Industri kendaraan energi baru (New Energy Vehicle/NEV) menuntut komponen hasil stamping yang memiliki presisi tinggi, kekuatan optimal, dan kualitas yang konsisten. Komponen seperti panel bodi, penguat struktur (structural reinforcements), pilar, dan berbagai bagian rangka mengalami deformasi yang signifikan selama proses pembentukan (forming). Oleh karena itu, setiap komponen harus melalui proses inspeksi kualitas yang ketat.
Akurasi dimensi dan geometri komponen hasil stamping berpengaruh langsung terhadap keselamatan saat terjadi tabrakan (crash safety), kualitas perakitan (assembly fit), serta performa kendaraan secara keseluruhan. Salah satu area yang paling kritis adalah radius sudut (R-angle), karena pada bagian ini sering terjadi penipisan material (thinning) dan konsentrasi tegangan (stress concentration) akibat proses pembentukan logam.
Pada proses deep drawing maupun stretch forming, lembaran logam akan mengalir mengikuti radius sudut (R-angle) pada cetakan (die). Area ini merupakan salah satu bagian paling kritis karena mengalami deformasi paling besar selama proses pembentukan. Penipisan material (thinning) pada R-angle dapat mengurangi kemampuan komponen dalam menahan beban, sedangkan penipisan yang berlebihan berpotensi menyebabkan retak, patah, atau kegagalan akibat kelelahan material (fatigue failure).
Selain itu, cetakan (mold atau die) juga mengalami tekanan kontak yang sangat tinggi secara berulang, sehingga dapat menyebabkan work hardening, keausan permukaan, bahkan kerusakan dini. Oleh karena itu, terdapat tiga parameter penting yang harus dipantau secara berkala, yaitu:
- Ketebalan material pada area R-angle komponen hasil stamping.
- Kekerasan lapisan permukaan pada R-angle cetakan.
- Kekasaran permukaan (surface roughness) pada R-angle cetakan.
Sebagai salah satu produsen instrumen pengujian terkemuka di dunia, TIME Testing Instruments menyediakan solusi portabel yang banyak digunakan di lini produksi otomotif untuk melakukan inspeksi langsung di lapangan secara cepat, akurat, dan non-destruktif (NDT).
1. Pengukuran Ketebalan R-Angle Menggunakan TIME2190 Ultrasonic Thickness Gauge
TIME2190 Ultrasonic Thickness Gauge merupakan alat ukur ketebalan ultrasonik portabel yang menggunakan single-element delay line probe. Berbeda dengan probe dual-element konvensional yang sering menghasilkan pembacaan tidak stabil pada permukaan melengkung dengan radius kecil, probe frekuensi tinggi 10–15 MHz milik TIME2190 mampu memberikan hasil pengukuran yang lebih akurat.
Dilengkapi dengan tampilan A-Scan secara real-time, operator dapat memverifikasi pantulan gelombang ultrasonik (back-wall echo) meskipun pada permukaan R-angle yang sempit dan melengkung.
Pada proses inspeksi, operator cukup mengoleskan couplant seperti gliserin atau propylene glycol pada area pengukuran. Dengan fitur Through-Coating Measurement, TIME2190 mampu mengukur ketebalan logam dasar tanpa dipengaruhi oleh lapisan cat tipis.
Sebagai contoh, komponen dengan ketebalan nominal 1,20 mm dapat menunjukkan hasil pengukuran 1,09 mm pada titik lengkungan terdalam. Penurunan sekitar 9% tersebut masih dapat diterima, namun menjadi indikator bahwa proses pembentukan atau kondisi die perlu dievaluasi agar kualitas tetap konsisten.
Seluruh hasil pengukuran dapat disimpan lengkap dengan timestamp dan identitas lokasi pengukuran untuk mendukung Statistical Process Control (SPC).
2. Pengujian Kekerasan R-Angle Cetakan Menggunakan TIME5630 Ultrasonic Hardness Tester
Selama proses produksi berlangsung, area R-angle pada punch dan die akan mengalami work hardening akibat tekanan pembentukan yang terjadi secara terus-menerus.
Apabila lapisan yang mengeras terlalu dalam, cetakan menjadi lebih rapuh dan berisiko retak. Sebaliknya, apabila kekerasannya terlalu rendah, keausan akibat gesekan akan meningkat.
Untuk mengatasi hal tersebut, TIME5630 Ultrasonic Hardness Tester menggunakan teknologi Ultrasonic Contact Impedance (UCI) sehingga mampu mengukur kekerasan secara lokal tanpa meninggalkan bekas yang terlihat pada permukaan cetakan.
Operator cukup menempatkan probe berlian Vickers tegak lurus terhadap permukaan R-angle dan memberikan gaya uji konstan sebesar 10 N. Dalam waktu sekitar 2 detik, hasil pengukuran akan ditampilkan dalam satuan HV maupun HRC.
Sebagai contoh, cetakan yang awalnya memiliki kekerasan 58 HRC dapat meningkat menjadi 62 HRC setelah sekitar 50.000 siklus stamping, yang menunjukkan terjadinya work hardening berlebihan dan perlunya tindakan perawatan.
TIME5630 mampu menyimpan hingga 2.000 data pengujian dan mendukung koneksi Bluetooth untuk mentransfer data langsung ke tablet atau komputer yang digunakan dalam sistem manajemen perawatan cetakan.
Instrumen ini juga dilengkapi sensor kemiringan (tilt sensor) yang akan memberikan peringatan apabila posisi probe menyimpang lebih dari ±3°, sehingga hasil pengukuran tetap konsisten dan dapat diandalkan.
3. Pengukuran Kekasaran Permukaan R-Angle Menggunakan TIME3221 Surface Roughness Tester
Kualitas permukaan pada area R-angle sangat memengaruhi aliran material saat proses stamping.
Permukaan yang terlalu kasar dapat menggores benda kerja (galling), sedangkan permukaan yang terlalu halus dapat mengurangi kemampuan pelumas untuk menempel sehingga meningkatkan gesekan.
TIME3221 Surface Roughness Tester menggunakan probe induktif berukuran kecil untuk mengukur parameter kekasaran seperti Ra dan Rz pada permukaan lengkung cetakan.
Karena sebagian besar R-angle memiliki radius kecil, TIME3221 menyediakan panjang lintasan pengukuran 2,5 mm yang sangat sesuai untuk aplikasi dies otomotif.
Probe skidless mengikuti bentuk lengkungan secara akurat, sementara sistem referensi internal mengurangi pengaruh getaran selama proses pengukuran.
Sebagai contoh, standar kualitas sebuah draw die biasanya mensyaratkan nilai Ra ≤ 0,4 μm.
Operator dapat memasang instrumen menggunakan magnetic stand, kemudian menjalankan pengukuran otomatis. Dalam waktu sekitar 15 detik, instrumen akan menampilkan profil kekasaran beserta nilai numeriknya, kemudian data dapat diekspor melalui USB untuk keperluan laporan inspeksi.
Integrasi Ketiga Pengukuran dalam Satu Proses Inspeksi
Pada industri otomotif modern, proses inspeksi harus berlangsung cepat tanpa mengganggu jalannya produksi. Oleh karena itu, instrumen TIME memungkinkan seluruh pengujian dilakukan langsung di area produksi tanpa perlu membawa cetakan ke laboratorium metrologi.
Urutan inspeksi yang umum dilakukan adalah:
- TIME2190 digunakan untuk mengukur ketebalan material pada tiga titik R-angle (bagian masuk, puncak lengkungan, dan bagian keluar) guna mendeteksi penipisan material.
- TIME5630 digunakan untuk mengukur kekerasan pada titik yang sama di permukaan cetakan guna mengetahui adanya work hardening.
- TIME3221 digunakan untuk mengevaluasi kualitas permukaan cetakan sehingga hubungan antara keausan, pelumasan, dan kualitas hasil stamping dapat dianalisis.
Rekomendasi alat untuk mengukur ketebalan material : TIME®2190
TIME®2190 adalah Ultrasonic Thickness Gauge kelas premium terbaru yang dikembangkan oleh TIME Group Inc. dengan menggunakan prinsip pantulan pulsa ultrasonik (pulse reflection). Alat ini bekerja dengan mengirimkan gelombang ultrasonik melalui transduser ke material uji, kemudian menerima pantulan gelombang dari permukaan belakang material untuk mengukur ketebalan secara cepat, akurat, dan non-destruktif. Dilengkapi dengan fitur A-Scan dan B-Scan, TIME®2190 mampu mengukur ketebalan berbagai material seperti logam, plastik, komposit, fiberglass, keramik, dan kaca, serta ideal untuk inspeksi ketebalan dinding dan korosi pada pelat, pipa, boiler, tangki tekan, dan bejana. Alat ini banyak digunakan di industri metalurgi, galangan kapal, manufaktur mesin, kimia, kedirgantaraan, pembangkit listrik, otomotif, minyak dan gas, serta berbagai sektor manufaktur lainnya.
Kesimpulan
Pengujian pada area R-angle merupakan bagian penting dalam Quality Control komponen stamping otomotif karena area ini paling rentan mengalami penipisan material, peningkatan kekerasan akibat work hardening, serta perubahan kualitas permukaan. Ketiga faktor tersebut sangat memengaruhi kekuatan struktur, akurasi perakitan, umur pakai cetakan (die), dan keselamatan kendaraan.
Dengan menggunakan TIME2190 Ultrasonic Thickness Gauge, TIME5630 Ultrasonic Hardness Tester, dan TIME3221 Surface Roughness Tester, produsen otomotif dapat melakukan pengukuran ketebalan, kekerasan, dan kekasaran permukaan secara cepat, akurat, serta non-destruktif (NDT) langsung di lini produksi. Integrasi ketiga instrumen ini memungkinkan proses inspeksi yang lebih efisien, mendukung Predictive Maintenance, mengurangi risiko kerusakan cetakan, serta meningkatkan kualitas dan konsistensi komponen hasil stamping. Solusi pengujian dari TIME Testing Instruments membantu industri otomotif memenuhi standar kualitas yang tinggi sekaligus meningkatkan produktivitas dan efisiensi proses manufaktur.