MENGONSTRUKSI BENTUK PADAT GEOMETRY DALAM PEMBUATAN MODEL 3D [CONSTRUCTIVE SOLID GEOMETRY (CSG) FOR MAKING 3D MODEL]

Perangkat lunak untuk membantu proses penggambaran (CAD) dibuat untuk memudahkan pembuatan model 2D dan 3D dengan prinsip user frendly. Bahkan, anak-anak yang masih sekolah di SD pun dapat menggunakannya dengan cepat (sudah saya buktikan ke anak saya yang duduk di SD kelas 6). Pengguna dengan mudah dapat membuat model 3D komponen, bahkan dapat dirakit dan disimulasikan. Namun, kemudahan yang diperoleh selama proses penggambaran tidak diikuti dengan mengomunikasikannya ke dalam bentuk gambar 2D untuk kebutuhan manufakturnya. Melalui perangkat lunak CAD, ketegaklurusan, kesejajaran, kesumbuan dll (contrain) dapat dengan mudah dihasilkan, namun tidak demikian halnya dengan proses manufakturnya. Sulit untuk mencapai ketegaklurusan, kesejajaran dan kesumbuan dalam proses manufaktur. Solusi yang akan saya jelaskan pada tulisan ini adalah membawa kerangka urutan proses manufaktur ke dalam urutan proses penggambaran. Intinya adalah, urutan penggambaran akan dipengaruhi juga oleh urutan pemrosesan manufaktur nantinya.

I.              DEFINISI FITUR & FITUR PRIMITIF

Pada tahap awal kita berlu memahami definisi bentuk geometri suatu benda. Kita perlu mengingat bahwa kumpulan titik-tik dapat membentuk suatu garis atau kurva, kumpulan garis dapat membentuk suatu permukaan, kumpulan permukaan dapat membentuk benda solid. Kita mengenal definisi fitur berdasarkan standardisasi berikut :

Definisi feature berdasarkan ASME Y14.5-2009 adalah bagian fisik suatu komponen seperti permukaan, pena, lubang, atau alur, atau representasinya pada gambar, model, atau arsip data digital.

Definisi feature berdasarkan ISO 14660-1 : Feature merupakan bagian spesifik suatu benda kerja, seperti sebuah titik, sebuah garis atau sebuah permukaan, dan feature tersebut dapat menjadi feature integral (contoh : permukaan luar suatu silinder) atau feature turunan (contoh suatu garis median atau permukaan median).

 Gambar-1 Definisi fitur

Untuk keperluan identifikasi gambar (drawing) pada ISO 14 660-1 , dikenal beberapa istilah tentang feature sebagai berikut :

•       Nominal feature : geometri ideal dari suatu gambar (drawing)

•       Real feature : geometry tidak ideal dari suatu benda (workpiece)

•       Extracted feature :geometri tidak ideal yang terdeteksi dari suatu benda

•       Assosiated feature : geometri ideal, dan disesuaikan terhadap extracted feature  berdasar pada fungsi yang objektif.

Bentuk dasar geometri primitif yang sudah umum kita ketahui dan bahkan sudah dikenal sejak dahulu kala adalah : Balok, Silinder, Konus, Bola, dan Tube (cincin).

Gambar-2 Fitur primitif balok dan silinder

Gambar-3 Fitur primitif torus dan bola

Gambar-4 Fitur primitif kerucut dan wedge

II.            TEKNIK OPERASI BOLEAN

Interaksi diantara dua jenis fitur dapat dilakukan melalui metoda Penggabungan/Penambahan (Joint/Union), Pemotongan (Cut/Difference), dan Irisan (Intersect):

• Operasi Join/Union/Adding (+) akan mengkombinasikan dua buah volume dengan geometri berbeda menjadi sebuah volume dengan bentuk geometri tunggal.
• Operasi Cut/Substracting (-) akan mengurangi suatu volume geometri tertentu dengan volume geometri lainnya.
• Operasi intersection (n) akan memastikan bahwa suatu volume baru merupakan bagian dari kedua volume bentuk lainnya.

·       

Gambar-5 Teknik Operasi Bolean

Pada beberapa benda/komponen yang sederhana maka beberapa jenis fitur primitif dapat dikombinasikan untuk mendapatkan bentukan geonmetri padat tertentu seperti dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar-6 Contoh operasi Bolean union dan cut pada balok dan silinder

Gambar-7 Contoh operasi Bolean intersection pada balok dan silinder

Gambar-8 Contoh operasi Bolean uniuon dan cut pada balok, wedge, dan torus

III.          POHON BINER (BINARY TREE)

Pada tahun 1980-an, salah satu kemajuan pada pemodelan 3D ditandai dengan perkembangan metode mengonstrusi bentuk padat geometri (CSG). CSG akan mendeskripsikan model padat (solid model) sebagai kombinasi/gabungan bentuk-bentuk dasar 3D (dikenal dengan istilah bentuk padat geometri primitif).

CSG dijadikan juga referensi sebagai metoda untuk meyimpan model padat 3D pada database.Hasil akhir bentuk geometri padat yang dihasilkan dapat dengan mudah direpresentasikan sebagai pohon biner (binary tree). Pada pohon biner, cabang terminal (terminal branch yang keluar) merupakan beberapa jenis fitur primitif yang dikombinasikan untuk mendapatkan bentuk padat yang baru (disebut dengan akar/root). Binary tree merupakan suatu cara efektif untuk menjaga jejak sejarah pada proses pembuatan bentuk geometri solid. Dengan menjaga jejak sejarah  tersebut, suatu model padat dapat dikembangkan/dibangun kembali melalui keterkaitan binary tree. Cara tersebut sangat tepat sekali untuk melakukan modifikasi pada model geometri padat. Kita dapat melakukan modifikasi pada sambungan terkait yang paling sesuai di binary tree dan mengaitkannya kembali pada pohon sejarah (history tree) tanpa harus membuat model yang baru.

Gambar-9 Contoh binary Tree

IV.         CONTOH (MEMBUAT MODEL 2D, 3D, DAN BINARY TREE SECARA MANUAL)

Dalam 1 set tugas yang harus dikerjakan adalah model 2D, model 3D, dan Binary Tree. Untuk model 2D & 3D penilaian dilakukan terhadap : etika model 2D/3D; sumbu koordinat kartesian; kelengkapan dimensi; contoh penggunaan toleransi suaian, khusus, dan umum; datum (untuk benda khubistik, minimal harus ada 3 datum permukaan, untuk benda silindrik, minimal harus ada 2 buah datum (sumbu dan permukaan); penggunaan toleransi geometrik (minimal 5 jenis toleransi geometrik); binary three dibuat atas kombinasi fitur primitif. Contohnya dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar-10 Contoh model 2D, 3D, dan binary tree yang harus dikerjakan

I.                   PENUTUP

Alhamdulillah, tulisan ini diselesaikan dalam waktu yang singkat untuk tujuan pembelajaran jarak jauh (mata kuliah praktik disain pemodelan parametrik), yang diakibatkan mewabahnya Covid-19. Diliburkannya mahasiswa untuk tetap belajar di rumah dengan jarak jauh. Mata kuliah ini mewajibkan mahasiswa mengerjakannya secara manual dan menggunakan software gambar (CAD) yang disukai oleh mahasiswa. Anda dapat memilih software Autocad, SolidWork, Autodesk Inventor, Siemens NX, dan lain-lain.

Karena tulisan ini dibuat dalam waktu yang sebentar, maka di dalamnya terdapat banyak kekurangan dan masih harus penulis sempurnakan.  Harapan saya, pembaca dapat memberikan masukan positif yang akan memperbaiki tulisan-tulisan saya ke depannya.

Mari kita sukseskan bersama Bersatu untuk menghadapi Corona Virus di Indonesia, Insyaallah kita akan melewati ini semua dengan kemenangan.

#StayAtHome

#DiRumahAja

Soroako, 27-Maret-2020

Ir. Duddy Arisandi, S.T., M.T.

LAMPIRAN (GAMBAR LATIHAN YANG HARUS DIPILIH/1 DARI SETIAP KATAGORI)

1.       GAMBAR KATAGORI MUDAH

Gambar-11 Gambar latihan yang harus dipilih (katagori mudah)

2.       GAMBAR KATAGORI SEDANG

Gambar-12 Gambar latihan yang harus dipilih (katagori sedang)

3.       GAMBAR KATAGORI SULIT

Gambar-13 Gambar latihan yang harus dipilih (katagori sulit-1)

Gambar-14 Gambar latihan yang harus dipilih (katagori sulit-2)

PROSEDUR MEMBUAT GAMBAR TEKNIK 2D & 3D / PROCEDURE FOR TECHNICAL DRAWING MAKING (2D & 3D)

I. LATAR BELAKANG MASALAH

Membuat gambar komponen atau gambar susunan menggunakan perangkat lunak semisal Autodesk Inventor, Autocad, ProEng, Siemen NX, dan lain-lain tidak terlalu sulit untuk dilakukan. Namun pada saat gambar tersebut menjadi bahasa keteknikan yang harus menginformasikan beragam tuntutan, menjadi tidak mudah untuk dilakukan.

Gambar-1 Prosedur membuat gambar teknik (2D & 3D)

Contoh kasus sederhana, poros berdiameter 10 [mm] akan dapat dirakitkan pada lubang berdiameter 10 [mm] tanpa ada kendala dan dapat dilakukan dengan cepat menggunakan perangkat lunak. Namun tidak banyak yang mengetahui dan bisa menjawab, berapakah toleransi yang diijinkan sesuai fungsi penggunaannya ? Apakah toleransi dimensi yang dipilih merupakan toleransi umum, toleransi khusus, ataukah toleransi suaian ? Jenis toleransi geometrik apakah yang diperlukan ? (seperti: kebulatan, kebenaran profil, silindrisitas, ketegaklurusan, kesejajaran, kesatusumbuan, atupun simpang putar). Untuk pemrosesan benda kerja apakah diperlukan proses bor, bubut, atau gerinda ? Berapakah harga kekasaran permukaan yang diperlukan ? (seperti N6, N8, N10).

Contoh kasus lainnya adalah, pada saat anda menentukan diameter lubang untuk baut M10. Berapakah diameter lubang yang dipersyaratkan oleh standard untuk baut M10 ? Apakah 10,0 [mm] / 10,25 [mm] / 10,5 [mm] / 11 [mm] ?

Hal tersebut penting untuk dicermati mengingat bahasa komunikasi tersebut akan digunakan juga oleh bagian pemrosesan pemesinan/fabrikasi, bagian Inspeksi (QC), bagian perakitan, dll.

Selain itu, tulisan ini juga bermaksud agar produk yang dihasilkan dapat memiliki sifat kehandalan, keterbuatan, keterukuran, keterakitan, ketertukaran. Yang tidak hanya dikatakan bagus pada saat simulasi gerak dilkukan penggunakan suatu perangkat lunak.

Atas dasar latar belakang tersebut, penulis mencoba membuat suatu tulisan ini yang bagan alirnya saya sempurnakan dari apa yang pernah saya dapatkan di Politeknik Manufaktur Bandung (PMS-ITB) dulu.

II. MENILAI KEMAMPUAN DASAR GAMBAR TEKNIK MESIN SECARA MANDIRI

Langkah awal yang harus dilakukan adalah mengukur diri sendiri terhadap pemahaman terhadap : gambar teknik dasar, pengetahuan elemen mesin, pengetahuan proses manufaktur, dan penggunaan katalog-katalog bagi elemen mesin yang telah distandardkan. Pada tahap awal anda akan melakukan Identifikasi Komponen pada gambar perakitan. Anda akan melakukan pemberian warna pada setiap elemen mesin yang berbeda, kemudian memberikan nomor bagian dan menyebutkan setiap jenis komponen mesin yang ada dengan benar (sesuai standard yang berlaku).

Gambar-1Menguji kemampuan dasar gambar teknik mesin melalui Identifikasi Komponen

III. MENGUMPULKAN SUMBER INFORMASI DARI BUKU STANDARD ELEMEN MESIN ATAUPUN KATALOG

Sebelum proses penggambaran dilakukan, anda harus mengumpulkan beberapa literatur terkait dengan elemen mesin. Sangat banyak sekali standard dimensi, toleransi dimensi, ataupun toleransi geometrik yang diterapkan pada elemen mesin, dan semuanya tidak mungkin kita hapalkan di luar kepala. Dan umumnya dapat diperoleh dari buku standard ISO, ASME, Katalog Standard, Polman Standard, ATMI Standards, dll. Jika anda menggunakan perangkat lunak penggambaran, maka dimensi standards elemen mesin sudah tersedia, seperti : bearing, baut, mur, ring, washer, dan lain-lain. Namun untuk komponen mesin yang harus dibuat dan sebagai dudukan komponen lainnya, tidak tersedia di perangkat lunak, dan beberapa ukuran lainnya mengacu pada tabel-tabel dimensi dan toleransi komponen standard.

Gambar-3 Mengumpulkan literatur standardisasi dimensi dan toleransi komponen mesin

IV. MEMULAI PROSES PENGGAMBARAN TEKNIK 2D & 3D MENGGUNAKAN BAGAN ALIR

Setelah identifikasi komponen dan pengumpulan literatur dilakukan, maka pembuatan model 2D dan 3D dapat dilakukan dengan mengikuti bagan alir berikut :

Gambar-4 Bagan Alir membuat gambar teknik (2D & 3D) (Bagian-1)

Gambar-5 Bagan Alir membuat gambar teknik (2D & 3D) (Bagian-2)

Gambar-6 Bagan Alir membuat gambar teknik (2D & 3D) (Bagian-4)

VI. TIPS UNTUK MENGATASI MASALAH YANG JARANG DILAKUKAN OLEH SEORANG JURU GAMBAR / PERANCANG

1.    ANALISIS FUNGSI

Penting bagi seorang juru gambar ataupun perancang untuk melihat sebuah komponen secara komprehensip. Maksudnya, dalam menunjang fungsi produk secara keseluruhan, suatu komponen memiliki fungsinya sendiri dan saling berinteraksi dengan komponen lainnya. Dalam suatu bangun struktur mesin ada yang disebut dengan komponen paling kritis bila dibandingkan dengan komponen-komponen lainnya. Akibatnya, komponen kritis tersebut harus dikendalikan dengan benar terkait dengan dimensi, toleransi dimensi, dan toleransi geometriknya. Penting juga untuk mengetahui jenis interaksi suatu komponen dengan komponen lainnya.

Gambar-7 Analisis Fungsi pada bangun konstruksi mesin

2.    ANALISIS KETERKAITAN FUNGSI DENGAN GEOMETRIK KOMPONEN

Umumnya, persyaratan toleransi geometrik hanya dilakukan berdasarkan perasaan juru gambar ataupun perancang saja. Jika pengalaman anda sudah kuat, maka hal tersebut tidak terlalu menjadi masalah. Namun ada baiknya jika kita memulainya melalui suatu metoda analisis, sehingga hasil yang diharapkan akan benar.

Gambar-8 Analisis keterkaitan fungsi terhadap persyaratan geometrik komponen

3.    PENENTUAN JENIS DAN JUMLAH DATUM (STUDI KASUS ENGINE BLOCK)

Seringkali jumlah datum pada komponen hanya ditentukan berdasarkan perasaan juru gambar dan perancang tanpa melakukan analisis, akibatnya jumlah datum dalam suatu gambar tidak mendukung untuk apa datum tersebut ditunjukkan pada suatu gambar. Dan bisa jadi datum pada suatu gambar berjumlah lebih dari 5 untuk tujuan beragam tujuan mulai dari proses manufaktur, pemeriksaan, perakitan, dan lain-lain.

Gambar-9 Penentuan jumlah dan jenis datum pada suatu komponen mesin

I.                   PENUTUP

Alhamdulillah, tulisan ini diselesaikan dalam waktu yang singkat untuk tujuan pembelajaran jarak jauh, yang diakibatkan epidemi covid-19, yang mana diliburkannya mahasiswa untuk tetap belajar di rumah dengan jarak jauh. Sehingga di dalamnya terdapat banyak kekurangan dan masih harus penulis sempurnakan. Mari kita sukseskan bersama "Bersatu Untuk Menghadapi Corona Virus" di Indonesia.

Soroako, 16-Maret-2020

Ir. Duddy Arisandi, S.T., M.T.

TUGAS SELAMA LIBUR (Covid-19) : (16 sd 30 Maret 2020)

1. Mata Kuliah Gambar Teknik Mesin 2, Semester 2 TA 2019-2020 (Kelas 1C) :
Tugas Gambar Teknik Mesin

2. Mata Kuliah Desain Pemodelan Grafis, Semester 4 TA 2019-2020 (Kelas 2B)
Tugas Desain Pemodelan Grafis

GAMBAR TEKNIK MESIN BERBASIS PENDIMENSIAN DAN PENTOLERANSIAN GEOMETRIK (SESUAI STANDARDISASI ISO 1101-2012 & ASME Y14.5-2009) [TECHNICAL DRAWING BASED ON GEOMETRICAL DIMENSION & TOLERANCING (ACCORDING TO ISO 1101-2012 AND ASME Y14.5-2009 STANDARDS)]

I. GAMBAR TEKNIK SEBAGAI BAHASA KOMUNIKASI  

Gambar teknik merupakah bahasa komunikasi yang bersifat perintah yang akan digunakan untuk menyatakan kandungan rancangan (design intent) kepada pengguna untuk kebutuhan perancangan (analisa), perencanaan (kebutuhan material, jenis mesin, alat bantu, dll), pemrosesan manufaktur, perakitan, pengujian akhir, transportasi, penggunaan produk, dan lain-lain.

Bayangkan jika kita menyatakan sesuatu dalam bentuk kalimat : Saya ingin membuat permukaan yang rata pada permukaan berpasangan supaya tidak terjadi kebocoran, kedua buah sisi harus saling tegak lurus, dan sisi yang lainnya harus sejajar. Diameter lubangnya harus silindris dengan permukaan yang halus. Materialnya tidak boleh lunak, dan pengikatannya harus kuat. Kalimat tersebut tidak boleh membingungkan dan tidak boleh terjadi kesalahan persepsi oleh penerima informasi...........Bayangkan jika anda seorang supervisor kemudian harus menginformasikannya kepada 10 orang teknisi berbeda, pada departemen yang berbeda, bahkan berasal dari negara yang berbeda ? ? ? (Kaitkan dengan waktu, uang, dan sumberdaya lainnya yang terbuang)

Atas tujuan itulah itulah dibuat bahasa teknik dalam bentuk simbol-simbol baku yang akan menjembatani komunikasi yang jelas, tepat, cepat, dan akurat. Selain itu dokumen gambar teknik memiliki peran penting yang mempengaruhi keberhasilan perusahan dan produk yang dibuat.

Gambar-1 Gambar teknik sebagai bahasa komunikasi

II. GAMBAR TEKNIK SEBAGAI DOKUMEN KRUSIAL DI SUATU ORGANISASI [1]  

Biaya manufaktur dan inspeksi suatu produk dipengaruhi oleh batas toleransi yang diijinkan untuk semua dimensi pada produk. Pada saat pembuatan suatu komponen, toleransi akan mempengaruhi pemilihan proses untuk membuat produk, penentuan alat-bantu proses atau alat penepat &/ pencekam produk. Toleransi akan menentukan juga bagaimana cara mengukur komponen tersebut, pemilihan alat ukur atau alat pemeriksa apa yang akan digunakan, berapa kecermatan alat ukurnya, dan bagaimana cara memegang komponen pada saat pengukuran dilakukan. Untuk memastikan bahwa biaya komponen murah, suatu gambar teknik harus mengomunikasikan dengan jelas, dan secara spesifik menyatakan berapakah besar toleransi maksimum yang diijinkan.

Gambar teknik merupakan juga suatu dokumen legal, dikarenakan mengkombinasikan kontrak pembelian diantara penyelia dan pelanggan. Dan menjadi dasar keberterimaan produk untuk mendapatkan pembayaran sesuai kontrak pembelian.

Dikarenakan tingkat keamanan, fungsi produk, proses manufaktur, dan biaya inspeksi terkandung semuanya pada gambar teknik, dan juga berfungsi sebagai dokumen legal, maka gambar teknik merupakan suatu dokumen krusial pada suatu organisasi.

Gambar-2 Gambar teknik sebagai dokumen krusial pada suatu organisasi

III. KONSEKUENSI PEMBOROSAN BIAYA DIAKIBATKAN GAMBAR TEKNIK YANG TIDAK JELAS ATAU CACAT (TIDAK SEMPURNA) [1]

Gambar teknik tidak hanya membutuhkan komunikasi yang jelas, namun juga membutuhkan kebenaran. Gambar teknik yang salah akan menyebabkan biaya yang tinggi bagi suatu perusahaan. Analisis berikut diperoleh dari perusahaan manufaktur berskala sedang.  Gambar berikut menunjukkan tipikal biaya yang diakibatkan karena terjadinya kesalahan pada gambar teknik, Jika kesalahan gambar terjadi pada departemen perancangan, maka kesalahan yang terjadi dapat diperbaiki dengan jumlah biaya yang kecil. Biaya sederhana yang muncul merupakan waktu yang diperlukan untuk memperbaiki gambar .

Gambar-3 Biaya yang diakibatkan karena kesalahan gambar akan meningkat pada saat gambar teknik digunakan untuk membuat komponen.

Jika kesalahan yang terjadi pada gambar teknik luput (terlewatkan) dari departemen perancangan dan kesalahan dijumpai di bengkel pemrosesan model produk (prototipe), maka biaya yang diperlukan untuk memperbaiki kesalahan akan meningkat menjadi bebrapa ribu dolar. Hal tersebut diakibatkan karena waktu yang diperlukan untuk membuat gambar, dan biaya tambahan bagi terbuangnya material dan waktu pemesinan, ditambah peralatan yang digunakan dan biaya tenaga kerjanya.

Andai kondisi yang lebih buruk terjadi, dimana gambar yang mengandung kesalahan  terdapat pada unit produksi, maka biaya yang dibutuhkan untuk memperbaikinya akan meningkat secara drastis. Biaya yang dikeluarkan untuk memperbaiki gambar dapat menjadi 60,000 dolar, dan ditambah dengan biaya pemesinan, biaya pemeriksaan, biaya peralatan, dan biaya produk gagal yang akan membawa biaya total menjadi jutaan dolar.

Jika akibat kesalahan gambar teknik terdapat pada produk akhir yang sampai ke pelanggan, maka biaya yang dikeluarkan akan menjadi lebih besar lagi. Jika penarikan produk terjadi, maka biaya yang dikeluarkan akan menjadi lebih dari sejuta dolar, namun jika ada tuntutan hukum atas pertangunggjawaban produk, maka biaya yang diakibatkan karena kesalahan gambar teknik dapat menjadi ratusan juta dolar.

Kesalahan gambar teknik akan membebani biaya perusahaan dalam hal : Uang, Waktu, Material, Ketidakpuasan pelanggan.

IV. KEBUTUHAN TEKNIK PEMODELAN 2-DIMENSI dan 3-DIMENSI

Dikenal beragam jenis metoda teknik pemodelan, diantaranya Pemodelan geometrik (Pemodelan grafis 2D/3D, Pemodelan Permukaan, Pemodelan Solid), dan Pemodelan berbasis fitur. Semuanya memiliki kelebihan dan kekurangannya masing masing sesuai dengan berkembangnya jaman dan teknologi. Perkembangan tersebut seiring dengan perkembangan perangkat lunak CAD (Computer Aided Design). Kita mengenal beberapa jenis perangkat lunak CAD seperti : Autoca, Inventor, Siemen NX, ProEng, Catia, Abacus, dll.

Software tersebut mempermudah dan mempercepat proses penggambaran, terlebih dengan dilahirkannya teknik pemodelan parametrik. Gambar teknik sebagai bahasa pemodelan berkembang lebih luas dengan lahirnya teknologi CAD/CAM (Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing), CIM (Computer Integrated Manufacturing), FMS (Flexible Manufacturing System), dan lain-lain. Dimana komunikasi dilakukan dengan memanfaatkan teknik pemrograman, dengan kata lain melalui Pemodelan 3D yang dibuat maka dapat dibuat secara otomatis : Modifikasi rancangan, persiapan material dan pemrosesan, pemrosesan manufaktur, Pengukuran dan Pemeriksaan, Penyimpanan dan Pengiriman, dll.   

Gambar-4 Perbandingan model 2D dan 3D

Karena Model 3D umumnya dihasilkan melalui perangkat lunak, maka kondisi geometrik, toleransi, dan dimensinya akan presisi sekali (contohnya: ukuran 10,0000, ketegaklurusan 0,000001).

Karena untuk menginvestasikan Teknologi CAD/CAM, CIM, FMS mahal sekali, MAKA Model 2D (Gambar Teknik)  masih tetap digunakan. Selain itu, tidak semua perusahaan besar akan membuat komponen sendiri untuk produk rakitannya, namun disubkontrakkan ke perusahan-perusahan lainnya (bisa perusahaan kelas medium ke bawah). Anda bayangkan jika penghasil komponen tersebar dari beberapa negara dan akan dirakit di negara lainnya. Sehingga bahasa komunikasi gambar teknik harus dibuat sesempurna mungkin sesuai kebutuhannya.

V. GAMBARAN UMUM TENTANG PEMAHAMAN GAMBAR TEKNIK DI INDONESIA (MASYARAKAT PENDIDIKAN ATUPUN INDUSTRI) DI INDONESIA

Banyak orang bisa menyebutkan dan menjelaskan persaratan geometrik suatu produk secara lisan, namun tidak demikian halnya mengomukasikannya lewat gambar teknik. Berdasarkan beberapa data yang saya kumpulkan, diperoleh paparan sebagai berikut:

Gambar-5 Contoh hasil evaluasi pemahaman gambar teknik mesin di Indonesia

Saya membayangkan, pada saat kita memiliki cita-cita untuk menjadi negara penghasil produk-produk unggulan ? ? Ditunjukkan bahwa pengendalian terhadap toleransi suaian, toleransi geometrik, kehalusan permukaan, dan rakitan belum dilakukan secara konsisten. Sehingga menjadi pertanyaan bagi kita, sejauh mana sifat kehandalan, keterbuatan, keterukuran, keterakitan, dan ketertukaran pada produk yang dibuat ?  Dan langkah apa saja yang perlu dilakukan untuk mengantisipasi kejadian serupa kedepannya ?

Jika pembaca bergelut dengan dunia perancangan, silahkan dicek sendiri seperti kolom data di atas, dan dievaluasi. Saya dengan senang hati akan membantunya sesuai dengan kemampuan saya.

VI. KESULITAN APA YANG DIHADAPI PARA PERANCANG DAN/ATAU JURU GAMBAR TEKNIK 

Berdasarkan penelitian yang saya lakukan, ditunjukkan secara signifikan bahwa hasil yang paling sulit dipahami oleh mahasiswa/teknisi industri adalah pada saat mempelajari :

• Toleransi geometri (datum, toleransi bentuk, toleransi orientasi, toleransi posisi, toleransi simpang putar).
• Toleransi suaian / fit tolerances (running fit, sliding fit, press fit)
• Kelengkapan penunjukkan ukuran
• Standard dimensi untuk komponen-komponen standard yang umumnya tinggal dibeli di pasaran.

Ironisnya, mahasiswa mudah membuat model 3D (gambar susunan ataupun komponen) dan dapat dirakit dengan sempurna, menggunakan beberapa perangkat lunak CAD yang diajarkan. Namun pada saat penerjemahan model 3D ke 2D (gambar teknik) banyak sekali hal-hal prinsip yang tidak diketahui. Hal ini menunjukkan bahwa sudah dapat dipastikan bahwa produk yang akan dibuat tidak akan handal (hanya berfungsi semsntara waktu di saat awal saja, dan akan banyak pengerjaan tambahan untuk merealisasikan produknya.)

Gambar-6 Pengenalan awal yang disebut dengan Pendimensian dan Pentolerasian Geometrik (GDT/Geometrical Dimensioning & Tolerancing)

VII. METODA TERAPAN UNTUK MENINGKATKAN KOMPETENSI PARA PERANCANG DAN/ATAU JURU GAMBAR TEKNIK

Untuk meningkatkan kemampuan kompetensi dalam membuat suatu gambar teknik dapat dilakukan secara bertahap dengan jalan :

• Menyalin gambar komponen dan gambar susunan yang sudah ada.
• Membuat gambar komponen dari gambar susunan yang sudah ada, atau sebaliknya, membuat gambar susunan dari gambar komponen yang sudah ada.
• Membuat gambar komponen dan perakitan melalui suatu pengukuran produk rakitan secara real.

Jika anda sudah menguasai ketiga hal di atas, maka dapat mulai mengerjakan sesuatu dengan dibantu dengan perangkat lunak CAD. Selanjutnya adalah menaikkan kompetensi di bidang analisa seperti analisis toleransi, analisis keuatan, analisis perakitan, dan lain-lain. Setelah semua kompetensi yang dipersyaratkan dipenuhi, maka peluang anda untuk menjadi seorang perancang akan terbuka lebar.

Juru gambar ataupun perancang, haruslah lebih tahu mengenai apa yang digambarnya. Untuk kebutuhan ini saya mencoba membuat suatu metoda baru untuk melatih/meningkatkan  kemampuan dengan jalan membuat formulir isian yang wajib diisi oleh seorang juru gambar ataupun perancang dalam setiap membuat gambar komponen, dan saya sebut dengan DRAWING DATA SHEET :

Drawing Data Sheet (Halaman 1/4)

Drawing Data Sheet (Halaman 2/4)

Drawing Data Sheet (Halaman 3/4)

Drawing Data Sheet (Halaman 4/4)

METODA-1 MENYALIN GAMBAR DAN MENGANALISIS DIMENSI & TOLERANSI

Latihan awal dilakukan dengan jalan menyalin gambar teknik komponen dan gambar susunan. Sebagai seorang juru gambar atau perancang, mengomunikasikan gambar tidak hanya ditujukan untuk menampilkannya secara 3D supaya mudah dicerna, namun beberapa informasi harus dapat dituangkan melalui gambar yang kita buat. Saya mencoba membuat dengan apa yang saya sebut sebagai DRAWING DATA SHEET. Walaupun anda hanya menggambar 1 buah komponen saja, namun terdapat beberapa informasi yang harus anda ketahui terkait dengan : identifikasi komponen, mekanisme kerja, persyaratan dimensi dan kualitas geometrik, material, teknik pemrosesan, perhitungan sederhana, alat bantu, perakitan, pemeriksaan, dan lainlain.

• Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme eksentrik dengan peluncur (Kurbel mit Gleitstuck )
• Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme rotor dengan prisma (Rotor mit Prisma )
• Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme alat penekuk (Biegewerkzeug)
• Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme penggiling (Frasvorrichtung)
• Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme penekan (Presswerkzeug)
• Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme pemusat (Zentrier vorrichtung)
• Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme ayunan penjepit (Schwenkspanner)
• Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme rotor dengan rem (Rotor mit Bremse)
• Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme baut geser dengan penguncian (Gleitriegel mit Arretierung)
• Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme  chuck (Spannfutter)
• Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme penyangga yang dapat disetel (Verstellbare Stutze)

METODA-2 MEMPREDIKSI GAMBAR KOMPONEN DAN MENGANALISIS DIMENSI & TOLERANSI

Latihan ini lebih sulit bila dibandingkan sebelumnya, mengingat beberapa komponen standard memiliki ukuran baku, sedangkan di gambar ditunjukkan beberapa kesalahan dan penunjukkan pada gambar menyimpang dari ukuran sebenarnya. Beberapa komponen berpasangan harus dicek melalui perhitungan seperti pada rodagigi. Beberapa komponen yang digambar akan ditentukan batas toleransi dimensi dan geometriknya.

• Contoh gambar susunan Center Putar
• Contoh gambar susunan Gear Box – 1
• Contoh gambar susunan Gear Box - 2
•  Contoh gambar susunan Gear Box Mesin Bubut
• Contoh gambar susunan Spindel Mesin Bor
• Contoh gambar susunan Spindel Mesin Bor - Freis
• Contoh gambar susunan Spindel Mesin Gerinda
• Contoh gambar susunan Ragum Mesin

Semoga tulisan ini bermanfaat, dan mohon dimaafkan jika di dalamnya terjadi kesalahan baik yang disengaja ataupun tidak disengaja. Kami menerima kritikan yang membangun, dan dengan senang hati siap berdiskusi mengenai gambar teknik dengan para pembaca. Tulisan ini terinspirasi sebuah buku dengan judul "Fundamental of Geometric Dimensioning and Tolerancing" (Alex Krulikowski)

Akhir kata, penulis tutup dengan mari kita belajar untuk menuntut ilmu

QS Thaha-14:

Maka Maha Tinggi Allah Raja Yang sebenar-benarnya, dan janganlah kamu tergesa-gesa membaca Al qur’an sebelum disempurnakan mewahyukannya kepadamu, dan katakanlah: “Ya Tuhanku, tambahkanlah kepadaku ilmu pengetahuan”.

Soroako, 18-Maret-2020

Ir. Duddy Arisandi, S.T., M.T.

LAMPIRAN

Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme eksentrik dengan peluncur (Kurbel mit Gleitstuck )

Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme rotor dengan prisma (Rotor mit Prisma )

Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme alat penekuk (Biegewerkzeug)

Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme penggiling (Frasvorrichtung)

Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme penekan (Presswerkzeug)

Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme pemusat (Zentrier vorrichtung)

 Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme ayunan penjepit (Schwenkspanner)

Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme rotor dengan rem (Rotor mit Bremse)

Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme baut geser dengan penguncian (Gleitriegel mit Arretierung)

   Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme  chuck (Spannfutter)

 Contoh latihan Gambar Teknik 2D Mekanisme penyangga yang dapat disetel (Verstellbare Stutze)

Contoh gambar susunan Center Putar

Contoh gambar susunan Gear Box – 1

Contoh gambar susunan Gear Box - 2

Contoh gambar susunan Gear Box Mesin Bubut

Contoh gambar susunan Spindel Mesin Bor

Contoh gambar susunan Spindel Mesin Bor - Freis

Contoh gambar susunan Spindel Mesin Gerinda

Contoh gambar susunan Ragum Mesin