II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Merancang, Memodifikasi, dan Fabrikasi Kegiatan merancang sering disamakan dengan kegiatan mendesain (design). Menurut situs wikipedia dalam Purwiningtyas, 2006, kata design berasal dari bahasa latin designare yang artinya to designate yaitu menunjuk, menandai, atau marking out. Kata design memiliki beberapa definisi, salah satu yang paling sesuai adalah to outline yang berarti menggambar atau mensketsa, membuat plot atau merencanakan, sebagai aksi atau kerja. Sedangkan engineering design didefinisikan sebagai proses pengaplikasian dari beberapa macam prinsip teknik dan sains, bertujuan untuk menentukan bentuk suatu alat, suatu proses, atau suatu sistem dengan cara yang cukup detail untuk menjadikannya terwujud menjadi realitas atau direalisasikan. Menurut The Acreditation Board for Engineering and Technology (ABET), engineering design adalah suatu proses menemukan, memikirkan, merencanakan, dan memenuhi kebutuhan-kebutuhan yang diinginkan. Ini adalah sebuah proses pengambilan keputusan (sering bersifat iteratif), dimana ilmu pengetahuan dasar, matematika, dan ilmu keteknikan diaplikasikan untuk mengubah sumberdayasumberdaya secara optimal untuk menemui atau mendapatkan satu tujuan yang sudah dinyatakan. (Eide et al, 2002) Setelah kegiatan perancangan dilakukan maka tahapan selanjutnya adalah tahap pembuatan produk. Dapat dikatakan bahwa perancangan adalah kegiatan awal dari suatu rangkaian kegiatan dalam proses pembuatan produk. Perancangan dan pembuatan merupakan bagian yang sangat besar dari semua kegiatan teknik yang ada. (Harsokoesoemo, 2000) Seiring berjalannya waktu, produk yang telah dibuat akan mengalami proses perbaikan dalam rangka pemenuhan kebutuhan konsumen. Perbaikan yang dilakukan bertujuan untuk menyempurnakan fungsi produk. Kegiatan tersebut biasa disebut dengan istilah modifikasi. Menurut Ullman, 1992, modifikasi atau redesign adalah kegiatan merancang/mendesain ulang sebuah alat/mesin yang sudah ada untuk memenuhi suatu kebutuhan tertentu. Dalam perancangan ada juga yang disebut dengan mature design, yaitu produk-produk yang mengalami
4
perubahan selama bertahun-tahun. Contoh mature design yang paling mudah ditemui adalah peraut pensil, pelubang kertas, dan stapler yang hampir selalu dapat ditemukan di setiap meja kerja. Pengetahuan untuk mengembangkan alat tersebut telah lengkap, sehingga tidak ada yang perlu dipelajari lagi. Apabila produk yang telah dirancang dan dibuat menarik minat banyak konsumen, maka perluadanya produksi dalam jumlah yang banyak (produksi massal). Banyaknya produksi harus tetap memperhatikan segi keseragaman hasil. Oleh karena itu, hal ini mendorong adanya proses fabrikasi. Istilah fabrikasi biasa disebut juga dengan istilah Manufaktur. Menurut Kamus Lengkap Bahasa Indonesia, manufaktur adalah membuat atau menghasilkan sesuatu dengan tangan atau mesin.
2.2. Mesin Pemangkas rumput Secara umum mesin pemangkas rumput mempunyai tiga tipe berdasarkan pengoperasiannya, yaitu riding mower, walk behind mower dan brush cutter.
2.2.1. Jenis Pemangkas Rumput Berdasarkan Pengoperasiannya a. Ride-on Mower Pemangkas rumput jenis ini merupakan solusi terbaik untuk menyelesaikan pekerjaan pemangkasan dengan lahan yang sangat luas. Efektivitas pengerjaan mesin pangkas tipe ride-on mower terlihat dari hasil pangkasan yang seragam dan rapi. Selain itu, beban kerja operator tidak terlalu berat karena posisi operator duduk seperti mengendarai mobil dan sejenisnya.
Gambar 1. Ride-on mower (http://www.greenindustrypros.com/)
5
Mesin pangkas jenis ini sebagian besar tidak dilengkapi dengan kantung penampung clipping. Hal itu menyebabkan adanya sampah clipping setelah pengoperasian. Adanya sampah clipping yang tidak tertampung menyebabkan adanya pekerjaan tambahan setelah pemangkasan.
Gambar 2. Walk behind mower (http://www.greenindustrypros.com/)
b. Walk Behind Mower Mesin pemangkas tipe walk behind mower dapat dikatakan paling banyak digunakan. Hal itu dikarenakan tipe ini cocok untuk hampir semua jenis halaman rumput. Posisi operator mesin ini berada di belakang dengan beban kerja relatif ringan. Mesin ini mempunyai hasil kerja yang relatif seragam dan umumnya memiliki kantung penampung clippings.
c. Brush cutter Brush cutter adalah mesin pangkas rumput tipe rotari yang digunakan dengan cara digendong. Hasil potong mesin pangkas tipe ini relatif tidak seragam tergantung keahlian dari operator. Selain itu, tipe ini tidak memiliki kantung penampung clipping. Penggunaan brush cutter banyak digunakan di indonesia dikarenakan harganya yang cukup murah dan tahan lama.
6
2
1 3
4
5
6
7 8 10
9 11 12 13 Keterangan : 1. Tangki bahan bakar 2. Rangka gendong 3. Muffler 4. Karburator 5. Flexible shaft 6. Recoil starter 7. Grip
8. 9. 10. 11. 12. 13.
Throttle Pipa Aluminium Handle Gear case Safety guard Pisau
Gambar 3. Brush cutter dan bagian-bagiannya Brush cutter biasanya dibedakan menjadi dua jenis, yaitu straight shaft brush cutter dan curved shaft brush cutter. Straight shaft brush cutter adalah brush cutter yang memiliki pipa rangka transimsi lurus dan kaku. Sedangkan flexible shaft brush cutter adalah brush cutter yang memiliki poros transmisi yang fleksibel.
2.2.2. Jenis Pemangkas Rumput Berdasarkan Tipe Pisau a. Rotary Mower Mesin pemangkas rumput tipe rotari adalah mesin pemangkas rumput yang memotong berdasarkan impak pisau terhadap rumput (free cutting) dengan kecepatan horizontal, sejajar dengan permukaan tanah (Suastawa, 2002). Mesin pemangkas rumput tipe rotari terdiri dari suatu rumah siput, sebuah pisau pemotong kaku yang berputar pada ruang pemotongan di dalam rumah siput atau yang disebut dek. Selai itu, dilengkapi juga dengan sebuah stang pendorong yang biasanya berbentuk U memanjang ke atas di bagian belakang dari rumah
7
siput yang memungkinkan operator untuk mengemudikan dan menggerakkan mesin pemangkas rumput tersebut.
Gambar 4. Rotary mower (http://www.ecomowers.com/)
Selain itu, terdapat pula rotary mower yang digerakkan oleh traktor. Jenis ini biasanya digunakan untuk lahan rumput yang sangat luas. Umumnya pisau ini digandengkan dengan traktor roda empat. Putaran pisau rotari berasal dari PTO
(Power Take Of) traktor. Rotary mower jenis ini dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Rotary mower gandeng http://www.made-in-china.com/
b. Reel Mower Pisau pemotong pada mesin tipe reel berbentuk silinder helix yang terdiri
atas pisau-pisau spiral yang mengelilingi satu silinder yang memotong seperti gunting. Pisau tipe ini dapat menghasilkan pemangkasan yang sangat baik dengan
ktinggian pemotongan pada titik rendah. Hasil pemangkasan akan lebih efektif
8
jika digunakan untuk memotong rumput dengan tinggi 1,5 inch atau kurang dari itu. (Purwiningtyas, 2006)
Gambar 6. Reel mower (http://www.ecomowers.com/ & http://fivenonblondes.files.wordpress.com/)
c. Hover Mower Hover mower merupakan jenis mesin pemangkas rumput yang mulai
populer. Hover mower adalah mesin pemangkas rumput yang tidak menggunakan roda dan dapat digunakan di berbagai jenis lahan rumput. Cara kerja hover mower adalah menggunakan bantalan udara di setiap permukaan yang kontak dengan permukaan tanah. Bantalan Bantalan udara menyebabkan badan mesin seakan-akan mengapung dan mengikuti setiap kontur lahan yang akan dipangkas. Hover mower dapat bekerja pada lahan dengan kemiringan curam, basah, dan berpasir. Selain itu, badan mesin yang seakan-akan mengapung menyebabkan arah
pemangkasan bisa ke segala arah.
Gambar 7. Hover mower (http://www.made-in-china.com/)
9
2.3. Mesin Pemangkas Rumput Tipe POTRUM BBE-01 Departemen Teknik Pertanian IPB telah melakukan rancang bangun mesin pangkas rumput SRT-01, SRT-02, SRT-03, dan POTRUM BBE-01. Tipe SRT-01, SRT-02 dan SRT-03 adalah mesin pangkas rumput dengan tenaga putar pisaunya dengan motor listrik. Bahkan, mesin pangkas rumput SRT-03 sudah memiliki kemampuan yang sama dengan mesin pangkas rumput yang ada dipasaran karena telah mengalami perbaikan desain berdasarkan kelemahan dari SRT-01 dan SRT02.
Gambar 8. Potrum SRT-03 Rancangan terakhir yang telah dilakukan menghasilkan mesin pemangkas rumput tipe POTRUM BBE-01. Secara umum, spesifikasi teknis mesin pangkas rumput tipe POTRUM BBE-01 berpenggerak motor bakar dari brush cutter. Transmisi tenaga dari motor ke pisau menggunakan flexibel shaft. Rangkaian pisau diletakkan di dalam rumah siput (dek). Mesin POTRUM BBE-01 menggunakan sepasang pisau rotari yang diletakan pada sebuah piringan pisau. Sudut pemasangan pisau pada tipe ditekuk adalah 20° dengan tujuan mengurangi torsi. Sudut kemiringan pisau sebesar 15° dengan tujuan mengurangi gesekan pisau dan rumput serta memberikan efek
10
hembusan. Mesin pangkas rumput ini memiliki kantong penampung clippings (rumput hasil potongan) yang terletak dibelakang dek. Secara umum, berat mesin POTRUM BBE-01 jauh lebih ringan dibanding mesin potong rumput generasi sebelumnya. (Renatho, 2009)
Gambar 9. Potrum BBE-01 Pada jenis rumput halaman rumah (bermuda tiffway dan gajahan) rata-rata efisiensi lapangnya cukup tinggi yaitu sekitar 64%. Pada saat penerapan di lapangan, mesin POTRUM BBE-01 seringkali kurang maksimal karena ketika operasi terdapat gas buang yang langsung berhembus ke operator. Selain itu, pemasangan pisau yang yang tidak seimbang menyebabkan getaran pada mesin cukup besar. (Renatho, 2009)
2.4. Proses Perancangan Produk Apabila digambarkan dalam sebuah diagram alir, maka kegiatan perancangan hinga menjadi produk jadi menurut Harsokoesoemo adalah sebagai berikut:
11
Identifikasi kebutuhan
Penciptaan konsep produk
Perancangan produk
Pengembangan dan penyempurnaan produk
Pembuatan produk
Distribusi produk Gambar 10. Diagram alir kegiatan perancangan (Harsokoesoemo, 2000)
Dalam hal ini penulis membatasi penulisan untuk tidak membahas mengenai
distribusi produk.
2.4.1. Identifikasi Kebutuhan Kebutuhan biasanya muncul karena ketidakpuasan ketidakpuasan atas suatu kondisi. Menurut Harsokoesoemo, 2000, kebutuhan akan suatu produk baru ditemukan oleh bagian pemasaran. Selanjutnya dilakukan studi kelayakan apakah produk tersebut harus direalisasikan atau tidak. Apabila produk itu dinilai layak maka selanjutnya diberikan kepada perancang untuk dilakukan perancangan.
2.4.2. Penciptaan konsep produk a. Definisi permasalahan Setelah produk dinilai layak sebagai suatu kebutuhan maka sebelum dilakukan tahap perancangan, selanjutnya dilakukan dilakukan perumusan formal
12
masalah apa yang akan dipecahkan melalui desain. Dalam hal ini harus dicermati beberapa pertimbangan yaitu apa yang harus dan apa yang harus tidak ada dalam rancangan yang akan dibuat. Akhirnya
pada proses
ini
menurut
Harsokoesoemo,
2000,
dapat
menghasilkan suatu pernyataan masalah atau problem statement tentang produk baru. Pernyataan masalah tersebut belumlah berupa solusi/produk baru tetapi mengandung keterangan-keterangan tentang produk yang akan dirancang. Selain itu, perlu dipertimbangkan juga mengenai apa yang diinginkan dan apa yang tidak diinginkan dalam hal penyusunan spesifikasi.
b. Pengumpulan Informasi Pada tahap ini dilakukan kegiatan untuk pengumpulan informasi mengenai pemilihan bahan penyusun komponen. Informasi yang harus didapatkan antara lain adalah dari mana dan bagaimana bahan didapatkan, kualitas bahan, cara pengolahan, kecukupan pasokan bahan, dan impilkasinya terhadap keputusan yang menyangkut hal tersebut. (Dieter, 1987) Lebih detil tentang ini, menurut Harsokoesoemo, 2000, problem statement yang muncul menyebabkan adanya pengetahuan tentang spesifikasi produk. Spesifikasi produk merupakan dokumen penting dalam perancangan. Hal ini dikarenakan didalamnya mengandung keinginan pengguna dan bersifat dinamis. Spesifikasi produk merupakan dasar dan panduan perancangan sekaligus sebagai bahan evaluasi hasil rancangan dan hasil produk yang sudah jadi.
c. Konseptualisasi Pada tahap ini dilakukan Penentuan unsur/elemen, mekanisme, proses atau konfigurasi yang memenuhi kebutuhan setelah dilakukan pengumpulan informasi. Selain itu, juga dilakukan kegiatan studi kelayakan (feasibility study), preliminary design, dan rancangan detail. Selanjutnya dilakukan analisis untuk sintesis (peyatuan) semua keputusan yang telah diambil sebelum dilakukan perancangan dan penyusunan alat. Pada akhir tahapan ini dilakukan proses evaluasi. Proses evaluasi mencakup kegiatan pengujian, analisis teknik, dan optimasi desain. (Dieter, 1987)
13
d. Teknik
Penerapan
Fungsi
Berkualitas
(Quality
Function
Deployment Technique) Teknik penerapan fungsi berkualitas atau biasa disebut dengan QFD adalah metode yang sangat baik dipergunakan dalam memahami permasalahan desain. Metode ini sangat penting, dan tidak memandang apakah proyek mencakup perancangan seluruh sistem atau komponen tunggal, atau apakah rancangan asli (baru) atau memodifikasi (merancang ulang). Metode ini diciptakan oleh Prof. Yoji Akao dan Prof. Shigeru Mizuno pada tahun 1960. (Ullman, 1992)
Gambar 11. Tabel pengerjaan QFD (Ullman, 1992) Kemampuan kognitif para perancang umumnya mengarahkan perancang pada cara untuk mencoba menerjemahkan fungsi dari pengguna menjadi suatu wujud bentuk, gambaran-gambaran ini kemudian menjadi desain-desain yang disukai. Prosedur QFD akan membantu para perancang untuk mengatasi keterbatasan kognitif yang dimiliki (Ullman, 1992).
14
Langkah-langkah dalam melakukan teknik QFD dibagi menjadi enam langkah yaitu: 1. Mengidentifikasi pelanggan. 2. Menentukan kebutuhan pelanggan. 3. Menentukan kepentingan relatif dari kebutuhan-kebutuhan. 4. Tolok ukur persaingan. 5. Menterjemahkan kebutuhan pelanggan ke dalam kebutuhan teknik yang terukur. 6. Menentukan target teknik untuk desain.
2.4.3. Perancangan Produk a. Komunikasi hasil Proses komunikasi hasil rancangan dapat dilakukan melalui berbagai media. Media komunikasi tersebut antara lain melalui gambar teknik, processing sheet, laporan, dan persetasi. (Dieter, 1987)
b. Pemilihan Bahan Pemilihan bahan yang tepat merupakan tahapan kunci dalam proses desain. Bukan hanya memilih karakteristik bahan yang cocok dengan kondisi pelayanan, tetapi berkaitan erat dengan proses pembuatan produk. Terlebih lagi, biaya bahan bisa mencapai lebih dari 50% biaya total sehingga pemilihan bahan yang salah akan dapat menambah sebagian besar biaya produksi. Faktor penting dalam pemilihan bahan antara lain : a. Ketersediaan. b. Batasan-batasan ukuran dan toleransi bahan. c. Keragaman sifat bahan. d. Biaya. Selain itu, perlu dipertimbangkan juga faktor-faktor lain seperti : a. Mempertimbangkan kekuatan produk (engineering design). b. Kemudahan dan keterbuatan (kemampuan untuk bisa dibuat). c. Kemudahan untuk dirawat, aspek ergonomi (kenyamanan penggunaan). d. Pertimbangan estetika/keindahan.
15
2.4.4. Pembuatan Produk Pembuatan produk merupakan tahap dimana semua konsep perancangan diwujudkan menjadi suatu bentuk jadi. Pada prosesnya di lapangan, pengetahuan yang diperoleh dalam mentransformasi dari konsep produk menjadi produk dapat diterasikan ke tahap sebelumnya (perancangan produk dan konsep produk). Hal itu memungkinkan didapatkan konsep produk yang baru. Pada proses pembuatan produk, gambar-gambar dan dokumen yang terbentuk selama fase perancangan konsep produk dipakai sebagai dasar petunjuk kerja pembuatan produk. Gambar-gambar dan dokumen tersebut adalah: gambar layout, gambar detil, gambar susunan, dan daftar elemen atau part list. Pada proses ini harus juga diperhatikan metode-metode produksi yang akan dipakai untuk membuat produk yang seringdinamakan dengan istilah design for manufacturing. Hal-hal yang perlu diperhatikan pada proses design for manufacturing terdapat empat elemn yaitu fungsi produk, bentuk produk, material penyusun, dan proses pembuatan/produksi.
2.5. Proses Produksi 2.5.1. Gambar Bentangan Gambar bentangan atau bukaan biasanya diperlukan dalam bengkel-bengkel kerja pelat atau pada pabrik-pabrik yang memproduksi suatu alat yang bahannya terbuat dari pelat. Maksud dari gambar bentangan atau bukaan ialah untuk mempermudah pamotongan bahan atau mempermudah mengetahui banyaknya bahan yang diperlukan. Untuk pengikatan ujung-ujungnya dapat dilakukan dengan dipatri, dikeling, ataupun dilas. Cara penyambungan tersebut tergantung dari macam bahan ataupun tebal-tipisnya bahan. (Ambiyar, 2008)
Gambar 12. Bentangan kubus 16
Bagan susunan permukaan lengkap suatu objek disebut gambar bentangan atau pola. 2.5.2. Penyiapan Alat dan Bahan a. Alat Ukur dan Perkakas Tangan Beberapa contoh alat ukur dan perkakas tangan pada bengkel kerja mesin menurut Ambiyar, 2008, adalah sebagai berikut:
Keterangan : 1. Mistar baja 2. Mistar gulung 3. Jangka sorong 4. Tap dan snei 5. Klem C 6. Ragum 7. Tang
Gambar 13. Beberapa alat bantu ukur dan perkakas tangan bengkel
17
b. Penyiapan Bahan Tabel 1. Sifat teknis bahan yang perlu diperhatikan dalam pemilihan bahan. 1.
2
3
Sifat Mekanis : - Modulus elastisitas - Batas mulur - Kekuatan tarik - Sifat fatik - Keuletan - Kekuatan impak - Tahan aus - Perbandingan kekuatan/berat Daya Tahan Terhadap: - Tekuk - Torsi - Geser Sifat Yang Diperlukan Selama Proses Pembentukan - Mampu mesin (machinability) - Mampu las (weldability) - Karakteristik pengerjaan dingin - Karakteristik pengerjaan panas Sifat-Sifat Yang Penting Sehubungan Dengan Pengaruh Lingkungan - Daya Tahan Korosi; • Lingkungan Biasa • Di bawah pengaruh unsur-unsur kimia, minyak, gemuk, pelumas, korosi lubang, dsb. - Daya tahan panas - Ketahanan aus - Pelapukan (Amstead, B.H., 1979) Bahan pelat terdiri dari berbagai jenis bahan. Secara garis besar bahan pelat
ini dikelompokkan menjadi dua bagian besar yakni : bahan pelat logam ferro dan pelat logam non ferro . Bahan pelat logam ferro ini diantaranya adalah pelat baja lembaran yang banyak beredar di pasaran. Bahan pelat dari logam non ferro ini diantaranya bahan pelat allumanium, tembaga, dan kuningan. (Ambiyar, 2008) Lembaran-lembaran pelat yang tersedia di pasaran terdiri berbagai macam jenis bahan diantaranya: 1. Pelat Seng
5. Pelat Alumanium campuran (alloy)
2. Pelat Baja
6. Pelat Tembaga
3. Pelat Baja Paduan
7. Pelat Kuningan
4. Pelat Alumanium
8. Pelat Perunggu
18
Dimensi atau ukuran lembaran pelat yang ada di pasaran ini terdiri dari dua jenis ukuran diantaranya: a. Ukuran panjang 1800 mm x lebar 900 mm dengan tebal bervariasi b. Ukuran panjang 2400 mm x lebar 1200 mm dengan tebal bervariasi
Ukuran ketebalan pelat yang ada di Pasaran sangat bervariasi mulai dari ukuran tipis sampai pada ukuran yang tebal. Menurut British Standard (B.S 4391) ukuran ketebalan tersedia seperti pada tabel berikut.
Tabel 2. Ketebalan Pelat B.S. 4391 No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Tebal Pelat (mm) No Tebal Pelat (mm) 0.020 18 0.400 0.025 19 0.500 0.030 20 0.600 0.032 21 0.630 0.040 22 0.800 0.050 23 1.000 0.060 24 1.250 0.063 25 1.600 0.080 26 2.000 0.100 27 2.500 0.120 28 3.150 0.125 29 4.000 0.165 30 5.000 0.200 31 6.300 0.250 32 8.000 0.300 33 10.00 0.315 (British Standard, 1992, dalam Ambiyar, 2008)
2.5.3. Pengerjaan Bahan a. Proses Pemotongan Pelat-pelat hasil produksi pabrik umumnya masih dalam bentuk lembaran yang ukuran dan bentuknya bervariasi. Pelat-pelat dalam bentuk lembaran ini tidak dapat langsung dikerjakan, sebab terlebih dahulu harus dipotong menurut gambar bukan komponen yang akan dibentuk pengerjaan. Pembentukan pelat dalam bentuk lembaran ini kurang efektif apabila dikerjakan secara langsung. Dalam dunia industri istilah pemotongan pelat sebelum dikerjakan disebut
19
pemotongan awal (pre cutting). Pre cutting atau pemotongan awal dilakukan untuk pemotongan pelat menurut bagian gambar dan ukurannya. (Ambiyar, 2008) Di bawah ini adalah gambar beberapa alat bantu pemotongan pelat yang umum dijumpai pada bengkel sederhana.
Keterangan : 1. Gunting 2. Gunting Tuas 3. Gerinda Potong
Gambar 15. Alat bantu pemotongan b. Proses Tekuk atau Pembengkokan (Bending) Penekukan merupakan proses di mana bentuk-bentuk yang lurus diubah menjadi lengkungan bersudut. Penekukan merupakan bagian dari proses pembentukan lain. Defenisi dan istilah-istilah yang digunakan pada penekukan dilukiskan pada gambar berikut. Jari-jari pembengkokan R didefenisikan sebagai jari-jari lengkungan cekung atau permukaan dalam tekukan. Serat di tengahtengah mengalami perentangan, dan karena merupakan serat rata-rata, maka harus terjadi pengurangan tebal (pada tebal lembaran dan hanya tergantung pada perbandingan antara jari-jari pembengkokan dengan tebal lembaran. Nilai-nilai
20
yang dapat diperoleh untuk paduan alumunium dan baja tahan karat austenit pada berbagai proses temper pengerolan dingin. Spring back merupakan gaya balik yang ditimbulkan akibat pengaruh elastisitas bahan pelat yang mengalami proses pembentukan. Besarnya gaya balik ini
ditentukan
oleh
harga
Modulus
Elastisitas
bahan.
Dalam
proses
pembengkokan ini harus diperhatikan gaya balik atau spring back. Biasanya akibat spring back terjadi penyimpangan terhadap sudut pembengkokan yang dibentuk. Spring back pada pembengkokan dapat dinyatakan sebagai:
(Dieter, 1986)
Panjang bentangan pelat sesungguhnya dapat dihitung berdasarkan radius penekukan dan tebal pelat yang dikerjakan.
Gambar 16. Bentangan pelat dengan tipe bend allowance dan bend reduction Persamaan matematis dapat digunakan untuk menghitung panjang bentangan pada proses penekukan sebagai berikut:
Panjang Bentangan (L) = a + b + c Dengan
Dimana: a = panjang bentangan lurus A b = panjang bentangan lurus B c = panjang lengkungan
21
R = jari-jari lengkungan S = sudut tekuk T = tebal pelat
c. Proses Roll Pengerolan merupakan proses pembentukan yang dilakukan dengan menjepit pelat diantara dua rol. Rol tekan dan rol utama berputar berlawanan arah sehingga dapat menggerakan pelat. Pelat bergerak linear melewati rol pembentuk. Posisi rol pembentuk berada di bawah garis gerakkan pelat, sehingga pelat tertekan dan mengalami pembengkokan. Akibat penekanan dari rol pembentuk dengan putaran rol penjepit ini maka terjadilah proses pengerolan. Pada saat pelat bergerak melewati rol pembentuk dengan kondisi pembenkokan yang sama maka akan menhasilkan radius pengerolan yang merata.
Gambar 17. Tipe susunan rol kombinasi jepit dan piramid Gambar bentangan rol dapat dihitung berdasarkan diameter dan tebal pleat. Untuk menghitung panjang bentangan silinder ini dapat digunakan persamaan matematis yang dengan menghitung keliling lingkaran dari silinder yang terbentuk. Diameter yang dihitung berdasarkan Diameter bagian dalam atau inside diameter ditambah tebal pelat. Pertimbangan lain yang harus diperhatikan dalam menghitung
panjang
bentangan
pelat
ini
dapat
ditambahkan
metoda
penyambungan silinder yang akan digunakan. (Ambiyar, 2008) Bentangan untuk silinder (L) : L = x (D + tebal pelat) + metode sambungan 22
d. Proses Bor Mengebor adalah membuat lubang atau alur dengan tenaga putar. Bagian yang berfungsi untuk melubangi adalah mata bor. Menurut Ambiyar, 2008, mata bor diklasifikasikan menurut ukuran, satuan ukuran, simbol-simbol ukuran, bahan dan penggunaannya. Menurut satuan ukuran, bor dinyatakan dalam mm dan inchi dengan kenaikan bertambah 0,5 mm, misalnya Ø5; Ø5,5; Ø6; Ø6,5; Ø7 atau dalam inchi dengan pecahan, misalnya Ø1/16”; Ø 3/32”; Ø1/8”; Ø5/32”; Ø3/16” dan seterusnya, atau bertanda dengan huruf A ÷ Z. Kemampuan sayat mata bor dipengaruhi oleh jenis bahan dan ukuran diameter serta jenis bahan yang dibor. Kemampuan ini dapat kita peroleh secara efisien dengan cara mengatur kecepatan putaran pada mesin berdasarkan hasil perhitungan jumlah putaran dalam satu menit atau Revolution Per Menit (RPM). Kecepatan putaran mata bor dapat dihitung dengan rumus :
1000. .
Di mana : N = Kecepatan putaran mesin dalam satuan putaran/menit (rpm) Cs = Cutting speed (kecepatan potong) dalam satuan m/menit = 22/7 D = Diameter mata bor dalam satuan mm 1000 = Konversi dari satuan meter pada Cs ke milimeter
Tabel 3. Cutting Speed untuk mata bor No
Jenis Bahan
1 Aluminium dan paduannya 2 Kuningan dan Bronze 3 Besi tuang lunak 4 Besi tuang sedang 5 Besi tempa 6 Baja Mesin 7 Baja lunak 8 Baja alat 9 Baja tempa 10 Baja dan paduannya 11 Stainless steel (Ambiyar, 2008)
Carbide Drills (m/menit) 200-300 200-300 100-150 70-100 80-90 80-100 60-70 50-60 50-60 50-70 60-70
HSS Drills (m/menit) 80-150 80-150 40-75 30-50 30-45 30-55 25-35 20-30 20-30 20-35 25-35
23
Selain kecepatan putaran, kecepatan pemakanan pun harus diperhatikan agar tidak terjadi beban lebih. Berikut ini tabel kecepatan pemakanan pengeboran untuk berbagai diameter.
Table 4. Kecepatan pemakanan (feeding) Diameter mata bor (mm) Hingga 3 3–6 6.5 – 8.5 8.5 – 25 Lebih dari 25 (Amstead, 1979)
Kecepatan pemakanan (mm/putaran) 0.025 – 0.05 0.05 – 0.1 0.1 – 0.2 0.2 – 0.4 0.4 – 0.6
e. Proses Las Proses
pengelasan
adalah
proses
penyambungan
logam
dengan
menggunakan energi panas. Ada beberapa jenis pengelasan yang sering dilakukan di bengkel sederhana yaitu las busur listrik las oxy-asetilen. Las busur listrik termasuk salah satu proses las secara manual yang paling banyak digunakan dalam proses manufaktur dan perbaikan barang-barang mekanik dan konstruksi. Pada las busur listrik digunakan arus listrik sampai 600 Ampere dan busur nyala listrik itu menimbulkan panas yang tinggi (± 6.300 derajat Celsius) yang mampu mencairkan logam yang dilas tersebut. Pada saat yang bersamaan, loncatan busur yang terdiri dari tetesan logam elekroda akan berfungsi/bersatu dengan benda kerja, dan membentuk suatu kampuh, di mana kampuh
las
itu
akan
dilindungi
oleh
kerak
yang
ditimbulkan
oleh
coating/pembungkus elektroda yang mencair bersama-sama logam pengisinya. Coating memiliki berat jenis yang lebih rendah dari logam, maka cairan coating tersebut akan mengembang di atas kampuh las sehingga membentuk terak. Untuk membuat las yang bagus, diameter elektroda harus diseleksi untuk tebal logam yang akan dilas. Selain itu, kuat arus (Ampere) yang digunakan harus tepat untuk diameter elektroda. Tabel 5. menunjukkan rekomendasi kuat arus dan diameter elektroda untuk pekerjaan pengelasan dalam suatu bengkel bodi automotif.
24
Tabel 5. Kuat arus dan tebal bahan dan diameter elektrode No
Tipe logam dan tebal (inchi)
1
Pelat logam tipis (outer sheet metal, etc; sampai tebal 7/64 inchi)
2
Baja lunak tipis (struktur bodi dalam, dsb. Tebal 7/64 – 3/16 inchi)
3
Baja lunak tebal (rangka, dsb. Tebal 3/16 – 5/16 inchi
Diameter elektroda (inchi) 1/16 5/64 3/32 1/8 5/32 3/16 1/8 5/32 3/16 1/4
Kuat arus (ampere) 10 - 30 25 - 45 40 - 70 50 - 130 90 - 18 130 - 230 60 - 120 90 - 160 120 - 200 190 - 300
(Rohyana, 2004)
Sedangkan pengelasan dengan gas adalah proses pengelasan secara manual dimana digunakan campuran gas sebagai sumber panas. Nyala gas yang banyak digunakan adalah gas alam, asetilen dan hidrogen yang dicampur dengan oksigen. Dalam proses Las ini digunakan campuran gas oksigen dengan gas asetilen. Suhu nyalanya bisa mencapai 3500oC. Pengelasan bisa dilakukan dengan atau tanpa logam pengisi. Oksigen berasal dari proses hidrolisa atau pencairan udara. Oksigen disimpan dalam silinder baja pada tekanan 14 MPa. Secara umum, peralatan yang digunakan dalam gas iniadalah : 1. Tabung gas Oksigen dan tabung gas bahan bakar, 2. Katup silinder/tabung, 3. Regulator, 4. Selang gas, 5. Torch, 6. Peralatan pengaman.
f. Proses Gerinda Pada proses menggerinda dilakukan dengan mesin gerinda. Mesin gerinda terdiri dari dua buah batu gerinda, pada umumnya yang satu halus dan lainnya kasar.
25
Kecepatan keliling roda gerinda disesuaikan dengan tingkat kekerasan atau jenis perekat. Kecepatan keliling terlalu rendah membuat butiran mudah lepas dan sebaliknya jika kecepatan
keliling terlalu
tinggi
akan
tampak
proses
penggerindaan seperti keras dan hal ini akan berakibat roda gerinda pecah. Kecepatan keliling roda gerinda dapat dihitung dengan rumus : POS = RPM x ( D / 60) Di mana : POS
= Peripheral operating speed atau kecepatan keliling dalam satuan meter
per detik RPM = Putaran per menit D
= Diameter roda gerinda dalam satuan meter
Tabel 6. Kecepatan Keliling yang disarankan Jenis Pekerjaan Pengasahan alat pada mesin gerinda alat Gerinda silinder luar Gerinda silinder dalam Gerinda pedestal Gerinda portabel Gerinda datar Penggerindaan alat dengan basah Penggerindaan pisau Cutting off wheels (Ambiyar, 2008)
Kecepatan Keliling (m/det) 23 - 30 28 - 33 23 - 30 26 - 33 33 - 48 20 - 30 26 - 30 18 - 23 45 - 80
2.5.4. Optimasi Bahan Optimasi adalah suatu proses untuk memaksimumkan suatu nilai yang diinginkan atau meminimumkan suatu nilai yang tidak diinginkan. Dari pengertian tersebut dapat dilihat bahwa proses optimasi bertujuan untuk meminimumkan biaya produksi, serta memaksimumkan keuntungan. (Dieter, 2000)
2.5.5. Analisis Ekonomi Analisis ekonomi yang dilakukan adalah melakukan estimasi biaya fabrikasi. Stimasi biaya merupakan teknik memperkirakan
kebutuhan
biaya 26
untuk membangun suatu desain struktur (bangunan, pabrik, dan sebagainya) atau memproduksi (pabrikasi) suatu desain produk. Estimasi biaya bertujuan untuk : a. Penetapan harga jual produk. b. Menentukan metoda, proses dan bahan yang paling ekonomis dalam proses fabrikasi produk. c. Digunakan sebagai basis dalam program reduksi biaya. d. Menentukan standar kinerja produksi dalam rangka pengendalian biaya. e. Memberikan gambaran tentang “profitability“ dari suatu produk baru. Kategori biaya antara lain : a. Nonreccuring costs yaitu biaya yang hanya dikeluarkan satu kali, biasanya disebut sebagai biaya modal (capital costs). Jenis biaya ini ada yang mengalami penyusutan (gedung dan perlengkapan) dan ada yang tidak mengalami penyusutan (contoh: tanah milik). b. Recurring costs yaitu biaya-biaya yang langsung berhubungan dengan operasi/proses fabrikasi, biasanya disebut juga sebagai biaya operasi atau biaya proses fabrikasi.
27
