## ANALISA PENGARUH CLEARANCE PADA PUNCH, BLANK HOLDER DAN

## DIES TERHADAP KERUSAKAN PRODUK PADA MESIN DRAWING
Eko Edy Susanto Jurusan Teknik Mesin , Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Nasional Malang ekoedys@yahoo.co.id

## ABSTRAK
Proses  drawing  untuk  proses  pembentukan  dengan  penekanan  plat  sebagai  benda kerja  dan  pembentukan  terjadi  karena  perenggangan  mengikuti  betuk  dies  dan  punch. Tujuan  yang  ingin  didapat  dari  analisa  ini  yaitu  mengetahui kegagalan hasil  mesin  deep drawing untuk plat  dengan  ketebalan  0,3mm;  0,4mm;  0,5mm;  dan  0,6mm untuk  bahan aluminum, galvanis dan kuningan. Sehingga dapat diketahui hasil mesin deep drawing yang presisi dengan clearance antara dies dan punch tetap dan perubahan dies dan punch karena ketebalan plat yang berbeda.
Secara umum, analisa kepresisian  hasil mesin deep drawing  menunjukkan bagian yang  paling  besar  meregangnya  adalah  pada  bagian  dinding.  Pada  bagian  dinding; berdasarkan  hasil  pengujian  memberikan  keterangan  bahwa  pada  pelat  tipis  terjadi  cacat wrinkling.  Sedangkan  pada  plat  yang  tebal  tidak  terjadi.  Hal  ini  terjadi  karena  pada  plat yang tipis terdapat celah (clearance) antara punch, blank holder, dan dies sehingga terjadi regangan positif (tarik) dan regangan negatif (tekan) yang mengakibatkan cacat kerut pada dinding. Pada bagian flans masih terdapat cacat wrinkling. Hal ini terjadi karena gaya tekan dari blank holder kurang kuat, sehingga blank holder tidak mampu menjepit blank dengan baik.
Kata-kata kunci: Deep drawing, Bahan plat, Tebal plat, Toleransi dies, Cacat produk

## PENDAHULUAN
Proses drawing dilakukan  dengan menekan material benda kerja yang berupa lembaran logam yang disebut dengan blank sehingga  terjadi  peregangan mengikuti bentuk dies ,  bentuk  akhir  ditentukan  oleh punch sebagai  penekan  dan die sebagai penahan  benda  kerja  saat  di  tekan  oleh punch . Pada  proses deep drawing banyak kegagalan terjadi dalam proses manufakturnya  seperti  halnya  plat  sobek, cacat  kerut (wrinkling) ,  adanya  gaya springback yang  dapat  menjadikan draw piece tidak  sesuai  dengan  dimensi  yang diinginkan. Dalam  proses deep  drawing sangat    identik    dengan    terjadinya hasil benda kerja tidak presisi,  maka  perumusan masalah    pada    penelitian    ini    adalah mengidentifikasi jenis  material  dan ketebalan  plat agar menghasilkan  benda kerja  yang  presisi  pada  proses deep drawing .
Kelonggoran  atau cleaerence adalah celah  antara punch dan die untuk memudahkan gerakan lembaran logam saat proses drawing berlangsung,  besar clearence tersebut 7 % - 20 % lebih besar dari  tebal  lembaran  logam,  bila  celah die terlalu  kecil  atau  kurang  dari  tebal lembaran  logam,  lembaran  logam    dapat mengalami  penipisan  ( ironing) dan  bila besar clearence melebihi  toleransi  20  % dapat  mengakibatkan  terjadinya  kerutan. Kecepatan gerak punch dapat menyebabkan  retak  bahkan  sobek  pada material,  masing – masing  jenis  material mempunyai  karateristik  berbeda  sehingga kecepatan  maksimal  masing – masing material juga berbeda.
Kegagalan  yang  paling  sering  terjadi adalah  pemisahan  dasar  pada  daerah  yang mengalami  penipisan  yang  paling  besar yaitu didekat lengkukngan punch. Cacat ini dapat diminimumkan dengan cara mengurangi  penipisan  dengan  punch  yang jari-jarinya  lebih  besar  atau  memperkecil beban  punch  pada  saat  dilakukan penarikan. Jika terjadi retakan radial diflens atau pada pinggiran benda uji, maka hal ini berarti  bahwa  logam  ini  tidak  cukup  ulet
untuk  menahan  pengkerutan  melingkar yang  besar  yang  diperlukan  di  daerah tersebut.
Pengkerutan  flens  atau  pinggiran mangkuk merupakan akibat dari penekukan lembaran  yang  disebabkan  oleh  tegangan tekan melingkar  yang tinggi. Pada analisis tipe  kegagalan  ini,  setiap  elemen  pada lembaran  dapat  dianggap  sebagai  kolom yang  diberi  beban  tekan.  Jika  diameter bahan baku terlalu besar, beban pons akan sangat  menigkat  nilainya,  dan  dapat melampaui  beban  penekukan  kritis  kolom. Karena  stabilitas  kolom  turun  dengan meningkatnya  perbandingan  kerampingan, maka beban penekukan kritis akan dicapai pada  beban  yang  lebih  rendah  untuk lembaran  tipis. Untuk  mencegah  cacat  ini, diperlukan  pemakaian  tekanan  penekanan yang cukup agar penekukan hilang. Cacat keriput jeruk terjadi pada logam lembaran  berbutir  agak  kasar.  Cacat  ini hasil dari deformasi yang cenderung untuk terdeformasi  secara  tersendiri,  dan  karena itu  butiran  mencuat  dipermukaan.  Cara terbaik  untuk  mengatasi  hal  ini,  adalah menggunakan  lembaran  logam  berbutir halus,  sehingga  deformasinya  lebih seragam  dan  masing-masing  butir  sulit dibedakan dengan mata telanjang.
Cacat permukaan yang lain yang sering terdapat pada lembaran baja karbon rendah adalah  adanya  regangan  perentang  atau cacat  cacing  (worm). Cacat  nini  tampak sebagai pola yang mirip lidah api dibagian yang  rendah  pada  permukaan.  Penurunan bagian  permukaan  maksimum  dan  dengan meningkatnya deformasi cacat menghasilkan  permukaan  kasar  yang seragam.  Cacat  cacing  ini  berkaitan langsung  dengan  titik  luluh  pada  kurva tegangan-regangan  dan  deformasi  tak seragam  yang  terjadi  akibat  regangan  titik luluh.

## METODOLOGI.
Mesin  Drawing  merupakan alat untuk proses pengepresan, yaitu sebagai pemegang die, punch, dan blank holder.
Mesin  drawing  tersebut  mempunyai ukuran:
Diameter Die = 180,30 mm Diameter Punch = 179,75 mm Clearance = 0,55 mm Material Benda Uji Bahan Tebal Ø
(mm) (mm) Plat Aluminium 0,3 32 0,4 32 0,5 32 0,6 32 Plat Galvanis 0,3 32 0,4 32 0,5 32 0,6 32 Plat Kuningan 0,3 32 0,4 32 0,5 32 0,6 32

## Pengujian  Deep  Drawing  pada  plat Aluminium
Tebal plat aluminium 0,3 mm
Plat aluminium dengan  ketebalan 0,3 mm, tidak  cukup  ulet  untuk  menahan  tegangan tekan melingkar yang besar.
Pandangan Atas Pandangan Bawah

## Pandangan Samping Tebal plat aluminium 0,4 mm
Plat  aluminium  dengan  ketebalan  0,4  mm ini dapat dibentuk tetapi terjadi cacat pecah pada bagian dasar tangki dan cacat keriput pada flans. Cacat pecah pada tangki hal ini disebabkan  tekanan  bending  yang  sangat besar,  sedangkan  cacat  keriput  pada  flans disebabkan  blank  holder  tidak  mampu menjepit blank dengan baik.
Pandangan Atas
Pandangan Bawah
Pandangan Samping Tebal plat aluminium 0,5 mm
Pengerjaan  drawing  pada plat  aluminium dengan ketebalan 0,5 mm ini sudah mampu dibentuk  tangki  kompor,  tetapi  masih terjadi cacat  pecah  pada  bagian  dasar tangki. Hal ini disebabkan tekanan bending yang sangat besar.
Blank holder, Die, dan Punch

## Pandangan Samping
Tebal plat aluminium 0,6 mm Pengerjaan  drawing  pada plat  aluminium dengan ketebalan 0,6 mm ini sudah mampu dibentuk tangki kompor dan tidak terdapat cacat-cacat  karena plat  aluminium ketebalan 0,6 mm tersebut ulet dan mampu menerima  tekanan  yang  melingkar sehingga plat tersebut mampu dibentuk ..

## Pengujian  Deep  Drawing  pada plat
Galvanis
Pandangan atas
Pandangan samping Tebal plat galvanis 0,3 mm
Pembentukan  drawing pada  plat  galvanis dengan ketebalan 0,3 mm tersebut mampu dibentuk  tangki,  tatapi  plat  tersebut  masih terdapat  cacat  keriput  cacing  pasa  dinding dan cacat pecah pada permukan tangki. Hal ini terjadi karena bagian yang paling besar meregangnya  adalah  pada  bagian  pinggir yang tidak bersentuhan dengan dies
Pandangan atas
Pandangan samping
Tebal plat galvanis 0,4 mm
Pembentukan  drawing pada  plat  galvanis dengan ketebalan 0,4 mm tersebut mampu dibentuk  tangki,  tatapi  plat  tersebut  masih terdapat cacat keriput cacing pasa dinding. Hal  ini  terjadi  karena  bagian  yang  paling besar  meregangnya  adalah  pada  bagian pinggir  yang  tidak  bersentuhan  dengan dies. Pada bagian ini pelat akan mengalami penipisan atau ironing .
Pandangan atas Pandangan samping Tebal plat galvanis 0,5 mm Pandangan atas Pandangan samping Tebal plat galvanis 0,6 mm
Pembentukan  drawing pada  plat galvanis dengan  ketebalan 0,5  dan 0,6  mm  sudah mampu  dibentuk. Hal  ini  disebabkan  plat galvanis dengan ketebalan 0,6 mm tersebut ulet  dan  mampu  menerima  tekanan  yang melingkar  sehingga  plat  tersebut  mampu dibentuk dengan baik.

## Pengujian  Deep  Drawing  pada plat
Kuningan
Pandangan Atas
Pandangan Bawah

## Pandangan samping
Pembentukan  drawing pada  plat kuningan dengan  ketebalan 0,3,  0,4,  0,5, 0,6  mm sudah mampu dibentuk tangki kompor. Hal ini  disebabkan  plat galvanis dengan 0,3, 0,4, 0,5, 0,6 mm tersebut ulet dan mampu menerima  tekanan  sehingga  plat  tersebut mampu dibentuk dengan baik.

## PEMBAHASAN
Secara umum, deep drawing adalah proses dimana  pelat (blank) dipaksa  mengalir
melalui sebuah  dies dengan beban  punch sehingga  membentuk  komponen  silindris. Material  akan  mengalami  regangan  yang cukup  besar  sepanjang  diameternya. Pada awalnya  semua  bagian  pelat  mempunyai ketebalan  yang  sama,  namun  pada  akhir hasil proses ketebalan pelat akan bervariasi. Bagian  yang  paling  besar  mendapat tekanan  dari  pelat  adalah  pada  bagian flange karena adanya tegangan yang cukup besar  di  sini  baik  dari  beban  penekan maupun  dari  gesekan  dengan  blank  holder dan  dies.  Selama  proses    deep  drawing, pelat  ditekan  dengan  gaya  penekan  yang berasal  dari  mesin  penekan  sampai mencapai  nilai  maksimumnya  dan  akan turun  kembali.  Material  akan  mengalami regangan  yang  cukup  besar  sepanjang diameternya.  Bagian  yang  paling  besar meregangnya  adalah  pada  bagian  pinggir yang  tidak  bersentuhan  dengan  dies.  Pada bagian ini pelat akan mengalami penipisan atau ironing .  Penipisan  dapat  menjadikan pelat mengalami retak dan kemudian pecah setelah mencapai kekuatan tarik maksimum pelat.  Bagian  yang  paling  kritis  dimana sering  terjadi  pecah  adalah  pada  bagian bawah  yang  bersentuhan  dengan  jari-jari punch. Pada bagian ini sering terjadi pecah karena  tekanan  bending  yang  sangat  besar tergantung dari jari-jari punch.
Perubahan Ketebalan

## 1

## Penentuan Titik Pengukuran
Titik 1 : Penentuan pengukuran bagian atas Titik 2 : Penentuan pengukuran bagian tengah Titik 3 : Penentuan pengukuran bagian bawah
Penyebaran  ketebalan  setelah  proses drawing untuk bahan aluminium: Tebal plat 0.3  dan  0,4  mm benda  kerja  rusak.  Pada
ketebalan  plat  0,5  mm pengukuran ketebalan pada titik (1) diameternya lebih besar  dan  pada  titik  (2)  dan    titik  (3) diameternya  semakin  kecil,  hal  ini  terjadi karena  terjadi  penipisan  pada  plat. Dari hasil  pengukuran  diameter  pada  plat aluminium  dengan  ketebalan  0,6 mm terjadi pertambahan tebal yang tidak merata hal  ini  terjadi  karena  pada  benda  kerja terjadi  regangan  tekan  dan  regangan  tarik yang menyebabkan pertambahan tebal yang tidak  kontinyu  sejalan  dengan  pergerakan logam pada saat mendapat perlakuan tekan dan geser.
Dari  hasil pengukuran pada pengujian plat galvanis dengan ketebalan 0,3 mm ini terjadi  perubahan tebal yang  tidak  merata hal  ini  terjadi  karena  pada  benda  kerja terjadi  regangan  tekan  dan  regangan  tarik yang menyebabkan pertambahan tebal yang tidak  kontinyu  sejalan  dengan  pergerakan logam pada saat mendapat perlakuan tekan dan  geser. Pada  titik  pengukuran bahan galvanis  tebal  0,4,  0,5  dan  0,6  mm  pada titik (1)  diameternya  lebih  besar  dan  pada titik  (2), titik  (3)  diameternya  semakin kecil, hal ini terjadi karena terjadi penipisan pada  plat.  Terjadi  ketebalan yang  tidak merata karena  pada  benda  kerja  terjadi regangan  tekan  dan  regangan  tarik  yang menyebabkan  pertambahan  tebal  yang kontinyu sejalan dengan pergerakan logam pada  saat  mendapat  perlakuan  tekan  dan geser.
Dari hasil pengukuran ketebalan untuk bahan  kuningan  dengan  tebal  0,3:0,4:  0,5 dan  0,6  mm  pada titik (1)  diameternya lebih  besar  dan  pada  titik  (2), titik  (3) diameternya  semakin  kecil,  hal  ini  terjadi karena  terjadi  penipisan  pada  plat.  Terjadi ketebalan yang  tidak  merata karena  pada benda  kerja  terjadi  regangan  tekan  dan regangan  tarik  yang  menyebabkan pertambahan  tebal  yang  kontinyu  sejalan dengan  pergerakan  logam pada  saat mendapat perlakuan tekan dan geser.

## KESIMPULAN
1. Pada proses  drawing  untuk pelat  tipis terjadi  cacat  wrinkling  pada  dinding. Sedangkan  pada  plat  yang  tebal  tidak terjadi. Hal ini terjadi karena pada plat yang  tipis  terdapat  celah (clearance) antara  punch,  blank,  dan  dies  yang mengakibatkan  cacat  kerut  pada dinding.
2. Pada bagian flens terjadi keriput karena blank  holder  tidak  mampu  menjepit blank dengan baik.
3. Pada  plat  aluminium dengan  ketebalan 0,3 mm 0,4 mm , 0,5 mm 0,6 mm tidak cukup  ulet  untuk proses  deep  drawing maka  cacat-cacat  pada produk  akan terjadi.
4. Plat galvanis dengan ketebalan 0,5 mm dan 0,6 mm adalah plat yang cukup ulet untuk  menerima  penekukan  lembaran yang  disebabkan  oleh  tegangan  tekan melingkar yang tinggi. Begitupula pada plat kuningan dengan ketebalan 0,4 mm 0,5 mmdan 0,6 mm .
5. Perencanaan celah (clearance) antara punch dan  dies masimal  sama  dengan ketebalan pelat

## DAFTAR PUSTAKA
1. Ahmad  Hasnan.  S.,  2006. Mengenal Proses Deep Drawing. Jakarta
3. Eaton  Vickers  Hydraulic  Pneumatic System  Catalog.  1995.  Troy,  Michigan. U.S.A
4. Erlangga Hendrawan
Alfatih Muhammad,  2009. Analisis  Kerusakan Padaproses Manufaktur
Produk
Otomotif  Tutup  Shock  Absorber
Dengan Menggunakan Simulasi Abaqus
65-3  Se. Tugas  Akhir  S-1,  Universitas Muhammadiyah Surakarta,. Surakarta.
5. Shofiyanto  Yusa’  Mohamad,  2009. Simulasi Proses Deep Drawing Dengan Pelat  Jenis  Tailored  Blank. Tugas
Akhir  S-1,  Universitas  Muhammadiyah Surakarta, Surakarta.