Jurnal Teknologi dan Rekayasa Manufaktur JTRM | Vol.
7 | No.
1 | Tahun 2025
ISSN (P): 2715-3908 | ISSN (E): 2715-016X
DOI: https://doi.
org/10.
48182/jtrm.
Analisis Springback Pelat ST 37 dengan Tegangan Tarik 343 N/mm2 Tebal 1,98 mm Pada Proses V-Bending dengan Sudut 120o, 135o.
Dan 150o Serta Arah Tekukan Berlawanan Grain Direction Pelat Hartono Widjaja1.
Rizq Rafi Khairuman2 1,2 Jurusan Teknik Manufaktur.
Politeknik Manufaktur Bandung Email: hartono@polman-bandung.
Informasi Artikel:
ABSTRAK
Received:
17 Juli 2024 Springback adalah penyimpangan sudut tekuk yang cenderung kembali ke Accepted:
17 Maret 2025 Available:
29 April 2025 posisi semula akibat sisa elastisitas material pada daerah tek ukan yang melewati batas plastis material.
Lima parameter utama yang memengar uhi springback adalah profile /die, work material, material properties, bending technique, dan process condition.
Penelitian ini fokus pada sudut punch yang mempengar uhi besarnya springback .
Pengujian dilakukan dengan sudut punch 120o, 135o, dan 150o menggunakan mesin press AIDA direct servo formers DSF-C1-A series.
Hasil menunj ukkan semakin besar sudut punch, semakin kecil springback - nya.
Semua sudut menghasilkan nilai springback negatif, dengan sudut punch 150A sebesar -0.
990A paling mendekati sudut yang dituju.
Besar springback dapat dihitung menggunakan rumus regresi linear sederhana.
Penyimpangan sudut akibat springback dapat digunakan sebagai nilai kompensasi dalam pembuatan bending tool untuk mendapatkan hasil bending yang diinginkan.
Kata Kunci:
ABSTRACT
Springback Sudut punch v-bending Springback is a deviation in the bending angle which tends to return to its original position due to the remaining elasticity of the material in the bending area which crosses the plastic material boundary.
The five main parameters that influence springback are /die profile, work material, material properties, bending technique, and process conditions.
This research focuses on the angle of impact which influences the amount of springback.
Tests were carried out with angles of 120o, 135o, and 150o using an AIDA direct servo press machine forming the DSF-C1-A series.
The results show that the larger the angle, the smaller the springback.
All angles produce negative springback values, with the 150A strike angle of -0.
990A closest to the target angle.
The amount of springback can be calculated using a simple linear regression formula.
The angular deviation due to springback can be used as a compensation value in making bending tools to obtain the desired bending results.
polman-bandung.
11 | JTRM
Hartono Widjaja.
Rizq Rafi Khairuman PENDAHULUAN Pada proses penekukan ( bendin.
atau pembentukan pelat dengan cara ditekuk, pelat yang ditekuk akan mengalami perubahan bentuk pada dimensi sudut.
Dalam proses penekukan akan terjadi fenomena springback yaitu fenomena yang terjadi disebabkan oleh gaya balik beberapa derajat menuju ke bentuk semula yang dipengar uhi oleh elastisitas bahan pelat yang mengalami pembentukan sehingga bentuk atau sudut yang diinginkan tidak tercapai.
Springback yang ditimbulkan dapat berupa kecenderungan kembalinya bentuk benda menuju bentuk semula sehingga pada benda kerja sudut tekuk yang terbentuk lebih besar dari sudut tekuk yang diinginkan .
pringback positi.
atau bahkan sudut tekuk yang terbentuk kurang dari sudut tekuk yang diinginkan .
pringback negati.
seperti pada Gambar 1.
Gambar 1 .
Springback Positif dan .
Springback Negatif Proses terjadinya springback disebabkan oleh per bedaan tegangan pada daerah tekukan bagian atas sumbu netral yang mengalami penekanan menuju permukaan dalam tekukan dan daerah tekukan bagian bawah sumbu netral yang mengalamipenarikan menuju permukaan luar tekukan sehingga mengakibatkan pemuluran yang berbeda seperti pada Gambar 2.
Gambar 2 Penekukan Imtiaz A Choudhury and Vahid Ghomi menyatakan bahwa lima parameter utama yang mempengaruhi springback , yaitu punch/dieprofile .
udut punch, radius punch, die radius, punch/die geometry, dan blank holder geometr.
, workmaterial .
imensi pelat, kualitas permukaan, dan tebal material.
material properties .
odulus young, tegangan tarik, tipe material, strain har dening, material texture, dan poissonAos rati.
, bending technique .
rc bottoming, double bending, die piercing, dan Tension & bendin.
, dan process condition .
elumasan, pad force, dan sheet preheatin.
Pada penilitian sebelumnya telah dilakukan eksperimen proses v -bending dengan menggunakan sudut 90o saja dengan hasil springback negatif -0,729o.
Penelitian kali ini penulis akan membahas salah satu parameter yang menjadi penyebab springback yaitu sudut punch karena pada kehidupan seharihari produk sheet metal yang dibentuk memiliki berbagai macam sudut.
Pada penelitian saat ini penulis akan lakukan yaitu menganalisis besar springback yang terjadi pada sudut 120o, 135o dan 150o karena sudut tersebut merupakan sudut istimewa.
Arah sumbu tekukan berpotongan dengan arah grain direction atau rolling direction material dengan proses pembuatan pelat secara hot roll dan menggunakan parameter dari penelitian sebelumnya.
Dengan melakukan percobaan tersebut, diharapkan dapat mengetahui besar springback yang terjadi pada sudut yang diteliti oleh penulis dan membandingkan antara nilai aktual springback yang dihasilkan dari hasil percobaan dengan nilai springback yang dihasilkan dari perhitungan melalui rumus umum springback .
12 | JTRM
AuAnalisis Springback Pelat ST 37 Dengan Tegangan Tarik 343 N/mm 2 Tebal 1,98 mm Pada Proses VBending Dengan Sudut 120o, 135o.
Dan 150o Serta Arah Tekukan Berlawanan Grain Direction PelatAy METODOLOGI PENELITIAN 1 Diagram Alir Penelitian Gambar 3 menunjukkan diagram alir penelitian yang diawali dari mengidentifikasi tuntutan sistem berdasarkan masalah.
Kemudian dilakukan persiapan penelitian dengan menentukan spesifikasi dan spesimen uji coba.
Tahap selanjutnya yakni melakukan uji penarikan material untuk mendapatkan hasil tarik uji sehingga dapat masuk ke proses pembuatan Tools V-Bending sebagaimana Gambar 3.
Gambar 3 Diagram Alir Penelitian 2 Material Material yang digunakan untuk uji v-bending ini yaitu ST37 dengan dimensi pelat 140y45y1,98 .
Spesimen ditekuk sebesar 120A, 135A, dan 150A dengan ukuran radius sebesar 2t dan arah sumbu tekukan berpotongan dengan arah pengerolan seperti pada gambar 3 serta tabel 1 untuk data sifat mekanis spesimen bahan tersebut.
13 | JTRM
Hartono Widjaja.
Rizq Rafi Khairuman R=2t Radius Punch Gambar 4 Spesifikasi Spesimen Uji Bending Tabel 1 Data sifat mekanis spesimen Parameter Pengukuran Y 0.
02 Yield Strengt.
[N/mm.
Modulus Young [N/mm.
Tensile Strength [N/mm.
Elongation [%] Rata-Rata 3 Pembuatan Tools Pembuatan tools diperlukan dalam analisis ini untuk menghasilkan produk yang dapat dianalisis sesuai dengan spesifikasi.
Tools yang dibuat adalah v-bending yang terdiri dari 4 komponen utama yaitu, upper late dengan material DIN 1.
0037, bending dengan material DIN 1.
2379, die bending dengan material DIN 1.
2379, dan bottom plate DIN 1.
Proses pembuatan dari masing-masing tools dilakukan di Laboratorium Teknik Manufak tur Politeknik Manufaktur Bandung menggunakan mesin milling aciera f4, milling CNC Dalian, gerinda datar Harig, dan bor.
Tools yang dibuat dibagi menjadi dua bagian utama yaitu tools bagian bawah dan tools bagian atas.
Tools bagian bawah terdiri dari bottom plate, die bending dan stop pin dan tools bagian atas terdiri dari upper plate dan punch Tools yang dibuat adalah sebagai berikut.
14 | JTRM
AuAnalisis Springback Pelat ST 37 Dengan Tegangan Tarik 343 N/mm 2 Tebal 1,98 mm Pada Proses VBending Dengan Sudut 120o, 135o.
Dan 150o Serta Arah Tekukan Berlawanan Grain Direction PelatAy Gambar 5 Tools Bagian Atas Gambar 6 Tools Bagian Bawah 4 Uji Coba dan Pengukuran Spesimen Proses uji coba v-bending dilakukan di Laboratorium Teknik Manufaktur Politeknik Manufaktur Bandung menggunakan mesin press AIDA direct servo formers DSF-C1-A series.
Variabel yang digunakan untuk proses uji coba pada analisis ini yaitu variabel besar sudut punch yaitu 120o, 135o dan 150o.
Dua parameter yang digunakan dalam uji coba adalah holding time 0 detik dan kecepatan penekanan .
adalah 100 mm/s atau 17 stroke per menit.
Selanjutnya sudut yang ter bentuk pada spesimen diukur menggunakan mesin CMM ( Coordinate Measuring Machine ) di Laboraturium Pengukuran Jurusan Teknik Manufaktur.
HASIL
1 Prediksi Rumus Springback 1 Sudut 120o Langkah awal dalam menentukan besar springback melalui rumus springback adalah menetukan besar Rf berdasarkan data-data yang telah didapatkan yaitu salah satunya dengan radius sebesar 3.
96 mm.
Berikut adalah perhitungan besar Rf.
ycIycn .
ycU 3 ycIycn .
ycU ) Oe3 ( ) 1 ya .
yc ycIyce ya .
3,96
3,96 .
263,586 3
3,96 .
263,586
=4(
) Oe3 ( ) 1 ycIyce 51173,76 .
1,98
51173,76 .
1,98
3,96
= 0,969
ycIyce
ycIycn
=4(
ycIyce = 4,08 15 | JTRM Hartono Widjaja.
Rizq Rafi Khairuman Setelah radius akhir didapatkan kemudian sudut akhir dapat ditentukan menggunakan rumus k factor springback dengan diketahui besar bend angle awal .
yaitu 180A dikurangi sudut tekuk yaitu 119,978A sehingga besar bend angle awal.
adalah 60,022A atau 1.
047 radian seper ti perhitungannya sebagai berikut.
Ks = yuyce 2 ycIycn
2 ycIyce
) 1
) 1
3,96
( 1,98 )
a f=1,047 x 2 .
4,08
( 1,98 ) 1
af = 1,022 rad = 58,55A Besar prediksi springback dapat diketahui melalui selisih bend angle akhir .
dengan bend angle awal .
Springback = yuycn Ae yuyce Springback = 60,002oAe 58,550A = 1,452A Radius awal, radius akhir, bend angle awal .
dan bend angle akhir .
yang sudah diketahui, dapat digunakan untuk menghitung k faktor springback .
Berikut perhitungan k faktor springback .
yuyce 58,550o Ks= yuycn
=0,975
60,002o 2 Sudut 135o Langkah awal dalam menentukan besar springback melalui rumus springback adalah menetukan besar Rf berdasarkan data-data yang telah didapatkan yaitu salah satunya dengan radius sebesar 3.
96 mm.
Berikut adalah perhitungan besar Rf.
ycIycn .
ycU 3 ycIycn .
ycU ) Oe3 ( ) 1 ycIyce ya .
yc ya .
3,96
3,96 .
263,586 3
3,96 .
263,586
=4(
) Oe3 ( ) 1 ycIyce 51173,76 .
1,98
51173,76 .
1,98
ycIycn
=4(
3,96
= 0,969
ycIyce ycIyce = 4,08 Setelah radius akhir didapatkan kemudian sudut akhir dapat ditentukan menggunakan rumus k factor springback dengan diketahui besar bend angle awal .
yaitu 180A dikurangi sudut tekuk yaitu 134,999A sehingga besar bend angle awal .
adalah45,001A atau 0,785 radian seperti perhitungannya sebagai Ks = yuyce yuycn
16 | JTRM
2 ycIycn
2 ycIyce
) 1
) 1
AuAnalisis Springback Pelat ST 37 Dengan Tegangan Tarik 343 N/mm 2 Tebal 1,98 mm Pada Proses VBending Dengan Sudut 120o, 135o.
Dan 150o Serta Arah Tekukan Berlawanan Grain Direction PelatAy 3,96 1,98 0,785 x 2 .
4,08
) 1
1,98
af = 0,766 rad = 43,880A Besar prediksi springback dapat diketahui melalui selisih bend angle akhir .
dengan bend angle awal .
Springback = yuycnAeyuyce Springback = 45,001oAe43,880A = 1,121A Radius awal, radius akhir, bend angle awal .
dan bend angle ak hir .
yang sudah diketahui, dapat digunakan untuk menghitung k faktor springback .
Berikut perhitungan k faktor springback .
Ks= yuyce 43,880o =0,975 45,001o yuycn 3 Sudut 150o Langkah awal dalam menentukan besar springback melalui rumus springback adalah menetukan besar Rf berdasarkan data-data yang telah didapatkan yaitu salah satunya dengan radius sebesar 3.
96 mm.
Berikut adalah perhitungan besar Rf.
ycIycn ycIycn .
ycU 3 ycIycn .
ycU ) Oe3 ( =4( ya .
yc ) 1 ya .
yc ycIyce 3,96 = 4 ( 3,96 .
263,586
ycIyce 3,96 .
) Oe3 ( 51173,76 .
1,98
51173,76 .
1,98
3,96
= 0,969
ycIyce ycIyce = 4,08 Setelah radius akhir didapatkan kemudian sudut akhir dapat ditentukan menggunakan rumus k factor springback dengan diketahui besar bend angle awal .
yaitu 180A dikurangi sudut tekuk yaitu 149,992A sehingga besar bend angle awal .
adalah 30,008 atau 0,523 radian seper ti perhitungannya sebagai berikut.
Ks = yuyce = yuycn
a f=0,523 x
2 ycIycn
yc ) 1
2 ycIyce
yc ) 1
3,96
) 1
1,98
4,08
) 1
1,98
af = 0,510 rad = 29,220A 17 | JTRM Hartono Widjaja.
Rizq Rafi Khairuman Besar prediksi springback dapat diketahui melalui selisih bend angle akhir .
dengan bend angle awal .
Springback = yuycn Ae yuyce Springback = 30,008oAe 29,220A = 0,788A Radius awal, radius akhir, bend angle awal .
dan bend angle akhir .
yang sudah diketahui, dapat digunakan untuk menghitung k faktor springback .
Berikut perhitungan k faktor springback .
Ks= yuyce yuycn 29,220o = 0,973 30,008o 2 Analisis hasil pengukuran Tabel 2 Hasil Pengukuran Sudut Punch Rata-Rata Springback (A) -1,623 -1,406 -0,990 Pada hasil pengukuran sudut kali ini besarnya springback sangat dipengaruhi oleh faktor sudut .
Data tersebut dapat diolah menjadi sebuah grafik springback ter hadap sudut pada perhitungan dan percobaan seperti grafik di bawah ini.
Gambar 7 Springback Hasil Perhitungan Gambar 8 Springback Hasil Percobaan 18 | JTRM AuAnalisis Springback Pelat ST 37 Dengan Tegangan Tarik 343 N/mm 2 Tebal 1,98 mm Pada Proses VBending Dengan Sudut 120o, 135o.
Dan 150o Serta Arah Tekukan Berlawanan Grain Direction PelatAy Berdasarkan Gambar 6 grafik hasil perhitungan, besar hasil springback menurun seiring besarnya sudut punch juga meningkat dan bernilai positif mendekati nol karena per, serta pada Gambar 7 grafik hasil percobaan dapat dilihat bahwa arah pergerakan grafik meningkat atau semakin kecil hasil springback nya seiring besar sudut punch juga meningkat.
Namun, peningkatan grafik pada hasil percobaan menghasilkan nilai negatif yang mendekati nol.
Hasil negatif mengartikan bahwa springback menghasilkan springback negatif yang menunjukan sudut yang dihasilkan kurang dari sudut yang dituju .
udut punc.
Sudut punch yang menghasilkan nilai springback negatif terbesar adalah sudut punch 120Asebesar -1,623A dan springback negatif terkecil oleh sudut punch 150A sebesar -0,990A sehingga menjadikan sudut punch 150A adalah sudut punch yang menghasilkan springback terdekat dengan sudut yang dituju atau sudut punch 150A.
Pada kasus ini ter dapat per bedaan fisik pada produk atau pelat yang ditekuk yaitu springback negatif.
Berdasarkan rumus umum springback , hasil per hitungan akan selalu menghasilkan springback yang Artinya rumus tersebut dapat digunakan pada proses air bending yang menghasilkan springback bernilai positif.
Namun pada percobaan ini menggunakan proses v -bending yang dapat menyebabkan springback bernilai negatif akibat adanya sifat deformasi material yang terjadi tepat setelah punch menekan pelat pada die.
Dengan kata lain, pelat dijepit pada punch dan die.
Apabila dihubungkan dengan hasil perhitungan springback , nilai hasil perhitungan springback memiliki pergerakan menurun mendekati nol seiring dengan membesarnya sudut tetapi hasilnya positif daripada hasil percobaan.
Nilai springback hasil percobaan yang paling mendekati per hitungan springback adalah pada sudut punch 150A dengan selisih 1,778A.
3 Rumus Regresi Linear Dalam mengkaji hubungan antara beberapa variabel menggunakan analisis regresi, terlebih dahulu peneliti menemukan satu variabel yang disebut variabel tidak bebas dan satu atau lebih variabel Jika ingin dikaji hubungan atau pengaruh satu variabel bebas ter hadap variabel tidak bebas, maka model regresi yang digunakan adalah model regresi linear sederhana.
Rumus persamaan regersi linear sederhana ini dibuat untuk meprediksi besarnya springback dengan menggunakan variabel sudut punch.
Adapun rumus persamaan regresi linear sederhana yang sudah dibuat berdasarkan data hasil uji coba yaitu:
= 0,021ycU Oe 4.
Di mana Y adalah besarnya springback dan X yaitu variabel sudut punch .
Selajutnya rumus persamaan dicoba dengan menggunakan beberapa besar variabel yang diuji coba untuk mengetahui kesesuaian nilai hasil prediksi dengan nilai aktualnya dan nantinya akan dibandingkan dengan prediksi besar springback dengan menggunakan rumus.
Berikut hasil percobaan dengan beberapa variabel yang digunakan.
1 Percobaan rumus regresi linear Untuk menguji persamaan rumus yang dibuat sesuai atau tidak maka dibutuhkan percobaan menggunakan variabel sudut punch yaitu:
Percobaan ke-1 Apabila diketahui besar sudut punch adalah 120o, besar sudut persamaan rumus regresi linear.
tersebut disubtitusikan kedalam ycUC = 0,021ycU Oe 4.
ycUC = 0,021.
Oe 4.
ycUC = -1,668o Hasil rata-rata pengukuran menggunakan CMM untuk variabel sudut punch 120o yaitu 118,354A atau dengan nilai springback -1.
623A atau 0.
028 radian sehingga selisih antara nilai aktual dengan menggunakan rumus yaitu -1.
623A Ae (-1.
668A) = 0.
19 | JTRM
Hartono Widjaja.
Rizq Rafi Khairuman Percobaan ke-2 Apabila diketahui besar sudut punch adalah 135o, maka besar sudut punch tersebut disubtitusikan kedalam persamaan rumus regresi linear.
ycUC = 0,021ycU Oe 4.
ycUC = 0,021.
Oe 4.
ycUC = -1,353o Hasil rata-rata pengukuran menggunakan CMM untuk variabel sudut punch 135o yaitu 133,592A atau dengan nilai springback -1.
406A atau 0,024 radian sehingga selisih antara nilai aktual dengan menggunakan rumus yaitu -1.
406A Ae (-1.
355A) = 0,053A
Percobaan ke-3 Apabila diketahui besar sudut punch adalah 150o, maka besar sudut punch tersebut disubtitusikan ke dalam persamaan rumus regresi linear.
ycUC = 0,021ycU Oe 4.
ycUC = 0,021.
Oe 4.
ycUC = -1,038o Hasil rata-rata pengukuran menggunakan CMM untuk variabel sudut punch 150o yaitu 149,001A atau dengan nilai springback -0,990A atau 0,017 radian sehingga selisih antara nilai aktual dengan menggunakan rumus yaitu -0,990A Ae (-1,038A) = 0,048A 2 Pembuktian Rumus Pembuktian rumus dilakukan melalui percobaan menggunakan sudut punch diluar dari variabel yang telah ditentukan yaitu dengan sudutpunch sebesar 105A dan 160A.
ycUC = 0,021ycU Oe 4.
ycUC = 0,021.
Oe 4.
ycUC = -1.
ycUC = 0,021ycU Oe 4.
ycUC = 0,021.
Oe 4.
ycUC = -0,828 Gambar 9 Grafik Springback Terhadap Sudut Punch dengan Pembuktian Dari pembuktian rumus di atas, rumus regresi linear terbukti untuk penggunaan dalam menentukan penyimpangan springback .
Dapat dilihat dari grafik diatas pembuk tian rumus dengan garis regresi masih berada pada garis regresi.
Rumus regresi linear yang telah dibuat dapat digunakan dengan 20 | JTRM AuAnalisis Springback Pelat ST 37 Dengan Tegangan Tarik 343 N/mm 2 Tebal 1,98 mm Pada Proses VBending Dengan Sudut 120o, 135o.
Dan 150o Serta Arah Tekukan Berlawanan Grain Direction PelatAy beberapa ketentuan, dimana ketentuan har us mer ujuk kepada semua aspek yang ada pada penelitian ini, adapun ketentuannya yaitu:
Material yang digunakan plat ST 37 atau material properties yang sama dengan hasil pengujian Tebal pelat yang ditekuk adalah 1,98mm Sudut yang ditekuk yaitu 120A, 135A dan 150A.
Holding time 0 detik Kecepatan penekanan 100mm/s atau 17 spm .
troke per minut.
Proses penekukan menggunakan tools metode v-bending Arah sumbu tekukan pelat berpotongan dengan arah pengerolan .
rain directio.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis pada bab sebelumnya, dapat ditarik beberapa kesimpulan di antaranya:
Sudut punch berpengaruh terhadap springback yang menghasilkan grafik semakin besar sudut punch semakin kecil pula springback -nya mendekati nol.
Namun semua sudut yaitu 120A, 135A, dan 150A menghasilkan nilai springback negatif yaitu sebesar-1,623A, -1,406A, dan -0,990A.
Sudut punch yang menghasilkan besar springback mendekati sudut yang dituju .
udut ) adalah pada sudut punch 150Asebesar -0,990A namun bernilai negatif.
Untuk menentukan besar springback yang terjadi terhadap sudut punch dapat dihitung menggunakan rumus regresi linear sederhana ycUC=0,021X-4.
188 di mana ycUC=ycycyycycnycuyciycaycaycayco(A) dan X = sudut punch .
dengan ketentuan: material yang digunakan memiliki material properties yang sama dengan hasil pengujian tarik.
tebal pelat 1,98 mm.
sudut 120A,135A,dan 150A.
holding time 0 detik.
kecepatan penekanan 100mm/s.
menggunakan prosesv-bending.
dan arah tekukan berpotongan dengan arah pengerolan.
Besarnya nilai springback menggunakan rumus regresi linear cukup memengaruhi besarnya springback .
Besarnya springback dengan rumus regresi linear tersebut lebih mendekati hasil percobaan dibandingkan dengan rumus umum springback karena rumus tersebut selalu menghasilkan nilai springback positif.
Sedangkan pada percobaan ini menggunakan proses v-bending menghasilkan nilai springback negatif.
Perbandingan hasil springback dapat dilihat pada Tabel 3 yang memiliki selisih antara besar springback hasil rumus regresi linear dan hasil percobaan adalah 0,045A Sedangkan selisih antara besar springback hasil rumus umum dan hasil percobaan adalah 3.
Springback Hasil Tabel 3 Perbandingan Springback Sudut Punch Rumus Umum Springback .
1,452 1,121 0,788 Hasil Percobaan .
-1,623 -1,406 -0,990 Rumus Regresi Linear .
-1,668 -1,353 -1,038 REFERENSI