena berkaitan langsung dengan customer (Anggono, Siswanto, & Omar, 2011a, 2011b; Malika R. Bhat, 2017).
Proses pembuatan die memegang peranan penting karena dari sinilah nantinya akan dihasilkan dengan berbagai macam komponen bodi mobil dengan contour sesuai dengan rancang bangun pada kendaraan. Pembuatan rancang bangun sebuah bodi mobil terdiri dari berbagai macam model, bentuk serta konstruksinya. Dari sekian banyak rancang bangun yang dibuat terciptalah suatu desain yang memenuhi criteria standar original komponen (Rahimi, Eivani, & Kiani, 2015).
Secara umum dies yang dibuat terdiri dari tiga bagian utama :
1. Upper dies: yaitu dies pembentuk bagian atas yang bekerja menekan pelat komponen ke bawah.
2. Lower dies: yaitu dies pembentuk bagian bawah yang berfungsi sebagai dudukan blank holder.
3. Blank holder: yaitu bagian lower dies yang bekerja dengan bergerak naik turun untuk memegang pahat.
Gambar 1.Bagian-bagian Dies
Keterangan gambar :
1.Upper Dies, 4. Guide Hill, 7. Bead (Penjepit Pelat). 2. Lower Dies, 5. Chushion Pin,
3. Blank Holder, 6. Stroke End Block,
Sansoni melakukan rekayasa balik (reverse engineering) (Sansoni & Docchio, 2004) dengan menggunakan pendekatan model based design yang bertujuan untuk membangun model berbasis obyek yang menggunakan standar Unifield Modelling Language (UML) yang diturunkan dari listing program yang ada. Hasil akhir dari proses rekayasa balik (reverse engineering) berupa dokumentasi sistem, yaitu berupa Software Reqireent Specification (SRS) sehingga hasil dari dokumentasi ini dapat menjadi panduan pengembangan atau software development untuk mengetahui proses perubahan-perubahan yang akan terjadi dalam pengembangan dan memelihara aplikasi tulis yang baru.
Dúbrav & Kender mengusulkan sebuah model yang disebut Model Driven
Reverse Rekayasa (MDRE) (Dúbrav & Kender, 2012 ) untuk meningkatkan proses RE
(Re-engineering). Namun, generik dan solusi MDRE masih mempunyai kekurangan yaitu adanya sistem legacy yang hilang atau tidak lengkap. MDRE adalah aplikasi
Model Driven Teknik (MDE) prinsip-prinsip dan teknik untuk REagar menghasilkan model yang relevan berbasistampilan pada sistem legacy, sehingga memfasilitasi pemahaman dan manipulasi.
Cui, dkk (2015) melakukan penelitian mengenai sebuah analisis noda dinamis kerangka baru yang bertujuan untuk mengekstrak data noda lengkap aliran sementara untuk menghilangkan kemacetan yang terjadi di alat yang ada, dengan aplikasi untuk file berformat reverse engineering. Kerangka pro-proses menimbulkan perakitan-tingkat strategi propagasi noda-noda-multi-tag.Berdasarkan pada korelasi semantik yang diperoleh dari informasi jalur noda didapatkan algoritma untuk mengekstraksi struktur file format yang diketahui. Menurut data pengujian runtime program secara keseluruhan berkisar antara 92,98% sampai 208,01% dari panjang yang mendasari instrumentasi saja sedangkan peningkatan kecepatan 60% dibandingkan alat fitur di Windows yang lain. Kompleksitas file format menengah dipartisi dengan benar dan field konstan diesktrak. Karena efisiensi dan skalabilitas, FlowWalker bisa menjawab kebutuhan penelitian yang berhubungan dengan keamanan lebih lanjut (Martin, 1997; Sansoni & Docchio, 2004).
5. Metodologi
Alat yang digunakan dalam penelitian ini, diantaranya : 1. Mobil Esemka Rajawali
Gambar 2.Mobil Esemka R2
2. Software Solid Work dan CATIA V5 3. CMM Manual
6. Hasil dan Pembahasan
6.1. Hasil Pengukuran
Hasil pengukuran dengan menggunakan CMM manual dilakukan pada bagian-bagian utama kendaraan. CMM manual disiapkan dan diatur posisinya sebelum digunakan sehingga pada saat mengatur letak komponen menjadi mudah seperti yang digambarkan pada Gambar 3. Komponen kendaraan yang dapat dilepas dengan mudah dan masuk dalam dimensi CMM manual maka dilakukan pembongkaran. Misalnya komponen pintu samping depan seperti pada Gambar 4 dilakukan pembongkaran kemudian diukur dengan menggunakan CMM. Karena keterbatasan alat ukur ini, maka pengukuran dilakukan pada bagian-bagian utama saja sebagai titik acuan dalam melakukan desain.
Gambar 3.CMM manual untuk mengukur bagian-bagian kendaraan.
Gambar 5.Pengukuran komponen kendaraan pada CMM manual.
Hasil pengukuran secara global dengan menggunakan penggaris digunakan untuk menggambar mobil secara keseluruhan. Penggambaran tersebut juga menggunakan bantuan beberapa titik yang diambil dengan mesin CMM manual. Hasil gambar mobil secara keseluruhan dapat dilihat pada gambar 6.
Gambar 6.Hasil pemodelan kembali mobil emsemka Rajawali dalam berbagai pandangan.
Berdasarkan data gambar mobil secara keseluruhan tersebut kemudian difokuskan pada pintu belakang. Data diambil dari gambar utama dengan penambahan data dari CMM manual pada daerah-daerah dibutuhkan seperti posisi paling atas, bawah dan samping. Penggambaran pintu belakang dengan menggunakan perangkat lunak CATIA V5. Model yang diperoleh berupa model surface seperti pada gambar 7.
Gambar 7.Hasil pemodelan pintu belakang.
Perbandingan ukuran antara hasil CMM dan kamera tidak bisa dilakukan karena data yang sangat berbeda sekali. Sehingga data yang digunakan dalam membuat model adalah dari CMM manual. Sedangkan data dari kamera hanya sebagai panduan dalam membuat kontur kurva. Selain itu, gambar atau model yang dibuat tidak sama persis dengan benda sebenarnya. Berbagai asumsi dan penyederhanaan bentuk dilakukan dengan alasan keterbatasan alat ukur dan memudahkan dalam desain dengan menggunakan CATIA.
6.2. Hasil Desain Solid 3D dengan CATIA
Dalam perancangan desain die, peranan teknologi CAD/CAM sangat dibutuhkan, bahwa penggunaan CAD/CAM dibidang otomotif khususnya dalam pembuatan tooling dies akan mempersingkat waktu perencanaan dan produksi (Anggono & Riyadi, 2014; Dubovska, Jambor, & Majerik, 2014).
Desain die drawing pintu belakang dibuat berdasarkan data–data pada ukuran atau dimensi yang peroleh dari pengukuran dengan menggunakan mesin CMM
manual. Data-data koordinat tersebut dibuat dalam bentuk titik. Pembuatan model geomerti konstruksi die drawing dengan menggunakan aplikasi software CATIA V5. Berdasarkan acuan ketebalan plat maka dibuat surface untuk bagian atas dan bawah cetakan atau dies, seperti pada gambar 8.
Konstruksi die yang digunakan untuk proses drawing secara umum terdiri dari bagian–bagian utama die (lowerdie, upperdie, blank holder) dan beberapa komponen pendukung die (die accessories)
1. Pemilihan Mesin Press
Dalam pembuatan desain dies dikelompokkan berdasarkan mesin press yang dipakai menurut besar kecilnya dimensi dies. Sebagai contoh mesin press yang ada pada bagian stamping plant di PT. Mekar Armada Jaya terdapat 3 (tiga) macam yaitu mesin press dengan kapasitas 600T, 1000T dan 2000T. Dari pemilihan mesin press tersebut, kemudian dikelompokkan menjadi die kecil, sedang, maupun besar. Desain die juga disesuaikan dengan bolster mesin sehingga posisi T - slot bisa dipasang untuk klem die. Pada desai die drawing pintu belakang ini termasuk kelompok die sedang, sehingga desainnya disesuaikan dengan standar pada mesin press yang dipakai yaitu mesin press dengan kapasitas 1000 ton dengan spesifikasi sebagai berikut:
Tonase : 1000 ton
Bed Size : (6200 X 4000) mm Shut Height :2050 mm
Gambar 8.Surface upper die dan lower die.
Gambar 10.Konstruksi Die Drawing Pintu belakang tampak samping.
Dalam pembuatan desain die draw pintu belakang konstruksi die dibuat dengan memperhatikan standar dasar konstruksi casting die draw. Beberapa hal yang dapat dijelaskan antara lain :
- Material : besi cor kelabu - Dimensi Die
- Lower Die : 2500 x 1650 x 860 H (mm) - Upper Die : 2500 x 1650 x 649.14 H (mm) - Pad Die : 1880 x 1250 x 459.38 H (mm) - Luas Blank Material
- Blank Material : 1754 x 1313 x 0.9/0.8 T (mm)
Material yang digunakan untuk pembentukan ada 2 (dua) yaitu dengan bahan AL6111-T4P Alluminium alloy dan BH180 bake-hardenablesteel dengan spesifikasi sebagai berikut:
a. Material : Alluminium alloy (AL111-T4P)
Tebal : 0.9mm
Yield strength : 126.7 MPa Tensilestress : 288.7 MPa
b. Material : Bake-hardenable steel (BH 180) Tebal : 0.8 mm
Yield strength : 201.3 MPa Tensile stress : 334.4 MPa
Bagian – bagian utama konstruksi die drawing ini secara umum dibuat dari material besi cor kelabu Komponen-komponen tersebut digunakan sesuai dengan kebutuhan dan fungsinya masing-masing.
1. Lower Die
Lower die merupakan die pembentuk bagian bawah dan merupakan base dari sebuah die. Lower die ditempatkan pada bolster machine dan biasanya menyatu dengan blank holde rsebagai tempat dudukan. Pada lower die banyak ditempatkan komponen – komponen (acessories die).
Gambar 11.Lower Die atau cetakan bawah
2. Upper Die
Upper die merupakan die pembentuk bagian atas yang bergerak bersama mesin press. Upper die disesuaikan dengan clearance yang sudah ditentukan untuk ketebalan pelat. Upper die ditempatkan pada bagian atas pada slide bolster machine.
Gambar 12.Upper Die atau cetakan atas.
6.3. Desain Acessories Die
Komponen-komponen tambahan yang merupakan accessories die sangat banyak variasinya sehingga perlu disesuaikan dengan fungsi dan kebutuhannya.Komponen – komponen die (Acessories die) untuk die drawing dipilih berdasarkan standar produk komponen Misumi (Misumi Standart Component for Die Press) antara lain:
1. Slide Plate
Slide plate berfungsi sebagai pengarah pada bidang kontak yang saling bergesekan antara dua permukaan yang bergerak. Slidepplate ditempatkan pada guide hill antara upper dan lower die dan antara lower dengan pad. Pemilihan slide plate untuk memudahkan dalam proses assembly dies.
Gambar 13.Slide Plat
2. Stopper Pad
Stoppe rpad dipasang pada bagian lower yang berfungsiuntuk menahan pad pada saat didorong cushion pin agar tidak sampai lepas. Tinggi stopper pad ditentukan agar posisi pad naik lebih tinggi dari contour lower die.
Gambar 14.Stopper Pad
3. Stopper Material
Stopper material berfungsi untuk menahan material pada saat loading/memasukan pelat material pada die agar posisi pelat tetap terjaga konstan pada saat proses drawing. Stopper material dipasang antara blank holder dengan upper die
Gambar 15.StopperMaterial
4. Hook
Hook dipasang pada Blank holder dengan ditanam langsung pada saat pembuatan die casting. Fungsi hook untuk mengangkat die dengan lifter atau crane. Pemilihan hook berdasarkan beban yang diberikan oleh pad. Jumlah hook adalah 4 buah. Berat dari blank holder diasumsikan sebagai beban hook (m≈ P) sebesar 40%
5. Stroke End Block
Stroke end block berfungsi sebagai dudukan dari blank holder pada lower atau upper die dan untuk memeriksa apakah posisi blank holder sudah pas dengan die.
6.4. Hasil Simulasi Statik
Data material yang digunakan adalah baja dengan spesifikasi seperti pada tabel 1. Data material ini yang dipakai dalam perangkat lunak CATIA untuk analisis statik pada cetakan pintu belakan mobil Esemka.
Tabel 1. Properti material baja pada analisis CATIA V5
Properties Value Young modulus Poisson ratio Thermal expansion Yield strength 2 x 1011 N/m2 0.266 1.17 x 10-5oK 2.5 x 108 N/m2
Analisis statik dilakukan pada cetakan atau dies bagian atas dan bawah dengan memberikan variasi beban. Beban terendah yang diberikan pada cetakan adalah sebesar 10.000 N atau setara dengan 5.000 kg. Hasil tegangan yang terjadi seperti ditunjukkan pada gambar 17.
Hasil analisis statik menunjukkan bahwa tegangan tertinggi sebesar 1.56 x 105 N/m2. Jika dilakukan perbandingan dengan kekuatan luluh material yang digunakan sebesar 2.5 x 108 N/m2sebagaimana terlihat di tabel 1, maka tegangan maksimal tersebut masih berada di bawahnya. Tegangan terbesar terjadi pada daerah permukaan dengan sudut-sudut runcing, sebagaimana digambarkan pada gambar 18.
Beban yang diberikan kepada cetakan bawah kemudian ditingkatkan sampai dengan 50.000 N. Hasil analisis statik cetakan bawah dengan beban sebesar 50 kN seperti ditunjukkan pada gambar 19. Tegangan maksimal yang terjadi adalah sebesar 7.8 x 105 N/m2. Nilai tegangan maksimal tersebut jika dibandingkan dengan kekuatan luluh material yang dipakai ternyata masih di bawahnya meskipun terpaut 103 N.m2.
Bagain bawah cetakan cenderung lebih aman karena berada pada posisi datar. Pada analisis ini, kondisi batas berupa bantalan jepit diterapkan pada bagian bawah ini. Pada gambaran distribusi tegangan yang terjadi sebagaimana ditunjukkan pada gambar 20 memberikan hasil yang aman terhadap tegangan maksimal yang diijinkan dari material yang dipilih.
Gambar 17.Distribusi tegangan pada cetakan bawah dengan beban 10 kN.
Gambar 19.Distribusi tegangan pada sisi bawah cetakan.
Gambar 20.Distribusi tegangan pada cetakan bawah dengan beban 50 kN.
Beban yang diterapkan pada cetakan bawah kemudian divariasikan secara meningkat sebagai berikut 10 kN, 20, 30, 40 dan 50 kN. Pada masing-masing pembebanan dilakukan analisa statik dengan menggunakan CATIA. Analisis dilakukan
dengan parameter yang sama kecuali besaran gaya yang bekerja. Hasil tegangan maksimal yang terjadi pada masing-masing pembebanan dapat dilihat pada gambar 21. Dari gambar terebut dapat diketahui dengan jelas bahwa peningkatan beban pada cetakan akan meningkatkan tegangan maksimal yang terjadi pada cetakan. Lokasi atau tempat-tempat terjadinya tegangan yang besar dimasing-masing beban adalah sama.
Gambar 21.Tegangan maksimal pada setiap pembebanan cetakan bawah
Analisis dilanjutkan pada cetakan bagian atas dengan menggunakan parameter analisis yang sama. Variasi beban yang diberikan juga sama yaitu mulai dari 10 kN, 20, 30, 40 dan 50 kN. Pada analisis statik dengan beban 10 kN, tegangan maksimal yang terjadi sebesar 2.44 x 105 N/m2. Sedangkan pada pembebanan sebesar 50.000 N, tegangan maksimal yang terjadi sebesar 1.22 x 106 N/m2. Terjadi peningkatan satu digit pada penerapan gaya 50 kN. Hal ini disebabkan karena konstruksi cetakan yang berbeda dengan cetakan bawah. Cetakan atas dibuat lebih tipis dan berongga dengan alasan untuk menurunkan berat cetakan, karena cetakan atas yang akan bergerak naik turun selama proses pembentukan. Dengan berat yang ringan maka tenaga yang dibutuhkan mesin press akan lebih rendah dibandingkan dengan cetakan yang lebih berat. Distribusi tegangan yang terjadi dapat dilihat pada gambar 22.
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 0 10 20 30 40 50 60 Vo n M ises Str e ss, x 10 5 N/m 2 Punch Force, kN 21
Gambar 22.Distribusi tegangan pada cetakan atas dengan beban 10 kN.
Tegangan tertinggi terjadi pada bagian penyangga sebagaimana yang ditunjukkan pada gambar 23. Analisis tegangan dilanjutkan dengan meningkatkan beban yang diterima sama seperti pada cetakan bagian bawah. Beban meningkat dari 10 kN, 20, 30, 40 dan 50 kN. Gambaran tegangan maksimal yang terjadi pada masing-masing pembebanan dapat dilihat pada gambar 24.
Gambar 23.Tegangan tertinggi terjadi pada bagian penyangga.
Gambar 24.Tegangan maksimal pada setiap pembebanan cetakan atas.
Berdasarkan tegangan maksimal yang terjadi pada setiap pembebanan yang ditunjukkan pada gambar 24, maka pada penerapan gaya 50.000 N tegangan maksimal yang terjadi adalah 12.216 x 105 N/m2. Nilai tersebut masih dibawah tegangan luluh material yaitu sebesar 2.5 x 108 N/m2. Jadi mesikipun terjadi peningkatan tegangan yang besar pada penerapan gaya 50.000 N tetapi masih dalam batas aman jika dilihat berdasarkan analisis statik dan material yang dipakai.
7. Kesimpulan dan Saran
7.1.Kesimpulan
Pada penelitian ini dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Pembuatan data digital atau data CAD untuk outer rear door mobil Esemka Rajawali 2 berhasil dilakukan dengan metoda reverse engineering, menggunakan bantuan alat CMM manual, kemudian dilanjutkan desain menggunakan perangkat lunak Solid Work.
2. Desain dies atau cetakan untuk porses pembentukan pelat pada outer rear door berhasil dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak CATIA V5. Desain cetakan tersebut dilakukan dengan menggunakan data CAD dari hasil reverse engineering kemudian dibuat bagian atas dan bawah sesuai dengan ketebalan pelat yang akan digunakan.
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 0 10 20 30 40 50 60 V on M ises Str e ss, x 10 5 N/m 2 Punch Force, kN
3. Analisis statik pada desain cetakan dengan menggunakan perangkat lunak CATIA V5 telah berhasil dilakukan. Dengan menerapkan beban tertinggi sebesar 50.000 N, cetakan tersebut masih berada pada kondisi yang aman, baik cetakan bawah maupun cetakan yang atas. Kriteria aman dalam hal ini adalah dalam analisis statik dan dibandingkan dengan tegangan luluh maksimal dari material yang digunakan.
7.2.Saran
1. Pada penelitian serupa untuk masa yang akan datang bisa menggunakan CMM digital atau 3D scanning yang dapat menangkap obyek 3D secara sempurna dan dalam bentuk 3D. Dengan demikian dapat dilakukan analsis penyimpangan dimensi antara hasil scanning dengan hasil desain.
2. Analisis dinamik pada cetakan dapat dilakukan pada penelitian berikutnya untuk mengetahui umur pakai dari cetakan tersebut.
3. Analisis dan simulasi pembentukan komponen outer rear door dapat dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Autofrom untuk mengetahui desain cetakan apakah menghasilkan cacat proses seperti pengerutan, penipisan, retak dan sobek selama proses pengepressan.
DAFTAR PUSTAKA
Anggono, A. D., & Riyadi, T. W. B. (2014). Finite Element Simulation of the Drawability of Tailor-Welded Blank. Applied Mechanics and Materials, 660, 3–7. http://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.660.3
Anggono, A. D., Siswanto, W. A., & Omar, B. (2011a). Combined method of spring-forward and spring-back for die compensation acceleration. In 2011 4th International Conference on Modeling, Simulation and Applied Optimization, ICMSAO 2011.
Anggono, A. D., Siswanto, W. A., & Omar, B. (2011b). Finite Element Simulation for Springback Prediction Compensation. Proceeding of the International Conference on Advanced Science, Engineering and Information Technology, 564–569.
Arnautovic, E., & Svetinovic, D. (2012). Value models for engineering of complex sustainable systems, 8, 53–58. http://doi.org/10.1016/j.procs.2012.01.013
Dubovska, R., Jambor, J., & Majerik, J. (2014). Implementation of CAD / CAM system CATIA V5 in Simulation of CNC Machining Process. Procedia Engineering, 69, 638–645. http://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.03.037
Dúbrav, M., & Kender, Š. (2012). Application of reverse engineering techniques in
mechanics system services, 48, 96–104.
http://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.09.491
Malika R. Bhat, S. H. B. (2017). An Expert System of Die Design for Multi Stage Deep Drawing Process, 173, 1650–1657. http://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.12.257
Martin, R. R. (1997). Reverse engineering geometric models-an introduction, 29(4), 255–268.
Rahimi, F., Eivani, A. R., & Kiani, M. (2015). Effect of die design parameters on the deformation behavior in pure shear extrusion. Materials & Design, 83, 144–153. http://doi.org/10.1016/j.matdes.2015.06.007
Sansoni, G., & Docchio, F. (2004). Three-dimensional optical measurements and reverse engineering for automotive applications, 20, 359–367. http://doi.org/10.1016/j.rcim.2004.03.001
Zhang, Y. (2003). Research into the engineering application of reverse engineering technology, 139, 472–475. http://doi.org/10.1016/S0924-0136(03)00513-2
