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, Supriyono

2, dan Agus Dwi Anggono

3

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. 3Dosen Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.

1

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

2

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,

3

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.

4

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

5

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

6

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.

7

Gambar 3.CMM manual untuk mengukur bagian-bagian kendaraan.

Gambar 4.Proses pelepasan komponen kenderaan sebelum diletakkan pada CMM

8

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.

9

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

10

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

11

Gambar 8.Surface upper die dan lower die.

Gambar 9.T –Slot Detaildan Cushion Pin Hole pada MesinPress

12

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

13

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.

14

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.

15

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

16

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.

Gambar 16.Stroke End Block

17

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 10-5o

K

2.5 x 108 N/m

2

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/m

2sebagaimana 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/m

2. Nilai tegangan maksimal tersebut jika dibandingkan dengan kekuatan

luluh material yang dipakai ternyata masih di bawahnya meskipun terpaut 103 N.m

2.

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.

18

Gambar 17.Distribusi tegangan pada cetakan bawah dengan beban 10 kN.

Gambar 18.Lokasi tegangan maksimum yang terjadi.

19

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

20

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/m

2. Sedangkan pada pembebanan sebesar 50.000 N,

tegangan maksimal yang terjadi sebesar 1.22 x 106 N/m

2. 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

ise

s St

ress

, x 1

05

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.

22

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/m

2. Nilai tersebut masih dibawah tegangan luluh

material yaitu sebesar 2.5 x 108 N/m

2. 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

Vo

n M

ise

s St

ress

, x 1

05 N

/m2

Punch Force, kN

23

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.

24

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

25