Desain Jig & Fixture Untuk Pipe Fitting Steel Concentric
Reducer Pada Mesin Bevel
Michael Tri Adelitho, Rahman Hakim
Batam Polytechnics
Mechanical Engineering Study Program Jl. Ahmad Yani, Batam Centre, Batam 29461, Indonesia
E-mail: Michaeltri123@gmail.com
Abstrak
Perkembangan dunia manufacturing saat ini begitu pesat. Manufacturing sejatinya memiliki peranan penting di dalam dunia industri. Perusahaan-perusahaan industri yang bergerak dalam dunia manufaktur semakin bertambah, salah satunya PT. Flo Bend Indonesia yang merupakan perusahaan manufacturing yang bergerak di bidang pipe fitting baja, produksi pipe di PT. Flo Bend Indonesia dilakukan dengan proses machining. Dalam proses ini sangat dipengaruhi kualitas dari jig & fixture. Untuk itu dibutuhkan jig & fixture yang didesain untuk memegang, menopang dan memposisikan setiap bagian sehingga setiap permesinan yang dilakukan sesuai dengan batas spesifikasi Salah satu cara untuk menyelesaikan masalah tersebut adalah dengan melakukan perancangan dan pemilihan jig &fixture yang lebih fleksibel dan dapat menyesuaikan dengan dimensi material. Untuk itu penelitian ini membahas bagaimana rancang bangun jig & fixture untuk pipe fittng steel concentric reducer untuk ukuran 6”, 8’, 10”, 12”. Penelitian ini dilakukan di PT. Flo Bend Indonesia, dengan cara pengumpulan data dan melakukan observasi ke lapangan dan menggunakan metode diagram Fish Bone. Dengan adanya perancangan desain jig & fixture Concentric Reducer ini diharapkan dapat mempermudah para operator machining dalam proses pengerjaan di mesin beveling dan penghemataan biaya pembuatan Jig & Fixture.
Kata kunci: Jig & Fixture, Pipe Fitting,Mesin Bevel
Abstract
The development of the manufacturing world today is so rapid. Manufacturing actually has an important role in the industry. Industrial companies engaged in the manufacturing world are increasing, one of which is PT. Flo Bend Indonesia which is a manufacturing company engaged in steel pipe fittings, pipe production at PT. Flo Bend Indonesia is done by a machining process. In this process, the quality of jigs & fixtures is greatly influenced. For that we need a jig & fixture that is designed to hold, support and position each part so that each machine is carried out in accordance with the specification limits. One way to solve this problem is to design and select jigs & fixtures that are more flexible and can adjust to the material dimensions . For this reason, this study discusses how to design jigs & fixtures for pipe steel concentric reducers for sizes 6“, 8“, 10“, 12“. This research was conducted at PT. Flo Bend Indonesia, by collecting data and conducting observations to the field and using the Fish Bone diagram method. With the design of the Jig & Fixture Concentric Reducer design, it is expected to facilitate machining operator in the process of beveling and the cost of making Jig & Fixture.
Keywords : Jig & Fixture, Pipe Fitting,Bevel machine
1 Pendahuluan
Perkembangan dunia manufacturing saat ini begitu pesat. Manufacturing sejatinya memiliki peranan penting di dalam dunia industri untuk menghasilkan suatu produk. Perusahaan-perusahaan industri yang
bergerak dalam dunia manufaktur semakin bertambah salah satu nya PT. Flo Bend Indonesia yang baru-baru ini melakukan investasi di kota Batam [4]. PT. Flo Bend Indonesia merupakan perusahaan manufacturing yang bergerak di bidang pipefitting baja. Perusahaan ini merupakan satu- satunya, perusahaan manufaktur
pipe fitting baja yang ada di indonesia varian produk yang diproduksi oleh PT. Flo Bend Indonesia adalah elbow, reducer, tee, cap. Pipe fitting merupakan
sambungan pipe yang dipergunakan unuk
menyambung dua buah pipe. Dalam proses pembuatan pipe fitting ini banyak tahap-tahap yang harus dilalui, secara singkat produksi pipe di PT. Flo Bend Indonesia dilakukan dengan yaitu proses machining. Pada proses machining tahap yang menjadi fokus adalah pada proses pengerjaan yaitu beveling. Beveling merupakan proses pembentukan surface pipa menjadi 45 yang berfungsi sebagai penyambungan dua pipe saat proses pengelasan. Dalam pengerjaan ini sangat dipengaruhi kualitas dari jig & fixture, karena jig & fixture merupakan suatau alat bantu pemegang fitting yang digunakan dalam membuat pengandaan fitting tersebut secara presisi dan akurat. Menurut Hoffman (1996), jig & fixture merupakan suatu alat bantu yang digunakan dalam proses permesinan agar dapat menghasilkan duplikasi part yang lebih akurat. Untuk itu dibutuhkan jig & fixture yang di desain untuk memegang, menopang dan memposisikan setiap bagian seingga setiap permesianan yang dilakukan sesuai dengan batas spesifikasi [1-2]. Kualitas produk yang dihasilkan oleh PT. Flo Bend Indonesia sangat dipengaruhi oleh sebuah jig & fixture. Masalah yang sering timbul akibat dari jig & fixture diantaranya adalah dimensi material yang variatif sering menyebabkan proses pengerjaan beveling timbul sebuah masalah yaitu proses pergantian jig & fixture apa bila mengerjakan Item Fitting reducer yang lain. Salah satu cara untuk menyelesaikan masalah tersebut adalah dengan melakukan perancangan dan pemilihan jig &fixture yang lebih fleksibel dan dapat menyesuaikan dengan dimensi material yang variatif sehingga produk yang dihasilkan akan lebih baik dan dapat mempelancar proses produksi. Untuk itu penelitian ini membahas bagaimana rancang bangun jig & fixture untuk pipe fittng steel concentric reducer untuk ukuran 12”,10”,8”, 6” . Mempermudah proses dan pengerjaan memperlancar proses produksi
2 Metodologi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di PT. Flo Bend Indonesia.
Pengumpulan data dilakukan dengan observasi terhadap mesin dan jig & fixture concentric reducer serta melakukan wawancara dengan kepada operator beveling machine. Dalam proses observasi dan wawancara dibuat daftar kebutuhan dan alternatif desain jig & fixture untuk mempermudah dalam pembuat konsep desain. Setelah itu akan dilakukan penyaringan desain konsep dan pemilihan desain yang akan dijadikan sebagai produk
Penelitian ini dicari akar penyebab masalah dan digambar kan menggunakana metode sebab akibat (Fish Bone Diagram) [3]. Diagram ini menunjukan suatu hubungan antara penyebab (faktor-faktor) yang menyebabkan suatu kualitas dari jig & fixture.
Diagram FishBone
Gambar 1: Diagram Fish Bone
Dengan menggunakan Diagram ini dapat
mengidentifikasi apa saja kekurangan desain dari Jig & Fixture yang ada di PT Flo-Bend Indonesia.
Berikut ini adalah kekurangan – kekurangan yang dijabarkan dengan menggunakan diagram Fishbone:
Desain.
Desain Jig & Fixture yang terbatas Desain flange yang terbatas
Gambar3: Jig & Fixture pipe fitting concentricreducer
Gambar 4: Jig & Fixture pipe fitting concentricreducer
Gambar 1, gambar 2, gambar 3, merupakan salah satu jig & fixture pipe fiiting baja concentric reducer yang digunakan di PT. Flo Bend Indonesia, dengan desain flange yang bisa diganti cuma satu sisi dapat mempersulit para operator machining, karena apa bila ada material yang punya dimensi yang berbeda para operator machining harus mengganti jig & fixture yang berbeda.
Material
Item Pipe Fitting Reducer
Dengan adanya item material yang berbeda-beda diharuskan operator machining mengganti jig & fixture yang mengikuti jenis item material.
Mesin Beveling PE 16
Mesin yang bersifat terbatas
Gambar 5: Mesin Beveling PE 16
Gambar 6: Mesin Beveling PE 16
Mesin Beveling PE 16 dapat mengerjakan item material concentric reducer dari ukuran 12x10 inchi, 8x6 inchi, 10x8 inchi
Operator
Tidak ditraining Kurang teliti
Dengan tidak ditraining dan kurang ketelitian operator dapat mempersulit dalam proses pergantian jig & fixture
Metode
Prosedur manual
Untuk melakukan pergantian jig & fixture dilakukan prosedur manual dengan menggunakan Crane manual dan Forklip
2.1 Alat-Alat Penelitian Dan Material Alat:
A. Software Solidwork : dipergunakan sebagai perangkat lunak untuk membantu proses desain suatu benda atau bangunan dengan mudah dalam proses membuat rancangan desain jig & fixture
B. Measuring : - Jangka Sorong
- Mistar
- Bevel Protactor
Alat ukur tersebut digunakan dalam proses pengukuran dimensi jig & fixture
3 Analisa Data dan Pembahasan
Perancangan jig & fixture dilakukan untuk mempermudah dalam proses penggerjaan di mesin bevel. Objek yang menjadi penelitian ini adalah jig & fixture pipe fitting concentric reducerr, gambar 7 merupakan gambar dari jig & fixture pipe fitting concentric reducer yang ada di PT. Flo-Bend Indonesia. Proses beveling merupakan salah satu proses permesinan yang sudah dibantu dengan penggunaan alat bantu jig & fixture. Jig & fixture yang digunakan saat ini terdiri dari 3 buah, yang masing – masing alat bantu digunakan untuk memproses
pembuatan profil bevel pada permukaan pipe fitting concentric reducer. Pipe fitting concentric reducer ini mempunyai item dimensi yang berbeda sehingga waktu setup memerlukan waktu yang lama karena dalam proses setup ini memerlukan penyettingan ulang pada jig & fixture [4].
Gambar 7: Jig & Fixture
Perancangan jig & fixture untuk proses bevelling untuk memperbaiki dan melengkapi kekurangan dari jig & fixture yang sudah ada di PT. Flo-Bend indonesia. Salah satunya yaitu untuk membantu operator machining dalam proses bevelling, selain itu perancangan jig & fixture ini dapat mempercepat waktu setup.
3.1. Perancangan Jig & Fixture
Perancangan desain jig & fixture memperhatikan kriteria tertentu, yaitu mempunyai kontruksi yang sederhana, mudah dalam proses pengerjaan dan perawatannya, [5]. Rancangan desain jig & fixture dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 8: Desain jig & fixture
Terdapat beberapa tahap dalam melakukan
perancangan , salah satunya merancang komponen atau part yang diperlukan pada perncangan jig & fixture seperti rangka base plate dan flange.
3.2. Perancangan (Base Plate)
Dengan perancangan dudukan base plate dilakukan sebagai penompang utama Fixture. Base plate
dirancang menjadi 2 bagian yaitu up dan down, yang pada bagian sisi samping kiri dan kanan mempunyai slop yang berfungsi sebagai tempat pemasangan flange, pada bagia sisi samping ini mempunyai 8 lubang yang mempunyai ulir berfungsi sebagai tempat masuk nya baut sebagai pengunci flange, supaya flange tersebut tidak bergerak, gambar 9.
Gambar 9: Base Plate Up & Down
Gambar 10: Spesifikasi Base Plate Down (A. pandangan depan, B pandagan samping , C
pandangan atas)
Gambar 11: Spesifikasi Base Plate Up (A pandangan depan, B pandagan samping , C pandangan atas)
Desain jig & fixture ini mempunyai rancangan yang berbeda dari desain sebelumnya, dimana desain sebelumnya mempunyai satu sisi slop saja yang dapat dibongkar pasang, sedangkan desain jig & fixture rancangan ini mempunyai dua sisi slop yang dapat dibongkar pasang, perancangan ini dibuat agar lebih mudah pada saat proses pergantian flange karena mempunyai dua sisi yang dapat dibongkar pasang. Rancangan dari desain ini juga melengkapi kekurangan
Up Down
(A) (B) (C)
dari desain jig & fixture yang sudah ada , yaitu adanya rancangan jalur aliran keluar coolant yang berfungsi
apabila pada proses pengerjaan machining
menggunakan coolant, air coolant tidak dapat tertapung didalam jig & fixture bagian bawah (Down). Dapat dilihat pada gambar 12 point A.
Gambar 12: Desain jalur aliran keluar coolant (Down)
3.2. Perancangan flange
Flange yang digunakan untuk mencekam benda kerja atau material, ukuran setiap pipe fitting concentric reducer ini mempunyai ukuran yang berbeda, dimana 1 set jig & fixture rancangan ini menggunakan 8 buah flange, flange ini mempunyai ukuran 6’’, 8’’, 10’’, 12’’ ukuran ini berasal dari OD (Outer Diameter) pipe fitting, pada masing-masing setiap ukuran flange ini memilki 2 pcs. Yang memiliki bentuk persegi panjang
yang ditengah-tengahnya mempunyai lubang
berbentuk setengah lingkaran mengikuti ukuran dari pipe fitting. Rancangan flange dapat dilihat pada gambar 13.
Gambar 13: Desain flange 6”,8”,10”,12”
Gambar 14: Spesifikasi Flange 6”,8”,10”,12”
3.3 Analisis Simulasi Jig & Fixture
Simulasi jig and fixture menggunakan software solidworks simultions dengan konsep static analisis. Tahapan ini bertujuan untuk mengetahui stress dan factor safety saat pembebanan pada jig fixture. Material yang digunakan pada proses simulasi yaitu menggunakan material plain carbon stell, material ini tergolong ke dalam jenis medium carbon. Data sheet material dapat dilihat pada Tabel 1 berikut.
Tabel 1 : Material Data Sheet
Material Young Modulus (MPa) Yield Strengh (MPa) Mass Density (Kg/m³) Tensile Strengh (MPa) Plain Carbon Steel 210000 220 7800 399
Dengan spesifikasi material yang ada pada Tabel 1, maka tahapan selanjutnya yaitu menggunakan spesifikasi material tersebut sebagai acuan untuk menentukan hasil dari simulasi. Reaksi stress pada saat pembebanan dapat dilihat pada gambar 15.
Gambar 15: Simulasi stress jig & fixture
A
6”
10”
8”
Dari gambar 15 didapatkan warna reaksi yang tidak begitu signifikan dikarenakan warna reaksi masih dalam kategori warna hijau dan biru. Beban berupa pressure yang di berikan pada jig fixture yaitu sebesar 0.4 Mpa. Beban ini di dapat dari tekanan pada hidrolic mesin bevel. Dalam pengujian didapatkan nilai tegangan maksimal sebesar 27.3 Mpa. Nilai tersebut masih di bawah dari nilai Yield Strengh yang ada pada material yaitu sebesar 220 Mpa. Dengan kesimpulan bahwa pembebanan yang diberikan pada jig fixture masih dalam kategori pembebanan elastis. Tahapan selanjutnya yaitu mencari nilai dari factor safety setelah pembebanan pada jig fixture. Dengan pembebanan yang di berikan pada jig fixture sebesar 0.4 Mpa dan arah reaksi berupa garis merah yang ada pada gambar 16. Maka didapatkan hasil factor fo safety sebesar 8.1 , hasil tersebut berarti jig fixture yang di rancang dapat menahan beban maksimal sebesar 8x dari beban yang telah di berikan.
Gambar 16: Simulasi factor of safety jig & fixture
3.4Analisis Kelayakan Ekonomis Jig & Fixture
Banyak varian jig & fixture concentric reducer dari ukuran 12”x10”, 10”x8”, 8”x6” yang dimiliki oleh PT. Flo-Bend Indonesia, yang menyebabkan kurang efesien dalam segi pembuatan jig & fixture ini karena PT.Flo-Bend Indonesia akan mengeluarkan biaya yang lebih. Berikut ini contoh gambar 15 dari jig & fixture concentric reducer yang tersedia di PT.Flo-Bend Indonesia
Gambar 15: Varian jig & fixture point. (A) jig & fixture ukuran 8”x6”, (B) jig & fixture ukuran 10”x8”, point (C) jig & fixture
12”x10”
Analisis ini dilakukan untuk melihat apakah jig & fixture yang dirancang ini cukup layak secara ekonomis. Hasil analisa ini dapat dilihat pada perbandingan table 2.
Table 2 .perbandingan ongkos pembuatan jig & fixture yang lama dan jig & fixture yang baru
P L T
Jig & Fixture (Before) Jig & Fixture
(After) Reducing Cost Rp29.808.000 Part Name 466 238 19,7 466 238 19,7 Dimension (mm)
QTY Unit Price Total Price
Rp35.400.000 Rp5.592.000 3 set 1 set Rp11.800.000 Rp5.592.000
Hasil perbandingan menunujukan bahwa ongkos pembuatan jig & fixure yang baru dapat mengurangi biaya pembuatan jig & fixture. Dan memiliki perbandingan reducing costsebesar Rp.29.808,000.
4 Kesimpulan
Dari semua tahapan yang sudah dilakukan dapat disimpulkan :
Jig & fixture concentric reducer dapat digunakan sebagai alat bantu dalam proses pembuatan bevel pipe fitting concentric reducer.
Rancangan jig & fixture dapat menghemat biaya pembuatan jig & fixture sebesar Rp.29.808,000.
Dengan menggunakan konsep perancangan design terbaru, proses pengerjaan pada mesin bevel lebih effective dan efficient.
C
Hasil simulasi yang di dapatkan menunjukkan nilai stress maksimum sebesar 27.3 Mpa, Nilai tersebut masih di bawah dari nilai Yield Strengh yang ada pada material yaitu sebesar 220 Mpa dan nilai dari factor of safety sebesar 8.1 , dengan kata lain konsep design yang di buat aman untuk digunakan.
5. Daftar Pustaka
[1] Hoffman E.G., “Jig and Fixture Design”, Fourth Edition, ITP an International Thomson Publishing Company, 1996.
[2] Ibrahim C., “Perkakas Bantu” , Laboratorium Teknik Industri dan Metrologi Industri –Jurusan Mesin- Fakultas Teknologi Industri ITB- Bandung, 1986.
[3] Fauizal Naily., “Aplikasi Fish Bone Analysis Dalam Meningkatkan Kualitas Produksi Teh Pada PT. Rumpun Sari Kemuning Kabupaten karang Anyar”,Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret, Surakarta, 2009.
[4] Prassetiyo Hendro., “Rancang Jig dan Fixture Pembuatan Produk Cover On-Off”,Jurusan Teknik Industri, Institut Teknologi Nasional Bandung, Jawa Barat, 2015.
[5] Santoso Aa., “Perancangan Jig and Fixture Sistem Pneumatik Untuk Proses Pemasangan Bearing and Absorber Pada Velg Rear Wheel”, Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Singarperbangsa, Karawang, 2017.
