## CAKRAM
Jurnal Teknik Mesin:

## ANALISIS PERBEDAAN USIA PAKAI MOLDING
BERBAHAN BAJA PERKAKAS SKS 12, SLEIPNER A88,

## DAN SKH 55 UNTUK PRODUK MUR (NUT) BAJA S50C

## Tatang Suryana
Program Studi Teknik Mesin, Universitas Pamulang, Jl. Surya Kencana No.1, Tangerang Selatan, Indonesia .

## E-mail : mesin@gmail.com
Masuk : 3 September 2020 Direvisi :  21 September 2020        Disetujui : 8 Oktober 2020
Abstrak :Penelitian  ini  mempelajari  usia  pakai molding untuk  produk  mur.  Bahan molding yang  digunakan baja  perkakas  SKS  12,  SLEIPNER  A88  dan  SKH  55,  sedangkan  bahan  produk  mur  yang  akan  dihasilkan  adalah baja karbon seri S50C. Ketiga bahan molding ini diujikan di industri. Pembuatan mur meliputi uji dimensi dengan mengukur  toleransi  dimensi  mur  dan  uji  usia  pakai  dengan  melihat  jumlah  produk  yang  dihasilkan.  Pengujian  ini dilanjutkan  dengan  uji  kekerasan  mikro  pada  bagian  sisi  dalam  dari molding .  Usia  pakai  baja  perkakas  SKS  12 sebanyak  40.105  produk  dengan  toleransi  dimensi  berubah  menjadi  0.055  mm,  baja  perkakas  SLEIPNER  A88 sebanyak  110.703  produk  dengan  toleransi  dimensi  berubah  menjadi  0.053  mm,  baja  perkakas  SKH  55 sebanyak100.404  produk  dengan  toleransi  dimensi  berubah  menjadi  0.054  mm, uji  kekerasan  mikro  baja perkakas menunjukkan  bagian  terdalam  sisi molding rata-rata  lebih  rendah  dibandingkan  dengan  bagian  tengah. Molding berbahan  SKS  12  memiliki  usia  paling  pendek, Molding berbahan  SKH  55  memiliki  usia  panjang,  dan Molding berbahan SLEIPNER A88 memiliki usia paling tinggi dan sedikit lebih tinggi dari SKH 55. Usia pakai SKS 12 dua sampai tiga kali pakai, sedangkan usia pakai SKH 55danSLEIPNER A88 diperkirakan lebih dari tiga kali pakai. Kata kunci: baja perkakas, sks 12, skh 55, sleipner a88, mur s50c,molding, uji kekerasan.
Abstract:This research studies the age of molding for nut products. Molding materials used are tool steel SKS 12, SLEIPNER A88 and SKH 55, while nut products to be produced is a series S50C carbon steel. All molding materials were tested in the industry. These included test to measure the dimensions of the nut and the dimensional tolerance test for some products. This test is followed by a micro hardness test on the inner side of the molding. The tool steel SKS 12 can be performed for 40.105 pieces of product with a dimensional tolerance into 0.055 mm, tool steel SLEIPNER A88 is used to produce 110.703 pieces of product with a dimensional tolerance into 0.053 mm, tool steel  SKH  55  is  used  for  100.404  pieces  of  product  with  tolerance  dimensionsinto0.054  mm  standard  tolerance. Micro hardness test for showed tool steel that the deepest part of the molding on average lower than in the central part  of  the  molding.  molding made  of SKS 12  has  the  shortest  life,  molding  made of  SKH  55  has  a  long  life,  and molding made from SLEIPNER A88 to have the highest  age  and  slightly  higher than SKH 55. The lifetime SKS 12 is usually two to three times the wear, whereas the time lifetime SKH 55 and SLEIPNER A88 estimated at more than three times thewear.
Keywords: Tool steel, sks 12, skh 55, sleipner a88, nuts50c molding, hardness test.

## PENDAHULUAN
Pada  saat  ini  dunia  industri  otomotif  di  Indonesia  berkembang  dengan  pesatnya,  dan  ikut  serta  dalam menunjang  pembangunan  yang  sedang  giat  dilaksanakan.  Di  sektor  industri  yang  mengolah  logam,  baja  perkakas semakin  banyak  dibutuhkan  baik  dalam  kehidupan  sehari-hari  ataupun  untuk  menunjang  salah  satu  kebutuhan dalam  industri.  Industri  otomotif  Indonesia  saat  ini  masih  kalah  dengan  Thailand.  Salah  satu  kendalanya  adalah kurangnya  industri  komponen  dalam  negeri.  Industri  komponen  otomotif  di  Thailand  sudah  mencapai  2.000-an. Sedangkan di Indonesia baru sekitar 800 industri komponen. Karena itulah industri komponen dalam negeri adalah salah  satu  hal  yang  harus  dikembangkan.  Pengembangan  industri  komponen  dalam  negeri  dapat  membantu Indonesia  menjadi  negara  industri  otomotif  untuk  mengalahkan  negeri  gajah  putihitu.    Indonesia  bertekad  untuk bersaing dengan  Thailand  sebagai  negara  industri otomotif.  Ada beberapa faktor  yang  harus  berjalan  dengan  baik sehingga  Indonesia  bisa  menjadi  negara  industri  otomotif.  Adapun  peran  pemerintah  yang  bisa  membuat  industri otomotif  Indonesia  bangkit  salah  satunya  adalah  infrastruktur.  Dukungan  pemerintah  terhadap  usaha  kecil  dan menengah (UKM) diIndonesia pun berpengaruh. Indonesia perlahan akan mampu menggantikan Thailand sebagai pusat  produksi  otomotif  utama  di  ASEAN.  Hal  ini  memiliki  implikasi  besar  bagi  produsen  dan  penyuplai  suku cadang otomotif serta pemangku kebijakan di kedua negara. Buktinya jelas bahwa dalam hal tren output produksi kendaraan,  perkembangan  kebijakan  dan  perbaikan  infrastruktur,  Indonesia  akan  terus  meningkatkan  kapasitas produksi, konsumsi domestik dan volume ekspor sekaligus. Produsen otomotif dan pemangku kebijakan Indonesia, Thailand  dan  negara-  negara  lainnyapun  tentu  akan mempertimbangkan  implikasiini.    Pada  industri-industri  yang bergerak  di  bidang  logam,  baja  perkakas  adalah  baja  yang  banyak  digunakan  untuk  komponen  alat-alat  produksi yaitu pada mesin potong, mesin bubut dan lain-lain. Dalam aplikasinya baja perkakas digunakan untuk forging dies, dies  casting,  punch  danmolding. [1]  Material molding SKS  12  hanya  mampu  mencapai  40.000  produk.  Rata-rata produk Mur yang dihasilkan melalui proses blanking perhari sebanyak 21.000 produk, maka perlu adanya penelitian lanjut  tentang  material molding yang cocok  untuk proses blanking terhadap  material  S50C  dan    mampu mencapai 100.000  kali blanking , dikarenakan  order   produk Mur rata-rataperbulan  mencapai 25.000  produk.  Maka  variasi penelitian tentang material molding yang baik sangat diperlukan guna menunjang proses produksi mur .[2] Proses  pembentukan  logam  dengan  mempergunakan  gaya  tekan  untuk  mengubah  bentuk  atau  ukuran  dari logam yang dikerjakan. Secara umum dapat dibagi menjadi 4  kelompok besar yaitu : Pressing , Drawing , Bending , Shearing. [3]  Kecepatan  proses  pembentukan  merupakan  aspek  penting  yang  dapat  mempengaruhi  materi  dan menghasilkan  variasi  dalam  hasil  akhir.[4]  Deformasi  lambat  selama  proses  pembentukan  dingin  akan  memiliki pengaruh yang nyata pada ketahanan bahan untuk membentuk, dengan peningkatan suhu dan dengan peningkatan kecepatan  membentuk,  resistensi  terhadap  pembentukan  sering  diturunkan.[5]  Namun,  peningkatan  mendadak dalam  kecepatan  terbentuk  selama  dingin  dapat  meningkatkanketahanan  material.[6]  Berdasarkan  proses pengerjaannya  dapat  dibagi  menjadi  2  bagian  yaitu  :  Proses  Pengerjaan  Panas  ( Hot  Working  Process ),  Proses Pengerjaan  dingin  ( Cold  Working  Process ).[7]  Perlakuan  panas  merupakan  suatu  proses  pemanasan  pada  baja dalam  keadaan  padat  untuk  mengubah  struktur  mikro  dan  sifat-  sifat  fisik  baja  seperti Quenching, Anneling,Normalizing, Tempering. [8]

## METODOLOGI
Penelitian  ini  menggunakan  metode  eksperimen,  ekperimen  ini  dilakukan  secara  terus-menerus.  Dimana keausan molding akan  mempengaruhi  kualitas  dimensi  produk  sehingga  produk  tersebut  menjadi  cacat  dimensi. Pengambilan  data  diperoleh  dengan  simulasi  di  lapangan,dimana  pada  inspeksi  awal  diambil  contoh  produk sebanyak  30  produk  untuk  mengetahui  kestabilan  proses  pada  saat  awal  proses  Setelah  proses  produksi  berjalan normal akan dilakukan pengambilan contoh produk setiap 3 jam sekali atau seharidilakukan selama 6 kali. Hingga terjadi keausan pada molding .
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
Diagram  alir  penelitian  ini  dimulai  dengan  tahap  persiapan  serta  observasi  lapangan,  dilanjutkan  dengan proses identifikasi permasalahan dilapangan. Setelah itu dilanjutkan dengan mencari data-data studi literatur, setelah semua  data  studi  literatur  didapatkan  dilanjutkan  dengan  persiapan  bahan  material  uji,  material  uji memilikibeberapa macam tingkatan kekerasan material  dan  kandungan material, tingkatan kekerasan dapat dilihat dengan melakukan uji kekerasan. Setelah itu dianalisa hasil kekerasannya, kemudian dilanjutkan pengujian material molding dilapangan, dan dilanjutkan dengan menganalisa hasil pengujian,berupa secara visual dan dimensi maupun uji  kekerasan  setelah  proses press  stamping ,  setelah  menganalisa  data-  data  diperoleh  hasil  yang  beragam.  Maka dari hasil analisa data-data tersebut dapat diambil kesimpulan dari keseluruhan dan prosesdinyatakan selesai.
Jurnal Teknik Mesin: CAKRAM 2020 Tatang Suryana, Analisis Perbedaan Usia Pakai Molding Berbahan Baja Perkakas SKS 12, Sleipner A88, dan SKH 55 Untuk Produk Mur (NUT) Baja S50C

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## 1. Waktu pakai molding
Proses  pengujian  yang  pertama  (pada  gambar  2  grafik  dibawah  ini)  menggunakan  material  SKS  12 padamesin press  stamping AIDA  110  ton,  dengan  kecepatan  25  SPM  ( stroke per  menit  )  menghasilkan  jumlah produk sebanyak 40.105 produk. Proses pengujian yang kedua menggunakan material SLEIPNER A88 pada mesin press  stamping AIDA  110  ton,  dengan  kecepatan  25  SPM  ( stroke per  menit  )  menghasilkan  jumlah  produk sebanyak  110.703  produk.  Proses  pengujian  yang  ketiga  menggunakan  material  SKH  55  pada  mesin press stamping AIDA  110  ton,  dengan  kecepatan  25  SPM  ( stroke per  menit )  menghasilkan  jumlah  produk  sebanyak 100.404 produk.
Gambar 2. Grafik Produksi Mur .
Gambar 3. molding sebelum pengujian.
Pada  (gambar  3)  merupakan  bentuk  molding  sebelum  dilakukan  pengujian,  dimensi  A=  35.00  –  35.05  mm,  dan dimensi B = 31.60 – 31.65 mm (pada material SKS 12) ditunjukan pada tabel 1. standart spesifikasi.
B A SKH 55 (100.404) SLEIPNER A88 (110.703) (110.703 ) SKS 12 (40.105) 120,000 100,00 0 80,000 60,000 40,000 20,000 0

## GRAFIK JUMLAH PRODUKSI MUR
Jurnal Teknik Mesin: CAKRAM 2020 Tatang Suryana, Analisis Perbedaan Usia Pakai Molding Berbahan Baja Perkakas SKS 12, Sleipner A88, dan SKH 55 Untuk Produk Mur (NUT) Baja S50C
Telah Aus akibat pergesekan

## Grafik Uji Kekerasan Mikro
1200 1000 800 600 400 200
Gambar 4. Molding setelah dilakukan Pengujian.
Pada gambar 4 merupakan bentuk molding setelah dilakukan pengujian, dimensi A menjadi 35.06 mm, dan dimensi B menjadi 31.70 mm (pada material SKS 12) ditunjukan pada tabel 1.
\
Tabel 1. Spesifikasi diameter Molding yang telah digunakan.
No. Diamater Molding Standar Spesifikasi SKS 12 SLEIPNER A88 SKH 55 A 35.00 - 35.05 mm 35.06 mm 35.053 mm 35.054 mm B 31.60 - 31.65 mm 31.70 mm 31.68 mm 31.69 mm
Pada  tabel  diatas  terlihat  ukuran  spesifikasi  keausan  tiap-tiap  material molding ,  dimana  pada  diameter molding mengalami cacatdimensiproduk diatas spesifikasi standar yang sudah ditetapkan. 4.1 Kekerasan molding baja perkakas SKS 12, SLEIPNER A88 dan SKH 55
0 0 μm 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 μm μm μm μm μm μm μm μm μm μm SKS12 SLEIPNER A88 SKH55 422.5 724.5 656.4 565.6 852.3 771.4 598.2 900.4 829.6 581.8 975.7 813.9 641.2 913.6 894.7 656.1 926.7 913.5 637.2 919.2 932.9 660.3 945.1 919.3 715.2 906.1 939.1 706.1 939.2 919.2 771.2 900.3 926.9
Gambar 5. Grafik uji kekerasan mikro vickers baja perkakas SKS 12, SLEIPNER A88, SKH 55.
H ar d n e ss v ic ke rs
Pada  Gambar  5  grafik  diatas  menunjukkan  bahwa  bagian  terdalam  dari  0,0  –  5,0  Mikro  meter  setiap material  mempunyai  nilai  uji  kekerasan  yang  paling  rendah,  karena  adanya  pergesekan  antara molding dengan punch ,  dimana  akan  menimbulkan  panas  dan  menyebabkan  dimensi  cepat  aus.  Material  SKS  12  menunjukkan kecepatan aus yang lebih cepat dibandingkan material yang lain, dan material SLEIPNER A88 mempunyai rata-rata nilai  grafik  yang  paling  tinggi  dan  sedikit  lebih  tinggi  dari  material  SKH  55,  hal  ini  menunjukkan  umur  material SLEIPNER  A88  dan  SKH  55  lebih  panjang  daripada  material  SKS  12.  Proses  pengujian  kekerasan  ini menggunakan alat mikro vickers clark intrument dengan load 100 gf selama 10 detik pada setiap material.

## 2. Simulasi Proses Press Stamping
Penelitian  ini  menggunakan  program  autodesk  inventor  dan  ansys  R16  dilakukan  melalui  tiga  tahapan yaitu pertama menggunakan material Molding berbahan dasar  SKS12, kemudian dilanjutkan pada SLEIPNER A88 dan terakhir menggunakan material SKH 55. Pada setiap pengujian dilakukan pada mesin yang sama yaitu mesin press stamping AIDA berkapasitas 110 Ton, dimana pengujian ini dilakukan secara terus- menerus hingga molding mengalami proses keausan dimensi.   Dengan  ditandai  pada  kecacatan  produk  berupa  cacat  dimensi  (outside) diameter luar produk.
Gambar 6. Autodesk Inventor Stress Analysis molding SKS 12
Pada  (gambar  6)  terlihat  aliran  titik  kritis  pada molding dimana  bagian  yang  berwana  merah  dan  kuning merupakan titik kritis yang paling tinggi pada posisi di pinggir.
Gambar 7. Autodesk Inventor Stress Analysis Assy Die.
Jurnal Teknik Mesin: CAKRAM 2020 Tatang Suryana, Analisis Perbedaan Usia Pakai Molding Berbahan Baja Perkakas SKS 12, Sleipner A88, dan SKH 55 Untuk Produk Mur (NUT) Baja S50C
Pada Gambar 7 diatas menunjukkan distribusi tegangan ( stress ) analisis berlangsung pada pinggir molding yang  kemudian  diteruskan  ke  bahan  produk,  yang  selanjutnyabergesekan  dengan punch ,  dimana punch akan mengalami distribusi tegangan (stress) analisis yang mengakibatkan bahan produk terpotong. Sehingga produk nut (mur)  dapat  terbentuk  akibat  gesekan  antara molding dengan punch ,  yang  terjadi  berulang  -  ulang  selama  proses pembuatan produk mur berlangsung.
Gambar 8. Ansys R16 Safety factor analysis assy die .
Pada  program ansys R16  (gambar  8)  diperlihatkan  pada  masing-masing  material  SKS  12,  SLEIPNER A88  dan  SKH  55  gambar equivalen  elastic  strain  analysis,  stress  analysis,  life  clycle  analysis,  safety  factor analysis. Dimana  pada  setiap  gambar  program  analisa  menunjukkan  distribusi  tegangan  dengan  simbol  warna- warni yang menunjukkan titik-titik kritis dari setiap material molding .
Gambar 9. Ansys R16 Equivalen elastic strain analysis material SKS 12.
Gambar 10. Ansys R16 Stress analysis material SLEIPNER A88.
Gambar 11. Ansys R16 Safety factor analysis material SKH55.
Pada gambar diatas (gambar 9,10,11) menunjukan bagian kritis digambarkan pada bagian pinggir material yang  berwarna  hijau  kekuning-kuningan,  dimana  warna  tersebut  merupakan  bagian  yang  mengalami  tegangan statis yang besar dibandingan dengan bagian tengah atau pinggir bagian luar dari material.

## KESIMPULAN
1. Pada saat proses pengujian dilapangan pada material SKS12 menghasilkan 40.105 produk, material SLEIPNER A88 menghasilkan 110.703 produk, dan SKH 55 menghasilkan 100.404 produk.
2. Pada  gambar  grafik  uji  kekerasan  struktur  mikro vickers menunjukkan  bahwa  bagian  pinggir  pada molding memiliki  nilai  kekerasan  yang  lebih  rendah  dibandingkan  dari  bagian  tengah molding yang  disebabkan  oleh gesekan berulang-ulang antara molding dengan punch sehingga mengalami deformasi material.
3. Pada gambar simulasi stress analysis pada program autodesk inventor maupun ansys R16 menunjukkan bahwa distribusi tegangan dan titik kristis yang berwarna kemerahan pada material SKS 12 lebih besar dan banyak bila dibandingkan  pada  material  SLEIPNER  A88  dan  SKH  55,  ini  menunjukkan  bahwa  material  SKS  12  lebih tinggi distribusi tegangannya jika dibandingkan dengan material SLEIPNER A88 dan SKH55.
Jurnal Teknik Mesin: CAKRAM 2020 Tatang Suryana, Analisis Perbedaan Usia Pakai Molding Berbahan Baja Perkakas SKS 12, Sleipner A88, dan SKH 55 Untuk Produk Mur (NUT) Baja S50C

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Annudep,S.I. Ramesha. N.I : Desaign And Analysis Of Blangking And Bending Press Tool To Produce Anchor Bracket Component . International  Journal of Research Engineering and Technology:IJRET International. Vol 04.04.2015. page1035-1039.
[2] ASM  Handbook.  Vol.  1; properties  and  selectionsirons.  stells.  and  high  performance  alloys. ASM international;1993.
[3] Djaprie, Sriati ; Teknologi Mekanik , Jakarta : Erlangga.1997 ;135-136
[4] Ivana Suchy ; Hand Book of Die Desain Second Edition . USA: Mc Graw Hill;2006.
[5] Kim.S.H.I Choi.K.K.I : Research On Improvment Of Blank Precision And Life Span Extension Of Nail Clipper Die  With  Uneve  Shear  Area. International  Journal  of  Advanced    Science    andThecnology:IJAST International.Vol   54.  05.2013. page 89-95.
[6] Momami.E.A.I  Rawadeh.I.I  : An  Application  Of  Finite  Element  Methode  And  Design  Of  Experiment  In    The Optimazion  Of  SheetMetalBlanking Process. Jordan Journal of Machine and Industrial Engineering :JJMIE.Vol 2.03.2008. page 53-63.
[7] Subramayam.P.I.  Rajashekar.B.I,  Damodhar.B.: Process  Of  Press  Tool  Desaign  And  Its  Manufacturing  For Blanking  Operation .  International  Journal  of  innovative  research  in  science  Engineering  and  Technology: IJIRSET International.Vol 05. 05. 2016. page8602-8609.
[8] Shaikh.R.S.I Gaonkar.R.R.Ishaikh.I. Shaikh. M.I Shaikh. S.I : A Review On Factors Affecting The Sheet Metal Blanking Process . International Journal of Modern Engineering Research :IJMER International.Vol 05.03.2015. page 71-76.