Perancangan Dan Pembuatan Curling Dies Untuk Penekukan Pelat Engsel Tipe Butt Dengan Sistem Press
Yanuar Burhanudin, Suryadiwansa, , Dedy Iskandar Dosen Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Lampung Jl. Prof. Soemantri Brodjonegoro, No.1, Bandar Lampung 35145 dedyiskandarpunya@gmail.com

## Abstrak
Dalam  produksi  engsel  terdapat  dua  kategori  utama  pengerjaannya  yaitu  pemotongan  (Cutting)  dan penekukan  (bending).  Proses  pemotongan  ini  bertujuan  memotong  material  berupa  lembaran  logam  (pelat) dibuat sesuai dengan ukuran engsel, sedangkan proses  penekukan (bending) bertujuan untuk membentuk pelat hasil  pemotongan  melingkar. Penekukan  melingkar  dengan  sistem  press,  dilakukan  dengan  dua  langkah  kerja yaitu  dengan  penekukan  90 0 atau  setengah  lingkaran  kemudian  dilanjutkan  dengan  penekanan  sampai berbentuk melingkar. Untuk menekuk pelat engsel sampai bentuk melingkar dibutuhkan waktu yang lama karena dengan  dua  kali  pengerjaan. Adapun  tujuan  yang  ingin dicapai  dalam  penelitian  ini adalah  membuat cetakan penekukan  (Curling  Dies)  untuk  membentuk  pelat  engsel  melingkar  dengan  satu  langkah  pengerjaan menggunakan sistem tekan.Pada penelitian ini merancang curling dies, pemodelan dengan Solidworks, simulasi mampu bentuk dengan Deform 3D, membuat curling dies dan menguji kemampuan curling dies pada penekukan melingkar  pelat  engsel.  Penelitian  dilakukan  di  Laboratorium  Produksi-Jurusan  Teknik  Mesin  dan Laboratorium  Produksi  SMKN  2  Bandar  Lampung.  Pengujian  dilakukan  dengan  melihat  mampu  bentuk melingkar  pelat  engsel  dengan  mesin  pres.  Dari  pengujian  yang  dilakukan  sebanyak  2  kali  percobaan  pada masing-masing bagian engsel tipe butt. Pada tekanan menekuk engsel pada simulasi, tegangan terbesar adalah 672 MPa pada step 87. Dari perancangan dan pembuatan curling dies engsel pintu tipe Butt ini dapat ditekuk dengan  sekali  tekan.  Untuk  mendapatkan  mampu bentuk pelat  engsel  AISI  1015  tebal  1mm  menjadi  lingkaran dibutuhkan tekanan dari mesin pres hidrolik sebesar 10 kg/cm.
Kata kunci : Software Solidworks, SoftwareDeform 3D , engsel tipe butt , curling dies, bending

## PENDAHULUAN
Seiring  dengan  perkembangan  teknologi dan semakin majunya pembangunan, maka kebutuhan  produk-produk  kelengkapan  bangunan rumah  semakin  tinggi.  Salah  satu  produk  yang banyak digunakan dan cukup penting adalah engsel. Engsel  banyak  kita  jumpai  pada  pintu,  jendela  dan lemari,  jika  kualitas  engsel  bagus  pintu  pun  bisa berfungsi  dengan  baik.  Artinya,  untuk  dibuka  dan ditutup  bisa  dilakukan  dengan  semestinya.  Namun, jika engsel rusak maka pintu tidak berfungsi dengan baik.
Engsel terdiri dari dua benda padat (Solid) yang  dihubungkan  menggunakan  bantalan,  yang memungkinkan keduanya bergerak, keduanya dapat bergerak  relatif  satu  sama  lain  tetapi  masih  dalam satu sumbu rotasi. Engsel tipe butt merupakan salah satu  jenis  engsel  yang  paling  banyak  dan  umum digunakan sebagai engsel pintu rumah.
Dalam produksi engsel terdapat dua kategori utama pengerjaannya  yaitu  Pemotongan (Cutting) dan Penekukan (bending) .  Proses  pemotongan  ini bertujuan  agar  material  yang  berupa  lembaran logam  (pelat)  dibuat  sesuai  dengan  rancangan bentuk  engsel  sedangkan  proses  penekukan (bending) bertujuan  pelat  hasil  pemotongan dibentuk untuk pemasangan pin penghubung antara
kedua bagian dari engsel.
Dalam suatu penekukan melingkar dengan sistem press, biasa  dilakukan  dengan  dua  langkah kerja  yaitu  dengan  penekukan  90 0 atau  setengah lingkaran  kemudian  dilanjutkan  dengan  penekanan sampai  berbentuk  melingkar.  Dalam  hal  ini  untuk menekuk  pelat  engsel  sampai  bentuk  melingkar membutuhkan waktu yang lama karena dengan dua kali pengerjaan.
Melihat  kondisi  ini,  maka  penulis  tertarik melakukan  penelitian  membuat  cetakan  penekukan ( Curling  Dies )  untuk  membentuk  pelat  engsel melingkar  dengan  satu  langkah  pengerjaan  sampai mampu  bentuk  menggunakan  sistem  tekan  untuk pemasangan  poros  engsel  agar  dapat  bergerak relatif satu sama lain dalam satu sumbu rotasi. Untuk  menghindari  kesalahan  yang  dapat  terjadi pada  proses  pembuatan  komponen  engsel,  maka dilakukan  suatu  percobaan  awal  yaitu  perancangan desain  menggunakan  solidwork  dan  simulasi dengan  deform  3D  untuk  melihat  mampu  bentuk pelat  dalam  penekukan  dengan  menggunakan  satu proses tekan agar diperoleh hasil yang baik. Setelah simulasi  baik,  dapat  dibuat  cetakan  penekukan  dan melakukan  pengujian  kelayakan  pakai  serta  hasil penekukan.  Percobaan  awal  dilakukan  secara simulasi  yang  kemudian  diuji  eksperimental  agar dapat memastikan hasil penekukan pada plat engsel
secara baik.
Dengan  adanya  penelitian  ini  diharapkan akan  diketahui  variabel-variabel  yang  menentukan dalam  pembuatan  engsel  pintu  rumah  melalui percobaan  yang  akan  dilakukan  oleh  peneliti. Berdasarkan  penelitian  ini  diharapkan  dapat membantu dalam usaha peningkatan kualitas engsel dan mengurangi waktu produksi.

## METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian  ini  dilakukan  padabulan  mei 2012  sampai  dengan  februari  2013.  Dalam penelitian  ini  pembuatan  alat  dan  bahan  di Laboratorium  Proses  Produksi  Jurusan  Teknik Mesin  Universitas  Lampung  dan  pengambilan  data dilakukan  di  Laboratorium  SMK  N2  dan  bengkel Montecarlo Bandar Lampung.
A. Tools Perancangan
adapun  perlalatan  yang  digunakan  dalam perancangan curling  dies adalah  sebagai berikut :
1. Solidworks Software  Solidworks  2009 digunakan sebagai  media  perancangan  awal  untuk membuat  desain  sebelum curling  dies dibuat secara langsung .
2. Deform 3D Deform  3D digunakan  sebagai  media untuk  membuat  simulasi  hasil  rancangan solidworks untuk  melihat  mampu  bentuk engsel  tipe butt dalam  penekanan  pada curling dies dengan sistem pres
B. Peralatan dan Bahan Curling Dies
1. Peralatan adapun  perlalatan  yang  digunakan  dalam pembuatan curling  dies adalah  sebagai berikut:
a. Mesin sekrap
b. Mesin las
c. Mesin bubut
d. Mesin bor
e. Mesin pres
f. Jangka sorong
2. Bahan Curling Dies Adapun  bahan  yang  digunakan  dalam pembuatan curling  dies ini  adalah  sebagai berikut:
a. Pelat baja tebal 4 cm
b. Pelat engsel
c. Pelat baja tebal 1,5 mm
d. Pelat baja tebal 4 mm
e. Poros diameter 4 cm
C. Peralatan pengujian
1. Profile projector rofile projector adalah perangkat pengukuran  optikal  yang  memperbesar permukaan objek kerja yang diproyeksikan dalam  skala  linier  atau  sirkular. Profile projector memperbesar  profil  banda  kerja ke  dalam  sebuah  layar  menggunakan  tipe pencahayaan.
2. Lensa projector
Lensa ini berfungsi sebagai alat pembesaran  benda  kerja  sesuai  dengan tingkat  kemampuan  pembesaran  lensa tersebut.  Lensa  memperbesar  profil  benda kerja ke dalam sebuah layar.
3. Plastik mal transparan Plastik ini dibuat tanda melingkar dengan perbandingan skala 1:20 kali pembesaran benda kerja.

## D. Prosedur Penelitian
Adapun prosedur penelitian yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Desain dengan solidwork
Sketsa  2D  adalah  hal  yang  paling fundamental dari sebuah model 3D. Setiap sketsa  yang  dibuat  memiliki  karakteristik yang  berbeda,  baik  itu  dari  segi  bentuk, ukuran,  dan  orientasinya.  Pembuatan sebuah  sketsa  dalam  aplikasi software SolidWorks dapat menggunakan tiga bidang  ( plane) utama  yaitu  bidang  depan ( Front ), atas ( Top ), dan kanan ( Right ).
2. Simulasi menggunakan Deform 3D
Setelah  desain curling  dies dibuat  dengan menggunakan
program
solidworks kemudian hasil perancangan disimulasikan dengan software Deform3D . Pada deform akan  memprediksi  aliran material  dalam  operasi  pembentukan engsel tipe butt dalam desain cetakan yang sebelumnya  di  desain  dengan solidworks . Pada  proses  penekukan  menggunakan aplikasi  berbasis  3D. inter  object  friction yang  menggunakan  tipe Shear  friction sebesar  0.12  , meshing benda  kerja diasumsikan  sebanyak  5000  elemen  dan juga movement top dies sebesar 1 mm/sec.
3. Pembuatan punch dan dies penekukan pelat engsel
a. Proses  dan  tahapan  yang  dilakukan dalam pembuatan punch yaitu:
1. Menyiapkan pelat baja AISI 1045 ukuran  100  mm  x  26  mm  yang akan dijadikan sebagai pelat yang berinteraksi  langsung  terhadap engsel pada saat penekanan.
2. Menyiapkan  pelat  5  mm  ukuran 100 mm x 180 mm.
3. Poros  pejal  dengan  diameter  40 mm panjang 100 mm.
4. Menggabungkan  pelat  pertama dan kedua tegak lurus membentuk sudut  90 0 dan  mengelas  antara pelat tersebut.
5. Mengelas  poros  pejal  diatas  pelat kedua  dengan  tegak  lurus  agar poros  mesin  pres  bisa  menempel lurus saat penekanan.
b. Adapun  proses  dan  tahapan  yang dilakukan dalam pembuatan dies yaitu:
1. Menyiapkan pelat baja AISI 1060 dengan  ukuran 100  mm  x 90  mm x 40 mm x 2.
2. Melakukan  perlakuan  panas  pelat AISI  1060  dengan  pendinginan secara  berangsur-angsur  dengan media udara.
3. Menyekrap  satu  sisi  pelat  dengan kedalaman  makan  2  mm  dengan luas bidang 100 mm x 52 mm.
4. Menggabungkan kedua pelat dengan las listrik.
5. Mengebor  pada  titik  yang  telah ditentukan  dengan  diameter  bor 10 mm.
6. finishing
4. Prosedur  pengujian curling  dies dengan mesin pres
Pengujian  curling  dies  dilakukan  di bengkel  Montecarlo  dengan  menggunakan mesin  pres  dengan  kapasitas  tekanan maksimal 600 kg/cm. Mesin pres di seting jarak  ketinggian  antara  poros  mesin  pres dan  alas  dasar  mesin  pres.  Sebelum pengujian,  celah  pada  dies  dilumasi  oli dengan tujuan  meminimalisir  gesekan saat benda kerja ditekan. Setelah itu penekan di seting  sedemikian  rupa  sehingga  lurus dengan  poros  mesin  pres  yang  kemudian dimasukan  engsel  yang  telah  dilumasi  oli kedalam  dies  atau  cetakan  dan  dilakukan penekanan  secara  konstan  sampai  engsel melingkar  sesuai  dengan  yang  diinginkan. Membuka  katup  pada  mesin  pres  agar tekanan  menjadi  bebas.  Setelah  engsel  di
tekuk  melingkar  kemudian  lepas  engsel dari  cetakan  melalui  celah  samping cetakan.
5. Prosedur pengukuran dimensi lingkaran engsel
Dimensi  lingkaran  engsel  dapat  di  ukur menggunakan profile  projector dengan tujuan  untuk  melihat  penyimpangan  yang terjadi  pada  engsel  yang  telah  dibentuk melingkar dengan cetakan. Untuk pengukuran dimensi lingkaran perlu disiapkan  plastik  mal  berbentuk  lingkaran dengan  ukuran  20  kali  lebih  besar  dari ukuran sebenarnya. Setelah memasang mal pada  layar  kemudian  hidupkan  lampu projector untuk  menyinari  engsel  yang telah dipasang pada meja profile projector. Menyeting  titik  nol  benda  kerja  terhadap garis  lingkaran  mal  pada  layar,  kemudian menekan tombol zero untuk kalibrasi garis layar  pada  titik  nol.  Menentukan  titik benda kerja yang akan di ukur keakuratannya  dengan  lingkaran  pada  mal yaitu  12  titik  tanda  daerah  pada  benda kerja yang akan dianalisa. Dalam pengukuran  gerak  sumbu  x  dan  y  diatur pada putaran pengatur gerak sumbu.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Perancangan  punch  dan  dies  menggunakan
solidworks
Curling  dies yang  akan  dibuat  di  desain  agar dapat  membuat  bentuk  lingkaran  pada  engsel dengan  sekali  tekan.  Desain  yang  dibuat  terdiri dari  dua  bagian  yaitu punch atau  penekan  dan dies atau  cetakan.  Dengan  menggunakan solidwork didapat desain punch dan dies sebagai berikut:
Gambar 1. Bentuk punch untuk proses penekukan
Adapun  desain  cetakan  ( dies )  yang  didesain dengan solidworks adalah sebagai berikut :
Gambar 2. Bentuk dies untuk proses penekukan
B. Perancangan  benda  kerja  ( workpiece ) dengan solidworks
Engsel  yang  akan  di  tekuk  memiliki  dimensi 100 cm x  52 cm x 1 mm dan luas bidang engsel yang  akan  ditekuk  adalah  26  mm  seperti dijelaskan pada gambar berikut:
Gambar 3. Benda kerja

## C. Hasil Pembuatan
Hasil  pembuatan punch dan dies mengalami ketidaksamaan  bentuk  dengan  desain  yang dibuat dengan solidworks, hal ini terjadi karena untuk  mengikuti  desain  mengalami  kesulitan pembuatan.  Dalam  pekerjaan  lapangan, punch harus  di  buat  mengikuti  bentuk  material  yang sudah  ada  dan  menyesuaikan  dengan  dimensi poros  mesin  pres  hidrolik  untuk  mempermudah prosedur  pembuatannya.  Dari  pembuatan  yang dilakukan  didapat  bentuk  dan  dimensi curling dies adalah sebagai berikut:
Gambar 4. Punch hasil pembuatan

## D. Data Pengujian
1. Hasil pengujian secara simulasi Dari model cetakan yang diperoleh dengan solidworks kemudian disimulasikan dengan Deform 3D dan didapat grafik data analisa sebagai berikut:
Gambar  6.  Grafik  prediksi  beban  pada step Pada  pensimulasian Deform step  yang diberikan  kepada punch yaitu  berjumlah 100 step. Step terakhir yang diambil dalam simulasi yaitu step 97, karena pada step ini engsel  sudah  berbentuk  melingkar  dan ujung  engsel  sudah  menempel  pada  sisi engsel  yang  lain.  Pada  gambar  18  dapat dilihat  grafik  perbandingan  antara  step benda kerja dan beban pada punch dengan satuan newton.
2. Hasil pengujian mampu bentuk
Dari  pengujian curling  dies pelat  engsel AISI  1015  dengan  tebal  1  mm  dilakukan penekanan  dengan  mesin  pres  hidrolik. Didapatkan  hasil  engsel  tipe butt seperti gambar dibawah ini:
Gambar  7.  Hasil  penekukan  dengan curling dies sistem pres Dari pengukuran dengan menggunakan
jangka  sorong  didapatkan  dimensi  engsel yang  terbentuk  dengan  diameter  dalam sebesar  6  mm,  namun  lingkaran  yang terbentuk  kurang  sempurna  karena  dies yang  dibuat  tidak  melingkar  sempurna akibat kesalahan
selama proses pembuatan.
Gambar 8. Curling dies
Pada Gambar 8 terlihat bahwa curling dies yang dibuat tidak sesuai dengan perancangan  yang  dibuat  karena  celah pada  sisi  yang  berinteraksi  dengan lingkaran  terlalu  mundur.  Oleh  karena  itu penyekrapan harus
dimodifikasi sedemikian rupa sehingga waktu digabungkan  kedua  pelat  tersebut  dapat menyatu dengan baik sehingga jarak celah antara  kedua  pelat  presisi  dan  alur penekanan  engsel  dapat  masuk  dalam lingkaran dengan baik dan benar sehingga hasil  dari  cetakan curling  dies sesuai dengan yang diinginkan.
Dalam pembuatannya,  proses  pengelasan  pada pembuatan dies sangat  mempengaruhi hasil  celah  dan  kualitas  penekukan  pelat engsel tersebut karena jika dalam melakukan  pengelasan  dies  tidak  diragum akan  terjadi  distorsi  yang  menyebabkan perbedaan lebar celah diatas dan di bawah.

## E. Analisa hasil simulasi dan eksperimental
Dari penelitian  yang dilakukan secara simulasi dan  eksperimental  didapat  hasil  sebagai berikut:
(a) (b)
Gambar  9.  (a)  Lingkaran  yang  dihasilkan simulasi deform (b) Lingkaran yang dihasilkan dari percobaan.
Pada  Gambar  9  dapat  dilihat  bahwa  hasil  dari simulasi  lebih  akurat  geometrinya  dari  pada hasil dalam percobaan yang langsung
dilakukan, ini terjadi karena selain bentuk dies yang  dibuat  secarasimulasi  dan  yang  dibuat secara  langsung  tidak  sama,  juga  disebabkan karena  lubang  yang  dibuat  dicetakan  tidak simetris antara  kedua lubang tersebut sehingga distribusi  tekanan  pada  engsel  tidak  merata antara  sisi  sebelah  kiri  dan  sebelah  kanan,  hal ini  menyebabkan  lingkaran  dari  sisi  satu dengan  yang  lain  tidak  sama,  satu  sisi  engsel sudah  terbentuk  lingkaran  dan  satu  sisi  engsel yang  lain  belum  melingkar  sempurna.  Pada hasil  pengukuran  engsel  yang  dibuat  memiliki lingkaran  yang  terbentuk  berdiameter  masing- masing 10 mm dan 9  mm.

## F. Hasilpengukuran dimensi lingkaran engsel
Dalam  pengukuran  dimensi  lingkaran  engsel digunakan  12  titik  pengujian  dimana  titik pertama dimulai dari daerah ujung pelat engsel.
Gambar  27.  20  kali  Pembesaran  pada  layar

## projector
Pada  pengukuran  lingkaran  engsel  dengan profile projector telah ditentukan titik nol benda kerja ada pada  titik  6,  7,  8,  9  dimana  titik  ini  adalah  daerah yang paling sempurna melingkar..

## KESIMPULAN
Berdasarkan  pada  pembahasan  yang  telah diuraikan  dan  mengacu  pada  metode  penelitian, maka  dapat  ditarik  beberapa  simpulan  sebagai berikut :
1. Dari  perancangan  dan  pembuatan curling  dies engsel pintu tipe Butt ini dapat ditekuk dengan sekali tekan meskipun lingkaran engsel kurang sempurna karena kesalahan dalam pembuatan.
2. Tekanan  yang  dibutuhkan  mesin  pres  hidrolik untuk  menekuk  engsel  pada  percobaan  adalah sebesar 10 Kg/Cm 2 .
3. Penyekrapan  pelat  A  pada  titik  bertemunya lubang  pelat  B  mempengaruhi  keakuratan antara lubang dan celah.
4. Dalam  pengukuran  dimensi  lingkaran  engsel digunakan  12  titik  pengujian  dimana  titik pertama dimulai dari daerah ujung pelat engsel.
5. Daerah dengan penyimpangan keluar dari garis mal  terdapat  pada  titik  12  yaitu  sebesar  0.841 mm dan penyimpangan kedalam dari garis mal terbesar adalah 0,851 pada titik 2.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Arifin, Zaenal. 2012perancangan dan pembuatan  cetakan  engsel  rumah  tipe butt dengan  metode concurrent  engineering. Lampung : Unila.
[2] Budiarto.      2005. Press      Tool  1  (Proses Pemotongan) . Departemen Pendidikan Nasional: Politeknik Manufaktur Bandung.
[3] Dkk,  Ambiyar.  2008. Teknik  Pembentukan Plat. Jakarta:  Direktorat  pembinaan  Sekolah Menengah Kejuruan.
[4] Groover  M.P.  2002. Fundamentals  of Modern
Manufacturing, Materials,
Processes and System . Second Edition, John Wiley & Sons, Inc. [5] John  Wiley  &  Son.1998. The  Field  Guide  to Project Management .
[6] Kusiak,  Andrew; Concurrent  Engineering:
Automation, Tools and Techniques .
[7] Lange  K.  1985. Hand  Book  of  Metal Forming . Printed and Bond by R.R.
[8] Donnelley  &  Son  Company.  McGraw-Hill Book Company.
[9] Ma,  Y.,  Chen,  G.  &  Thimm,  G. Paradigm Shift: Unified and Associative Feature-based
Concurrent  Engineering  and  Collaborative
Engineering . Journal
of Intelligent
Manufacturing.  DOI  10.1007/s10845-008- 0128-y
[10] Schey J.A., 1987. Introduction to
Manufacturing
Processes . Second
Edition,McGraw-Hill Book Company. [11]   Suchy Ivana.2006. Handbook of Die Design. Second Edition. McGraw-Hill  HandBooks.
[12]   Sudarmawan,  Rony.  2009. Teknologi  Press
Dies . Yogyakarta.