Simulasi Finite Element Method pada Komposit Berbasis Aluminium Hasil Accumulative Roll Bonding (ARB) dengan Penambahan Pressing (Tekanan)
Agus Pramono a, *, dan  Anne Zulfia b
a Departemen Teknik Metalurgi, Fakultas Teknik, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
Jl. Jenderal Sudirman Km 3, Kotabumi, Kec. Purwakarta, Kota Cilegon, Banten 42435
b Departemen Teknik Metalurgi, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia Jl. Margonda Raya, Pondok Cina, Kecamatan Beji, Kota Depok, Jawa Barat 16424 *E-mail: agus.pramono@untirta.ac.id

## Abstract
The technology of severe plastic deformation (SPD) consists of several types on processes, the most well- known on the processes are three types, namely; equal channel angular pressing (ECAP), high pressure torsion (HPT) and accumulative roll bonding (ARB). SPD technology was developing rapidly as metal and alloy processing. At present, the SPD has been used for the development of composite materials. To produce high mechanical properties in SPD requires a long pressure cycle. To analyze the accuracy of the process variables the temperature simulation, pressing and rolling pressures were performed, using the finite element method (FEM). The simulation was done by used of ANSYS 2019 R3 software type. The simulation traces the accuracy of the heating distribution due to thermal stress, pressing and rolling pressures, so that the ideal parameter values in the process are known. Simulation used ANSYS software. The temperature used in this simulation process is 377 o C with a time of 2 hours. While the press pressure applied at 1700 N is equivalent to 0.173352 tons and the maximum rolling load capacity of 60 tons is equivalent to 588399 Newton.
Keywords : Severe plastic deformation, Pressing, Rolling, Aluminum and Finite element methods

## Abstrak
Teknologi severe  plastic  deformation (SPD)  terdiri  dari  beberapa  jenis  proses,  proses  yang  paling terkenal  ada  tiga  jenis  yaitu; equal  channel  angular  pressing /ECAP, high  pressure  torsion /HPT  dan accumulative  roll  bonding /ARB.  Teknologi  SPD  berkembang  pesat  sebagai  pemrosesan  logam  dan paduan.  Saat  ini  SPD  telah  digunakan  untuk  pengembangan  material  komposit.  Untuk  menghasilkan sifat  mekanik  yang  tinggi  pada  SPD  diperlukan  siklus  tekanan  yang  panjang. Untuk  menganalisis ketepatan  varibel  proses  maka  dilakukan  simulasi  tempreratur,  tekanan  pressing  dan  rolling, menggunakan finite  element  method (FEM).  Simulasi  dilakukan  dengan  menggunakan  jenis software ANSYS 2019 R3 . Simulasi menelusuri ketepatan distribusi pemanasan akibat tegangan thermal, tekanan pressing  dan  rolling,  agar  diketahui  batasan  nilai  parameter  yang  ideal  pada  proses.  Simulasi menggunakan  software  ANSYS.  Temperatur  yang digunakan  pada proses  simulasi ini adalah  sebesar 377 o C dengan waktu selama 2 jam. Sedangkan tekanan press diterapkan 1700 N setara dengan 0.173352 ton dan tekanan rolling kapasitas maksimum bebannya sebesar 60 ton setara dengan 588399 Newton.
Kata kunci: Severe plastic deformation, Pressing, Rolling, Aluminum dan Finite element methods

## 1. Pendahuluan
Teknologi severe plastic deformation (SPD) merupakan proses pengerjaan logam di mana strain plastik ultra-besar dimasukkan ke dalam perangkat untuk menciptakan logam yang berbutir ultra-halus (ultrafined g rained/UFG), sehingga sifat  dari  logam  tersebut  akan  meningkat  secara  drastis.  Tujuan  utama  dari  proses  SPD  adalah  untuk  menghasilkan kekuatan  tinggi  dan  bagian  ringan  dengan  mencapai  harmoni  lingkungan.  Teknologi  SPD  terdiri  dari  beberapa  jenis proses, proses yang paling terkenal ada tiga jenis yaitu; saluran sudut tekanan ( equal channel angular pressing /ECAP), tekanan tinggi torsi ( high pressure torsion /HPT) dan akumulatif gulung bonding ( accumulative roll bonding /ARB) [1-3]. Teknologi  SPD  berkembang  pesat  sebagai  pemrosesan  logam  dan  paduan.  Saat  ini  SPD,  telah  digunakan  untuk pengembangan material komposit. Untuk menghasilkan sifat mekanik yang tinggi pada SPD diperlukan siklus tekanan yang  panjang.  Beberapa  penelitian  tentang  SPD  seperti;  yang  dilakukan  oleh  Argentero  [4]  dalam  penelitiannya, memerlukan 10 siklus kompresi bergulir untuk menghasilkan kekerasan sebesar 113 HV dengan kekuatan Tarik > 100 MPa. Peningkatan sifat mekanik pada komposit telah juga dilakukan oleh Amirkhanlou [5] menggunakan metode baru accumulative  press  bonding (APB),  untuk  menghasilkan  butiran  halus  dengan  kekuatan  tarik  180  MPa  dari  88  MPa, dibutuhkan  14  siklus.  Proses  APB  dikembangkan  berdasarkan prinsip  proses accumulatif  roll  bonding (ARB).  Proses APB dapat diterapkan pada material lembaran dan billet dengan dimensi skala relatif besar, sedangkan proses ARB hanya dapat diterapkan pada material lembaran [6]. Fenomena ini tidak mengubah siklus panjang untuk menghasilkan kekuatan
tinggi oleh UFG. Pengembangan metode terbaru yang menyempurnakan proses ARB adalah  dengan penambahan efek tekanan  pressing,  atau  dikenal  dengan repetitive  press  roll  bonding (RPRB).  RPRB  adalah  proses  SPD  yang menggabungkan gaya  pengepresan  berulang  dengan gaya  bergulir,  di  mana  prosedur  kompresi  dilakukan  secara  terus menerus  untuk  memenuhi  siklus.  Kompresi  pada  proses  RPRB  memiliki  dua  peran penting  dalam  pemrosesan  bahan komposit; Gaya pengepresan pertama memberi efek pada tulangan yang tertanam, baik serbuk atau serat ke permukaan pelat sampel, sehingga akan ada ikatan muka antara matriks dan penguat berpasangan, yang terakhir dari gaya gulungan yang memberikan kontak pada permukaan, yang akan menghasilkan distribusi penguat yang tersebar ke bidang kontak komposit. Dalam penerapan aplikasi di Industri, ikatan  pada material akan mengubah namanya menjadi pembentukan karena jika telah diterapkan untuk aplikasi komponen tertentu maka fase ikatan akan menjadi berulang tekan roll menjadi repetitive press roll forming (RPRF) [7-8]. Pada saat ini beberapa parameter dan variable penggunaan SPD baik press maupun roll, belum diketahui berapa variable ideal pada proses pengerjaan, seperti jurnal yang ditulis oleh: Tsuji, N [9] Temperatur operasional yang ideal yang digunakan pada proses SPD terkait metode ARB adalah penggunaan temperatur dinamik rekristaslisasi, namun pada jurnal tersebut tidak disebutkan nilai besaran temperatur yang digunakan. Untuk itu dengan  menggunakan finite  elemt  methods (FEM)  maka  akan  diketahui  berapa  nilai  temperatur  yang  ideal  untuk menghasilkan  sampel  produk  hasil  ARB  tanpa  cacat  sehingga  akan  menghasilkan  sifat  mekanik  yang  tinggi.  Pada eksperimen penelitian ini merupakan penerapan simulasi finite element method (FEM), yang bertujuan untuk mengetahui batasan temperatur yang diaplikasikan untuk produk hasil ARB secara keseluruhan,  FEM menggunakan jenis ANSYS 19.0  untuk  menelusuri daerah  distribusi  panas  yang  diterima  oleh  sampel  sehingga  bisa  ditentukan pada  daerah mana panas diterima oleh sampel yang menghasilkan beberapa distribusi sifat mekanik pada bagian tertentu.

## 2. Material dan Metode Penelitian
Penelitian  ini  menggunakan  bahan  AA1100  sebagai  matriks  dan  Al 2 O 3 /SiC  sebagai  penguat.  Pertama  kali  yang dilakukan adalah pemanasan awal, material AA1100 dikenai pemanasan jenis anil, dengan menggunakan 377 O C selama 1 jam, sedangkan Al 2 O 3 /SiC dipanaskan menggunakan temperatur 350 O Cditahan selama 15 menit. Lembar aluminium anil berukuran 5 x 12 cm, dengan ketebalan 5 mm digunakan untuk percobaan. Permukaan plat aluminium dibersihkan dengan sikat baja, diikuti pembersihan permukaan yang bersentuhan. Al 2 O 3 /SiC dipersiapkan untuk ditaburkan diantara permukaan plat Aluminum. Strip dengan ketebalan sekitar 1 mm dipotong dari blok dan ditempatkan sejajar dengan arah putaran pada permukaan yang disikat dan dibersihkan. Konten penguat dalam setiap sampel adalah 0,4% untuk Al 2 O 3 dan SiC fraksi berat. Untuk mempelajari peran penyelarasan,  sampel komposit dengan  Al 2 O 3 /SiC disejajarkan secara acak sebagai  penguat.  Sebagai  referensi,  bahan  AA1100  dilakukan  tanpa  penguatan.  Bahan-bahan  ini  ditetapkan  sebagai pembanding  antara  bahan  dengan  dan  tanpa  penguat.  Tahap  awal  adalah  proses  penekanan  plat  menggunakan  mesin kompresi  5  ton  hingga  diameter  berkurang  menjadi  25%.  Proses  ARB  dilakukan  tanpa  pelumasan,  menggunakan laboratorium  skala lab  dengan  diameter  gulungan  15  cm dan  panjang  gulungan  20  cm.  Proses  roll  bonding  dilakukan dengan reduksi pengurangan 50% di setiap siklus.
Setelah  tahapan  preparasi,  spesimen  dilakukan  proses  awal  yaitu  press  roll  dengan  tujuan  untuk  membenamkan partikel penguat sebelum proses selanjutnya (ARB), Spesimen dilakukan pre-heating dengan temperatur 350 o C selama 15 menit, spesimen dilakukan proses pressing dengan 25% reduksi ketebalan dan didinginkan dengan media pendingin air.  Sebelum  dilakukan  proses  rolling,  spesimen  dilakukan  pre-heating  kembali  dengan  temperatur  350 o C  selama  15 menit. Spesimen dilakukan proses rolling dengan 33,3% reduksi ketebalan dan didinginkan dengan media pendingin air.
Gambar 1 . Proses pembuatan komposit Aluminum berpenguat Al 2 O 3 /SiC hasil press roll forming
Untuk  menganalisis  ketepatan  varibel  proses  maka  dilakukan  simulasi  tempreratur  menggunakan finite  element methods (FEM). Simulasi  pemanasan  dilakukan  dengan  menggunakan  software  ANSYS  2019  R3  dengan  metode transient  thermal .  Metode  transient  thermal  digunakan  pada  simulasi  ini  karena  temperatur  akan  mempengaruhi  sifat aluminium  saat  dilakukan  proses  penekanan  maupun  pencanaian  pada  pressing  maupun  ARB.  Simulasi  pemanasan dilakukan  untuk  mengetahui  distribusi  temperatur  pada  saat  pemanasan  berlangsung.  Geometri  dibuat  dengan menggunakan Design Modeler yang ada pada software ANSYS dengan geometri yang digunakan berupa dua buah pelat yang ditumpuk dengan dimensi masing-masing pelat yaitu 150 x 30 x 2 mm. Adapun diantara tumpukan pelat tersebut
terdapat serbuk penguat yang pada simulasi ini diasumsikan bahwa serbuk tersebut terdistribusi merata pada plat dengan dimensi serbuk yaitu 150 x 30 x 0,25 mm. Kemudian, dilakukan permodelan pada software ANSYS untuk mengetahui distribusi temperatur pada proses yang berlangsung. Hasil dari simulasi pemanasan ini berupa temperatur, heat flux , dan directional heat flux . Temperature menunjukkan distribusi yang berlangsung, heat flux menunjukkan gradien temperatur pada proses pemanasan, dan directional heat flux menunjukkan arah gradien temperatur pada sumbu yang ditentukan. Proses simulasi ini dilakukan pada temperatur 350 o C selama 15 menit.
Simulasi penekanan dilakukan dengan menggunakan software ANSYS 2019 R3 dengan metode static structural. Metode  static  structural  digunakan  karena  proses  penekanan  pada  sampel  dilakukan  secara  konstan  tanpa  adanya perubahan  tekanan  yang  diberikan.  Simulasi  penekanan  merupakan  proses  simulasi  yang  dilakukan  setelah  simulasi pemanasan dimana temperature yang dihasilkan pada proses simulasi pemanasan akan dijadikan initial value (nilai awal) pada  temperatur  yang  digunakan  pada  proses  simulasi  penekanan  ini.  Geometri  yang  digunakan  yaitu  dua  buah  plat dengan masing-masing memiliki dimensi 150 x 30 x 2 mm dan sebuah serbuk penguat yang pada simulasi ini diasumsikan bahwa serbuk tersebut terdistribusi merata pada pelat dengan dimensi serbuk yaitu 150 x 30 x 0,25 mm. Pelat disusun secara  bertumpuk  dengan  adanya  serbuk  reinforce  diantara  tumpukan  pelat..  Geometri  dibuat  dengan  menggunakan Design Modeler yang terdapat di dalam software ANSYS, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.
Gambar 2 . Skematis Dasar FEM (a) Proses Meshing (b) Proses Konduksi
Setelah  geometri  dibuat,  kemudian  dilakukan  permodelan  pada  software  ANSYS.  Simulasi  penekanan menghasilkan output berupa normal stress, equivalent elastic strain , dan equivalent stress . Simulasi penekanan digunakan untuk  mengetahui  distribusi  tegangan  yang  dihasilkan  sebelum  proses  ARB  dilakukan.  Selain  distribusi  tegangan, simulasi ini dapat dilakukan untuk mengetahui tegangan sisa hasil penekanan yang dilakukan. Adapun parameter yang digunakan pada proses penekanan ini berupa pressure dengan nilai 2,452 x 103 MPa.   Simulasi pencanaian dilakukan dengan menggunakan software ANSYS 2019 R3 dengan metode static structural . Metode static structural digunakan karena pembebanan pada proses canai dilakukan secara konstan tanpa adanya perubahan pembebanan yang diberikan. Selanjutnya  simulasi  pencanaian  menggunakan  initial  temperatur  untuk  geometri  yang  digunakan  adalah  hasil  dari simulasi  pemanasan  yang  dilakukan.  Geometri  yang  digunakan  pada  proses  simulasi  ini  adalah  berupa  pelat  dengan dimensi  150  x  30  x  2  mm  dan  sebuah  serbuk  reinforce  yang  pada  simulasi  ini  diasumsikan  bahwa  serbuk  tersebut terdistribusi merata pada pelat dengan dimensi serbuk yaitu 150 x 30 x 0,25 mm, serta sebuah mesin roll dengan diameter 50  mm.  Geometri  dibuat  dengan  menggunakan  Design  Modeler  yang  terdapat  di  dalam  software  ANSYS.  Simulasi pencanaian digunakan untuk mengetahui distribusi tegangan yang dihasilkan pada proses ARB sehingga dapat diketahui bagaimana  proses  reduksi  ukuran  terjadi.  Selain  distribusi  tegangan,  simulasi  ini  dapat  dilakukan  untuk  mengetahui tegangan sisa hasil pencanaian yang dilakukan.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Simulasi menelusuri  ketepatan  distribusi  pemanasan  akibat tegangan  thermal,  tekanan  pressing  dan rolling,  agar diketahui  batasan nilai  parameter  yang  ideal  pada  proses.  Simulasi menggunakan  software  ANSYS.  Pada  simulasi  ini menggunakan geometri plat Aluminium berukuran 150 x 2 mm untuk satu plat yang kemudian ditumpuk dengan diberikan penguat jenis alumina (Al 2 O 3 /SiC) dengan asumsi memiliki dimensi 150 x 0,02 mm. Sehingga dimensi total dari geometri yang digunakan pada proses simulasi thermal ini adalah 150 x 4,02 mm. Temperatur yang digunakan pada proses simulasi ini adalah sebesar 377 o C dengan waktu selama 2 jam. Sedangkan tekanan press diterapkan 1700 N (0.173352 ton) dan rolling kapasitas maksimum bebannya sebesar 60 ton (588399 Newton).

## 3.1 Analisis Tegangan Thermal
Proses  simulasi  yang  dilakukan  merupakan  sebuah  proses  pemanasan  yang  menggunakan  furnace  yang menghasilkan gelombang elektromagnetik sehingga dipilih radiasi sebagai metode transfer panas yang digunakan dengan parameter emissivity furnace adalah 0,7  [10].  Kemudian  diberikan heat  flow  untuk reinforce  yaitu  sebesar  0,0001  W. Proses  simulasi  distribusi  tegangan  thermal  yang  dilakukan  menghasilkan  sebuah  citra  dari  simulasi  yang  dilakukan berupa  citra  distribusi  temperatur  dan  heat  flux  serta  didapatkan  sebuah  grafik  pengaruh  waktu  pemanasan  terhadap temperatur  maksimal  dan heat  flux minimal. Heat flux merupakan  tingkat perpindahan  panas  per  satuan  waktu,  yang
mana  semakin  kecil  nilai  heat  flux  maka  akan  semakin  bagus  proses  pemanasan  yang  dilakukan. ada  simulasi  ini digunakan material AA1100 sebagai pelatnya yang didapatkan hasil sebagai berikut:
(a)
(b)
Gambar 3 . Hasil simulasi FEM ANSYS:  a) Temperatur hasil simulasi AA1100 b) Heat flux hasil simulasi AA 1100
Pada gambar 3 a) dapat terlihat adanya perbedaan warna. Perbedaan warna tersebut menandakan adanya perbedaan temperatur pada geometri yang digunakan. Meskipun terdapat perbedaan warna, pada indikator yang ada dapat dilihat bahwa temperatur maksimum dan temperatur minimum adalah sama yaitu 377,01 o C. Hal ini menunjukkan bahwa proses pemanasan  yang  dilakukan  selama  2  jam  dengan  suhu  377 o C  dapat  terdistribusi  merata  ke  setiap  bagian.  Sedangkan gambar 3 b) menunjukkan heat flux dari proses pemanasan yang dilakukan, terlihat heat flux terendah sebesar 1,36 x 10- 9  W/mm 2 yang  berada  pada  bagian  tengah  bawah  yang  berarti  bagian  tersebut  lebih  dulu  berhenti  menerima  panas dibandingkan dengan bagian lainnya. Bagian terakhir yang berhenti menerima panas adalah pada pelat atas terutama pada bagian samping kiri dan kanan dengan nilai maksimum heat flux 9,73 x 10-7 W/mm 2 . Pada bagian penguat terlihat bahwa heat flux yang dihasilkan adalah heat flux minimum, hal ini dikarenakan penguat yang digunakan adalah keramik sehingga panas yang diterima akan lebih cepat berhenti dibandingkan plat yang ada.

## 3.2 Simulasi Tegangan Thermal
Selain  citra temperatur  dan heat  flux dari  proses  simulasi  yang  dilakukan,  simulasi ini  juga menghasilkan grafik yang dapat dilihat pada Gambar 4. Terlihat temperatur plat mencapai nilai maksimum pada saat waktu proses diantara 1000  dan  2000  detik,  yaitu  berkisar  1500  detik.  Kemudian kurva heat  flux minimum  yang  dihasilkan adalah  pertama mengalami kenaikan pada saat 0 detik sampai dengan 60 detik, kemudian heat flux mengalami penurunan seiring dengan bertambahnya  temperatur  sampai  dengan  1500  detik  lalu  heat  flux  stabil  hingga  mengalami  penurunan  yang  sangat signifikan pada saat 2500 detik dan mengalami kenaikan dan penurunan yang tidak stabil hingga. Setelah itu melewati 4000 detik, heat flux menjadi stabil, hal ini dapat mengindikasikan bahwa proses pemanasan ini sudah terdistribusi merata pada saat 4000 detik dan dapat dimungkinkan terjadinya overheat setelah 4000 detik pemanasan dilakukan.
Gambar 4. Grafik Hasil Simulasi Tegangan Thermal AA1100 [hasil simulasi] .
3.3 Analisa Simulasi Tegangan Proses Pressing dan Rolling
Simulasi distribusi tegangan  pada saat pressing dan rolling pada penelitian ini menggunakan software FEM jenis ANSYS. Pada simulasi press, geometri yang digunakan merupakan plat yang berukuran 150 x 2 mm untuk satu pelat yang kemudian ditumpuk dengan diberikan penguat berupa alumina (Al 2 O 3 /SiC) yang diasumsikan memiliki dimensi 150 x 0,02 mm. Sehingga dimensi total dari geometri yang digunakan pada proses simulasi press ini adalah 150 x 4,02 mm. Pada simulasi ini diberikan gaya ( force ) sebesar 1700 N searah dengan sumbu Y negatif. Proses simulasi ini menghasilkan citra  tegangan  sisa  dari  proses  press  yang  dilakukan  serta  didapatkan  grafik stress  vs  strain pada  saat  proses  press berlangsung. Pada simulasi ini digunakan material AA1100 sebagai pelatnya yang didapatkan hasil sebagai berikut:
Gambar 5. Tegangan press hasil simulasi AA1100.
Pada gambar 5. dapat dilihat citra hasil simulasi tegangan press AA1100. Tegangan diberikan dari arah sumbu Y negatif  dimana  pada  proses  press  ini  menyebabkan  terjadinya  deformasi  searah  sumbu  Y  negatif.  Citra  tersebut menunjukkan adanya perbedaan tegangan pada geometri yang digunakan. Tegangan yang dihasilkan pada proses simulasi AA1100 memiliki nilai maksimum sebesar 21,5 MPa yang terdapat di bagian samping kiri dan kanan dari plat maupun penguat dan nilai minimum sebesar 2,72 MPa yang terdapat pada sepanjang penguat. Hal ini menunjukkan bahwa beban yang diberikan tidak cukup kuat sehingga deformasi yang terjadi bukanlah deformasi plastis melainkan deformasi elastis karena  yield  strength  dari  AA1100  adalah  sebesar  29  MPa.  Tegangan  yang  diberikan  mengakibatkan  penguat  ikut mengalami tegangan di bagian sampingnya. Akibat adanya tegangan ini maka dapat dikatakan penguat mampu terbenam ke dalam pelat meskipun dengan jumlah yang relative sedikit.
Gambar 6. Grafik Stress vs Strain Hasil Simulasi Press AA1100
S elain citra tegangan, didapatkan juga hasil berupa grafik hasil simulasi yang dapat dilihat pada gambar 6. Dari grafik tersebut ditunjukkan adanya  kenaikan tegangan seiring dengan meningkatnya regangan secara linier yang mana hal ini dapat diartikan sebagai pelat belum mengalami deformasi plastisnya karena tegangan maksimum yang didapatkan masih dibawah yield strength AA1100.
Simulasi  distribusi  tegangan  rolling  menggunakan  plat  yang  berukuran  150  x  2  mm  untuk  satu  pelat  yang kemudian diberikan penguat berupa alumina (Al 2 O 3 /SiC) yang diasumsikan memiliki dimensi 150 x 0,01 mm di bawah plat tersebut. Pada simulasi ini hanya digunakan satu pelat yang dibawahnya terdapat penguat yang berukuran setengah dari ukuran penguat pada simulasi press. Hal ini dilakukan karena pada simulasi roll ini diberikan parameter symmetry region yang berarti simulasi ini memiliki geometri yang sama pada bagian bawahnya, sehingga hanya dilakukan simulasi pada setengah bagiannya saja yang bertujuan untuk mempercepat proses kalkulasi pada simulasi yang dilakukan. Adapun batasan-batasan yang diberikan pada simulasi roll ini adalah proses reduksi rolling yang digunakan adalah 12,5%, rotasi roll sebesar 50 rpm, dan tegangan roll yang digunakan adalah 60 ton. Hasil dari simulasi ini adalah citra tegangan sisa dari proses rolling serta tegangan yang terjadi pada saat proses rolling yang dilakukan, kemudian terdapat grafik stress vs strain yang dihasilkan dari proses rolling ini, disajikan pada gambar 6. Citra hasil simulasi roll AA 1100. Tegangan sisa pada proses rolling yang dilakukan memiliki nilai tegangan maksimum sebesar 7,15 MPa dan tegangan minimun sebesar 1,04 x 10-9 MPa. Distribusi tegangan sisa dapat dikatakan bahwa penyebarannya terdistribusi merata yang artinya pada jarak tertentu distribusi tegangannya akan terulang. Bagian terbesar tegangan sisanya terdapat pada bagian atas dengan tegangan terendah pada bagian bawah yaitu pada reinforce. menunjukkan tegangan yang terjadi pada saat proses rolling berlangsung. Pada gambar 7. dapat dilihat bahwa distribusi tegangan yang dihasilkan dari proses simulasi ini memiliki tegangan maksimum sebesar 8,2 GPa yang terdapat pada titik atas didekat roll dan tegangan minimum sebesar 9,37 x 10- 11 MPa yang terletak di sepanjang pelat yang tidak terkena roll tersebut. AA1100 mengalami deformasi plastis karena tegangan  yang  diberikan  melebihi yield  strength . Selain  citra  dari  simulasi rolling,  grafik  juga  didapatkan  dari proses simulasi ini yang dapat dilihat pada gambar 8. Proses rolling mengalami tegangan yang sangat tinggi dan adanya titik- titik  dimana  tegangan  dan  regangan  tidak  berlangsung  secara  linier  yang  menunjukkan  bahwa  geometri  mengalami deformasi  plastis.  Deformasi  plastis  yang  terjadinya  tersebut  akan  menyebabkan  terbentuknya  tegangan  sisa  pada geometri yang digunakan.
Gambar 8. Tegangan Roll Hasil Simulasi AA1100

## 4. Kesimpulan
Hasil simulasi pada penelusuran temperatur maksimum dan temperatur minimum bernilai sama yaitu 377,01 o C. Hal ini menunjukkan bahwa proses pemanasan yang dilakukan selama 2 jam dengan suhu 377 o C dapat terdistribusi  secara merata ke setiap bagian sampel. Sedangkan heat flux dari proses pemanasan yang dilakukan, terlihat heat flux terendah sebesar  1,36  x  10-9  W/mm 2 yang  berada  pada  bagian  tengah  bawah  yang  berarti  bagian  tersebut  lebih  dulu  berhenti menerima panas dibandingkan dengan bagian lainnya. Bagian terakhir yang berhenti menerima panas adalah pada pelat atas terutama pada bagian samping kiri dan kanan dengan nilai maksimum heat flux 9,73 x 10-7 W/mm 2 . Pada bagian penguat terlihat bahwa heat flux yang dihasilkan adalah heat flux minimum, hal ini dikarenakan penguat yang digunakan adalah keramik sehingga panas yang diterima akan lebih cepat berhenti dibandingkan plat yang ada.
Proses simulasi menghasilkan citra tegangan sisa dari proses press yang dilakukan dari tegangan yang dihasilkan pada proses simulasi  memiliki nilai maksimum sebesar 21,5 MPa yang terdapat di bagian samping kiri dan kanan dari plat maupun penguat dan nilai minimum sebesar 2,72 MPa yang terdapat pada sepanjang penguat.  Hal ini menunjukkan bahwa  beban  yang diberikan  tidak  cukup  kuat  sehingga  deformasi  yang  terjadi  bukanlah  deformasi  plastis  melainkan deformasi  elastis .  Tegangan  yang  diberikan mengakibatkan  penguat ikut mengalami tegangan  di  bagian  sampingnya. Akibat adanya tegangan ini maka dapat dikatakan penguat mampu terbenam ke dalam pelat meskipun dengan jumlah yang relative sedikit. Kenaikan tegangan seiring dengan meningkatnya regangan secara linier yang mana hal ini dapat diartikan  sebagai  pelat  belum  mengalami  deformasi  plastisnya  karena  tegangan  maksimum  yang  didapatkan  masih dibawah yield strength.
Batasan yang diberikan pada simulasi roll merupakan proses reduksi rolling yang digunakan sebesar 12,5%, rotasi roll sebesar 50 rpm, dan tegangan roll yang digunakan adalah 60 ton. Hasil dari simulasi ini adalah citra tegangan sisa dari proses rolling serta tegangan yang terjadi pada saat proses rolling yang dilakukan. Tegangan sisa pada proses rolling yang dilakukan memiliki nilai tegangan maksimum sebesar 7,15 MPa dan tegangan minimun sebesar 1,04 x 10-9 MPa. Distribusi  tegangan  sisa  dapat  dikatakan  bahwa  penyebarannya  terdistribusi  merata  yang  artinya  pada  jarak  tertentu distribusi  tegangannya  akan  terulang.  Distribusi  tegangan  yang  dihasilkan  dari  proses  simulasi  ini  memiliki  tegangan maksimum sebesar 8,2 GPa yang terdapat pada titik atas didekat roll dan tegangan minimum sebesar 9,37 x 10-11 MPa

## Ucapan Terima Kasih
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Kementrian  Ristek  Dikti  atas  bantuan  dana  riset  melalui  Hibah Konsorsium Riset Ungglan Perguruan Tinggi (KRUPT) dengan No Kontrak : NKB-1073/UN2.R3.1/HKP.05.00/2019

## Daftar Pustaka
[1]   Pramono, A., 2017, “Teknologi Terbaru Severe Plastic Defoemation Untuk Aplikasi Perangkat Kemiliteran,” Jurnal Defendonesia 3 (1): 10-18.
[2]  Azushima, A., Kopp, R., Korhonen, A., Yang, D.Y., Micari, F., Lahoti, G.D., Groche, P., Yanagimoto, J., Tsuji, N., Rosochowski,  A.,  Yanagida.,  A.,  “Severe  plastic  deformation  (SPD)  processes  for  metals,”  CIRP  Annals-2008. Manufacturing Technology 57: 716–735.
[3]  Valiev R.Z., Langdon T.G. 2006., “Principles of equal-channel angular pressing (ECAP) as a processing tool for grain refinement. Prog Mater Sci 51: 881-981.
[4]  Argentero,  S.,  2012,  Accumulative  roll  bonding  technology  of  aluminum  alloys,  Proceedings  of  Strategic Management Factors of MNC’s Subsidiaries–Comparative Analysis of Metal Manufacturing and Other Industries in the Czech Republic, 1-6.
[5]   Amirkhanlou, S., Ketabchi, M., Parvin, N., Khorsand, S., Bahrami, R., 2013, “Accumulative press bonding; a novel manufacturing process of nanostructured metal matrix composites”. Materials and Design, 52: 367–374.
[6]   Pramono, A., Jamil A.M., Milandia, A., 2018. “Aluminum based Composites by Severe Plastic Deformation Process as New Methods of Manufacturing Technology. MATEC Web of Conferences 218: (04011) 1-9.
[7]   Pramono,  A.,  Kollo,  L.,  Veinthal,  R.,  2015.  “Aluminum  based  composite  by  novel  process:  repetitive  press  roll bonding (RPRB)” Procedia Chemistry, 16: 473-479.
[8]   Pramono, A., 2017 "Merging method of aluminum fiber composite materials with alternating pressure and rolling process  using  repetitive  press  roll  forming  (RPRF)".  Patent  Application:  001/P/HKI/2000.  P00201709889. University of Sultan Ageng Tirtayasa Banten.
[9]   Saito,  Y.,  Utsunomiya,  H.,  Tsuji,  N.,  and  Sakai,  T.  1999.  “Novel  ultra-high  straining  process  for  bulk  material development of the accumulative roll bonding (ARB) process”. Acta Mater 47: 579–583.
[10]  Yi, Z., Zhang, W.J., Yang, Q.D., Li, G.J., & Chen, H.G. 2018. Influence Analysis of the Furnace Wall Emissivity on Heating Process. Infrared Physics & Technology 93: 326-334.