Berbagi pengetahuan, dari mana saja, dari siapa saja, untuk semua

Mesin Press Semiotomatis Pembuat Dasar Helm Ukir

Globalisasi telah menjadi kata yang populer di tengah masyarakat. Kata globalisasi dipakai untuk menggambarkan sebuah era dengan jarak dan batas antarnegara yang tidak lagi menjadi penghalang untuk saling berhubungan.  Era ini ditandai dengan semakin mudah dan majunya perkembangan teknologi komunikasi dan informasi yang telah mendorong masyarakat dunia untuk menyesuaikan diri dengan tatanan hidup baru di berbagai aspek.

Dalam aspek ekonomi, globalisasi mendorong diselenggarakannya Asean Economic Community (AEC) pada tahun 2015. Apa sih AEC itu? Jika ditinjau dari dasar dan tujuannya, AEC akan menjadi pasar tunggal dan berbasis produk tunggal yang memungkinkan terjadinya arus barang, investasi, tenaga kerja terampil, serta arus modal yang lebih bebas di antara Negara ASEAN. Artinya, Indonesia dan negara ASEAN lainnya memiliki kesempatan untuk memasarkan produknya ke luar negeri dengan lebih mudah.

Persoalannya sekarang, kemudahan untuk saling memasarkan produk tersebut menjadi pisau bermata dua bagi Indonesia. Melalui AEC, Indonesia dapat lebih mengekspor dan memperkenalkan produk khas usaha kecil menengah (UKM) ke negara lain sehingga memiliki pasar yang lebih luas dan dapat lebih memperkenalkan budaya yang dimiliki. Sebaliknya, AEC dapat menjadi ancaman serius bagi industri-industri lokal yang masih bekerja secara tradisional dan belum mampu bersaing secara internasional.

Lebih jauh lagi, bila produk Indonesia tidak mampu bersaing dengan produk-produk luar negeri yang bebas masuk ke Indonesia, UKM Indonesia bisa tersisihkan dan akhirnya mati. Tentunya hal ini dapat mengancam kestabilan ekonomi Indonesia mengingat UKM memberikan kontribusi besar bagi pendapatan negara. Padahal, seperti yang kita ketahui. Banyak UKM di Indonesia yang unik dan keren.

Salah satu UKM yang unik di Indonesia adalah helm ukir khas Kotagede-Yogyakarta. Tim penulis yang terdiri dari beberapa mahasiswa Fakultas Teknik UGM, yaitu Muhammad Nabil Satria Faradis, Hibran Sabila Maksum, Irkham Maulana, Rizka Islami Ratnasari, dan Yulisyah Putri Daulay mencoba membantu mereka dengan pengadaan teknologi atau mesin yang bermanfaat untuk menyokong mereka agar terus hidup dan berkembang di tahun-tahun kedepan. Pasti sekarang jadi muncul pertanyaan baru di benak kita, mengapa kami memilih helm ukir?

Apa yang pertama kita pikirkan saat mendengar kata helm? Pelindung kepala saat berkendara? Atribut agar kita tidak ditilang polisi saat melintasi jalan raya dengan sepeda motor? Di tangan para pengrajin Kotagede Yogyakarta, helm dapat diubah menjadi bahan kreasi yang sangat unik. Para pengrajin disana membuat helm yang difungsikan sebagai barang seni untuk dinikmati estetikanya. Bentuk helm yang diproduksi tidak berbentuk seperti helm yang banyak dipakai oleh para pengendara motor, tetapi mengadopsi dari bentuk helm keamanan para pekerja “lapangan”.

Berbagai helm ukir karya UKM mitra.

Berbagai helm ukir karya UKM mitra.

Nilai lebih dari produk helm ini adalah dari segi bahan, estetika, budaya, dan pasar. Bahan yang digunakan untuk membuat helm tersebut adalah pelat alumunium. Dengan sifat kuat dan ringan, helm ukir ini akan tahan lama dan bisa dipakai dengan nyaman (tidak memberatkan kepala). Ditambah lagi, motif ukiran disisipkan motif batik yang menjadi budaya khas kebanggaan Indonesia dapat menjadi jalan untuk memperkenalkan kepada masyarakat dunia bahwa batik merupakan warisan budaya Indonesia. Tidak hanya itu, ukiran yang biasanya hanya terdapat pada kayu dan batik kain tersebut dipadukan dan bisa diaplikasikan ke logam alumunium. Tentu ini bukan hal yang biasa-biasa saja.

Sayangnya, dibalik potensi besar UKM helm ukir ini terdapat permasalahan yang dialami UKM tersebut untuk berkembang, yaitu pada proses pembuatan helm polos. Mengingat cara pembuatan helm polos selama ini masih dengan cara manual melalui pemanasan dengan bara api kemudian ditempa dengan diketok-ketok palu, maka pembuatan helm polos memakan tenaga dan waktu cukup lama.

Setiap pekerja biasanya hanya mampu membentuk satu buah helm per harinya sehingga kurang efisien dan efektif saat banyak pesanan yang masuk. Padahal, jumlah tenaga pembuat helm polos sekarang lebih sedikit dibanding jumlah tenaga pengukir. Keadaan yang tidak seimbang tersebut memicu terjadinya bottleneck, yaitu terjadi daftar tunggu dalam proses produksi akibat lamanya pembuatan helm polos. Hal itu tentu akan mengakibatkan beberapa konsumen berpikir ulang untuk memesan helm ukir dan menurunkan permintaan.

Ed41-teknologi-2Kalau ada usaha yang tidak mampu memenuhi orderan dalam jumlah besar, tentu usaha tersebut akan sulit berkembang. Bisa jadi usaha tersebut justru akan mati dengan pasar bebas AEC ketika produk-produk luar negeri dengan mudah masuk ke Indonesia. Sayang juga jika usaha seunik dan sekeren ini harus tergerus oleh produk-produk luar negeri yang menghujani nantinya. Nah, atas dasar kepedulian tersebut mahasiswa-mahasiswa tadi menawarkan solusi yang diberi nama I-PAPS.

Apa itu I-PAPS? I-PAPS adalah suatu program yang dibuat untuk membantu UKM helm ukir di kota Yogyakarta agar mereka dapat berkembang sekaligus memperkenalkan batik sebagai budaya Indonesia di kancah dunia melalui produk helm ukir tersebut. Menjadikan salah satu produsen helm ukir sebagai mitra dalam program ini, program ini berfokus pada bagaimana cara agar produksi mitra meningkat dengan kualitas yang tetap terjaga.

Diharapkan dengan program I-PAPS, kendala dalam pemenuhan order dari konsumen dapat diatasi dan UKM Helm Ukir dapat menonjolkan budaya Indonesia dan bersaing di kancah Internasional, terutama di AEC 2015. I-PAPS kemudian mencoba membuat sebuah alat yang dapat membantu pembuatan helm polos. Dalam artikel ini akan dijelaskan sedikit tentang upaya yang dilakukan penulis dalam pembuatan mesin press pencetak helm polos semiotomatis.

Dalam perancangan dan pembuatan mesin pastinya dibutuhkan pengetahuan tentang masalah yang dihadapi dan beberapa teori yang mendasari bentuk mesin dan cara kerja mesin yang dibuat. Helm ukir menggunakan bahan-bahan logam sebagai material utama sehingga perlu ditinjau permasalahan sifat material dan sifat termalnya. Untuk itu, perlu disorot sejatinya bagaimana proses pembuatan helm polos secara manual berlangsung.

Proses pembuatan helm polos saat ini.

Proses pembuatan helm polos saat ini.

Mesin yang dibuat menerapkan prinsip tegangan material. Ketika suatu logam yang ditempa melebihi yield strength (tegangan luluh), logam tersebut akan memberikan tanggapan plastis, yaitu tidak akan kembali ke bentuk semula. Sebagai gambaran ilustrasi pada peristiwa penarikan karet gelang. Ketika karet ditarik dengan gaya sedikit (di bawah yield strength), karet akan kembali ke kondisi semula. Namun, jika karet gelang itu ditarik dengan kekuatan besar melebihi yield strength, ketika dilepaskan karet gelang sudah tidak mampu lagi kembali ke bentuk semula.

Untuk membuat bentuk yang terdeformasi plastis (tidak kembali ke bentuk semula), tegangan harus melewati batas elastis, yaitu ketika tegangan ≥ tegangan luluhnya (σ yield point,atau disingkat σyp).

Diagram tegangan (σ) dan regangan(ε).

Diagram tegangan (σ) dan regangan(ε).

Pada gambar ditunjukkan posisi tegangan luluh dalam diagram tegangan-regangan. Hindari tekanan yang diberikan berlebihan (melewatiσ ultimate) karena dapat merusak material. Melalui perbandingan tegangan (σ) dan regangan(ε), kita dapatkan modulus elastisitas (E).

Teori sifat termal (thermal properties) yang digunakan dalam pembuatan helm ukir

Pengerjaan panas dilakukan dalam temperatur<temperatur rekristalisasi. Pada kondisi ini berlaku hubungan Trek = 0,5 TM, Tp< Trek, dan Tp< 0,5 TM, dengan Trek, TM, dan Tp berturut-turut adalah temperatur rekristalisasi, temperatur titik lebur (melting), dan temperatur pengerjaan.

Dari sini dapat diketahui bahwa temperatur pengerjaan yang optimal adalah dibawah setengah suhu lebur. Suhu ini akan berkolerasi dengan beban impact yang dibutuhkan. Dengan prinsip ini, penulis mendesain dan membuat mesin press yang mampu melakukan penekanan (bending) pada pelat syang memanfaatkan sifat plastis bahan sehingga bentuk pelat sesuai dengan yang diinginkan (helm polos).

Desain mesin press I-PAPS

Setelah memikirkan beberapa teori yang dibahas di awal, peralatan I-PAPS kemudian didesain dengan menggunakan program autodesk inventor. Aplikasi perancang ini dapat diunduh gratis karena terdapat student version-nya. Nah, proses perancangan memperhatikan beberapa aspek berikut:

  • Mechanical properties: beban hasil dari dongkrak hidrolisnya dan metode pembebanan.
  • Ergonomi (ilmu tentang kenyamanan posisi manusia): posisi dari tuas, ketinggian alat, posisi cetakan yang sesuai fisiologi manusia.
  • Biaya: penyesuaian antara biaya yang ada dengan alat yang akan dibuat.
  • Teori yang mendasari hingga aspek terealisasikannya, dengan tujuan utama menerapkan teknologi tepat guna untuk meningkatkan produksi UKM helm ukir.

Berdasarkan beberapa pertimbangan di atas, dilakukan pengembangan dan penyempurnaan desain. Pada desain awal, perancangan masih belum memperhatikan aspek manufaktur (apakah mesin itu bisa dibuat atau tidak dengan biaya yang ada), kemudian berlanjut kepada desain kedua dan berakhir ke desain terakhir I-PAPS yang akan terus dilakukan perbaikan guna mengoptimalkan pemakaian.

Kiri ke kanan: perkembangan desain I-PAPS dari rencana awal hingga akhir.

Kiri ke kanan: perkembangan desain I-PAPS dari rencana awal hingga akhir.

Dari rancangan mesin tadi kemudian dilakukan proses pembuatan. Tim I-PAPS juga bermaksud untuk memberdayakan UKM lain sehingga ada beberapa UKM yang menjadi mitra dalam pembuatan mesin I-PAPS. Dalam pembuatan alat ini kami bekerja sama sekaligus memberdayakan UKM sekitar. Sejauh ini ada beberapa mitra kerja yang telah bekerjasama dengan I-PAPS, yakni Lab Inovasi di daerah Jalan Timoho, Yogyakarta yang membantu dalam penyusunan rangka, Bengkel Pengecoran di daerah Ceper, Klaten yang telah membantu dalam segi cetakan, dan Lab Manufaktur di Klaten.

Cetakan dibuat dengan mengecor besi yang bentuknya disesuaikan dengan bentuk helm polos yang dibuat. Sementara itu, rangka dibuat dengan empat kaki yang disusun menggunakan besi U dan disambung dengan las. Hidrolik (dongkrak) dipasang dibagian atas agar nantinya bisa menekan pelat bersama-sama dengan cetakan atas.

Foto mesin I-PAPS yang sudah jadi sesuai rancangan akhir.

Foto mesin I-PAPS yang sudah jadi sesuai rancangan akhir.

Nah, dengan mesin ini, yang sebelumnya helm polos dibuat dengan ketok palu, sekarang helm polos jadi lebih mudah dibuat. Sistem hidrolis bergaya 5 ton yang telah terkait dengan cetakan atas akan bergerak turun ketika tuas diayunkan. Cetakan atas menekan dan mendesak pelat alumunium yang terpasang. Tekanan tersebut menyebabkan pelat alumunium menjadi berbentuk helm polos mengikuti bentuk cetakan yang ada.

Cara Pemakaian I-PAPS.

Cara pemakaian mesin press I-PAPS.

Program I-PAPS ini telah berjalan selama 5 bulan terhitung sejak Maret 2014 dengan hasil terselesaikannya mesin yang dibuat dan telah diimplementasikannya alat ini oleh salah satu UKM Helm Ukir, yaitu Helm Ukir AW di Kotagede, Yogyakarta. Setelah dilakukan uji coba, mesin I-PAPS dapat berfungsi dengan baik. Bapak Tarmono sebagai pemilik usaha Helm Ukir AW pun memberikan respon yang positif terhadap mesin tersebut.

Mesin I-PAPS mampu meningkatkan produktivitas pembuatan helm polos karena yang tadinya hanya satu buah helm polos yang diproduksi per harinya, dengan I-PAPS dapat dihasilkan tujuh helm polos setiap harinya. Selain itu, biaya produksi dapat dihemat karena sebelum ada mesin I-PAPS upah pekerja 90.000 rupiah per hari hanya dapat menghasilkan satu buah helm polos, sedangkansetelah menerapkan I-PAPS dengan upah yang sama per harinya dapat dihasilkan tujuh buah helm polos.

Di sisi lain, adanya kontrol dimensi yang lebih baik oleh I-PAPS dibandingkan dengan proses manual, serta diperhatikannya aspek ergonomi dari segi antropometri dan kenyamanan bekerja menambah nilai positif dari mesin ini. Dengan lancarnya produksi, kita berharap produk helm ukir dapat berkembang di pasar global sekaligus menyebarkan kebudayaan batik khas Indonesia sebagai warisan negara Indonesia.

Dalam proses pembuatan mesin ini, tentu saja tim I-PAPS tidak dapat berdiri sendiri. Terdapat banyak pihak yang turut mendukung berjalannya program ini. Diantaranya I-PAPS telah menerima Dana Hibah Penelitian (DHP) dari EnerBi BRI Peduli dan menjadi inisiator di web crowdfunding milik UGM, IdeaConnect, serta telah lolos menjadi salah satu dari enam puluh satu proposal yang mewakili UGM dalam ajang PIMNAS (Pekan Ilmiah Nasional) ke 27 yang diadakan pada 25-29 Agustus 2014 di Universitas Diponegoro, Semarang. Tim I-PAPS mewakili UGM dalam bidang PKM-T (Program Kreativitas Mahasiswa Penerapan Teknologi).

Semua pihak, khususnya pemerintah, tentu diharapkan memiliki kepedulian untuk membantu UKM dalam penguasaan teknologi sehingga dapat berkembang dan bersaing dalam pasar. Budaya Indonesia juga harus dijaga dan dilestarikan salah satunya bisa dengan cara menyisipkan nilai-nilai khas Indonesia dalam sebuah karya atau produk Indonesia.Untuk Menghadapi AEC 2015, bangsa Indonesia hendaknya memiliki rasa cinta terhadap produk-produk asli Indonesia sehingga Indonesia tidak menjadi tamu di tanah sendiri.

Melalui artikel ini, penulis juga berharap dapat memacu kepekaan pembaca atas masalah yang ada di masyarakat sekitar dan ikut berperan dalam penyelesaiannya. Kalau untuk berkontribusi kepada negeri, kenapa enggak?

Tim I-PAPS dari Universitas Gadjah Mada.

Bahan bacaan:

Penulis:

  • Muhammad Nabil Satria Faradis, Hibran Sabila Maksum, Irkham Maulana: mahasiswa Prodi Teknik Mesin, Universitas Gadjah Mada.
  • Rizka Islami Ratnasari, Yulisyah Putri Daulay: mahasiswi Prodi Teknik Industri, Universitas Gadjah Mada.

Kontak: ipaps2014(at)yahoo(dot)com.