Perancangan Dan Produksi Casing Komputer

Perancangan dan Perencanaan Proses Pembuatan Cetakan (Dies) untuk Produk CPU Casing 

 

Penelitian ini berhubungan dengan perancangan dan perencanaan proses pembuatan cetakan (dies)
untuk produk CPU Casing. Cetakan merupakan penghubung antara perancangan produk dengan unit
produksi. Jenis cetakan yang akan dibahas adalah cetakan progresif. Cetakan progresif sesuai untuk
produksi massal. Kelebihan jenis cetakan ini adalah, bahwa dalam satu cetakan dapat dilakukan
beberapa tahapan proses secara bersamaan. Tahap awal dalam perancangan cetakan adalah
perencanaan proses produksi untuk mengetahui apa yang akan dilakukan terhadap pelat logam agar
menjadi produk akhir yaitu part CPU casing. Pada perencanaan proses produksi tersebut dilakukan
perencanaan stock strip. Dalam perencanaan stock strip perlu ditentukan piloting holes, yang
selanjutnya dipakai untuk menentukan pilot pada top plate. Pilot digunakan untuk memosisikan pelat
logam, yaitu meletakkan pelat pada posisi dan orientasi tertentu. Melalui penelitian ini diperoleh suatu
rancangan CPU casing yang diharapkan akan memiliki sistem sirkulasi udara yang lancar. Hal lain
yang diperoleh melalui penelitian ini adalah urutan langkah-langkah produksi CPU casing, rancangan
stock strip semua part yang terbuat dari pelat logam, serta rancangan cetakan progresif untuk
pembuatan top plate dan bottom plate.

Kata Kunci: CPU Casing, Stock Strip, Progressive Die, Pilot

1. Pendahuluan
Peralatan PC ( Personal Computer) sudah tidak dapat lagi dipisahkan lagi dari kehidupan
modern saat ini. Central Processing Unit (CPU) merupakan bagian yang penting di dalam komputer.
Perkembangan kecepatan processor yang semakin meningkat diikuti dengan peningkatan panas yang
dikeluarkan oleh processor tersebut. Semakin tinggi spesifikasi sebuah processor akan meningkatkan
aktivitas elektronik dalam processor tersebut sehingga laju panas yang keluar dari processor akan
meningkat. Desain CPU casing yang baik harus mampu untuk mengalirkan udara panas dari dalam
CPU keluar dan mengalirkan udara dingin masuk ke dalam ruang CPU. Dengan kata lain desain CPU
casing yang baik harus memungkinkan sirkulasi udara yang lancar. Agar CPU casing memiliki
sirkulasi udara lancar antara lain harus memiliki kipas (fan) dan ventilasi.
Pembuatan CPU casing pada penelitian ini direncanakan akan menggunakan cetakan yang
disebut progressive die. Progressive die adalah cetakan yang digunakan untuk melakukan proses
produksi pada suatu material secara bertahap. Bahan mentah yang diproses untuk menjadi produk
CPU casing memerlukan proses produksi antara lain shearing, bending dan drawing. Urutan proses
produksi pada material mentah sampai menjadi produk CPU casing menjadi penting karena akan
menentukan rancangan progressive die yang digunakan.
Beberapa pokok masalah yang menyangkut perencanaan proses pembuatan cetakan CPU
casing, adalah : 
a. Apakah rancangan CPU casing yang diteliti sudah memiliki sirkulasi udara yang baik ?
b. Bagaimana penentuan urutan langkah-langkah proses produksi CPU casing ?
c. Bagaimana rancangan cetakan (progressive die) CPU casing ?

Dengan demikian, tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah :
a. Merancang ulang produk CPU casing yang memiliki sirkulasi udara internal yang baik.
b. Menentukan urutan langkah-langkah proses produksi CPU casing.
c. Merancang cetakan (progressive die) CPU casing.

Pembatasan masalah dilakukan agar penelitian menjadi lebih fokus terhadap apa yang diteliti.
Pembatasan masalah yang dilakukan dalam penelitian ini adalah :
a. Perancangan dimensi produk CPU casing berdasarkan produk CPU casing Simbadda
C3723D.
b. Ruang lingkup penelitian hanya sampai pada proses perancangan cetakan (progressive
die).
c. Belum mempertimbangkan faktor biaya.
d. Belum dilakukan simulasi tentang sirkulasi udara dan perpindahan panas yang terjadi.

2. Perancangan Produk CPU Casing
Data yang dikumpulkan merupakan data ukuran CPU casing yang digunakan sebagai
referensi yaitu casing Simbadda C3723D. CPU casing ini memiliki empat kipas, yaitu dua kipas
inhaust dan dua kipas exhaust serta memiliki dua port USB pada bagian depan. Data dari hasil
pengukuran tersebut akan digunakan dalam penentuan ukuran cetakan. Pengukuran produk referensi
dilakukan sampai pada ketelitian 0,1 mm. Bahan yang digunakan untuk membuat produk ini adalah
pelat baja karbon rendah AISI 1020 dengan ketebalan 0,8 mm.
Produk CPU casing pada umumnya memiliki bagian (part) yang dapat digolongkan ke dalam
dua bagian utama yaitu bagian cover atau penutup serta bagian holder atau frame. Penutup (cover)
merupakan bagian yang melindungi keseluruhan komponen atau hardware yang terpasang pada
bagian holder atau frame. Sedangkan kerangka (holder atau frame) merupakan bagian untuk
meletakkan komponen atau hardware. Kedua bagian besar tersebut dapat dibagi lagi menjadi bagian-
bagian yang lebih spesifik.

Penutup (cover) dapat dibagi lagi menjadi :
a. Penutup depan (front cover side)
b. Penutup belakang (rear cover side)
c. Penutup kanan (right cover side)
d. Penutup kiri (left cover side)
e. Penutup atas (top cover side)
f. Penutup bawah (bottom cover side)

Kerangka (holder atau frame) terdiri dari :
a. Kerangka pemegang motherboard (motherboard holder / frame)
b. Kerangka pemegang ROM (ROM drive holder / frame)
c. Kerangka pemegang hard disk (hard disk holder / frame)
d. Kerangka pemegang power supply (power supply holder / frame)


3. Perancangan Stock Strip
Pemrosesan stock strip termasuk jenis sheet metal forming (pembentukan pelat logam). Part
yang dijadikan studi kasus dalam perancangan stock strip dipilih part yang memiliki sebagian besar
jenis proses yang diperlukan pada tahap pembuatannya. Part tersebut adalah motherboard holder,
yang untuk membuatnya diperlukan proses seperti shell drawing, piercing, bending, shearing. Dalam
penentuan stock strip ini jumlah stasiun ditentukan berjumlah lima. Dalam masing-masing stasiun
tersebut dilakukan pemrosesan pelat logam sehingga pada akhir tahap dihasilkan produk berupa part
motherboard holder.

Pada perancangan stock strip alternatif, proses cut off pada stasiun 4 tidak memotong
sepanjang bagian sisi part. Proses tersebut menyisakan bagian untuk memegang part yang pada
stasiun selanjutnya akan dilakukan proses bending empat sisi. Bagian yang tersisa tersebut akan
dipotong dengan menggunakan punch bending pada stasiun terakhir. Gambar perancangan stock strip

4. Perancangan Progressive Die
Cetakan yang akan dibuat terdiri dari top plate (cetakan male) dan bottom plate (cetakan
female). Perancangan progressive die dilakukan berdasarkan perhitungan gaya-gaya potong, bending
dan drawing. Gaya yang diperlukan pada proses perlu diperhitungkan untuk menentukan kapasitas
mesin press yang harus digunakan. Perancangan dan Perencanaan Proses Pembuatan Cetakan (Dies) untuk Produk CPU Casing 

 


Gaya potong adalah gaya yang diperlukan untuk memotong pelat pada satu kali langkah kerja.
Rumus yang digunakan adalah:

SLTP = atau (1)

DSTP π= (2)

dimana: P = gaya potong (N)
S = shear strength (N/mm2)
L = panjang potongan (mm)
T = ketebalan material (mm)
D = diameter lubang (mm)

Gaya bending adalah gaya yang diperlukan untuk membengkokkan pelat logam. Rumus yang
digunakan adalah:

W
KLStP
2
= (3)

Dimana: P = gaya Bending (dengan satuan tons, untuk mendapatkan satuan kilonewtons dengan
mengalikan 8,896) (kN)
K = faktor kelonggaran Die
L = panjang bending part (inch)
S = tensile strength pelat (tons/inch2)
W = lebar bending V atau U (inch)
t = tebal pelat (inch)

Gaya drawing adalah gaya yang diperlukan untuk mengubah pelat logam datar menjadi
bentuk lekukan. Rumus yang digunakan adalah:

⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −= cd
DdtSF π (4)

Dimana: D = ukuran blank (inch)
d = ukuran luar diameter (inch)
c = konstanta (0,6 – 0,7)
S = yield strength (tons/in2)
t = ketebalan material (inch)
\
Untuk mencari ukuran blank (D) digunakan rumus:

22
1 56,0428,2 rdhdrdD −++= (5)

d1
d
hr


Rumus yang digunakan untuk perhitungan tebal die adalah:

3 PH = (6)

Dimana: H = tebal die (mm)
P = gaya-gaya total (kg)

Dari hasil perhitungan gaya-gaya tersebut maka dihasilkan suatu rancangan progressive die
yang terdiri dari top plate dan bottom plate. Top plate ditunjukkan pada Gambar 7 dan bottom plate
ditunjukkan pada Gambar 8. Sedangkan untuk perancangan alternatif, top plate ditunjukkan pada
Gambar 9 dan bottom plate ditunjukkan pada Gambar 10.



5. Analisis Proses
Proses-proses yang dilakukan pada stasiun 1 adalah proses punch drawing pada feature shell
drawing 1,2,3, dan 4 serta proses piercing feature shell drawing hole 1, 2, dan 3. Pada stasiun 2
dilakukan proses piercing untuk 11 lubang dan notching pada sisi bagian atas. Pada stasiun 3
dilakukan proses piercing untuk 11 lubang ventilasi, piercing lubang sekrup berjumlah 20, piercing
lubang penyangga power supply holder, dan notching pada ke empat sudut pelat. Pada stasiun 4
dilakukan cut off part dan proses bending bagi penyangga power supply holder. Part motherboard
holder memiliki feature bending pada ke empat sisi sehingga untuk membentuknya perlu dilakukan
proses cut off terlebih dahulu pada stock strip. Pada stasiun 5 dilakukan proses terakhir yaitu bending
ke empat sisi, secara bersamaan, pada part motherboard holder.
Proses pada stasiun 4 bertentangan dengan prinsip pembentukan lembar pelat menggunakan
progresive die karena proses cut off sebaiknya dilakukan pada stasiun terakhir. Pada perencanaan stock
strip alternatif, sebagian proses cut off dilakukan pada stasiun 4 sehingga produk masih belum terpisah
dari stock strip. Proses cut off sebagian kecil sisi yang masih memegang stock strip dilakukan pada
stasiun 5 dengan menggunakan punch bending.

 
6. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, ada beberapa hal yang dapat diambil sebagai
kesimpulan, yaitu:
a. Rancangan ulang CPU casing memiliki sistem sirkulasi aliran udara yang baik karena
adanya lubang ventilasi pada rear cover side dan left cover side, kipas inhaust pada front
cover side , serta kipas exhaust pada rear cover side dan power supply holder.
b. Penentuan urutan langkah-langkah produksi CPU casing telah dilakukan dengan
menempatkan proses piercing, notching, shell drawing, dan shearing dalam rancangan
stock strip untuk semua part CPU casing yang terbuat dari material pelat baja.
c. Perancangan cetakan (progressive die) CPU casing telah dilakukan dengan merancang
top plate dan bottom plate dari semua part CPU casing yang terbuat dari material pelat
baja.

7. Saran
Saran-saran yang dapat diberikan untuk melakukan penelitian lanjutan, antara lain adalah sebagai
berikut:
a. Merancang progressive die yang lebih memperhatikan presisi ukuran produk.
b. Perancangan progressive die dengan memperhatikan press tool yang ada di pasaran
sehingga dapat menekan biaya produksi.

8. Daftar Pustaka
a. ASHRAE, Fundamentals, SI Edition, ASHRAE, Inc., Atlanta.
b. Callister, W.D. 1997, Materials Science and Engineering, 4th ed., John Wiley & Sons,
Inc., Canada.
c. Critchfield, H.J. 1974, General Climatology, 3rd ed., Prentice Hall, Inc., USA
d. DeGarmo, E.P., Black, J.T., dan Kohser, R.A. 1988, Materials and Processes in
Manufacturing, 7th ed., Macmillan Publishing Company, New York.
e. Pollack, H.W. 1988, Tool Design, 2nd ed., Prentice Hall, Inc., USA
f. Society of Manufacturing Engineers 1965, Die Design Handbook, 2nd ed., McGraw
Hill, USA.
g. Society of Manufacturing Engineers 1988, Fundamentals of Tool Design, 4th ed.,
Society of Manufacturing Engineers, USA.
h. Surdia, T. dan Saito, S. 1985, Pengetahuan Bahan Teknik, Pradnya Paramita, Jakarta.