## PERANCANGAN TOOL PUNCHING UNTUK PIPA SANITARI DIAMETER 2 IN
Fadwah Maghfurah 1
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Jakarta fmaghfurah@yahoo.com fadwah.maghfurah@ftumj.ac.id Dede Heri Wahyudi 2
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Jakarta Dede.wahyudi@tetrapak.com

## ABSTRAK
Dalam  sebuah  proyek  pemipaan  sanitari  selalu  terkendala  material  fitting  Tee yang menyebabkan proyek tersebut menjadi tidak bisa bersaing baik dalam biaya juga  waktu  pengerjaan,  bahkan  proyek  terkadang  menjadi  rugi,  melihat kenyataan ini peneliti akhirnya mencari solusi dengan merencanakan alat bantu untuk  membuat  sejenis  fiting  tee  sanitari  yang  dibuat  dari  pipa  sanitari  yang dibentuk  dengan  metode  deformasi  plastis  dan  cara  proses  pendesakan  dalam serta  uji  kekuatan  pada  proses  akhirnya.  Bahan  dan  alat  bantu  untuk  proses pembuatan alat ini diusahakan dari alat yang ada dan mudah dicari di pasaran dengan  tujuan  siapapun  bisa  mengembangkan  alat  ini  lebih  lanjut.  Hasil  yang dicapai tool yang dapat  membentuk lubang  pipa  dengan batasan toleransi  yaitu 1%  untuk  kebulatan  pipa    minimal  1.2  untuk  ketebalan  dinding  pipa  serta material dengan Kualitas  A240-316Ti ( C 0.08%, Mg 2.0%, Cr 16-18%, Ni 10- 14%, Mo 2-3%, ) yang sudah cukup baik.
Kata kunci : Deep drawing, 316Ti, 316L, Pipa sanitari, Baja stainless

## ABSTRACT
this  research  background  with  the  problem  day  -  the  day    when  carrying  out  a sanitary  pipeline  project  is  always  constrained  Tee  fitting  material  that  caused the project to be not able to compete in both the cost of processing time as well, sometimes  even  project  a  loss,  the  writer  eventually  see  reality  initiative  to  find out the solution to plan and make  a similar tool for sanitary tee fittings are made from  sanitary  pipes  that  formed  by  plastic  deformation  methods  and  process  of deep  drawing,  in  the  most  simple  design  tool  can    meet  the  specifications. Materials and tools for the  making this tool really easy to find in the market with the aim anyone can develop this tool further so that the tool is a useful tool . and finally  in-test  equipment  to  determine  the  advantages  and  disadvantages  to  be evaluated further and likely to be developed. And finally we find tool can be make punch with tolerance 1 % for diameter pipe 1,2 with good enough material A240- 316Ti  (  C  0.08%,  Mg  2.0%,  Cr  16-18%,  Ni  10-14%,  Mo  2-3%,  )  And  the conclusion  of  this  tool  for  making  pipe  sanitary  fitting  is  able  and  successfully, made a sanitary tee  fittings with advantages and disadvantages.
Key word : Deep drawing, 316Ti, 316L, Sanitary pipe, Stainless Steel.

## 1. PENDAHULUAN
Ketika pelaksanaan sebuah proyek pemipaan khusunya  pemipaan  sanitary  pada  mesin  – mesin  untuk  proses  produksi  makanan minuman,  pharmasi  dan  kosmetik,  sering kali  ditemukan  kendala  seperti  Lamanya proses  pengadaan  material  khususnya  jenis fitting  Tee  dengan  ukuran  3”  ke  2”  (tee reducer), Mahalnya harga material , Kekurangan jumlah yang dibutuhkan sehingga  harus  order  ulang  dengan  waktu tunggu  yang  cukup  lama  sehingga  project tertunda  serta  ukuran  di  pasaran  tidak sepenuhnya lengkap. Karena kendala- kendala diatas itulah maka penulis merancang  alat  ini  yang  nantinya  akan berfungsi  sebagai    alat  pembantu  untuk membuat lubang pada pipa 3” yang dibentuk dengan  cara  dilubangi  terlebih  dahulu pipanya  lalu  dipaksa  ditarik  ke  luar  bibir lubang  yang  sudah  dilubangi  tadi  dengan menggunakan punch yang diletakan didalam pipa  dan  die  di  bagian  luar  pipa  lalu  ditarik punchnya  dengan  alat  penarik  hidrolik sehingga bibir pipa dipaksa masuk ke dalam dies dengan demikian lubang akan bebentuk seperti  fitting sanitary ukuran 3” ke 2” (Tee reducer).

## 2. METODE PENELITIAN
Metode  yang  dilaksanakan  disini  adalah metode  deformasi  plastis  dan  cara  proses pendesakan  dalam  dengan  rancangan  alat yang  paling  sederhana  dengan  menghitung masing-masing
kebutuhan setiap komponennya  namun  cukup  dan  mampu untuk  memenuhi  kebutuhanya  serta  uji kekuatan pada proses akhirnya
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Perhitungan gaya desak
3.1.1.  Data  teknis  material  yang  akan dibentuk
Gambar 1. (sketch bukaan pipa yang akan dibentuk)
a. Tebal material 0.16cm
b. Diameter  bahan  yang  akan  mengalami peregangan = 6.0 cm c. Diameter pendesak =4.86 cm
d. Tensile  strength  bahan  558Mpa  =  5690 Kg
e. ID  =  lubang  pipa  bagian  dalam  yang akan dibentuk = 3.73 cm
f. OD  =  lubang  pipa  yang  sudah  dibentuk = 5.1 cm
g. Radius leher lubang pipa , R=0.6 cm
h. Kekerasan material 79 HB
3.1.2.  Perhitungan  bukaan  lubang  pipa mula-mula sebelum dibentuk (ID) Rencana dimensi lubang pipa OD = 51mm FT = 1.6mm FH = 2.0 mm Lubang ID pipa adalah ID= OD - 2FT - 2x( /4) - 2FH
ID=51- 4 – 4.7 - 4 = 38.3mm 3.1.3.  Perkiraan  pendesakan  mungkinkah bisa dilakukan agar rasio pendesakan baik Rumus LDR= , LDR = ,LDR = 1.23
Berdasarkan gambar maka pendesakan dapat dilakukan.
3.1.4.  perhitungan  gaya  desak  &  daya pendesakanUntuk membentuk bahan supaya menjadi  deformasi  plastis  maka  gaya  desak harus melampaui atau lebih besar dari Yield Strength,  YS  untuk  kekuatan  bahan  ini  = 290Mpa  =  2957  Kg,  dalam  perhitungan  ini gaya desak akan menggunakan kekuatan TS yang  dikalikan  dengan  rasio  pendesakan (LDR)  dimana  hasilnya  sedikit  lebih  besar dari  YS  yaitu  296Mpa  =  3016  Kg  dimana
tujuanya  agar  proses  pendesakan  menjadi maksimal  sehingga  bentuk  yang  dihasilkan bisa sempurna.
=  gaya  desak, =  tebal  bahan, TS maksimum= kekuatan
tarik bahan maksimum 4101  Kg  gaya  desak digenapkan 4200 Kg Daya desak yang dibutuhkan (KW) adalah : P= daya desak,
3.2  Perhitungan  kekuatan  masing  – masing komponen alat pembentuk pipa 3.2.1  Perhitungan kekuatan die
Gambar 2. ukuran penaampang die
1. Bahan  SA240-316Ti  –  6160 safety factor
2. ϬD=
3. τD = 0.6*1026=615
4. Kekerasan material= 180 HB
5. Daya  yang akan ditransmisikan 4200 kg = 2.9 tons
6. Diameter luar die 7.3cm
7. Diameter dalam die 5.1cm
8. Tebal die direncanakan (T) 3cm
9. area  die  yang  yang  akan  menerima tekanan adalah, (7.3+5.1)/2=6.2
10. Perencanaan  tebal  penampang  die,  F  = T*
6.8 =T* T= = 0.35 cm
3.2.2  Perhitungan kekuatan punch Gambar 3. ukuran penampang punch 1. Bahan  SA240-316Ti  –  6160 , safety factor ϬD= 2. τD = 0.6*1026=615 3. Kekerasan material = 180 HB 4. Daya  yang akan ditransmisikan 4200 kg = 4.2 tons
5. Diameter luar punch 4.86cm
6. Minimum tebal punch rencana 1 cm
7. area  punch  yang  yang  akan  menerima tekanan  adalah,
8. Perencanaan tebal penampang punch, F = T*
6.8 = T*
T= = 0.44 cm
3.2.3  Perhitungan  Mur  dan  Baut  bar penarik punch
Gambar 4. ukuran bolt penarik.
1. Beban , = 4200 (kg) 2. = 1.2 3. = 1.2 x 4200 = 5040
(kg) 4. , Sf  =  6,

## 5. Diameter  inti  yang  diperlukan,

## √
6. Pemilihan  ulir  standard,  dipilih  ulir metris  kasar  yang  dicocokan  dengan yang  paling  mudah  dicari  dipasaran yaitu ukuran ½-13UNC
Diameter  inti  akan  ditentukan  sesuai table dan juga disesuaikan dengan bahan yang tersedia,
7.4mm,  diameter  luar, d =  19.05mm,
jarak bagi, p = 2.54mm
Gambar 5. dimensi tinggi mur
7.
,
8. Diameter  ulir  dalam, D =  19.05  mm, diameter efektif ulir dalam, = 17.399
mm,  tinggi  kaitan  gigi  dalam,

## 9. Jumlah  ulir  mur  yang  diperlukan,  z
10. Tinggi  mur, H H 1.0) d = 5.08 → 6mm H = 6mm akan dipakai
11. Jumlah ulir mur , z’ = 6/2,54 = 2.3
Gambar 6. dimensi Mur
12.
Sf  =  6, ,
13. Diameter  ulir  dalam, D =  19.05  mm, diameter efektif ulir dalam, = 17.399 mm,  tinggi  kaitan  gigi  dalam,
14. Jumlah  ulir  mur  yang  diperlukan,  z
15. Tinggi  mur, H H 1.0) d = 5.08 → 10mm H  = 15mm  akan  dipakai  menyesuaikan yang tersedia dilapangan 16. Jumlah ulir mur , z’ = 10/2,54 = 3.9 3.2.4  Perhitungan  kekuatan  pelat  ring penahan horizontal
Gambar 7. dimensi penampang ring
penahan horisontal
1. Bahan  SA240-316  –  5848 safety factor
2. ϬD=
3. τD = 0.6*974=584
4. Kekerasan material= 79 HB
5. Daya  yang akan ditransmisikan 4200 kg = 4.2 tons
6. Diameter luar ring 5.2cm
7. Diameter dalam ring 2.0cm
8. Minimum tebal ring rencana (T) 1.5cm
9. area  die  yang  yang  akan  menerima tekanan adalah, (5.2+2.0)/2=3.6
10. Perencanaan  tebal  penampang  die,  F  = T*
7.2 =T* T= = 0.63 cm 3.3.Analisa Percobaan alat Gambar 8. sketch hasil pengukuran dimensi pada table 1
Tabel.1 hasil pengukuran dimensi lubang pipa setelah dibentuk
Hasil pengukura n di posisi D1 = 76.2 Tol. +/- 0.76 D2 = 51 Tol. +/- 0.5 T1= 1.2 Tol. Min . 1.1 T2= 1.2 Tol. Min . 1.1
Nilai
1 76.2 0 50.5 5 1.51 1.35 diterim a 2 76.1 5 50.5 6 1.52 1.29 diterim a 3 76.2 5 50.6 5 1.49 1.34 diterim a 4 76.1 0 50.5 7 4.47 1.32 diterim a Tabel 2 Kelebihan dan kukurangan alat . Kelebihan Kekurangan 1. Bentuk lubang yang dihasilkan cukup baik secara visual maupun dimensi Masih harus ada proses akhir (polishing, grinding atau trimming) 2. Pengoperasian alat cukup mudah dan simpel Tinggi permukaan ujung pipa masih tidak rata 3. Mampu berbagai posisi Adanya bekas gesekan die dan punch yang masih muncul

## 4.KESIMPULAN
 Alat  pembentuk  lubang  pada  pipa sanitari  ukuran  3”  sangat  mudah  dibuat karena  alat  ini  sangat  sederhana  dalam proses  perencanaanya  hanya  terdiri  dari enam  bagian  koponen  dimana  proses pembentukan komponenya pun dikerjakan  dengan  proses  permesinan yang sederhana sehingga memungkinkan untuk  mendapatkan  biaya  pengerjaan yang cukup murah.
 Bentuk lubang pipa yang dibentuk cukup baik  tidak  terjadi  retakan  yang  biasanya terjaadi  pada  lubang  yang  diporses  deep drawing  dengan  dimensi  yang  masih dalam  batasan  toleransi  yaitu  1%  untuk kebulatan  pipa  dan  minimal  1.2  untuk ketebalan diding pipa.
 Material  untuk  bahan  pembuat  die, punch,  dan  komponen  lainya  sangat mudah  didapatkan  bahkan  bisa  dicari material  lain  yang  similar  atau  sejenis bahan  ini  terlebih  pada  industry  yang biasa mengerjakan barang-barang higienis.  Untuk  pembuatan  alat  ini material  dengan  Kualitas    A240-316Ti ( C 0.08%, Mg 2.0%, Cr 16-18%, Ni 10- 14%, Mo 2-3%, ) sudah cukup baik.
 Waktu  pembuatan  alat  ini  relative singkat  hanya  butuh  empat  hari    dalam menyusunya  terlebih  dalam  proses perencanaan selalu menggunakan ukuran dan  alat-alat  yang  standar  yang  ada dipasaran, sehingga memungkinkan bagi siapa  saja  yang  memiliki  masalah  yang sama  dalam  pengadaan  fitting  Tee  tipe sanitari  bisa  membuatnya  dengan  hasil akhir  biayanya  masih  bisa  bersaing bahkan lebih hemat.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Daryanto. 2010, Proses Pengolahan Besi Dan Baja” Satunusa, bandung.
2. Mhd.  Daud  Pinem,  2010, Mekanika kekuatan  Material  lanjut, Rekayasa Sains Bandung.
3. Pardjono, Hantoro Sirod, 1991, Gambar Mesin dan Merencana, Liberty,
Yogyakarta 4. Rachmantio  Honorius  Dr.  Ing,  2004, Pengantar Material Sains II , Tabernakelindo, Yogyakarta
5. Schey  J.A.,  2000, Proses  Manufaktur, ANDI Yogyakata, Yogyakarta
6. Willems  Nicholas,  Easley  J.T.,  Rolfe S.T., 1981, Stregth of Materal, Grawhill book company, New York