ANALISIS PENGARUH SUDUT PUNCH TERHADAP PROSES V BENDING 90 DERAJAT

MACHINERY JURNAL TEKNOLOGI TERAPAN VOL.6 NO.2, JUNI 2025 ISSN : 2723-3359 (Print) ISSN : 2776-673X (Online) 132 ANALISIS PENGARUH SUDUT PUNCH TERHADAP PROSES V BENDING 90 DERAJAT Kevin Dwiva Shangra1)*, Fatahul Arifin2), Dwi Arnoldi2) 1)Program Studi Teknik Mesin Produksi dan Perawatan, Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Sriwijaya Jl. Srijaya Negara, Bukit Besar Palembang 30139, Indonesia 2)Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Sriwijaya Jl. Srijaya Negara, Bukit Besar Palembang 30139, Indonesia *email korespondensi: [email protected] INFORMASI ARTIKEL ABSTRAK Received: 27/08/2024 Received in revised: 13/06/2025 Accepted: 18/06/2025 Online-Published: 31/07/2025 ©2025 The Authors. Published by Machinery: Jurnal Teknologi Terapan (Indexed in SINTA) doi: http://doi.org/10.5281/zenodo.17293847 Springback pada bending pelat membuat hasil sudut bending tidak sesuai dengan punch yang digunakan karena sifat dari elastisitas material baja. Penelitian ini bertujuan untuk mencari sudut yang mendekati sudut 90 derajat pada material baja karbon rendah ST 37 menggunakan 6 buah punch yang bervariasi dengan 3 sudut berbeda dan 2 radius serta 1 die. Pengujian bending ini dilakukan dengan proses V bending dan menggunakan mesin pres hidrolik manual dengan kapasitas 2 ton sebagai alat pres untuk melakukan proses bending. Hasil pengujian pada material akan dilihat dari hasil springback dan juga punch dengan sudut berapa yang dapat menghasilkan sudut yang mendekati 90 derajat. Hasil dari sudut punch 90 radius 1 dari 5 kali pengujian nilai rata-ratanya adalah 92,93 dengan springback 2,93 dan nilai yang sangat mendekati dengan 90 derajat adalah pada sudut 87,8 radius 1 dengan hasil 89,95 derajat dan untuk mendapatkan hasil sudut yang maksimal dapat menggunakan rumus springback setelah melakukan pengujian dan dari hasil springback dari hasil sudut 92,93 maka dapat dihitung dan hasil dari sudut punch yang harus digunakan adalah 87,6 derajat. Hasil dari v bending cukup mendekati sudut 90 derajat yaitu sebesar 89,80 derajat. Kata Kunci : pengujian v bending, springback, bending, sudut punch ABSTRACT Springback in plate bending makes the bending angle results incompatible with the punch used due to the nature of steel material elasticity. This research aims to find an angle that is close to a 90-degree angle on ST 37 low carbon steel material using 6 punch pieces that vary with 3 different angles and 2 radii and 1 die. This bending test is carried out with the V bending process and uses a manual hydraulic press with a capacity of 2 tons as a press to perform the bending process. The test results on the material will be seen from the springback results and also the punch with what angle can produce an angle close to 90 degrees. The results of the punch angle of 90 radius 1 of 5 times testing the average value is 92.93 with a springback of 2.93 and the value that is very close to 90 degrees is at an angle of 87.80 radius 1 with a result of 89.95 degrees and to get the maximum angle results can use the springback formula after testing and from the springback results of the 92.93 angle results, it can be calculated and the result of the punch angle that must be used is 87.6 degrees. The result of v bending is quite close to the 90 degree angle of 89.80 degrees. Keywords : testing v bending, springback, bending, punch angle MACHINERY JURNAL TEKNOLOGI TERAPAN VOL.6 NO.2, JUNI 2025 ISSN : 2723-3359 (Print) ISSN : 2776-673X (Online) 133 1 PENDAHULUAN Saat ini proses pembuatan lembaran logam telah dikembangkan dalam bidang teknik industri, seperti proses pembengkokan [1]. Pada proses pembengkokan, banyak parameter yang mempengaruhi hasil pegas, antara lain radius pukulan, sudut dan sudut mati, kondisi gesekan statis dan dinamis, ketebalan pelat, modulus elastisitas dan pengukuran material. Jurnal/artikel menunjukkan bahwa salah satu faktor yang memengaruhi sumber pukulan adalah sudut dan radius pukulan serta faktor lain seperti sudut nosel, radius nosel, jenis bahan dan ketebalan pelat [2]. Permasalahannya adalah springback pada bending pelat membuat hasil sudut bending tidak sesuai dengan punch yang digunakan karena sifat dari elastisitas material baja. Springback dapat diamati dengan mudah pada hasil penekukan [3][4]. Karena itu perlu dilakukan penelitian untuk mendapatkan hasil sudut 90 derajat dengan memanfaatkan hasil dari springback dan sudut punch bervariasi untuk mendapatkan sudut yang mendekati sudut 90 derajat [5]. Bending merupakan proses metal forming yang sangat dasar dan biasanya digunakan untuk pelebaran pelat. Ada tiga tipe dari proses bending yaitu wipe die bending, air bending dan V bending [6]. Dalam proses pembengkokan V-bending, radius adalah yang paling besar faktor penting untuk dipertimbangkan [7][8][9]. Alat yang dipakai untuk menekuk sebuah benda atau material untuk mendapatkan hasil penekukan dengan bentuk yang diinginkan disebut mesin pembengkok. Hasil tekanan yang dapat dihasilkan yaitu dari pegas, kuat aliran pneumatik maupun hidrolik [10][11]. Jika pressure bengkok di stop pada bagian akhir pengerjaan bending, jadi energi elastik masih tersisa pada bengkok sehingga sebagian bengkok akan ke bentuknya asalnya. Proses tersebut dapat dikatakan melenting kembali (springback), yang disebut pertambahan sudut pada logam lembaran yang dibengkokkan (pertambahan sudut A) biasanya terhadap sudut alat pembentuk setelah alat tersebut dilepaskan [12][13]. Beberapa pengaruh dari springback yaitu sudut punch dan radius punch serta faktor-faktor lainnya seperti sudut die, radius die. Software yang digunakan pada artikel ini adalah Inventor Professional 2017. Langkah selanjutnya adalah menjalankan staging area. Program simulasi yang dilakukan menunjukkan hasil berupa massa, tegangan Von Mises, faktor keamanan dan defleksi (perpindahan). Proses simulasi menunjukkan komponen-komponen yang akan dimuat dari frame yang dirancang. Nilai terukur digunakan sebagai parameter untuk menganalisis tegangan yang tercipta pada frame menggunakan Autodesk Inventor Professional 2020 secara detail [14][15]. 2. BAHAN DAN METODA 2.1 Alat Adapun dalam melakukan penelitian ini perlu digunakan bahan dan alat-alat antara lain yaitu: 1. Mesin milling 2. Alat press hidrolik 3. Alat ukur radius 4. Alat ukur sudut 5. Jangka sorong 2.2 Bahan Tabel 1. Bahan No Nama Spesimen Bahan 1 Punch dan die baja karbon ST 37 2 Pelat baja karbon ST 37 2.3 Metode dan Parameter Pengujian Urutan pengujian penelitian adalah urutan memulai pekerjaan penelitian bertujuan agar lebih terarah dan terstruktur. Berdasarkan hal-hal tersebut, berikut langkah-langkah pengujian dari analisis sudut punch terhadap hasil proses V bending 90 derajat, yaitu: 1. Menyiapkan alat dan bahan 2. Sebelum melakukan pengujian dan menyiapkan spesimen yang akan diuji MACHINERY JURNAL TEKNOLOGI TERAPAN VOL.6 NO.2, JUNI 2025 ISSN : 2723-3359 (Print) ISSN : 2776-673X (Online) 134 3. Spesimen yang akan diuji pelat baja karbon ST 37 dengan dimensi ukuran 60 x 35 mm dengan ketebalan pelat 3 mm. Gambar 1. Spesimen Uji Bending 4. Pengujian dilakukan di alat press dengan sistem dongkrak hidrolik manual kapasitas 2 ton. 5. Pengujian dilakukan minimal 5 kali terhadap masing-masing parameter yang digunakan. 6. Spesimen yang akan diuji diletakkan di atas permukaan die, lalu dilakukan pengepresan dengan cara memompa dongkrak hidrolik secara manual sehingga punch turun perlahan hingga menekukkan pelat sampai punch dan die saling menempel. 7. Setelah selesai dilakukan pengujian, masing-masing spesimen diberi kode berdasarkan parameter yang digunakan. 8. Melakukan pengukuran terhadap hasil sudut yang dihasilkan terhadap masing-masing spesimen. 9. Alat ukur sudut yang digunakan adalah alat ukur sudut digital dengan dengan akurasi 0,1 derajat. 10. Untuk hasil dari pengujian akan di ambil hasil yang sangat mendekati dengan hasil sudut 90 derajat. 11. Setelah data-data hasil didapatkan, maka hasil data tersebut dapat diolah. Tabel 2. Parameter Pengujian Tetap Panjang pelat (mm) 60 Lebar pelat (mm) 35 Panjang garis tekuk (mm) 35 Tebal pelat (mm) 3 Lebar die (mm) 33 Sudut die (º) 85 Beban (kg) 300 Tabel 3. Parameter Pengujian Tidak Tetap Sudut punch (º) 85 , 87.5 , 90 Radius punch (mm) 1.0, 2.0 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Pada tahap pengujian akan dilakukan dengan alat press manual hidrolik dengan kapasitas 2 ton dan dengan alat ukuran tekanan 300 kg. Beban yang digunakan pada pengujian yaitu sebesar 300 kg. Bahan yang digunakan untuk pengujian ini adalah baja karbon rendah St 37. Tabel 4. Pengujian Radius Punch Radius punch (mm) Sudut punch (°) Hasil sudut pengujian Nilai ratarata Springback I II III IV V 1 85 87,54 87,45 87,78 87,68 87,7 87,63 2,63 87,5 89,80 89,80 89,83 89,82 89,80 89,80 2,30 90 92,95 92,96 92,84 92,95 92,94 92,93 2,93 2 85 88,6 88,65 88,66 88,64 88,64 88,64 3,64 87,5 90,2 90,22 90,11 90,19 90,14 90,17 2,67 90 93,22 93,25 93,14 93,26 93,23 93,12 3,12 MACHINERY JURNAL TEKNOLOGI TERAPAN VOL.6 NO.2, JUNI 2025 ISSN : 2723-3359 (Print) ISSN : 2776-673X (Online) 135 Dapat dilihat bahwa pada Tabel 4 di atas hasil dari sudut punch 90 radius 1 dari 5 kali pengujian nilai rata-rata nya adalah 92,93 dengan springback 2,93 dan nilai yang sangat mendekati dengan 90 derajat adalah pada sudut 87,5 radius 1 dengan hasil 89,80 derajat dengan menggunakan tekanan 300 kg. Melenting kembali (springback) dapat dinyatakan dengan rumus: SB = A'- A'b (1) A'b = 92,93 – 90 = 2,93 90 90 Nilai A' di atas diambil dari hasil sampel pengujian pada punch sudut 90 derajat dengan radius 1. Untuk mencari sudut yang diinginkan dari hasil pengujian di atas dengan hasil sudut 90 derajat yaitu dapat menggunakan rumus: A'b = A' = 92,93 = 87,82 (1+ SB) (1+ 2,93) (2) Sehingga sudut punch yang harus digunakan untuk mendapatkan hasil sudut 90 derajat adalah 87,82 derajat. 3.1 Pengumpulan Data Berikut hasil ANOVA yang diperoleh dari hasil pengukuran: Tabel 5. Hasil Anova Radius punch (mm) Sudut punch (°) Groups Count Sum Average Variance 1 85 87,54 5 350,61 87,6525 0,020092 87,5 89,8 5 359,83 89,8045 0,010672 90 92,35 5 365,39 92,3475 0,008769 2 85 88,6 5 354,59 88,6475 0,004593 87,5 90,2 5 360,66 90,165 0,002433 90 93,22 5 361,05 93,2625 0,000692 Dari nilai di atas bahwa nilai rata-rata dari pengujian yang menghasilkan sudut mendekati sudut 90 derajat adalah pada sudut punch 87,5 dan radius 1 sebesar 89,80 dengan varians 0,010672. Gambar 2. Diagram Hasil Sudut Radius 1 dan Radius 2 Berdasarkan gambar di atas, dapat dilihat bahwa sudut punch dan radius punch memengaruhi besarnya nilai springback. Semakin besar sudut punch dan semakin besar radius punch maka springback yang dihasilkan cenderung membesar. 87.6525 89.8045 92.9376 88.647 90.165 93.124 87 88 89 90 91 92 93 94 84 86 88 90 92 Sudut hasil pengujian Sudut punch Radius 1 Radius 2 MACHINERY JURNAL TEKNOLOGI TERAPAN VOL.6 NO.2, JUNI 2025 ISSN : 2723-3359 (Print) ISSN : 2776-673X (Online) 136 3.2 Simulasi Inventor (Stress Analysis) 3.2.1 Verifikasi Material Pada alat Autodesk Inventor, material ditentukan dalam proses pemodelan untuk setiap part. Isi setiap part juga diverifikasi selama proses ujian. Validasi aset ini dapat ditemukan pada Gambar 5 dan Tabel 6 dan ditampilkan saat meminta laporan hasil pengelolaan. Gambar 3. Verifikasi Material Tabel 6. Material Name Steel, Carbon General Mass Density 7.85 g/cm3 Yield Strength 297.55 MPa Ultimate Tensile Strength 3701 MPa Stress Young’s Modulus 0.0658 GPa Poisson’s Ratio 0.29 ul Shear Modulus 0.0255039 GPa Part Name (s) DIES analisis PUNCH analisis Pelat analisis 3.2.2 Von Misses Material mulai luluh ketika kekuatan Von Misses mencapai nilai kritis yang dikenal sebagai kekuatan luluh. Hasil analisa seluruh rangkaian dengan beban 300 kg yaitu 2941,99 Newton. Strength maksimum rangka terjadi pada bagian pelat dengan nilai 784,9 MPa dan minimum 0 MPa pada die. Gambar 4. Von Misses 3.2.3 Lendutan Lendutan adalah perubahan bentuk suatu benda akibat adanya beban atau gaya. Di bawah ini adalah gambar hasil analisa pada pelat yang bermassa 300 kg yaitu 2941,99 newton. Hasil simulasi menunjukkan MACHINERY JURNAL TEKNOLOGI TERAPAN VOL.6 NO.2, JUNI 2025 ISSN : 2723-3359 (Print) ISSN : 2776-673X (Online) 137 bahwa defleksi maksimum terjadi pada pelat sebesar 0,4448 mm dan defleksi minimum berada di bawah batas yang ditetapkan atau daerah tumpuan, yaitu 0 mm. Gambar 5. Displacement 3.2.4 Faktor Keamanan Faktor keamanan merupakan salah satu parameter penting untuk menentukan aman atau tidaknya suatu bangunan. Faktor keamanan adalah keseimbangan antara strength luluh atau kekuatan luluh material dengan strength yang dihasilkan. Beban statis material dan faktor keamanan: 1,25-2, beban dinamis: 2-3 dan beban tumbukan 3-5 direkomendasikan. Gambar 6. Safety Factor 3.2.5 Rekapitulasi Hasil Analisis Hasil percobaan yang dilakukan mendapatkan hasil data yang menjadi pertimbangan dalam konstruksi alat sebagai berikut: Tabel 7. Result Summary (Berat Benda) Name Minimun Maximum Volume 167313 mm Mass 1.31341 kg Tabel 8. Hasil Analisis Beban Von Misses Stress (MPa) Lendutan (mm) Faktor Keamanan 300kg 784,9 0,4448 0,45 Von Misses menghasilkan nilai maksimum 784,9 MPa, lendutan maksimum 0,0210 mm, faktor keamanan (safety factor) minimum pada pelat adalah 0,45 pada beban 300 kg. 4. KESIMPULAN Hasil dari sudut punch 90 radius 1 dari 5 kali pengujian nilai rata-ratanya adalah 92,93 dengan springback 2,93 dan nilai yang mendekati dengan 90 derajat adalah pada sudut 87,8 radius 1 dengan hasil 89,95 derajat dan untuk mendapatkan hasil sudut yang maksimal dapat menggunakan rumus springback setelah melakukan pengujian dan dari hasil springback dari hasil sudut 92,93 maka dapat dihitung dan hasil MACHINERY JURNAL TEKNOLOGI TERAPAN VOL.6 NO.2, JUNI 2025 ISSN : 2723-3359 (Print) ISSN : 2776-673X (Online) 138 dari sudut punch yang harus digunakan adalah 87,6 derajat. Hasil dari V bending mendekati sudut 90 derajat yaitu sebesar 89,80 derajat. Pada simulasi terhadap pelat, Von Misses maksimum yaitu 784,9 MPa, lendutan pada pelat sebesar 0,4448 mm dan faktor keamanan minimumnya yaitu 0,45. DAFTAR PUSTAKA [1] Junaidi, F. Haq, and R. Jamaludin, “Rancang Bangun Press Tool Sebagai Alat Bantu Bending V Untuk Material Stainless Steel,” 2020. https://repository.poliupg.ac.id/id/eprint/673/1 [2] M. A. Suyuti, R. Nur, and M. Iswar, “Pengaruh geometri punch terhadap springback pada proses air bending untuk material baja karbon rendah st. 37,” in Prosiding Seminar Nasional Penelitian & Pengabdian Kepada Masyarakat, 2019, pp. 21–25. https://jurnal.poliupg.ac.id/index.php/snp2m/article/viewFile/1869/1712 [3] R. Nur, M. A. Suyuti, M. R. B., and Misbahuddin, “Pengaruh Sudut Punch dan Ketebalan Pelat terhadap Springback pada Bending V,” SINERGI, vol. 17, no. 1, pp. 57–64, 2019. https://doi.org/10.31963/sinergi.v17i1.1593 [4] M. Mukhlis, L. A. Latif, and M. A. Suyuti, “Rancang Bangun Alat Uji Tarik Serat Berbasis Digital,” Machine: Jurnal Teknik Mesin, vol. 8, no. 1, Apr. 2022. https://doi.org/10.33019/jm.v8i1.2807 [5] M. A. Suyuti, R. Nur, and M. Iswar, “Rancang Bangun Press Tool Untuk Alat Bending Pelat Tipe Die-V Air Bending,” Machine: Jurnal Teknik Mesin, vol. 6, no. 1, Apr. 2020. https://doi.org/10.33019/jm.v6i1.1396 [6] M. S. Buang, S. A. Abdullah, and J. Saedon, “Effect of die and punch radius on springback of stainless steel sheet metal in the air v-die bending process,” Journal of Mechanical Engineering and Sciences, vol. 8, pp. 1322–1331, Jun. 2015. https://doi.org/10.15282/jmes.8.2015.7.0129 [7] H. Widjaja and Y. S. Kamulyan, “Analisis Springback pada Proses V-Bending dengan Variabel Kekerasan Polyurethane sebagai Die Pembentuk dan Arah Tekunan Searah Grain Direction Pelat,” ROTASI, vol. 25, no. 1, pp. 53–61, Jan. 2023. [8] Khoirudin, Sukarman, Siswanto, N. Rahdiana, and A. Suhara, “Analisis Spring-back dan Spring-go pada Variasi Sudut V-Dies Bending Menggunakan Material Baja Lembaran SGCC Galvanized,” Jurnal Teknik Mesin Mechanical Xplore (JTMMX), vol. 3, no. 1, pp. 17–25, 2022. https://doi.org/10.36805/jtmmx.v3i1.2753 [9] A. Fathoni, “Rancang Bangun mesin Bending Hidrolik,” 2014. https://digilib.uns.ac.id [10] Ardian and Aan, Teori Pembentukan Bahan. Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta, 2012. https://staffnew.uny.ac.id [11] A. Zamheri, D. Seprianto, S. Sailon, H. Tamilio, E. Andika, and R. Ramadoni, “The Effect Of Volume Fraction And Orientation Of Gambas Fiber Composites And Sugarcane On Bending Strength,” AUSTENIT, vol. 15, no. 1, 2023. https://doi.org/10.53893/austenit.v15i1.5188 [12] R. Nur, M. A. Suyuti, M. R. B., and Misbahuddin, “Pengaruh Sudut Punch dan Ketebalan Pelat terhadap Springback pada Bending V,” Sinergi, vol. 17, no. 1, pp. 57–64, 2019. https://doi.org/10.31963/sinergi.v17i1.1593 [13] Sukarman, C. Anwar, N. Rahdiana, Khoirudin, and A. I. Ramadhan, “Analisis Pengaruh Radius Dies Terhadap Springback logam Lembaran Stainless-Steel Pada Proses Bending Hidrolik V-Die,” Jurnal Teknologi UMJ, 2018. [14] Dobrovolsky et al., Machine Element. Moscow: MIR Publishers, 1974. [15] W. T. Prabowo, F. Arifin, Y. D. Herlambang, Ramadoni, and W. R. H. Damanil, “Analisis Kekuatan Pembebanan Frame Pada Meja Las,” Jurnal Inovator, vol. 6, no. 1, pp. 21–25, 2023. https://doi.org/10.37338/inovator.v6i1.4