Panduan lengkap menghitung tonase mesin press untuk pemula: rumus dasar, faktor material, ketebalan, perimeter potong, bending, drawing, safety factor, serta contoh hitungan praktis.
Dalam proses stamping, blanking, piercing, bending, atau forming, pertanyaan paling penting sebelum produksi adalah: “Butuh mesin press berapa ton?”
Kalau tonase kurang, hasil bisa cacat, dies cepat rusak, bahkan mesin bisa overload. Kalau tonase terlalu besar, investasi jadi boros dan proses tidak efisien.
Kabar baiknya, menghitung kebutuhan tonase itu bisa sederhana, asalkan kamu paham variabel kuncinya: jenis proses, perimeter/luas yang dikerjakan, ketebalan material, dan kekuatan material. Artikel ini akan membahas langkah-langkahnya dari nol, termasuk contoh hitungan supaya kamu benar-benar kebayang.
Catatan penting: rumus di artikel ini adalah panduan praktis untuk pemula. Untuk produksi massal, material khusus, atau proses forming kompleks, sebaiknya tetap divalidasi oleh engineer/die designer.
1. Pahami Dulu: Tonase Itu Apa?
Tonase mesin press adalah kapasitas gaya tekan maksimum yang bisa diberikan oleh mesin. Di industri, sering dinyatakan dalam:
- ton (ton-force / tf) atau “tonase”
- kN (kiloNewton) pada spesifikasi mesin modern
Konversi kasar yang sering dipakai:
- 1 ton-force ≈ 9,81 kN
- sehingga 10 ton ≈ 98 kN
Tapi untuk perhitungan awal, kamu bisa tetap konsisten memakai “ton” saja.
2. Faktor yang Menentukan Tonase Kebutuhan
Sebelum masuk rumus, ini variabel yang paling berpengaruh:
- Jenis proses
- Shearing (blanking/piercing/cutting) biasanya pakai rumus “gaya potong”
- Bending pakai rumus “gaya tekuk”
- Drawing/forming punya pendekatan berbeda dan lebih sensitif pada desain dies
- Ketebalan material (t)
- makin tebal → gaya makin besar (biasanya linear terhadap ketebalan)
- Panjang potong / perimeter (L)
- untuk blanking/piercing, gaya potong sebanding dengan total perimeter yang dipotong
- Kekuatan material
- biasanya memakai shear strength (kekuatan geser) atau aproksimasi dari tensile strength
- material keras (SS, high strength) butuh tonase lebih besar dibanding mild steel atau aluminium
- Clearance dies, ketajaman punch, kondisi pelumasan
- clearance salah atau punch tumpul bisa menaikkan gaya yang dibutuhkan
- Safety factor
- untuk menghindari overload dan variasi material/proses
3. Rumus Dasar Tonase untuk Blanking / Piercing (Gaya Potong)
Untuk proses potong (shearing), rumus praktisnya:
Gaya Potong (F) = L × t × τ
Keterangan:
- L = total panjang potong/perimeter (mm)
- t = ketebalan material (mm)
- τ (tau) = shear strength material (N/mm² atau MPa)
Hasil F dalam satuan Newton (kalau τ dalam N/mm²).
Cara Memilih τ (shear strength) untuk Pemula
Di lapangan, shear strength sering diperkirakan dari tensile strength (UTS) dengan pendekatan:
- τ ≈ 0,7–0,8 × UTS (perkiraan umum)
Kalau kamu tidak punya data lengkap material, pakai pendekatan konservatif (lebih aman).
4. Konversi Newton ke Tonase (Supaya Nyambung dengan Mesin)
Jika hasil F sudah dalam Newton:
- Tonase (ton) = F (N) / 9.810
Kalau kamu memakai kN:
- Tonase (ton) = F (kN) / 9,81
Agar mudah, banyak orang melakukan:
- hitung F → ubah ke kN → bagi 9,81 → dapat ton
5. Tambahkan Safety Factor (Wajib!)
Setelah dapat tonase teoritis, tambahkan faktor keamanan:
- produksi ringan / variasi kecil: +15% sampai 25%
- produksi tinggi / risiko tinggi / material keras: +25% sampai 40%
Rumusnya:
- Tonase mesin yang dipilih = Tonase teoritis × (1 + safety factor)
6. Contoh Hitungan Blanking (Paling Umum untuk Pemula)
Kasus:
Kamu mau blanking plat mild steel tebal t = 2 mm.
Bentuknya persegi panjang 50 mm × 30 mm.
Perimeter L = 2(50 + 30) = 160 mm.
Misal UTS mild steel sekitar 370 MPa (contoh).
Shear strength diperkirakan: τ = 0,75 × 370 = 277,5 N/mm²
Langkah 1: Hitung gaya potong
- F = L × t × τ
- F = 160 × 2 × 277,5
- F = 160 × 555
- F = 88.800 N
Langkah 2: Konversi ke ton
- Ton = 88.800 / 9.810
- Ton ≈ 9,05 ton
Langkah 3: Tambahkan safety factor (misal 25%)
- Ton mesin = 9,05 × 1,25 ≈ 11,31 ton
Kesimpulan:
Untuk kasus ini, kamu sebaiknya memilih mesin minimal 12 ton (atau naik ke ukuran standar terdekat).
7. Kalau Banyak Lubang (Piercing), Tonase Bisa Naik Tanpa Disadari
Dalam piercing, yang dihitung adalah total perimeter semua lubang, ditambah perimeter luar kalau ada blanking.
Misalnya ada 10 lubang diameter 10 mm:
- perimeter satu lubang = πd = 3,14 × 10 = 31,4 mm
- 10 lubang → 314 mm
Bayangin: perimeter lubang saja sudah lebih besar daripada perimeter luar komponen kecil. Jadi jangan kaget kalau tonase melonjak.
Checklist piercing:
- jumlah lubang
- diameter lubang
- semua perimeter dijumlahkan
- lalu masuk rumus F = L × t × τ
8. Pengaruh Clearance dan Kondisi Punch terhadap Tonase
Walau rumusnya sama, kondisi dies bisa bikin kebutuhan gaya berbeda:
- Clearance terlalu kecil → gaya naik, risiko burr/kerusakan naik
- Clearance terlalu besar → gaya bisa turun tapi kualitas tepi jelek, deformasi naik
- Punch tumpul → gaya naik drastis, hasil potong jelek, panas meningkat
- Pelumasan buruk → gesekan naik, gaya naik
Makanya, kalau hasil hitungan “pas banget” dengan kapasitas mesin, itu berbahaya. Safety factor jadi penyelamat.
9. Rumus Simpel untuk Bending (Tekuk) dan Cara Memahaminya
Bending berbeda dari cutting. Di bending, gaya dipengaruhi oleh:
- ketebalan
- panjang tekukan
- lebar V-die
- kekuatan material
- jenis bending (air bend vs bottoming)
Untuk pemula, kamu bisa pakai konsep ini:
- semakin panjang garis bending → gaya naik
- semakin tebal material → gaya naik tajam
- semakin kecil V-die → gaya naik (karena material dipaksa lebih “tajam”)
Pendekatan Praktis (Tanpa Terlalu Rumit)
Jika kamu belum punya tabel bending force, cara aman:
- tanyakan rekomendasi V-die berdasarkan ketebalan (umumnya V lebih besar untuk material tebal)
- gunakan data bending force dari supplier tooling atau handbook workshop
- lalu tambahkan safety factor
Karena bending banyak “aturan praktis” di lapangan, hitungan presisi biasanya mengacu ke data tooling.
10. Drawing/Forming: Kenapa Tonase Lebih Susah Ditebak?
Deep drawing atau forming kompleks tidak cukup dengan rumus perimeter × tebal saja. Faktor yang bermain:
- draw ratio (perbandingan diameter blank dengan punch)
- radius punch & die
- binder force
- koefisien gesekan/pelumasan
- work hardening material
- potensi wrinkling atau tearing
Untuk pemula, cara aman saat dealing dengan drawing:
- gunakan referensi tonase dari part serupa
- lakukan trial dengan material dan dies
- pilih mesin dengan margin lebih besar
- pastikan ada kapasitas untuk cushion/binder jika diperlukan
11. Jangan Lupa: Kapasitas Mesin Press Tidak Selalu Sama di Semua Stroke
Ini jebakan yang sering tidak disadari pemula:
- Banyak mesin press punya tonase maksimum di dekat Bottom Dead Center (BDC).
- Semakin jauh dari BDC, kapasitas efektif bisa turun.
Artinya:
- walaupun mesin tertulis “50 ton”, bisa jadi 50 ton itu hanya berlaku pada titik tertentu (misal 3–6 mm sebelum BDC, tergantung mesin).
Jadi saat memilih mesin:
- pastikan prosesmu memang terjadi di area stroke yang sesuai
- cek spesifikasi “rated tonnage point”
12. Checklist Cepat Menghitung Tonase (Versi Praktis)
Kalau kamu ingin langkah cepat setiap kali dapat job:
- Tentukan proses: blanking/piercing atau bending/forming
- Ukur ketebalan material (t)
- Hitung perimeter total yang dipotong (L)
- Tentukan shear strength (τ) material (atau aproksimasi dari UTS)
- Hitung F = L × t × τ
- Konversi ke ton
- Tambahkan safety factor 20–40%
- Cocokkan dengan kapasitas mesin pada rated tonnage point
- Pertimbangkan kondisi dies (clearance, ketajaman) dan jumlah station/progressive dies
13. Kesalahan Umum Pemula Saat Menghitung Tonase
Agar kamu tidak “kecolongan”, hindari ini:
- hanya menghitung perimeter luar, lupa lubang-lubang piercing
- memakai kekuatan material terlalu rendah (akhirnya mesin overload)
- tidak menambahkan safety factor
- mengabaikan kondisi punch/die yang tumpul
- menganggap kapasitas tonase mesin sama di semua posisi stroke
- lupa bahwa proses gabungan (blanking + forming) bisa membutuhkan puncak tonase yang lebih tinggi
Kesimpulan
Menghitung kapasitas tonase mesin press sebenarnya bisa sederhana, terutama untuk proses cutting seperti blanking dan piercing. Rumus dasarnya:
Baca juga :
