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