Rancang Bangun Presstool Pembuka Tutup Botol Jenis Crown dengan Kapasitas 262 Unit/Jam
Daryadi, Hartono, Carli, Sunarto, Eko Saputra*, Eko Armanto Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Semarang Jl. Prof. H. Soedarto S.H., Tembalang, Semarang 50275, Telp. +62247473417 *Email: eko.saputra@polines.ac.id
Diterima: 02-08-2022; Direvisi: 22-08-2022; Dipublikasi: 30-04-2022

## Abstrak
Pemilihan  presstool  untuk  produksi  massal  khususnya  produk  alat  bantu  merupakan  langkah  yang  tepat  untuk meningkatkan  produksi.  Alat  bantu  yang  dikaji  dalam  penelitian  ini  pembuka  tutup  botol  jenis  crown.  Tujuan penelitian  ini  adalah  merancang  bangun presstool dengan  sistem compound untuk  pembuatan  gantungan  kunci pembuka  tutup  botol  jenis crown dengan  kapasitas  262  unit/jam  dengan  bahan  plat  SPCC  dengan  tebal  1  mm. Pembuka  tutup  botol  yang  dirancang  pada  penelitian  ini  memiliki  kelebihan  menggunakan  plat Stell  Plate  Cold Coiled (SPCC). Berdasarkan penelusuran literatur, belum ada penelitian yang fokus pada pembuatan presstool untuk pembuka tutup botol jenis crown. Oleh karena itu, penelitian ini sangat penting untuk dilakukan. Presstool keychain design  corkscrew  type  crown dengan  bahan  plat  SPCC  tebal  1  mm  dibuat  dengan  tiga  proses  yaitu embossing , piercing dan blanking . Penelitian ini menghasilkan alat presstool corkscrew type crown dengan waktu produksi 262 unit/jam.

## Kata kunci: presstool; corkscrew; plate SPCC

## Abstract
The  selection of  press  tools  for  mass  production,  especially  tool products,  is  the  right step  to  increase  production. The  tool  that  was  studied  in  this  study  was  a  crown  type  bottle  opener.  The  purpose  of  this  study  was  to  design  a press tool with a compound system for the manufacture of key chain bottle openers with a crown type with a capacity of 262 units/hour with SPCC plate material with a thickness of 1 mm. The bottle opener designed in this study has the  advantage  of  using  a  Steel  Plate  Cold  Coiled  (SPCC)  plate.  Based  on  a  literature  search,  there  has  been  no research  that  has  focused  on  making  a  press  tool  for  crown  type  bottle  openers.  Therefore,  this  research  is  very important to do. Presstool keychain design corkscrew type crown with 1 mm thick SPCC plate material is made by three  processes,  namely  embossing,  piercing  and  blanking.  This  research  produces  a  crown  type  corkscrew  press tool with a production time of 262 units/hour.

## Keywords: presstool; corkscrew; plate SPCC

## 1. Pendahuluan
Pembuka tutup botol merupakan benda yang sering kita jumpai di kehidupan kita sehari-hari. Pembuka tutup botol berfungsi sebagai alat bantu untuk membuka tutup botol dengan mudah dan lebih efisien dalam pemakaiannya. Banyak jenis  tutup  botol  yang  kita  jumpai  di  pasaran  seperti  tutup  botol crown, ulir  dan  lainnya.  Pada  penelitian  ini  dipilih pembuka  tutup  botol  jenis crown karena  tutup  botol  jenis  ini  banyak  digunakan  pada  tutup  botol  kecap,  saos  dan minuman  bersoda.  Pada  dasarnya  membuka  tutup  botol  jenis crown dapat  dilakukan  dengan  berbagai  macam  seperti membuka  tutup  botol  menggunakan  paku  atau  sudut  meja  secara  manual.  Selain  itu,  bisa  juga  dengan  bantuan  alat pembuka tutup botol pada alat pemotong kuku dan pembuka tutup botol pada pendingin minuman.
Akan  tetapi,  metode  membuka  tutup  botol  secara  manual  memiliki  kelemahan  yang  dapat  merusak  mulut  tutup botol dan juga terlalu sulit untuk membuka tutup botol. Dengan alat yang sudah ada, desain pembuka tutup botol kurang menarik perhatian pembeli dan juga harga relatif mahal. Mempertimbangkan kelebihan serta kekurangan dari berbagai cara  membuka  tutup  botol,  pada  penelitian  ini  mencoba  merancang  dan  membuat  pembuka  tutup  botol  yang  lebih efisien  waktu  dan  tanpa  merusak  mulut  botol.  Pembuka  tutup  botol  yang  dirancang  pada  penelitian  ini  memiliki
kelebihan menggunakan plat Stell Plate Cold Coiled (SPCC) yang dikenal juga sebagai baja putih, desain dapat dilihat pada Gambar 1. SPCC memiliki kualitas permukaan yang lebih baik lebih tipis dengan ukuran yanag lebih tepat. SPCC juga memiliki sifat mekanik yang baik dan sifat mampu bentuk yang sangat baik [1-3].
Gambar 1. Desain pembuka tutup botol jenis crown
Proses  pembuatan presstool pembuka  tutup  botol  jenis crown ini  menggunakan  mesin press dengan  sistem compound.  Presstool adalah  peralatan  yang  mempunyai  prinsip  kerja  penekanan  dengan  melakukan  pembentukan, pemotongan atau gabungan dari keduanya [4-9]. Peralatan ini digunakan untuk membuat produk secara massal dengan output produk yang sama dalam waktu yang relatif singkat dengan tingkat akurasi yang tinggi. Presstool atau perkakas tekan  adalah  suatu  alat  yang  digunakan  untuk  memotong  logam  dengan  cara  memberikan  gaya  penekanan  terhadap benda  kerja.  Secara  operasional presstool ini  dapat  bekerja  sebagai  alat  potong  ( cutting) ataupun  sebagai  alat pembentuk (bending) plat  atau  lembaran  yang  dikehendaki. Presstool berfungsi  memproduksi  dengan  jumlah  ratusan bahkan ribuan komponen dalam waktu yang relatif singkat dengan hasil serta kualitas yang sama.
Berkaitan  dengan  produksi  alat  bantu  pembuka  tutup  botol  pada  penelitian  ini,  maka  penelitian  rancang  bangun Presstool  Pembuka  Tutup  Botol  Jenis  Crown  menjadi  penting  untuk  memproduksi  dalam  jumlah  yang  banyak.  Pada penelitian  ini,  presstool  yang  dibuat  mampu  memproduksi  produk  dengan  kapasitas  262  unit/jam.  Berdasarkan penelusuran  literatur,  belum  ada  penelitian  yang  fokus  pada  pembuatan  presstool  untuk  pembuka  tutup  botol  jenis crown. Oleh karena itu, penelitian ini sangat penting untuk dilakukan.
Tujuan  penelitian  ini  adalah  merancang  bangun presstool dengan  sistem compound untuk pembuatan  gantungan kunci  pembuka  tutup  botol  jenis crown dengan  kapasitas  262  unit/jam  dengan  bahan  plat  SPCC  dengan  tebal  1  mm.
Rancang bangun ini meliputi proses pembentukan ( embossing ), proses pelubangan ( piercing ), dan  proses pemotongan ( blanking ). Dalam  rancang  bangun  ini  juga  dibahas  mengenai  bahan  yang  digunakan,  perhitungan  gaya-gaya  proses pengerjaan, perhitungan biaya, waktu pengerjaan, perakitan, perawatan, serta pengujian dari presstool tersebut.
2. Material dan Metode Penelitian
2.1. Material yang digunakan
Material produk atau jenis bahan baku yang digunakan untuk membuat produk pembuka tutup botol jenis crown adalah plat SPCC yang memiliki tebal plat 1 mm, tegangan tarik maksimum 365 MPa dan tegangan yield 240 MPa [10- 12]. Material SPCC ini tersedia dipasaran dalam bentuk lembaran.

## 2.2. Metode penelitian
Penelitian  ini  dilakukan  menggunakan  metode  penelitian  eksperimental,  yaitu  metode  yang  bertujuan  untuk menguji pengaruh suatu variabel terhadap variabel lain atau menguji bagaimana hubungan sebab akibat antara variabel yang  satu  dengan  variabel  yang  lainnya  [13-14].  Guna  memenuhi  kebutuhan  penelitian  eksperimental,  salah  satu  hal yang  dilakukan  adalah  dengan  melakukan  proses  rancang  bangun.  Proses  rancang  bangun  mengacu  pada  beberapa literature  [15-16]  yang  melalui  beberapa  tahapan  yang  ditunjukkan  dalam  diagram  alir  pada  Gambar  2.  Berikut  ini adalah penjelasan tiap tahapnya:
Gambar 2. Diagram alir proses perancangan
a. Pengenalan kebutuhan
Penelitian  ini  diawali  dengan  pengenalan  kebutuhan  akan  produk  pembuka  tutup  botol,  kemudian dikembangkan lagi desain produk sehingga menjadi pembuka tutup botol jenis crown .
b. Perumusan masalah
Dalam  rancang  bangun  ini  juga  dibahas  mengenai  bahan  yang  digunakan,  perhitungan  gaya-gaya  proses pengerjaan, perhitungan biaya, waktu pengerjaan, perakitan, perawatan, serta pengujian dari presstool tersebut c. Sintesa
Setelah  melakukan  studi  pustaka  dan  pengamatan,  dilanjutkan  dengan  perancangan  desain  yang  akan  dibuat untuk tugas penelitian. Untuk itu diperlukan sebuah desain dan gambar kerja kemudian dipilih desain terbaik yang telah digambar sesuai dengan tujuan, fungsi dan kebutuhan dengan tujuan.
d. Analisa dan optimasi
Setelah  melakukan  proses  perancangan  dengan  berbagai  pertimbangan  yang  telah  ditetapkan  dari  sebuah gambar kerja dan efisiensi kinerja. Dilanjutkan dengan pembuatan komponen-komponen dari berbagai mesin sesuai dengan hasil perencanaan, fungsi dan tujuan yang hendak dicapai.

## e. Evaluasi
Setelah  semua  komponen presstool selesai  yang  dibutuhkan  untuk  mewujudkan  suatu  alat  yang  dapat membantu  pekerjaan  sesuai  fungsi  dibutuhkan  percobaan  untuk  menguji  presstool  tersebut  apabila  masalah dalam presstool dapat dilakukan perawatan.
f. Penyajian
Penyajian  rancang  bangun  berupa  pengujian  alat  dan  presentasi  yang  dilakukan  dengan  tujuan  untuk mengetahui hasil produk yang harus dicapai oleh alat tersebut.

## 2.3. Pertimbangan desain presstool
Dalam pertimbangan desain ini dirancang 3 macam alternatif desain proses pengerjaan. Pemilihan jenis presstool bertujuan  untuk  mengoptimalkan  kinerja  mesin,  mempermudah  proses  perhitungan  dimensi,  dan  penentuan  posisi punch dan die. Dimana setiap rancangan tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing.
Dalam  perancangan  ini  membuat  beberapa  alternatif  bentuk  rancangan  layout  proses  pengerjaan  yang  telah direncanakan, langkah selanjutnya adalah  diadakan  penelitian  terhadap semua  alternatif desain.  Penilaian  berdasarkan berbagai  variabel  yang  mempengaruhi  kelayakan  mesin  tersebut  untuk  dibuat.  Variabel  tersebut  antara  lain  dari  segi ketepatan  hasil  produk,  tingkat  kesulitan  proses  pengerjaan,  banyak  material  yang  terbuang,  biaya  pembuatan,  dan efektifitas  waktu  produksi.  Tabel  1  menunjukkan  rangkuman  alternative  desain,  jenis  presstool  beserta  kelebihan  dan kekurangannya.
Tabel 1. Alternatif desain, jenis presstool beserta kelebihan dan kekurangan
No. Alternatif desain Jenis Presstool Kelebihan Kerugian 1 Simple  Proses pengerjaan cetakan lebih mudah.  Perawatannya lebih mudah dan murah.  Pengoperasian cetakan lebih mudah.  Biaya pembuatan cetakan lebih mahal.
 Hasil produk tidak presisi.
 Waktu pengerjaan produk lebih lama karena pengerjaan satu produk dikerjakan dengan 2 cetakan. 2 Compound  Proses pengerjaan produk lebih cepat.
 Hasil produk cukup presisi.  Stock strip yang terbuang lebih sedikit.
 Konstruksi lebih rumit sehingga proses pengerjaan cetakan lebih rumit.  Perawatan lebih rumit.
3 Progressive  Hasil produksi presisi.  Cocok digunakan untuk produksi massal.  Perawatan dan pengoperasian rumit.
 Gaya proses terlalu besar karena pemotongan dan proses pembentukan terjadi secara bersamaan.  Banyak stock strip yang terbuang dan biaya lebih mahal.
Penilaian  alternatif  desain  dilakukan  untuk  menentukan  alternatif  mana  yang  akan  dipilih.  Alternatif  yang  akan dibuat  nantinya  harus  melihat  beberapa  kriteria  penilaian  sehingga  alternatif  yang  akan  digunakan  selanjutnya  dapat bekerja  dengan  baik  sesuai  dengan  yang  diharapkan.  Dalam  pemilihan  alternatif,  masing-masing  alternatif  dinilai berdasarkan  nilai  kriteria,  kemudian  dikalikan  bobot  kriteria,  kemudian  dijumlahkan,  hasilnya  merupakan  skor  yang dipilih  masing-masing  alternatif.  Pemberiaan  bobot  nilai  dimaksudkan  agar  kriteria-kriteria  dianggap  paling berpengaruh  mempunyai  bobot  yang  tinggi  sehingga  bobot  yang  diberikan  pada  tiap-tiap  kriteria  berbeda-beda tergantung seberapa besar pengaruh kriteria itu terhadap hasil presstool dan produk. Dari ketiga alternatif dipilih salah satu yang dianggap paling memenuhi kriteria yang diharapkan. Bobot dari setiap kriteria dapat ditentukan dengan cara membandingkan tiap kriteria dengan kriteria lain.
Berdasarkan  hal-hal  tersebut  maka  kriteria-kriteria  pembobotan  nilai  dapat  ditentukan  sebagai  berikut:  (1) kecepatan  produksi,  (2)  tingkat  kesulitan  pembuatan  presstool,  (3)  biaya  pembuatan  presstool,  (4)  waktu  pembuatan presstool, dan (5) efektifitas waktu produksi. Dari hasil evaluasi ketiga alternatif didapat jumlah nilai tertinggi adalah alternatif 2 yang mempunyai keunggulan – keunggulan sehingga dapat ditetapkan sebagai konsep alternatif yang akan dibuat.

## 2.4. Pengujian
Pengujian  ini  dilakukan  bertujuan  untuk  menguji  coba  keberhasilan  dari  presstool  pembuka  tutup  botol  jenis crown dengan kapasitas 262 unit/jam. Pengujian ini menggunakan bahan material plat SPCC dengan ketebalan 1 mm. proses pengujian presstool penentuan berhasil atau tidaknya hasil dari alat ini karena dipengaruhi oleh faktor (1) proses setting, (2) clearence antara punch dan die dan (3) gaya pemotongan yang sesuai.
Dalam proses pengujian ini di mesin press yang akan menekan ke bawah sehingga presstool pada bagian atas akan turun  ke  bawah  hingga  punch  melakukan  proses  embossing  pada  plat  SPCC  sehingga  plat  tersebut  akan  mengalami penetrasi.  Punch  yang  akan  digunakan  presstool  pembentuk  pembuka  tutup  botol  jenis  crown  yaitu  sebagai  proses pembentukan  embossing  tertutup,  proses  pemotongan  piercing  dan  blanking.  Pada  proses  pembentukan  embossing untuk  menahan  plat  SPCC  agar  tidak  mengalami  pergeseran.  Langkah  pembentukan  maupun  pemotongan  pada presstool ini yaitu pembentukan embossing, setelah stripper menjepit plat SPCC, punch pembentuk bergerak kebawah membentuk  profil  tulisan  Polines.  Langkah  kedua,  punch  piercing  akan  terus  bergerak  turun  ke  bawah  dan  plat didorong kedalam sehingga plat SPCC terpotong karena antara punch dan die adanya clearance sehingga terjadi proses pemotongan  piercing.  Kemudian  untuk  langkah  ketiga,  punch  blanking  akan  terus  bergerak  kebawah  mendorong  plat
SPCC sehingga terjadi proses pemotongan blanking. Plat SPCC yang sudah terpotong akan naik ke atas dan keluar yang ditekan oleh plat stripper.

## 3. Hasil Pengujian dan Analisa
3.1. Hasil Pengujian
Data  yang  didapat  dari  hasil  pengujian presstool pembuka  tutup  botol  jenis crown dengan  kapasitas  262  unit/jam adalah  sebagai  berikut.  Gambar  3a  adalah  hasil  pengujian  ke-1.  Bahan  uji  plat  SPCC,  tebal  1  mm,  uji  coba  pertama proses embossing sudah terjadi hanya saja produk belum terlepas dari stock strip karena proses piercing dan blankimg belum terjadi secara maksimal. Hal ini dikarenakan settimg meja kurang naik. Gambar 3b adalah hasil pengujian ke-2.
Bahan uji plat SPCC tebal 1mm, uji coba ke dua masih sama seperti percobaan pertama hasilnya namun ada perbedaan yaitu  pada  uji  coba  ke  dua  garis  pemotongan blanking sudah  terlihat  namun  saja  produk  belum  terpotong  secara maksimal.  Gambar  3c  adalah  hasil  pengujian  ke-3.  Bahan  uji  plat  SPCC  tebal  1  mm  uji  coba  ke  tiga,  proses pembentukan embossing dan pemotongan piercing sudah baik namun tinggal proses pemotongan blanking yang masih belum sempurna karena produk masih belum terlepas dari stock strip. Gambar 3d adalah hasil pengujian ke-4. Bahan uji plat SPCC tebal 1 mm, bentuk permukaan dan pemotongan pada material terbentuk dengan sempurna hanya saja masih terdapat chip/ beram pada setiap sisi produk.
(a) (b) (c)
(d) Gambar 3. Hasil (a) pengujian ke-1, (b) pengujian ke-2, (c) pengujian ke-3, dan (d) pengujian ke-4

## 3.2. Analisa Hasil Pengujian
Dari hasil beberapa pengujian presstool produksi pembuka tutup botol jenis crown dengan kapasitas 262 unit/jam ini  di  dalam  pengujiannya  harus  menempatkan  antara punch , die dan stripper harus  sesuai clearance agar  tidak  ada chip/ beram untuk hasil produknya, serta penentuan panjang langkah mesin press harus tepat agar proses pembentukan dan pemotongan terjadi dengan baik dan menghasilkan produk gantungan kunci pembuka tutup dengan tulisan polines sesuai yang diharapkan. Hal – hal yang menyebabkan hasil produksi kurang baik.
a. Clearance terlalu besar
Clearance yang  terlalu  besar  untuk  proses  pemotongan  bahan  material  plat  SPCC  dengan  ketebalan  1  [mm] menyisakan chip /beram.
b. Panjang langkah mesin press
Panjang langkah mesin press untuk memproduksi pembuka tutup botol jenis crown bahan plat SPCC dengan ketebalan  1  [mm]  harus  tepat  karena  agar  hasil  proses embossing,  piercing dan blanking pada  permukaan benda uji antara punch, die dan stripper dengan hasil yang baik.
Hal – hal diatas merupakan salah satu yang menyebabkan hasil pembuatan proses produksi pembuka tutup  botol jenis crown kurang  baik.  Akan  tetapi  produk  yang  dihasilkan  merupakan  gantungan  kunci  pembuka  tutup  botol sehingga tidak memerlukan ketelitian yang tinggi untuk produk yang dihasilkan harus mempunyai nilai keindahan dan kegunaan  serta  keamanan  produk  yang  masuh  terdapat chip/ beram  untuk  adanya finishing berupa  pembuangan chip /beram selanjutnya dilakukan proses pelapisan elektroplating.

## 4. Kesimpulan
Penelitian  tentang  rancang  bangun prestool untuk  pembuka  tutup  jenis crown telah  selesai  dilakukan.  Penelitian ini bertujuan untuk merancang bangun presstool dengan sistem compound untuk pembuatan gantungan kunci pembuka tutup botol jenis crown dengan kapasitas 262 unit/jam dengan bahan plat SPCC dengan tebal 1 mm . Pada penelitian ini, tiga  alternative  desain  dengan  masing-masing  jenis  simple  presstool,  compound  presstool  dan  progressive  presstool telah diajuka. Dari ketiga alternative tersebut dipilihlah alternative kedua dengan jenis compound presstool . Presstool sistem compound untuk membuat pembuka tutup botol jenis crown dengan kapasitas 262 unit/jam memiliki spesifikasi ukuran presstool 300 x 170 x 185 mm dengan waktu satu kali produksi 6 detik.

## Daftar Pustaka
1. Ucok Mulyo Sugeng, Adri Fato, 2020, Analisa Mekanis Baja pada Bahan SPCC-HD dengan Proses Deep Drawing dalam Pembuatan Drum, Presisi, Vol.22, No.2, hal. 75-81.
2. Mitsuhiro Okayasu, Yuki Ohkura, Tatsuaki Sakamoto, Shuhei Takeuchi, Hiroaki Ohfuji, Tetsuro Shiraishi, 2013, Mechanical properties of SPCC low carbon steel joints prepared by metal inert gas welding, Materials Science and Engineering: A, Vol. 560, hal. 643-652.
3. Yufeng Sun, Hidetoshi Fujii, 2017, Effect of abnormal grain growth on microstructure and mechanical properties of friction stir welded SPCC steel plates, Materials Science and Engineering: A, Vol. 694, Hal. 81-92.
4. Budiarto, 1997, Press Tool 1-3, Bandung, Politeknik Manufaktur Bandung.
5. Rochim, T. (1993). “Teori dan TeknologiPemesinan”. Bandung: FTI –ITB
6. Cyril Donaldson, George H LeCain, V C Goold, Tool design 3rd edition, Tata McGraw-Hill Education, New Delhi.
7. Wilson, Frank W. 1984. Fundamentals Of Tool Design. New Delhi : Prentice- Hall Of India Private Limited.
8. Goold, Donaldson LeCain. 1983. Tool Design. New Delhi : Tata McGraw- Hill Publishing Company.
9. Luchsinger, H.R. 1984. Tool Design 2. Bandung : Politeknik Mekanik Swiss.
10. Material properties SPCC, https://www.gneeppgi.com/info/spcc-steel-properties-53015712.html, diakses pada 13
Mei 2022
11. Nguyen D-T, Dinh D-K, Nguyen H-MT, et al. Formability improvement and blank shape definition for deep drawing of cylindrical cup with complex curve profile from SPCC sheets using FEM. J Cent South Univ 2014; 21: 27–34.
12. Luyen The-Thanh, Banh Tien-Long, Tran The-Van, Nguyen Duc-Toan, 2019, A study on a deep-drawing process with two shaping states for a fuel-filter cup using combined simulation and experiment, Advanced in Mechanical Engineering, Vol. 11, No.8, hal. 1-11.
13. Scriven, M. 1967, The methodology of evaluation. Chicago: Rand Mc.Nally.
14. Borg, W.R. & Gall, M.D., 1983, Educational research: An introduction. Fourth Edition. New York: Longman.
15. Budynas,  Richard  &  Nisbett,  Keith.  2006, Shigley’s  Mechanical  Engineering  Design  8 th Edition. New  York  : McGraw-Hill inc.
16. Cross, Nigel. 2001, Enggineering Desain Methods : Strategies for Product Design, John Wiley & Sons.