BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Proses Bending Adalah proses terjadinya pembentukan

material sheet

dari plat

menjadi suatu bentuk yang diinginkan menurut ukuran-ukuran dimensional yang ditentukan tanpa mengesampingkan standar perhitungan secara teknik. Oleh karena ini proses pembentukan,maka proses gaya tarik ( tensile strength ) ketika tarikan material bekerja akan sangat berperan besar terhadap hasil akhir (finish part ). Sehingga dengan demikian beberapa masalah yang timbul akibat hal-hal tarikan / tensile strength pun sering ditemui. Tarikan yang paling baik adalah tarikan yang memiliki titik/point timing pembentukan bersamaan dengan tercapainya titik plastis pada material. kelebihan atau kekurangan tarikan atau disebut juga over strength dan lowest strenght akan dapat mengganggu kualitas part yang dihasilkan. Ini adalah beberapa contoh masalah pada proses forming dan penyebabnya, antara lain; - Wrinkle /gelombang 

kurang tarikan,

- Neck / pecah



kelebihan tarikan, dan

- Spring back /go



kelebihan/kekurangan tarikan.

8

9

Universitas Mercu Buana

2.2 Perhitungan Bending Untuk panjang blank kita perlu memikirkan sejauh mana posisi permukaan netral pada suatu material (no growth no shrink) dari permukaan bagian dalam. Secara geometri biasanya area pengembangan dihitung dari penipisan ketebalan area bending.

( Sumber ; Press die design text book, IMDIA)

Gambar 2-1. Pengembangan Bending

Cara menghitung panjang blank L adalah menambahkan radius dalam (radius bending) R sampai dengan sumbu netral yang ditambah dengan λ dikalikan dengan ketebalan t pada jarak awal material. Dalam meningkatkan kepresisian ukuran produk bending, maka perlu memperjelas hubungan panjang blank dan ukuran produk.


Rumus

L  A B

2    R    t  360

……………. ( 2.1 )

( Sumber; Press die design text book, IMDIA )

Table 2-1. Nilai faktor koreksi ( lamda λ )

Ｒ／ｔ

λ

Bend type

Ｖ bend

Ｕ bend (L bend)

< 0.5

0.2

0.5～1.5

0.3

1.5～3.0

0.33

3.0～5.0

0.4

> 5.0

0.5

< 0.5

0.25～0.3

0.5～1.5

0.33

1.5～5.0

0.4

>5

0.5

( Sumber; Press die design text book, IMDIA )

10

11


(sumber ; www.custompart.net )

Gambar 2-2. Bending diagram


● Multiple bending (multi-bend) Apabila terdapat multi-bend, lakukan perhitungan dengan cara melakukan perhitungan terpisah antara bagian yang lurus dan bagian tekukan/radiuas terlebih dahulu, baru kemudian ditotal.

( Sumber ; Press die design text book, IMDIA )

Gambar 2-3. Multiple Bending

2.3 Karakteristik Material Sifat-sifat alami yang dimiliki oleh material atau sifat bawaan material merupakan salah satu faktor terpenting dalam memilih dan mempertimbangkan jenis material yang akan dipakai pada sebuah perencanaan proses pembuatan produk, sebab hal itu akan sangat berpengaruh pada tingkat keakurasian dan dimensional suatu produk, sehingga dengan mengetahui karakter material yang akan digunakan, maka beberapa masalah saat proses berlangsung dapat sejak dini diantisipasi dan kemudian segera diberikan solusi atas perkiraan masalah yang akan timbul, nantinya.

12

13


2.3.1 Tegangan ( Stress ) dan perubahan bentuk ( deformasi ) Bila memberikan beban pada sebuah produk , maka akan timbul tegangan (stress) dan regangan (strain) bersamaan dengan berubahnya konstruksi produk (deformasi). Tegangan adalah nilai hasil pembagian dari besarnya gaya (beban) yang ditambahkan dibagi dengan luas bidang potong material yang diberi gaya dihitung kekuatan per satuan luas bidang potong.

Beban (N) Stress (MPa) = Bidang potong (mm)

Tegangan yang ditimbulkan akan semakin besar apabila beban semakin besar dan luas bidang potongnya semakin kecil.

Sebutan tegangan akan berbeda-beda tergantung jenis beban yang bekerja, apabila memberikan gaya tarik maka disebut dengan tensile stress (tegangan tarik), dan apabila memberikan gaya tekan maka disebut dengan compressive stress (gaya tekan). Pada material logam yang digunakan untuk pekerjaan press pun, bila menariknya secara berlebihan maka akan terputus , dan apabila ditekan secara berlebihan maka akan pecah. Tegangan yang merusak material metal secara umum adalah sebesar 392 sampai 980 MPa (40 s/d 100 kg/mm2).


Kekuatan material ditentukan dengan besar tegangan yang ditahan.

F σ = ……………………………………(Rumus 2-2) A

2.3.2 Elastisitas dan Plastisitas Deformasi elastisitas adalah perubahan bentuk yang besarnya deformasi berbanding lurus dengan besarnya gaya yang diberikan, kemudian apabila gaya yang diberikan dikembalikan ke nol maka deformasinya pun kembali ke nol, sehingga bentuknya kembali ke bentuk semula disebut dengan elastic deformation (perubahan bentuk elastis). Misalnya, setelah membengkokkan sedikit besi kawat dengan tangan, maka bentuknya akan kembali ke bentuk atau posisi semula. (elemen-elemen ilmu dan rekayasa material,lawrance H.vlack ,hal-254) Deformasi plastis adalah perubahan bentuk yang besarnya deformasi tidak berbanding lurus dengan besarnya gaya yang diberikan, kemudian deformasi tidak kembali ke nol sempurna meskipun gaya yang diberikan dikembalikan ke nol kembali, sehingga masih menyisakan sedikit perubahan bentuk disebut dengan plastic deformation

(perubahan bentuk permanen).

Misalnya, apabila membengkokkan kawat lebih besar lagi , sehingga meskipun tangan dilepas, akan masih tetap menyisakan

14

15


bentuk

bengkokkan.

(elemen-elemen

ilmu

dan

rekayasa

material,lawrance H.vlack ,hal-259)

Sumber ; www.Cyberphysics.co.uk

Grafik 2-1. Tensile Stress – Tensile Strain

2.3.3 Jenis-jenis material 1). Material metal (iron) Dalam proses pressing, material yang sering digunakan adalah steel yang jenisnya sangat bervariatif dan kualitas material ditentukan mulai dari kekuatan,kepadatan sampai ketahanannya. Beberapa jenis-jenis material, antara lain ;


a) Steel plate rendah karbon (steel plate lunak) Sangat banyak digunakan dalam produk press. Material yang kekuatannya rendah tetapi sangat mudah dalam proses produksi. Tabel 2-2. karakteristik material sheet dan kegunaannya

No. JIS

Steel p la te tip is co o l ro llin g

Steel p late tip is h o t ro llin g

SPHC

SPHD

SPHE SAPH310 SAPH370 SAPH400 SAPH440 SPOC SPOCT

SPCD SPCE SPCEN SPP

Karakteristik

Penggunaan

Adalah material yang sering digunakan secara umum, Exterior parts untuk kerataan papan (flat) dalam proses bending, selain itu automotive,electronic, steel mudah dalam proses pemadatannya (contraction). meter, swicthboard dsb. Paling banyak adalah untuk material dengan ketebalan dibawah 2mm kategori tipis dan sedang. Part hasil terikan yang dalam (deep drawing) untuk Terbuat dari killed steel, kualitas material disamakan automotive, motor chase, dan digunakan untuk proses deep drawing yang electronic dsb. kompleks. Steel plate yang bisa dipertimbangkan untuk jaminan Untuk frame automotive, kekuatan, kemudahan dalam proses pressing serta cross member, roda (wheel) untuk penggunaa yang lain sudah ditetapkan dengan dsb. jelas aturannya Untuk pintu kulkas, pintu Material dengan permukaan baik dan sering mobil, steel furniture, dipergunakan dalam proses bending maupun drawing switchboard dan part kecil yang mudah (tingkat kesulitan/kompleksitasnya lainnya rendah) Untuk proses drawing, memiliki karakter drawing Untuk atap ( Roof ), bonnet yang bagus setelah SPCE. mobil dsb. Untuk deep drawing, secara metallurgy, kristal (grain) Rear render, front panel, tersusun dengan rapih dan setelah proses deep door outer dan door inner drawing pun akan tetap terlihat baik. Steel plate serba guna dan terbaik untuk produk Bath tub, pan, pot, panci, kicthen sink dsb. Steel plate khususnya untuk proses tarikan (drawing)

16

17


b). High tension steel plate Umumnya kekuatan tarikan (tensile strength) diatas 490 MPa (50 k/m atau 490 N/m), titik luluhnya (yield point) diatas 290 MPa ( 30 k/m atau 290 N/m) dan disebut high tension steel. Karakteristik material sebagai berikut ; -

Untuk mengantisipasi panas welding,kadar karbon (C) dibawah

-

0.2%.

Untuk menaikan kekuatan tarikan (tensile strength) dan kekerasan, maka ditambah Mn (Mangaan),Si ( Silicon), Cu (Cooper),Ni (Nickel) dan Ch (Chrome).

-

Untuk meningkatkan karakteristik material, ditambahkan Ch (Chrome),Cu (Cooper) dan P (Phosphorus). Contoh : Pada penggunaan Kapal, kereta api, jembatan, steel tower, tank dsb.

c). Structures plate Apabila tidak ditetapkan ukuran kapasitas karbon dan kapasitas elemen chemical lainnya, maka tidak bisa dikatakan bahwa material tersebut baik untuk proses pressing. Untuk menekan biaya dan dengan mempertimbangkan bahwa tidak berdampak pada perubahan bentuk, meskipun


jumlahnya hanya sedikit maka digunakan part dengan kualitas baik lainnya, antara lain ada SS330, SS400, SS490, SS540 dsb. d). Stainless Steel plate Digunakan untuk keperluan produk-produk anti karat, sebab jenis material ini adalah material anti karat (corrosion resistance)

dan anti panas (heat resistence), maka kapasitas

proses pressing berkelanjutan. 2). Material metal ( Non ferrous ) yang memakan biaya besar untuk material dan proses produksinya. Keras dan tahan aus jika dibandingkan dengan steel , lifetime-nya bisa mencapai 5-10 kali lipat. Cooper ( tembaga ), alloy ( Alumunium ) dan sejenisnya secara umum mudah dalam pengolahan dan pengerjaannya, tetapi harus diperhatikan betul dalam proses pengerasannya. 3). Material Dies Press Dikarenakan dies press menerima beban yang sangat besar, maka perlu menggunakan material yang memadai. Yang dipilih adalah material yang memiliki ketahanan aus,kuat, tahan secara mekanik, mudah dalam heat treatment, murah dam mudah di dapatkan dipasaran yang ke-semuanya dijadikan standar. Di lihat dari fungsinya,maka dapat dikategorikan sebagai berikut ;

18

19


-

Metal karbon untuk struktur dies press, mengkaji dengan cermat ada tidaknya kandungan karbon , material ini biasanya digunakan untuk produk yang

memerlukan

kekuatan dan ketahanan ( endurance )

No. JIS

S10C ~ S58C Shank, Punch holder, Die Holder, Stripper

Penggunaan plate dsb.

-

Tools metal, material yang dikeraskan dan tahan aus. SKDxx, SKHxx, SKSxx,SKTx No. JIS ( x adalah angka ) Mold/Die, alat potong ( cutting tool ), alat Penggunaan anti kejut ( shock resistance )

-

Carbide ( logam campuran super keras ), bukan seperti pada umumnya

dimana

material dilebur

lalu

dikeraskan,

melainkan material yang terdiri dari bahan tepung (powder) karbon tungsten, karbon titanium yang dibakar dan dikeraskan


No. JIS

V1, V2, V3, V4, V5

Tabel 2-3. Specifikasi material SPCC

STANDARD - JIS G3141 As Annealed Temper Grade Yield

Tensile

Hardness SD Specification

n Strength(N/ Strength(N/

(HRB)

SPCC-SD

45~55

r value value

mm2)

mm2)

Nil

>=270

Nil

Nil

SPCC-8D

50~71

SPCC-4D

65~80

SPCC-2D

74~89

SPCC-DQ1

37~47

<=210

>=270

>0.21 >1.50

SPCD

35~45

<=210

>=270

>0.21 >1.70

SPCE(N)

30~40

<=210

>=270

>0.21 >1

Nil

Tabel 2-4. Komposisi kandungan material SPCC

20

21


2.4 Program analisis software simulasi Dalam penelitian kali ini dipilih 1 software dari beberapa macam merk software yang kini telah banyak beredar dipasaran, alasan dan latar belakang dipilihnya software CATIA adalah karena mayoritas industri, khususnya industri otomotif menggunakan software CATIA

sebagai software

pendukung design, hal itu disebabkan karena selain cara pengoperasiannya lebih mudah dan cepat dimengerti ,software tersebut juga mampu memberikan pilihan-pilihan fitur yang lengkap dan variatif menurut tingkat kebutuhan masing-masing Designer. Salah satu contohnya adalah yang akan saya coba sebagai media penelitian lewat analisa flow material melalui luas bentangan dan membandingkannya dengan hasil perhitungan manual sehingga diperoleh hasil akhir luas bentangan material sheet.

2.4.1 CATIA Dassault Systèmes adalah sebuah perusahaan perangkat lunak Perancis menawarkan software desain teknis. Dassault adalah perusahaan terkemuka dunia dalam Produk Lifecycle Management (PLM) dan juga menawarkan software 3D. Dassault adalah perusahaan software terbesar Perancis dan perusahaan perangkat lunak terbesar kedua Eropa. Perusahaan ini berkantor pusat di VèlizyVillacoublay, terletak di pinggiran barat-selatan Paris, Perancis. Sejarah Dassault Systèmes didirikan pada 1981 oleh 15 pelopor sebagai unit independen dari Dassault Aviation, berfokus pada Perangkat


Lunak Computer Aided Design (CAD). Perusahaan cepat bermitra dengan IBM untuk pemasaran di seluruh dunia dan penjualan perangkat lunak dan menyambut klien pertama tahun 1982, termasuk BMW,

Honda

dan

Mercedes-Benz.

Selama

bertahun-tahun,

perusahaan ini tumbuh dengan kuat dan pada tahun 1992 ia mendirikan sebuah kehadiran perusahaan di Amerika Serikat dengan akuisisi CADAM dari IBM. Dassault diperkenalkan di NASDAQ (TS: DASTY) dan Bursa Efek Paris (TS: DSY) pada tahun 1996. Satu tahun kemudian Dassault diperoleh SolidWorks, pembuat software desain mekanik, dalam 310 juta US $ transaksi saham. Pada tahun 2000 Dassault dan IBM memperkenalkan Produk Lifecycle Management (PLM), perangkat lunak yang memungkinkan 3D visi desain industri dan pengembangan dan seluruh siklus hidup produk. Dassault telah dikelompokkan operasi di bawah dua lini bisnis sejak itu: perangkat lunak PLM dan Mainstream software 3D. Pendapatan dari Dassault telah tumbuh baik secara organik maupun melalui akuisisi dari 632 juta EUR untuk lebih dari 1.300 juta EUR selama delapan tahun terakhir. Dassault adalah perusahaan PLM terbesar dan salah satu dari dua puluh perusahaan perangkat lunak terbesar di dunia, dengan 100.000 pelanggan, 8.000 karyawan dan 80 kantor di seluruh dunia. Groupe Industriel Marcel Dassault SAS merupakan pemegang saham utama Dassault Systèmes dengan, pada

22

23


tanggal 31 Desember 2008, 43,65% dari modal saham dan 48,04% dari hak suara pada Perseroan. Ketua dewan Charles Edelstenne memiliki 6% dari saham yang beredar.

( Sumber ; http://www.3ds.com/products/catia)

Grafik 2-2. Pendapatan Dessault Systemes

2.4.1.1 Produk Dassault Systemes Dassault memiliki berbagai macam produk perangkat lunak yang mendukung berbagai tahap siklus hidup produk. Semua lini produk memiliki perspektif rekayasa. Produk ini dikelompokkan dengan nama perangkat lunak komprehensif Produk

Lifecycle

Management

Management.

Software

adalah

Produk

perangkat

Lifecycle lunak

yang

mendukung kehidupan produk digital, dari konsepsi melalui


desain dan produksi pelayanan dan pembuangan, terutama dari perspektif rekayasa teknis. PLM adalah sebuah konsep yang komprehensif yang mencakup CAD, CAM dan CAE, tetapi juga Produk dan Manajemen Portofolio (PPM), Product Data Management (PDM), Sistem Rekayasa (SE) dan Proses Manufaktur Manajemen (MPM). 6 produk utama dari Dassault Systèmes adalah: -

CATIA adalah Dassault Systèmes Pioneer Merek dan solusi terkemuka di Dunia untuk Produk Desain dan Inovasi. Beberapa ribuan perusahaan di berbagai industri di seluruh dunia telah memilih Virtual kemampuan CATIA Desain produk untuk memastikan produk mereka Real Sukses. CATIA memberikan solusi bagi perusahaan dari OEM besar melalui rantai pasokan mereka untuk Usaha Kecil dan Menengah.

-

SIMULIA, memberikan solusi portofolio scalable dari Simulasi Realistis termasuk aplikasi Analisis CATIA, produk ABAQUS suite untuk Unified Elemen Hingga Analisis, solusi multiphysics untuk wawasan menantang masalah teknik, dan daur hidup solusi manajemen untuk mengelola

data

simulasi,

proses,

dan

kekayaan

intelektual. Dengan membangun teknologi didirikan, kualitas dihormati, dan layanan pelanggan yang unggul,

24

25


SIMULIA membuat simulasi realistis merupakan praktik bisnis yang tidak terpisahkan yang meningkatkan kinerja produk, mengurangi prototipe fisik, dan inovasi drive. -

DELMIA memungkinkan produsen dalam setiap industri untuk hampir mendefinisikan, merencanakan, membuat, memonitor dan mengendalikan semua proses produksi. Dari perencanaan proses awal dan simulasi perakitan untuk

garis

pengelasan

pemodelan,

robot

dan

pemrograman sel definisi lengkap fasilitas produksi dan peralatan, solusi DELMIA manufaktur digital membantu perusahaan

untuk

mencapai

efisiensi

produksi

maksimum, biaya lebih rendah, meningkatkan kualitas dan mengurangi waktu ke pasar. -

ENOVIA V6 memungkinkan PLM 2.0, lingkungan kolaboratif online yang melibatkan pencipta, kolaborator dan

konsumen

dalam

siklus

hidup

produk.

Menyampaikan manfaat hari yang mempersiapkan pelanggan untuk besok, ENOVIA V6 memberikan inovasi kolaboratif global, penciptaan online dan kolaborasi, platform PLM tunggal untuk manajemen IP, pengalaman hidup seperti, siap digunakan proses bisnis PLM, dan biaya total kepemilikan yang lebih rendah (TCO).


( Sumber ; Dokumentasi )

Gambar 2-4. Tampilan simulasi pada aplikasi software Catia

Gambar 2-4 diatas adalah merupakan tampilan simulasi analisis tegangan dan regangan pada sebuah part drawing panel back door outer. Tampilan warna-warna yang berbeda menunjukan besar/kecilnya area yang mengalami tegangan dan tegangan sehingga membuat perbedaan ketebalan (thickness) dari material yang telah mengalami proses drawing. Tujuan simulasi analisis ini adalah untuk menditeksi sejak dini problem-problem pada part drawing.

Sedangkan pada gambar 2-5 adalah merupakan tampilan gambar design produk dengan bentuk pejal/solid

3 dimensi lengkap dengan target-target

dimensi dan akurasi. Tujuannya adalah untuk memberikan informasi produk berupa gambaran terkait dengan parts assy dari produk tersebut.

26

27


( Sumber ; http://t1.gstatic.com/images )

Gambar 2-5. Tampilan catia v5

BAB II LANDASAN TEORI

Recommend Documents