TUGAS AKHIR
STUDI EKSPERIMENTAL SPRINGBACK PADA KASUS PLAT TEKUK
Disusun sebagai salah satu syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh: SANTOSA D 200 040 015
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA Juni 2011 i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul: STUDI EKSPERIMENTAL SPRINGBACK PADA KASUS PLAT TEKUK
Yang dibuat untuk memenuhi syarat memperoleh derajat Sarjana S1 pada Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan kesarjanaan
dan/atau dilingkungan
pernah
dipakai
Universitas
untuk
mendapatkan
Muhammadiyah
Surakarta
gelar atau
instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.
Surakarta, Juni 2011 Yang menyatakan,
SANTOSA
ii
HALAMAN PERSETUJUAN Tugas Akhir ini berjudul : “STUDI EKSPERIMENTAL SPRINGBACK PADA KASUS PLAT TEKUK”, telah disetujui oleh Pembimbing Tugas Akhir untuk d untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar Sarjana S1 Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh: Nama
: SANTOSA
NIM
: D 200 040 015
Disetujui pada : Hari
: .........................
Tanggal
: .........................
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
Dr. Ir. Supriyono, MT.
Muh Alfatih Hendrawan, ST.MT.
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir ini berjudul : “STUDI EKSPERIMENTAL SPRINGBACK PADA KASUS PLAT TEKUK”, telah dipertahankan dihadapan Dewan Penguji dan disahkan sebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dipersiapkan oleh: Nama
: SANTOSA
NIM
: D 200 040 015
Disahkan pada: Hari
: ……………..........
Tanggal
: …………………..
Dewan Penguji : Ketua
: Dr.Ir. Supriyono, MT.
(1.
)
Anggota 1
: Muh Alfatih Hendrawan, ST, MT.
(2.
)
Anggota 2
: Agus Yulianto, ST.MT.
(3
)
Dekan
Ketua Jurusan
(Ir. Agus Riyanto SR, MT.)
(Ir. Sartono Putro, MT)
iv
FT COPY SOAL
v
HALAMAN PERSEMBAHAN
Karya Ini Dipersembahkan Untuk : ¾ ¾
Pejuang sejatiku Ayahanda Mento Mardi dan Ibunda Sadiyem Kakak-kakakku
Motto:
“Belajar memaknai hidup yang sebenarnya”
vi
RINGKASAN Proses penekukan plat (bending) merupakan proses dimana plat logam di bentuk dengan punch dan die yang di jalankan oleh alat penekan. Kemudian tujuan dari pada eksperimen pembnentukan plat ini adalah untuk menganalisa fenomena springback yang terjadi pada proses bending. Ada beberapa permasalahan yang muncul pada pembentukan plat logam, salah satunya yaitu springback. Hal itu menjadi titik tekan permasalahan yang timbul di eksperimen ini. Penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimen menggunakan mesin tensile test. kemudian spesimen plat aluminum paduan berdimensi panjang 175 mm lebar 40 mm ketebalan 0,8 mm diletakkan pada permukaan die set untuk dilakukan pengujian. Penelitian diawali dengan uji tarik plat untuk mengetahui kekuatan material. Selanjutnya setelah proses bending dapat diketahui penyimpangan bentuk dan ukuran karena sifat elastisitas bahan, istilah ini dinamakan springback. Faktor yang menyebabkan terjadinya springback diantaranya variasi material, ketebalan plat , geometri tooling (radius die dan punch). sehingga prediksi springback biasa dilihat dari parameter radius bending, jarak die dengan punch yang mempengaruhi kecepatan bending), material properti dan ketebalan plat. Hasil eksperimen menunjukkan kecenderungan kesamaan pada lokasi springback dan perubahan bentuk spesimen dari spesimen satu dengan yang lainya, Hal itu terjadi karena desain die tidak divariasi. Besaran springback yang di dapatkan dari eksperimen, yaitu dengan nilai terendah 0,2 mm dan nilai tertinggi 0.5 mm untuk plat model U, kemudian nilai terendah 0.1mm dan tertinggi 0.5 mm untuk plat model L. Maka dari hasil tersebut dapat ditarik kesimpulan bahwa springback yang dialami oleh plat tergolong besar, jadi hasil eksperimen ini belum layak untuk sebuah kualitas standar produksi. Kata kunci : Springback, Bending, Punch, Die.
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur alhamdulillah, penulis sampaikan kehadirat Allah SWT; Tuhanku satu-satunya dan selalu membimbing dalam setiap langkahku yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulisan ini dapat terselesaikan dengan baik, guna melengkapi tugas dan memenuhi syaratsyarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik Jurusan Mesin pada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Berbagai hambatan dan kesulitan menyertai dalam penulisan ini, namun demikian dengan bantuan dan doa dari berbagai pihak segala kesulitan tersebut dapat teratasi. Untuk itu dengan segala kerendahan hati, penulis sampaikan ucapan terimakasih yang sedalam-dalamnya kepada: 1. Bapak Ir. Agus Riyanto,MT. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Ir. Sartono Putro, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Bapak Ir.Masyrukan, MT selaku Pembimbing akademik. 4. Bapak DR.Ir.Supriyono,MT selaku Dosen Pembimbing utama Tugas akhir terimakasih atas bimbingan dan arahannya.. 5. Bapak Muh Alfatih Hendrawan, ST.MT, selaku Dosen Pembimbing pendamping yang telah meluangkan waktu dan memberikan bimbingan, arahan, serta petunjuk yang sangat bermanfaat bagi penulis.
viii
6. Seluruh staff Dosen, dan Mas Sri partopo TU
Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 7. Bapak – ibu, kakak-kakakku, mas Joko, mbak Tarni, mas Sadino, mbak Marsi, mas Darto, mbak Wida, mbak Sri, mas Ali, terimakasih atas semua support, do’a dan kasih sayangnya . serta ponakan-ponakan yang manis dan imut senyummu mewarnai hidup ini . aku sayang kalian semua. 8. Dinda Isnaini Nurul Hidayah, terimakasih atas support dan kesabaranmu. 9. Sobat-sobatku Yogi Kuncoro, Mahmud, Dwi, Ari, Jabrik, Husni, Heri, Jhony brekele, Rifai, Wakhid thoyib, Andre, Seno dll. Serta semua dindadinda Pengurus HMI kom. Ahmad Dahlan II periode 2010-2011, Eko-Eko Cs yang sering menanyakan kapan mas selesai?,dan seluruh keluarga besar kader HMI Cabang Sukoharjo. 10. Kawan – kawan Teknik Mesin (04),Andika sixtyas, Anggun, Edo, dll. 11. Pihak-pihak yang secara langsung maupun tidak langsung terlibat dalam mensukseskan penyusunan Tugas Akhir ini.
Surakarta, juni 2011
Penulis
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............ ........................................................................... ..i HALAMAN KEASLIAN SKRIPSI…………………………………...…………….ii HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................ .iii HALAMAN PENGESAHAN... ........................................................................ iv LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR .................................................................. v HALAMAN PE RSEMBAHAN ........................................................................ vi RINGKASAN............................. .................................................................... vii KATA PENGANTAR .................................................................................... viii DAFTAR ISI
.................................................................................... .x
DAFTAR GAMBAR
.................................................................................... xi
DAFTAR TABEL
.................................................................................... x
DAFTAR LAMPIRAN............. ........................................................................ xi BAB I
PEDAHULUAN ......................................................................... 1 1.1. Latar Belakang ................................................................... 1 1.2. Tujuan penelitian ................................................................ 3 1.3. Manfaat penlitian ................................................................ 3 1.4. Batasan masalah ................................................................ 3 1.5. Sistematika Penulisan ...................................................... 4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA .............................................................. 5 2.1. Kajian pustaka .................................................................... 5 2.2. Landasan teori......................................................................6 x
2.3. Pengertian dies....................................................................6 2.3.1. Jenis – jenis Die.........................................................7 2.3.2. Proses – proses kerja Die.........................................9 2.3.3. Langkah–langkah desain Die ..................................11 2.4. Teori Elastisitas ..................................................................18 2.4.1. Tegangan..................................................................19 2.4.2. Regangan................................................................20 2.4.3. Diagram tegangan – regangan................................21 2.4.4. Deformasi elastis.....................................................23 2.4.5. Deformasi plastis.....................................................23 2.4.6. Mekanisme deformasi..............................................24 2.5. Teori Plastisitas...................................................................26 2.5. Teori springback..................................................................26 2.6. Kaitan Springback dan Multistage sheet metal forming......30 BAB III
METODOLOGI PENELITIAN DAN LANGKAH EKSPERIMEN.32 3.1. Rancangan penelitian…………………..…… …………...…32 3.2. Alat dan bahan……………................................……....…....33 3.2.1. Desain Tool Die Set ..................................................34 3.2.2. Bahan pada alat pengujian........................................35 3.3. Instalasi pengujian................................................................36 3.4. Sampel bahan uji..................................................................38 3.5. Lokasi penelitian...................................................................39 3.6. Prosedur penelitian...............................................................39 xi
3.7. Rancangan analisis data......................................................41 3.8. Kesulitan penelitian..............................................................42 BAB IV
HASIL ANALISA DAN PEMBAHASAN.......................................43 4.1. Hasil penelitian dan analisis sampel....................................43 4.2. Analisia data.........................................................................46 4.3. Hasil tabel pengukuran springback......................................47 4.4. perbandingan hasil eksperimen dengan hasil ABAQUS....47 4.5. Analisa data dan pembahasan.............................................48
BAB V
PENUTUP....................................................................................50 5.1. Kesimpulan..........................................................................50 5.2. Saran-saran.........................................................................50
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Body mobil..................................................................................2 Gambar 1.1. Sheet Metel Forming................................................................ 2 Gambar 2.1. Bagian-bagian Die.....................................................................6 Gambar 2.2. Open Die Set
. ...................................................................... 8
Gambar 2.3. Pillar Die Set........................................................................... .8 Gambar 2.4. Double Type Die Draw ............................................................9 Gambar 2.5. SingleType Die Draw ..............................................................10 Gambar 2.6. Proses Flange...........................................................................10 Gambar 2.7. Proses Trim .............................................................................11 Gambar 2.8. Diagram tegangan – Regangan ...............................................22 Gambar 2.9. Mekanisme slip.........................................................................24 Gambar 2.10. Dislokasi..................................................................................25 Gambar 2.11. Springback..............................................................................27 Gambar 2.12. Multistage Springback.............................................................30 Gambar 3.1. Flowchart Metode penelitian .................................................... 32 Gambar 3.2. Die set dua dimensi .................................................................. 33 Gambar 3.3. Die set tiga dimensi .................................................................. 34 Gambar 3.4. Mesin tensile test ...................................................................... 35 Gambar 3.5 Jangka sorong. ......................................................................... 35 Gambar 3.6 Komponen die set..................................................................... 37 Gambar 3.7. Variasi meshing plat ................................................................. 38 Gambar 3.8. Langkah pertama eksperimen .................................................. 40 xiii
Gambar 3.9. Langkah kedua eksperimen ..................................................... 40 Gambar 3.10. Langkah ketiga eksperimen ................................................... 41 Gambar 4.1. Bentuk plat hasil bending ......................................................... 43 Gambar 4.2. Area springback pada model U ................................................ 43 Gambar 4.3. Area springback pada simulasi model U.................................. 44 Gambar 4.4. Area springback pada model U ................................................ 44 Gambar 4.5. Area springback pada uji plat model L......................................45 Gambar 4.6. Cacat goresan...........................................................................45 Gambar 4.7. Bentuk hasil akhir plat U dan L................................................. 46
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Radius sudut Punch dan Die ......................................................47 Tabel 2.2. Clereance Punch dan Die Berdasarkan Tebal Pelat ...................49 Tabel 2.3. Kecepatan Pengepressan ......................................................... .51 Tabel 3.1. bahan-bahan tool die set..............................................................34 Tabel 3.2. Jumlah percobaan plat bentuk U..................................................38 Tabel 3.3. Jumlah percobaan plat bentuk L..................................................38 Tabel 4.1. Tabel hasil....................................................................................47 Tabel 4.2. Tabel hasil perbandingan rata-rata plat U....................................48 Tabel 4.3. Tabel hasil perbandingan rata-rata plat L....................................48
xv
