Abstrak — Mobil  merupakan  sarana  transportasi  yang banyak  digunakan  oleh  manusia  baik  untuk  kepentingan pribadi  maupun  umum.  Pada  tahun  2013  Teknik  Mesin  ITS bekerja sama dengan PT. Karya Tugas Anda membuat sebuah prototype  mobil  pick  up  multiguna  pedesaan.  Berat  total prototype  mobil dan box tersebut  adalah 1200 Kg. Sedangkan dengan  engine  650  cc  dan  daya  38,23  -  43,33  HP,  berat  mobil terlalu  berat  (rancangan  beban  total  maksimum  mobil  dan penumpang/  barang  adalah  1500  Kg).  Untuk  itu  dilakukan kajian terhadap hood dan side panel mobil tersebut pada body bagian  depan  maupun  box  (body  bagian  belakang.  Setelah perancangan  tersebut  selesai,  dilanjutkan  dengan  merancang sambungan  hood  dan  side  panel  mobil  tersebut.  Sambungan menggabungkan  antara  material  pelat  dengan  komposit  dan material  komposit  dengan  komposit.  Sambungan  dianalisa kekuatannya terhadap gaya-gaya/ beban yang mungkin terjadi saat  mobil  digunakan.  Selanjutnya  dilakukan  perancangan proses  pembuatan  hood  dan  side  panel  mobil  dari  bahan komposit.  Hasil  yang  didapatkan  dari  penelitian  ini  adalah hood  berdimensi  1176  mm  x  453  mm  dan  side  panel  mobil dengan dimensi 558 mm x 430,5 mm. Bahan kedua komponen adalah komposit tipe E-Glass yang memiliki keuntungan lebih ringan  daripada  bahan  sebelumnya,  yaitu  mild  steel. Ketebalan  hood  yang  dipilih  sebesar  2  mm.  Ketebalan  hood tersebut  aman,  yaitu  mampu  menerima  tegangan  ekuivalen maksimum 7,9769 MPa dan lebih kecil daripada tegangan ijin material komposit yaitu 1020 MPa. Deformasi yang pada hood adalah  sebesar  0,0247  mm.  Berat  dari  hood  mengalami perubahan,  dimana  dengan  menggunakan  bahan  mild  steel berat  hood  adalah  7,536  kg.  Jika  menggunakan  bahan komposit  berat  hood  menjadi  2,327  kg,  hampir  69,12%  lebih ringan dari sebelumnya .
Kata  kunci — hood mobil,  komposit, sambungan, side  panel mobil.

## I. PENDAHULUAN
ada  tahun  2013  Teknik  Mesin  ITS  bersama  PT.  Karya Tugas  Anda  membuat prototype mobil pick  up multiguna  pedesaan  yang  dapat  digunakan  sebagai kendaraan  niaga  yaitu  sebuah  kendaraan pick  up yang dilengkapi  dengan box untuk  berjualan. Box dari prototype pick  up multiguna  pedesaan  ini  memiliki  empat  desain dengan  yaitu  berfungsi  yang  berbeda,  fungsi  sebagai  alat angkut  barang,  alat  angkut  peralatan  pedesaan,  niaga,  dan juga dapat mengangkut penumpang.
Gambar 1. Mobil Multi Guna Pedesaan
Seperti terlihat pada gambar  1, Untuk  meringankan berat mobil,  maka  dilakukan  perubahan  alternatif  perancangan material  untuk  kabin  depan,  yang  awalnya  menggunakan pelat  logam  kemudian  diganti  komposit . Tujuan  yang  ingin dicapai adalah  Mengembangkan hood dan side panel mobil yang lebih ringan yaitu penggantian material dan perubahan desain pada hood dan side panel mobil multiguna pedesaan, menentukan tebal  material  komposit  yang  memenuhi syarat untuk hood dan side  panel serta  merancang  proses pembuatan hood dan side  panel mobil  sehingga  dapat mengoptimasi  proses  produksi.  Batasan  masalah  adalah topik  yang  dibahas  yaitu  pengembangan hood dan side panel mobil  multiguna  pedesaan  dan  material  yang digunakan  untuk hood dan side  panel adalah  komposit. Manfaat  dari  penelitian  ini  adalah  memberikan  rancangan alternatif  material hood mobil  dan side  panel  mobil multiguna  yang  ringan  dan  kuat,  sehingga  dapat  dijadikan sebagai  pertimbangan  dalam  pengembangan  kabin  depan mobil selanjutnya.

## II. METODE PENELITIAN
Diagram  alir  pengembangan hood mobil  pedesaan multiguna dapat dilihat pada Gambar 2 dibawah:

## Alternatif Material

## Hood dan Side Panel Mobil Angkutan Pedesaan Multiguna
Muhammad Ihsan dan I Made Londen Batan Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : londbatan@me.its.ac.id
P

## III. PENGEMBANGAN HOOD MESIN DAN SIDE PANEL

## A. Kajian Produk Existing
Pada studi lapangan yang telah dilakukan, maka bagian depan  kabin  mobil  pedesaan  multiguna  terdiri  dari  sepuluh bagian, untuk selengkapnya dapat dilihat pada gambar 3.
Gambar 3. Mobil multiguna pedesaan
Tabel 1. Bagian-bagian mobil multiguna pedesaan
No. Nama Bagian Material Dapat diganti dengan material komposit 1. Crown Mild Steel Tidak 2. Front Windshield Glass Tidak 3. Hood Mild Steel Ya 4. Bumper Komposit Tidak 5. Head Lamp Polycarbonat Plastic Tidak 6. Side Panel Mild Steel Ya 7. Side Door Mild Steel Tidak 8. Side Windshield Glass Tidak 9. Tires Rubber Tidak 10. Box Mild Steel Ya
Dari kajian yang telah dilakukan, maka pada bagian hood (3),  dan side  panel (6)  dapat  diganti  materialnya  dari  pelat menjadi komposit.

## B. Daftar Kebutuhan Hood dan Side Panel
Untuk  mengembangkan  hood  dan  side  panel  mobil multiguna  pedesaan  dibutuhkan  sebuah  daftar  kebutuhan seperti terlihat pada table 2.
Tabel 2. Daftar kebutuhan hood mobil multiguna pedesaan Technical Specifications of Product Name of Product : Hood Mobil Multiguna Pedesaan D/W Descriptions
1. Fungsi Menahan  bagian  depan  mobil  apabila  terjadi tabrakan
2. Spesifikasi dan Geometri
 Tebal : 2 mm
 Panjang : 1176 mm
3. Material Composite fiber glass dengan tebal minimal 1 mm
3. Daya Tahan
 Hood kuat menahan apabila ada tumbukan
dari depan  Tahan Korosi 5. Safety
Aman  pada  saat  digunakan  baik  keadaan
bergerak maupun diam
6. Maintenance
 Mudah dibersihkan
 Mudah dibongkar pasang 7. Manufaktur  Bagian dari hood mobil mudah dimanufaktur  Bagian dari hood mobil mudah didapatkan di pasaran

## C. Pengembangan Hood dan Side Panel Menggunakan Bahan Komposit
Setelah  menyusun  daftar  kebutuhan,  langkah  selanjutnya adalah  membuat  desain hood dan side  panel .  Desain hood mobil  disesuaikan  dengan  kebutuhan  yang  ada.  Dengan bantuan software SolidWorks  dirancang  konsep hood dan side panel seperti gambar 4.

## Gambar 4. Konsep desain hood dan side panel
Konsep  diatas  merupakan  konsep  pengembangan hood mobil dimana dimensinya telah diubah dan berbeda dengan konsep existing. Dimensi  yang berubah adalah dari panjang dan  lebar hood ,  dimana  panjang  total  pada  konsep pengembangan  ini  adalah  1176  mm  dan  lebarnya  453  mm. Sedangkan ketebalan dari hood adalah 2 mm.  Konsep diatas memiliki  lebih  banyak  lekukan  dengan  tujuan  untuk menambah  gaya  aerodinamis  pada  bagian  depan  mobil. Gaya aerodinamisnya dimaksudkan untuk menurunkan daya drag yang  terjadi  pada  mobil.  Sketsa  dari  konsep pengembangan dapat dilihat pada gambar 5.
Gambar 5. Sketsa Pengembangan Hood
Material  yang  digunakan  pada  konsep  pengembangan menggunakan bahan  komposit fiber. Komposit  yang dipilih adalah jenis E-Glass. Material ini adalah salah satu material yang  sering  digunakan  dalam  pembuatan  perlengkapan otomotif,  salah  satunya  pada  bagian  depan  mobil.  Material ini  dipilih  karena  memiliki  massa  jenis  yang  rendah,  yaitu 2,48  g/cm 3 .  Dengan  demikian  diharapkan hood yang
dihasilkan memiliki massa yang ringan [2].

## D. Analisa Tegangan yang Terjadi pada Hood (Existing)
Konsep existing ini menggunakan bahan yang terbuat dari plat  baja.  Desain  kap  mesin  yang  ada  akan  dianalisa menggunakan software CATIA.  Pada  konsep existing ini terlihat  bahwa  bentuk hood sangatlah  sederhana,  yang dimana hood berbentuk  sangat  polos  pada  bagian- bagiannya.  Tidak  ada  lekukan  pada  bagian hood ini menyebabkan hood menjadi  kurang  aerodinamis  sehingga pada  konsep  pengembangan  akan  dibuat hood dengan menambah beberapa lekukan agar dapat mempengaruhi dan menambah  nilai  aerodinamisnya.  Produk existing dapat dilihat pada gambar 6.
Gambar 6. Hood Mobil ( Existing )
Analisa  tegangan  dilakukan  untuk  mengetahui  kekuatan tegangan dari produk existing ketika dikenai beban. Material pada  produk  ini  adalah  plat  baja  maka  perlu  diketahui  sifat mekanik  dan  fisik  dari  plat  baja  ini.  Simulasi  pembebanan pada hood dapat dilakukan dengan bantuan software CATIA dengan  posisi  dan  nilai  pembebanan  tertentu.  Selain  sifat material,  untuk  simulasi  pembebanan  juga  perlu  diketahui dimensi produk yang akan disimulasikan. Sebelumnya telah ditentukan ketebalan material untuk hood yaitu 2 mm. Pada analisa  menggunakan software ini  beban  diberikan  dengan arah  horisontal  pada  bagian  depan hood .  Beban  yang diberikan  adalah  beban  statis  dengan  distribusi  merata sebesar 352 N. Nilai didapatkan dari penelitian sebelumnya yang  dilakukan  oleh  saudara  Kholiq  [3].  Pada  bagian samping  diberikan clamp kearah  horisontal,  karena  pada bagian hood tersebut  dihubungkan  dengan  bagian  rangka mobil.  Sedangkan  pada  bagian  bawah  diberi  pula clamp kearah  vertikal  sebagai  tumpuan.  Setelah  dilakukan pemasangan clamp ,  didapatkan  hasil  distribusi  tegangan pada produk existing . Hasil distribusi tegangan  yang terjadi dapat dilihat pada gambar 7.
Gambar 7. Distribusi Tegangan pada Konsep Existing
Dari gambar 7 diatas tampak bahwa nilai tegangan (σ max ) terbesar  yang  terjadi  pada hood adalah  8.51  x  10 4 .  Nilai tersebut  jauh  lebih  kecil  daripada  nilai  tegangan  maksimal yang  diijinkan  (σ max =  230  MPa).  Sehingga  dapat disimpulkan  bahwa  desain hood ini  dinyatakan  aman, dimana tegangan paling besar terjadi pada bagian depan.
Evaluasi hood selanjutnya  adalah  analisa  defleksi  yang terjadi  pada  produk existing .  Apabila  terjadi  tumbukan sebesar 352 N pada bagian depan hood , maka defleksi yang terjadi dapat diilihat seperti pada gambar 8.
Gambar 8. Defleksi yang terjadi pada produk existing
Dari  gambar  8.  dapat  diketahui  bahwa  defleksi  paling besar  terjadi  pada  bagian  depan hood ,  yaitu  sebesar 0.0000728  mm.  Hal  ini  dikarenakan  beban  yang  diberikan paling banyak adalah dibagian depan hood .
Kemudian  dilanjutkan  mencari  berat  dari  plat,  dengan cara mencari volume dari hood tersebut, seperti perhitungan dibawah
(1)
m 3
Dilanjutkan  dengan  mencari  massa  dari  hood  yang menggunakan plat, dapat dihitung sebagai berikut:
(2)
Sehingga didapatkan berat dari plat adalah 7.536 kg

## E. Analisa Tegangan dan Deformasi pada Hood Material Komposit
Setelah  dilakukan  analisa  pada  produk  existing,  maka selanjutnya  akan  dilanjutkan  analisa  untuk  konsep pengembangan  pada hood .  Analisa  akan  dilakukan  pada hood dengan ketebalan 1 mm, 2 mm, dan 3 mm. Tujuannya adalah  untuk  mengetahui  kekuatan  material hood pada setiap  ketebalannya.  Komposit  yang  digunakan  adalah  tipe E-Glass  yang  memiliki  nilai ultimate  strength (Su)  sebesar 1020 MPa.
Gambar 9. Hasil simulasi tegangan von mises pada kap mobil 2 mm.
Gambar  9  menunjukkan  bahwa  nilai  maksimum equivalent  stress yang  terjadi  sebesar  7,9769  MPa  dan terjadi pada bagian  ujung dari hood mobil  yang  mengalami kontak  dengan  gaya  yang  diberikan.  Hal  ini  dapat  diterima karena tensile  strength bahan  yang  digunakan  sebesar  510 MPa  dan  dengan  faktor  keamanan  2,  sehingga  maksimum
equivalent stress yang terjadi masih dibawah tegangan yield material dan perancangan aman.
Dengan cara yang sama, hasil simulasi tegangan ekuivalen pada ketebalan hood lainnya dapat dilihat pada table 3.
Tabel 3. Hasil simulasi tegangan ekuivalen Tebal Hood (mm) Tegangan Ekuivalen (MPa) 1 12,2000 2 7,9769 3 7,1510

## F. Analisa Deformasi
Sama seperti pada analisa tegangan von mises yang terjadi pada hood ,  selanjutnya  akan  dilakukan  analisa  deformasi yang  terjadi  pada  bumper.  Ketebalan hood yang  dianalisa berturut-turut adalah 1 mm, 2 mm, dan 3 mm.
Gambar 10. Hasil simulasi deformasi pada hood mobil 2 mm
Gambar  10  menunjukkan  hasil  dari  simulasi  deformasi dimana  terdapat  nilai  maksimum  deformasi  sebesar 0,024752  mm.  Lokasi  deformasi  maksimum  ditunjukkan oleh  bagian hood mobil  yang  bewarna  merah,  dimana terdapat  pada  ujung  dan  bagian  atas  dari hood mobil. Sedangkan  pada  bagian  belakang hood mobil  bewarna  biru pula.  Hal  ini  terjadi  karena  pengaruh  pemberian  gaya  yang berbeda  sehingga  pengaruh  terbesar  terdapat  pada  bagian tengah hood mobil.
Dengan  cara  yang  sama,  hasil  simulasi  deformasi  pada ketebalan hood lainnya dapat dilihat pada table 3.
Tabel 4. Hasil simulasi deformasi Tebal Hood (mm) Deformasi (mm) 1 0,030547 2 0,024752 3 0,014861

## G. Perhitungan Berat Hood
Setelah didapatkan analisa menentukan tegangan ekuivalen dan deformasi, maka langkah selanjutnya mencari berat  dari  masing-masing  ketebalan.  Untuk  itu  diperlukan analisa  berat  baik  menggunakan  perhitungan  manual maupun  berdasarkan  bantuan software .  Untuk  perhitungan manual dapat menggunakan rumus sebagai berikut:
Kemudian mencari massa dari hood yang menggunakan material komposit dapat dihitung sebagai berikut:
Sehingga  didapatkan  berat  hood  yang  menggunakan bahan  komposit  dengan  ketebalan  1  mm  sebesar  1,239  kg. Dengan  menggunakan  perhitungan  yang  sama,  maka didapatkan  berat  untuk  ketebalan hood 2  mm  dan  3  mm adalah sebesar 2,327 kg dan 3,719 kg.

## H. Pemilihan Ketebalan Hood dan Side Panel
Hood mobil  akan  menerima  tegangan  dari  luar  akibat gaya  yang  diberikan.  Beban  terdistribusi  pada  luasan hood mobil.  Apabila  tegangan  maksimal  yang  didapatkan  dari simulasi  bernilai  lebih  rendah  maka  material  aman digunakan.  Dari  hasil  analisa  tegangan  ekuivalen  dan deformasi  maka  dipilih  hood  dengan  ketebalan  2  mm. Karena  memiliki  tebal  yang  aman  untuk  dibuat  dengan deformasi  0,0247  mm  dan  mampu  menerima  tegangan ekuivalen  maksimum  7,9769  MPa.  Selain  itu  dengan ketebalan 2  mm, hood mobil  dapat  mudah dibuat dan  tidak memiliki bobot yang terlalu berat.

## IV. RANCANGAN PROSES PEMBUATAN DAN PERAKITAN HOOD DAN SIDE PANEL
A. Proses Pembuatan Hood Mesin dengan Komposit
Proses  pembuatan bumper depan  mobil  multiguna pedesaan ini ada beberapa tahapan, yaitu :
1. Pembuatan  rancangan  awal  menggunakan  gambar teknik untuk desain hood yang baru
2. Pembuatan cetakan positif hood
3. Pembuatan cetakan negatif
4. Pembuatan hood dengan  bahan  komposit fiber glass
5. Pelepasan hood dari cetakan
6. Pemeriksaan hood berbahan komposit fiber glass
7. Pengecatan hood
B. Perakitan Hood
Setelah melakukan perancangan pembuatan hood dan side panel ,  maka  selanjutnya  adalah  membuat  bagian  belakang dari hood ( hood  frame ). Hood  frame ini  dibuat  agak  tebal dengan  ketebalan  5  mm,  yang  berfungsi  untuk  melindungi pengemudi  dan  penumpang  apabila  terjadi  kecelakaan. Selain  itu  memiliki  fungsi  sebagai  pelindung  bagian  dalam dari hood sendiri, seperti terlihat pada gambar 11.
Gambar 11. Frame Hood
Proses  pemasangan  dan  penyambungan  antara hood dan side  panel dengan  bodi  kabin  depan  mobil  dapat  dilakukan dengan  menggunakan  baut.  Pada  pemasangan side  panel , untuk  menghubungkan  antara  bagian side  panel,  bumper, hood dan  kabin  depan  dapat  menggunakan  ukuran  baut  15 mm  dan  dengan  ditambah  busa/ foam sebagai  peredam apabila terjadi getaran, seperti terlihat pada gambar 12.
Gambar 12. Peletakan lubang untuk sambungan baut
Sambungan  yang  akan  digunakan  pada hood memiliki bentuk seperti gambar 13.
a)                    b) Gambar 13. Engsel pada hood, a) sambungan produk existing , b) rancangan sambungan hood

## V. KESIMPULAN
Dari penelitian yang telah dilakukan, didapatkan kesimpulan sebagai berikut :
1. Dimensi  hood  adalah  1176  mm  x  453  mm,  sedangkan dimensi side panel adalah 558 mm x 430, 5 mm.
2. Bahan  yang  dipilih  untuk hood dan side  panel adalah komposit tipe E-Glass.
3. Dari  simulasi  yang  dilakukan  pada hood dengan  material komposit  tipe  E-Glass  dengan  gaya  yang  bekerja  adalah 352 N, ketebalan hood yang sesuai adalah 2 mm, dimana tegangan  ekuivalen  sebesar  maksimum  7,9769  MPa  jauh lebih  kecil  dari  tegangan  ijin  sebesar  1020  MPa. Deformasi yang terjadi adalah 0,0247 mm.
4. Hood dengan  bahan  komposit  memiliki  berat  sebesar 1,239 kg yang dimana berat ini lebih ringan dibandingkan dengan hood berbahan mild  steel yang  memiliki  berat 2,327 kg. 5. Proses  pembuatan hood dan side  panel dapat  dilakukan dengan metode wet lay-up .

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Tonoli, A., Lorenzo, M., Lorenzo R.R. and  Giuseppe, P. (2011), “ The Automotive Body Volume I Components Design ”, Springer.
[2] Mazumdar,  Sanjay  K.,  Ph.D,  (2002)  “ Composites  Manufacturing  – Materials,  Product,  and  Process  Engineering ”.  United  States  of America: CRC Press LLC.
[3] Radyantho,  Kholiq  Deliasgarin,  (2014)  “Pengembangan Body Dan Cabin Mobil Pick Up Multiguna Pedesaan”, ITS, Surabaya.