## PERANCANGAN DAN PEMBUATAN MESIN BENDING DAN NOTCHING
Muhammad Yanis (1*) , Gunawan (1) dan Ricky W.P. (1)
(1) Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya
(*) E-mail Corresponding Author: yanis@unsri.ac.id
Abstrak
Bending dan notching adalah proses umum dalam dunia manufaktur seperti dalam proses pembuatan rangka kendaraan. Akan tetapi, permasalahan yang dihadapi  saat  ini adalah terbatasnya alat yang dibutuhkan untuk menekuk dan menakik pipa. Penelitian ini bertujuan perancangan dan pembuatan mesin untuk proses menekuk dan menakik pipa. Mesin bending dan notching yang dibuat berfokus dalam membending dan membuat takikan pada pipa besi berdasarkan kebutuhan. Metode bending yang  digunakan  adalah three  roll  bending .  Sedangkan  untuk  sudut notching 0° sampai  60 ° dan diameter untuk  pemotongan notching yaitu 1 inch sampai 2 inch.  Terdapat  beberapa  perhitungan yang dilakukan yaitu perhitungan gaya pada poros, roller dan struktur mesin. Perhitungan struktur mesin menggunakan software solidwork , simulasi yang digunakan yaitu stress analysis , von mises dan factor of safety . Pada proses manufaktur rangka alat yang utama karena struktur rangka harus kuat  untuk  menopang  seluruh  beban  total  alat,  dan  beban  tekan  pada  saat  membending  pipa. Terdapat tiga pengujian yang dilakukan pada proses bending yaitu pengujian defleksi satu, dua dan tiga cm, sedangkan pada  proses notching yaitu dari 0° sampai 60 ° . Alat ini dirancang dan dibuat dengan  memiliki  2  fungsi  utama, bending dan notching .  Proses bending di  lakukan  pada  bagian tengah dan proses notching dibagian atas. Alat bending dan notching memiliki dimensi yaitu panjang 70  cm,  lebar  50  cm  dan  tinggi  120  cm.  Pada  proses  manufaktur  alat bending dan notching membutuhkan biaya total sebesar Rp. 9.009.500. Kata Kunci: Bending, notching, solidworks, manufaktur

## Abstract
Bending  and  notching  is  a  common  process  in  manufacturing  world  as  in  vehicles  chassis fabrication. But, the recent problem is the limited tools that needed to bend and notch pipes. The objective of this research is to fabricate a tool or production machine that could bend and notch pipes based on need by using three roll bending method. As for the notching angle of 0 ° to 60 ° and the diameter for notching cutting is 1 to 2 inch. There are some calculations on machine structure by using  solidworks simulation  such as stress analysis, von mises and  factor of safety. There are three trials in bending process such as deflection from 1, 2 and 3 cm and on the other side, notching trials  start  from  0 ° to  60 ° .  This  notching  and  bending  machine  created  with  two  functions.  The bending process is conducted in the middle part while the notching process is in the top part of the machine. This machine has 70 cm length, 50 cm wide and 120 cm height and the total amount of cost spent for this machine is Rp. 9.009.500.
Keywords: Bending, notching, solid works, manufacturing Keywords:Crevice Corrosion, Gap Distance, Medium Carbon Steel, Aluminium 1100.

## 1 PENDAHULUAN
Di  era  modern  saat  ini  kita  dituntut  cepat  dan  tepat khususnya dalam bidang produksi. Oleh karena itu, di dunia  industri  dituntut  memiliki  sumber  daya manusia  yang  berkualitas,  khususnya  dalam  bidang teknik. Semakin majunya teknologi  yang digunakan maka  semakin  cepat  laju  suatu  produksi[1].    Alat pembengkok  atau  penekuk  pipa  merupakan  proses pembentukan  pipa  yang  banyak  dilakukan  untuk membentuk  komponen-komponen  industri  maupun alat-alat di kehidupan sehari-hari misalnya membuat kontruksi  kerangka  mobil,  motor,  pagar,  kursi  dan komponen-komponen  lainnya  yang  menggunakan bahan pipa besi[2].
Proses  pembuatan  komponen  mesin  diperlukan perancangan dan analisa terhadap proses
pembentukan. Salah satunya mesin roll atau bending pipa, bagian utamamya adalah dies [3]. Komponen ini menerima  gaya  paling  besar  dibanding  komponen lain  serta  bersinggungan  langsung  dengan  benda kerja.  Dengan  kondisi  ini  perlu  perancangan  yang baik  agar  mesin roll  bending pipa  tidak  mengalami kegagalan  seperti  dies  retak  ataupun frame patah (bengkok). Ketika  membending akan terjadi springback karena modulus elastisitasnya[4].
Permasalahan  yang  dihadapi  saat  ini  adalah terbatasnya alat yang digunakan untuk  membending pipa besi serta untuk membentuk takikan pada ujung pipa  besi  dalam  proses  pembuatan  rangka.  Sebuah alat  yang baik harus memiliki desain yang sederhana namun  memiliki  fungsi  yang  optimal. Penelitian ini memfabrikasi sebuah alat dengan fungsi ganda yaitu bending dan notching.
Alat bending dan notching (takik)  yang  dibuat berfokus  dalam  membending  dan  membuat  takikan pada  pipa  besi  berdasarkan  kebutuhan.  Metode bending yang digunakan ialah three roll bending [5]. Sedangkan untuk  sudut notching 0° sampai 60 ° dan diameter  untuk  pemotongan notching yaitu  1  inch sampai 2 inch[6].
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  mendesain dan memproduksi alat yang dibutuhkan dalam dunia manufaktur dan juga terbatasnya alat yang digunakan untuk  mebending  pipa  dan  membuat  takikan  pada pipa

## 2 METODOLOGI
2.1 Desain  dan  Skema  Mesin  Bending  dan Notching
Setelah  melihat  refrensi  alat bending dan notching pada  dunia  industri,  maka  Langkah  awal  dalam penelitian  kali  ini  adalah  membuat  desain.    Desain dimodelkan dengan menggunakan software Solidworks 2018 dan berikut adalah hasil desain :
Gambar 1 Desain Mesin Bending dan Notching
Setelah melalui proses desain, didapatkan hasil desain dengan panjang alat sebesar 70 cm,  lebar 50 cm dan tinggi alat 120 cm.
Untuk membuat alat secara keseluruhan yang telah di desain  tersebut,  maka  dibutuhkan  komponen- komponen  seperti  pada  gambar  2.  Komponen- komponen  yang  diperlukan  untuk  membuat  alat tersebut    direncanakan    dapat  dibeli  di  pasaran  dan juga  terdapat  beberapa  komponen-komponen  yang dibeli  dari  bengkel  bubut  antara  lain  adalah roller , poros  dan  juga gear dikarenakan  komponen- komponen tersebut jarang dijual di pasaran. Bending adalah  proses  perubahan  bentuk  logam secara plastis lewat roll , penjepit dan pembentuk ( die )
dari  bentuk  yang  tadinya  lurus  menjadi  lengkungan dengan  sudut  tertentu[7]. Notching (takik)  adalah proses  pemotongan  logam  yang  berfungsi  untuk membuat coakan atau takikan pada benda kerja[8]. Mesin bending adalah mesin  yang  berfungsi  untuk menekuk  atau  membending  benda  logam  dengan sudut  tertentu[9].  Mesin  ini  biasa  digunakan  di perusahaan  otomotif  dan  industri  lainnya  untuk menekuk  plat,  pipa  dan  material  lainnya[10]. Sedangkan  mesin notching adalah  mesin  yang digunakan  untuk  memotong  pipa  besi  dengan menghasilkan  profil  pada  sisi  potongnya  yang berfungsi untuk memudahkan proses awal penyambungan pipa besi. Misalnya pemotongan atau pembuatan coakan sudut pada pipa besi[11].
Gambar 2 Skema Mesin Bending dan Notching

## 2.2 Alat dan Bahan
Peralatan  yang  diperlukan  dalam  pembuatan    mesin bending dan notching seperti  motor  listrik  karena proses  pengerolan  semakin  cepat  menggunakan motor  listrik  jika  dibanding  dengan  tenaga  manual. Serta membuat nyaman bagi penggunanya dan lebih aman.  Kemudian  diperlukan gear  box untuk mengurangi  kecepatan  putaran  yang  dihasilkan  oleh motor listrik. Gear box tersebut diletakkan disebelah motor listik dengan as dari motor listik dan gear box disambung  menggunakan  kopel.  agar  putaran  yang keluar  menjadi  lebih  lambat  sebelum  diteruskan  ke gear  dan  rantai  untuk  memutar  poros  penahan. Selanjutnya  memerlukan  dongkrak  hidrolik  sebagai pemberi  tekanan  pada  saat  membending  pipa. Kemudian bor listrik sebagai penggerak mata potong mesin notching ,  lalu  pipa  hollow  dan  plat  baja digunakan sebagai rangka alat.

## 3 HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Analisis  Simulasi  Perhitungan  Gaya  pada Poros Penekan pada Roller
Untuk  pengerolan  ini  dipilih  pipa  1  inch  dengan ketebalan  2  mm  sebagai  perhitungan  awal  dalam merancang alat/mesin. Jenis bahan dasar pipa adalah
baja karbon rendah ( low carbon steel ) dengan unsur karbonnya  sekitar  <  0,3%.  Modulus  elastisitas  baja (E)  adalah  190-210  Gpa,  Modulus  elastisitas  geser (G)  adalah  75-80  Gpa,  dan poisson’s  rasio adalah 0,27-0,30. Momen Inersia (I) pada pipa :
𝐼 = 𝜋 64 (𝑑 𝑜 4 − 𝑑 𝑖 4 ) = 3,14 64 (2,54 4 − 2,34 4 ) = 0,5711 𝑐𝑚 4
Jika  diasumsikan  defleksi  maksimal  pada  pipa sebesar 3 cm. Diketahui modulus elastisitas (E) : 207 Gpa  =  30  Mpsi  =  2110812,56  kg/cm 2 ,  maka membutuhkan gaya sebesar :
𝐹 = 3 𝑋 48 𝑋2110812.56  𝑋 0,5711
50 3 = 1388.719 𝑘𝑔
Sehingga diperoleh besarnya gaya (F) pada roller = 1388.719/2 kg =694.36 kg = 6943,6 N

## 3.2 Analisis simulasi
Pada simulasi alat bending dan notching menggunakan simulasi stress analisys , von mises dan factor of safety .
Gambar 3 Distribusi Beban Maksimal pada Roller Sebesar 6,943,6 N
Gambar 4 Distribusi Tegangan Von Mises pada As Penekan
Gambar 5 Distribusi Faktor Keamanan pada As Penekan Gambar 6 Distribusi Tegangan Von Mises pada
Dudukan As Penekan
Gambar 7 Distribusi Faktor Keamanan pada Dudukan As Penekan
Gambar 9 Distribusi Faktor Keamanan pada Rangka Mesin

## 3.3 Hasil manufaktur
Setelah  melalui  proses  manufaktur  alat  didapatkan hasil  alat  yang  telah  selesai  dimanufaktur.  Berikut alat yang telah selesai dimanufaktur :
Gambar 10 Tampak Depan Mesin Bending dan Notching
Gambar 11 Tampak Isometric Mesin Bending dan Notching
Gambar 12 Mesin Bending dan Notching

## 3.4 Hasil Pengujian
3.4.1 Pengujian Bending
Pada  pengujian  bending  dilakukan  tiga  pengujian defleksi yaitu defleksi 1 cm, 2 cm dan 3 cm. Berikut hasil 3 pengujian :
Gambar 13 Pengujian Defleksi 1 cm
Gambar 14 Pengujian Defleksi 2 cm
Gambar 15 Pengujian Defleksi 3 cm

## 3.4.2 Pengujian Notching
Pada pengujian notching dilakukan 7 pengujian yaitu dari 0° sampai 60 ° :
Gambar 16 Pengujian Notching dari 0° sampai 60 °

## 3.5 Biaya
Analisis  biaya  mesin bending dan notching sebagai berikut :
a) Modal awal
Modal tetap didapat dari rincian dana pembelian komponen mesin dam bahan material.
- Alat keselamatan kerja : Rp. 0. 100.000 - Biaya pembuatan alat : Rp. 8.211.000 + : Rp. 8.311.000 b) Modal Tetap
Modal kerja didapat dari rincian dana tambahan diluar dana komponen mesin dan bahan material.
- Perlengkapan kerja (alat kerja) : Rp. 0. 698.500 - Jumlah : Rp. 0. 698.500
Modal total = Modal tetap + Modal kerja = Rp. 8.311.000 + Rp. 698.500 = Rp. 9.009.500 Total modal = Rp. 9.009.500
Jadi total modal dalam pembuatan mesin bending dan notching yaitu Rp. 9.009.500

## 4 KESIMPULAN
Berdasarkan  data  dan  hasil  penelitian  yang  didapat maka dapat disimpulkan:
1. Hasil pengujian bending pada pipa 1 inch telah dilakukan dengan defleksi  kelipatan 1, 2 dan 3 cm, yang menunjukkan tidak terdapat kerusakan pada diameter lingkar pipa.
2. Pengujian dengan defleksi kelipatan 3 cm dapat dilakukan  3  kali  proses  rol  untuk  membentuk satu lingkaran penuh, namun kelipatan defleksi yang disarankan untuk alat ini adalah kelipatan 2 cm. 3. Alat  notching  ini  memiliki  presisi  yang  cukup akurat untuk digunakan pada proses penyambungan pipa. 4. Total  modal  dalam  pembuatan  mesin bending dan notching yaitu Rp. 9.009.500

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  A.  Mustakim,  “Rancang  Alat/Mesin  Pengerol Pipa,” pp. 32, 117, 2012.
[2]  A.  Albana,  “RANCANG  BANGUN  ALAT  / MESIN  PEMBENGKOK  PIPA,”  Politeknik Negeri Medan, 2014.
[3]  S.  Kuntoro  and  M.  Kabib,  “Analisis  Kekuatan Dies  Frame  Link Pada  Mesin Roll Pipa  2  in Penggerak  Hidrolik  Dengan  Metode  Elemen Hingga,” Simetris  J.  Tek.  Mesin,  Elektro  dan Ilmu Komput. , vol. 9, no. 2, pp. 941–946, 2018, doi: 10.24176/simet.v9i2.2453.
[4]  T.  A.  Wibowo,  W.  P.  Raharjo,  and  B. Kusharjanta, “Perancangan  dan  Analisis Kekuatan  Konstruksi  Mesin  Tekuk  Plat Hidrolik,” Mekanika , vol. 12, no. 2, pp. 63–70, 2014.
[5]  W.  Marsis  and  I.  Toro,  “Perancangan  Mesin Bending Dengan Memanfaatkan Sitem Dongkrak  Hidrolik  Sederhana,” J.  Mesin Teknol. , pp. 42–51, 2007.
[6]  Iqbal  R  Pamungkas,  B.  Sulaksono,  M. Munandar,  A.  Suwandi,  and  M.  F.  Fajar, “Perancangan Mesin Tube Notcher
Menggunakan  Metode  G. Pahl  dan  W.  Beitz,” Teknobiz    J.  Ilm.  Progr.  Stud.  Magister  Tek. Mesin ,  vol.  9,  no.  2,  pp.  20–32,  2019,  doi: 10.35814/teknobiz.v9i2.536.
[7]  F.  Klocke, Manufacturing  Processes  4  - Forming (RWTH edition) . 2013.
[8]  F. Klocke, Manufacturing processes 1: turning, milling, drilling , no. 7858. 2011.
[9]  T. V Rohit, P. S. Ashutosh, K. V Shriraj, P. P.
Akash,  and  P.  G.  Shivam,  “ Design  and Fabrication  of  Pipe Bending  and  Pipe Rolling Machine ,” Int.  J.  Adv.  Res.  Ideas  Innov. Technol. ,  vol.  3,  no.  2,  pp.  561–565,  2017, [Online]. Available:
https://www.ijariit.com/manuscripts/v3i2/V3I2
-1373.pdf.
[10]  Schuler, Metal  Forming  Handbook ,  no.  c. Germany: Springer, 1998.
[11]  T. P. J. C. Rusch and E. Holmes, “ The tube and pipe  journal  -  Notching  tube  and  pipe  -  3 common methods ,” 2003.