## PENINGKATAN KUALITAS PRODUK UKM KURSI LIPAT DENGAN METODE INTERNAL PRESSURE DAN RANCANG BANGUN MESIN BENDING KONVENSIONAL
Yuni Hermawan 1 , Santoso Mulyadi 1
1 Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember Jl. Kalimantan 37 Jember 68121

## ABSTRACT
Product  with  quality  obtained  from  existence  of  good  forming  process.  Ovality  one  of  deviation which  is  because  of  process  bending.  P rocess  bending  donewithout  and  internal    pressure.  Internal  pressure used: 100, 200, 250 and 300 bar. Equipments used in course of bending consisted of the hydraulic pump, pressure gauge,  regulator  /  valve,  T  Fitting,  Oli  SAE  40  and  Nivle  Pipe  (  NPT). For  that  require  to  be  a  research  to analyse the hydraulic pressure influence to ovality process of bending of pipe of circular of raw material camp chair.
Research  done  to  designed  experiment  with  the  diameter  tube  16,  19.05  and  25.4  mm.  Its  result hydraulic pressure yielding ovality minimum is for the D of tube 16 mm equal to 300 bar while for the D of tube 19.05 and 25.4 equal to 250 bar.
Keywords: bending process, ovality and hydraulic pressure.

## PENDAHULUAN
Untuk  memperoleh  produk  bermutu  berupa tingkat  kepresisian  yang  tinggi  serta  keovalan  yang rendah  perlu  didukung  oleh  proses  bending  yang gerakannya dikontrol secara hidrolis dan otomatis.
Proses  bending  dilakukan  pada  material  bahan baku  kursi  lipat  yaitu  baja  medium  carbon  steel SA179M/SA179  yang  biasanya  digunakan  untuk bahan  baku  kursi  lipat.  Proses  pembendingan dilakukan  dengan  mesin  CNC  bending  Pedrazoli. Karakteristik  ovalisasi  dipengaruhi  oleh  faktor diameter tube, sudut tekuk, diameter dies dan internal pressure.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  mencari internal pressure optimal yang menghasilkan ovalisasi  minimal  dari  berbagai  kondisi  independen variabel yang berpengaruh.
Diameter  tube,  sudut  tekuk,  diameter  dies  dan internal pressure divariasikan dengan jumlah tertentu. Benda  kerja  hasil  proses  bending  diukur  dengan mikrometer,  jangka  sorong  dan  pengolahan  data dilakukan dengan metode statistik.

## METODOLOGI PENELITIAN
Metode  yang  digunakan  untuk  menyelesaikan penelitian  ini  adalah  dengan  metode  eksperimen. Material  yang  digunakan  adalah  jenis  low  carbon steel  SA179M/SA179  dengan  material  properties sebagai berikut:
 Tensile Strength 47 000 Psi
 Yield Strength
26 000 Psi
 Elongation 35 %
Material  ini  sesuai  dengan  standart  ASTM, digunakan  untuk  pembuatan  pipa  bahan  baku  kursi lipat.
Bagian dari tube yang akan di bending
Gambar 1. Bagian pipa yang akan di bending

## Tahap Perakitan Alat Hydraulic
Mesin  bending  yang  digunakan  adalah  type  rotary bending.
 Merk : Pedrazoli  Buatan : Italia  Tahun Pembuatan: 1992
Skema dari mesin CNC bending
Gambar 2. Mesin CNC roller bending
Alat sistem hidrolik :
1. Pompa Hidrolik, spesifikasi: tekanan 3000 bar.
2. Pressure Gauge.
3. Regulator/valve,  dengan  spesifikasi  tekanan 10000 psi (700 bar).
4. Fiting Tridate ( Fiting T ), dengan spesifikasi tekanan 10000 psi (700 bar).
5. Oli hidrolik.
6. Nivle pipe tube (NPT).
Untuk  kondisi  tanpa  internal  presure,  proses bending  langsung  dilakukan  pada  alat  bending  tanpa menggunakan mandrill. Perakitan alat serta tube yang akan dibending dapat dilihat pada gambar 3.
Gambar 3. Rangkaian alat bending hidrolik
Setelah pengisian oli sampai tekanan yang diinginkan maka  pompa  (hidraulik  jack)  dilepas  dari  rangkaian peralatan, seperti terlihat pada gambar 4.
Gambar 4 Rangkaian alat setelah pengisian oli

## Analisa Internal Pressure
Digunakan  teori  kegagalan  MSST  dan  MNST yaitu  untuk  mencari  tekanan  dalam,  dimana  tekanan dalam  yang  dicari  pada  posisi  jari-kari  dalam  tube (r i ),  selain  itu  tujuannya  adalah  untuk  mengetahui internal  pressure  yang  diijinkan  agar  tidak  terjadi deformasi  plastis  atau  masih  dalam  kondisi  elastis, sebelum proses bending.

## Maximum Normal Stress Theory (MNST)
Persamaan untuk mencari internal pressure yang di ijinkan adalah sebagai berikut:
Pi <
2 2 2 2 2 2 2 2 ) ( ) ( r r r r r r r r Sy i o o i i o i   

## Maximum Shear Stress Theory (MSST)
Persamaan untuk mencari internal pressure yang di ijinkan adalah sebagai berikut:
Pi  < 2 2 2 2 2 ) ( 2 o i i o r r r r r Sy 
Dari  teori  MNST  dan  MSST  diatas  didapatkan internal  pressure  yang  diijinkan  dimana  pipa  masih dalam  kondisi  elastis  sebelum  pipa  dibending, selengkapnya sebagai berikut:
D Tube MNST MSST 16 622.9 464.1 19.05 730 521.35 25.4 409.7 334.46
Memperhatikan  teori  MNST  dan  MSST  diatas  maka penelitian  dilakukan  dengan  inetrnal  pressure  paling tinggi 300 bar, hal ini dilakukan dengan pertimbangan dari segi keamanan  operator.

## Alat Ukur
Untuk mengukur ovalisasi digunakan mistar ingsut
(ketelitian 0.05 mm) Ovalisasi (%) = max min 100%
nom D D x D  Dimana:
 max D = Diameter maximum (mm)  min D = Diameter minimum (mm)
 nom D = Diameter nominal (mm)
Gambar 5. Penampang pipa pada suatu titik.
Tabel 1. Desain eksperimen penelitian
P i (bar) R Dies (mm) D Tube (mm)  No
Pi
41 16 90 1 135 2 180 3 19.05 90 4 135 5 180 6 25.4 90 7 135 8 180 9 63 16 90 10 135 11 180 12 19.05 90 13 135 14 180 15 25.4 90 16 135 17 180 18 93 16 90 19 135 20 180 21 19.05 90 22 135 23 180 24 25.4 90 25 135 26 180 27

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Untuk  pelaksanaan  eksperimen  proses  bending ini  menggunakan  variable  meliputi:  diameter  tube, jari-jari  dies,  sudut  tekuk  dan  internal  pressure. Variabel  tersebut  dipilih  berdasarkan  teori  dan  yang dominan  mempengaruhi  ovalisasi  dan  springback. Untuk memudahkan analisa variable-variabel tersebut dibuat dalam bentuk table dan grafik.
 Jari-jari dies: 41mm, 63 mm dan 93 mm.
 Diameter tube: 16 mm, 19.05 mm dan 25.4 mm.
 Sudut tekuk: 90 o , 135 o dan 180 o .
 Internal pressure: tanpa tekanan (eksp 1), 100 bar (eksp 2), 200 bar (eksp 3), 250 bar (eksp 4) dan 300 bar (eksp 5).
Produk  hasil  penelitian  dan  metode  pengukuran seperti pada gambar 6 berikut:
Gambar 6. Produk hasil penelitian
Dari eksperimen didapat nilai ovalisasi sebagai berikut
No Eksp 1 Eksp 2 Eksp 3 Eksp 4 Eksp 5 1 12.5 11.25 10 10 8.125 2 13.125 11.25 10.625 10 8.4375 3 13.125 11.25 10.9375 10.625 9.375 4 6.56168 4.724409  4.199475  4.199475  5.249344 5 6.56168 5.774278  4.986877  4.199475  5.249344 6 6.824147  5.774278  4.986877  4.724409  5.511811 7 14.17323  13.77953  9.645669  8.661417  7.283465 8 20.47244  13.77953  10.23622 9.84252 8.464567 9 18.89764  13.97638  11.81102  10.23622  8.661417 10 6.875 5.9375 4.6875 5.9375 6.25 11 8.4375 5.9375 5.625 6.5625 7.1875 12 9.0625 6.875 5.9375 7.5 7.5 13 2.887139  2.099738 1.83727 1.83727 2.624672 14 3.412073  2.624672  2.099738  2.362205  2.887139 15 3.674541  2.887139  2.362205  2.362205  3.149606 16 7.086614  6.692913 4.92126 3.543307  2.755906 17 7.283465  7.086614  5.511811  3.937008  2.952756 18 7.677165  7.874016  5.905512  3.937008  3.346457 19 0.9375 0.3125 0 0.3125 0.625 20 0.9375 0.625 0 0.3125 0.625 21 1.25 0.625 0.3125 0.3125 1.25 22 0.524934  0.262467 0 0 0.524934 23 1.312336  0.262467 0 0.262467  0.787402
24 2.624672  0.524934  0.262467  0.262467  0.787402 25 5.314961  2.952756  1.968504  1.181102  0.590551 26 5.708661  2.952756  2.165354  1.771654  0.590551 27 7.086614  3.740157  2.559055  1.968504  1.771654
Dari  data  no  1,10,19  untuk  D  tube  16  dapat dilihat  pada  gambar  8,  sedangkan  data  no 9,18,27  untuk  D  tube  25.4  dapat  dilihat  pada gambar 9.
Gambar 8. Grafik ovalisasi D 16 mm,  θ = 90 o
Gambar 9. Grafik ovalisasi D 25.4, θ = 180 o
Dari  grafik  diatas  terlihat  bahwa  dengan naiknya  internal  pressure  dapat  mengurangi nilai ovalisasi, akan tetapi untuk D tube 16 dan R  dies  63  internal  pressure  sampai  nilai tertentu  (200  bar)  dapat  mengurangi  ovalisasi tapi  setelah  itu  nilai  ovalisasi  akan  membesar kembali.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  dari  penelitian  proses bending  pipa  circular  bahan  baku  kursi  lipat, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
 Dari hasil eksperimen diperoleh ovalisasi pada kondisi:
 Diameter tube 16 mm, R dies 41 mm, sudut tekuk 90 o Internal pressure yang menghasilkan nilai ovalisasi terkecil yaitu 5.9375 %, terjadi pada tekanan 300 bar.
 Diameter tube 16 mm, R dies 41 mm, sudut tekuk 135 o Internal pressure yang menghasilkan nilai ovalisasi terkecil yaitu 6.5625 %, terjadi pada tekanan 300 bar.
 Diameter tube 16 mm, R dies 41 mm, sudut tekuk 180 o Internal pressure yang menghasilkan nilai ovalisasi
terkecil yaitu 6.875 %, terjadi pada tekanan 300 bar.
 Semakin  besar  sudut  tekuk  (  )  yang digunakan, semakin besar nilai prosentase ovalisasinya.
 Semakin  besar  jari-jari  dies  (R  dies)  yang digunakan,  semakin  kecil  nilai  prosentase ovalisasinya.  Pemberian internal pressure mempengaruhi ovalisasi dari pipa,
sehingga  diameter  besar  maupun  kecil masuk  toleransi  yang  diijinkan  yaitu  +  10
% untuk pipa kursi lipat.

## SARAN
Saran  yang  dapat  diajukan  agar  penelitian berikutnya  dapat  lebih  baik  dan  dapat menyempurnakan penelitian
sebelumnya adalah:  perlu  adanya  pengembangan  variasi jenis  fluida  hidrolis  yang  digunakan  dan penggunaan ketebalan pipa yang sama.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Arild  H.  Clausen  ,  Odd  S.  Hopperstad  , dan  Magnus  Langseth  ;  Stretch  Bending of  Aluminium  Extrusions  :  Effect  of Geometry  and  Alloy  ,  Journal  of Engineering  Mechanics  ,    Vol  125,  Hal 392-400 , 4 April, 1999.
2. Brazier  ,  L.G.,  (On  Flexure  of  Thin Cylindrical  Shells  and  Other  Thin Sections),  Proc.R.Soc.  London.,  Ser.  A,
Vol. 116, Hal. 104-114, 1927.
3. Cipto  Sumantri.;  Analisa  pemodelan pengaruh  internal  pressure  terhadap ovalisasi  pipa  circular  pada  proses bending (Tugas Akhir) 2001.
4. Indrawan  ,  Kiki  Widya  ,  Analisa  elasto plastis  bending  pipa  rectangular  dengan internal pressure (Tugas Akhir), 2001.
5. Kurniawan,  Panca;  Analisa  eksperimen pengaruh  internal  pressure  terhadap ovalisasi  pipa  circular  pada  proses bending (Tugas Akhir), 2001.
6. Robert  C  Juvinall,  Stress,  strain  and strength,  Mc  Graw  Hill  Book  Company, 1967.
7. Rochim,  Taufik;  Metrologi  industri  dan pengendalian kualitas (Diktat Kuliah ITB – Bandung), 1986.
8. Schuler  ,  Metal  forming  handbook,
Springer - Vertag Berlin Heidelberg,1998.
9. Sofian, Ignatius Rachmat; Analisa springback  pada  proses  bending  pipa rectangular  dengan  internal  pressure
(Tugas Akhir) 2003. 10. Vaze S. P. dan Corona F., ( Response and
Stability of Square Tubes Under Bending),  J.  of  Applied  Mech.,  Vol  64, 1997.