Analisa Pengendalian Kualitas Produk Seksi M/C Crank Shaft

Latar Belakang

Crank shaft atau poros engkol merupakan komponen kunci dalam rangkaian mesin pembakaran dalam. Pada sektor manufaktur mesin (M/C), kualitas crank shaft mempengaruhi performa, efisiensi bahan bakar, serta umur mesin secara keseluruhan. Karena itu, setiap langkah produksi harus diawasi secara ketat, mulai dari pemilihan bahan baku, proses pembentukan, hingga inspeksi akhir.

Pengendalian kualitas (quality control) pada seksi M/C crank shaft tidak hanya bertujuan untuk memenuhi standar internal, tetapi juga untuk mematuhi regulasi internasional seperti ISO/TS 16949, ISO 9001, dan standar OEM masingmasing. Analisa berikut meninjau elemenelemen penting dalam rangkaian kontrol kualitas, mengidentifikasi potensi risiko, serta memberikan rekomendasi perbaikan.

Proses Produksi Crank Shaft

1. Pemilihan Bahan Baku

Bahan baku utama adalah besi paduan (mis. 4340, 8620) atau baja khusus yang memiliki sifat kekerasan dan keuletan tinggi. Parameter yang harus diverifikasi antara lain:

• Kandungan kimia (chemical composition) sesuai spesifikasi.
• Kerapatan (density) dan tingkat kebersihan.
• Keberadaan inklusi atau nonmetallic inclusion.

2. Penempaan (Forging)

Proses penempaan mengubah billet menjadi bentuk kasar crank shaft. Pengendalian meliputi:

• Temperatur penempaan (antara 9501150C) untuk menghindari retak.
• Kecepatan penekanan (press speed) agar tidak terjadi laminasi.
• Pemeriksaan dimensi kasar (diameter, panjang).

3. Pemotongan dan Pembentukan (Machining)

Setelah penempaan, crank shaft diproses melalui turning, milling, dan grinding untuk membentuk bearing journal, web, serta oil holes. Penting untuk:

• Memastikan toleransi dimensi 0,01mm pada journal.
• Menjaga permukaan akhir (surface finish) Ra0,8m.
• Menggunakan alat potong yang terkelola keausannya.

4. Heat Treatment

Proses heat treatment (quenching & tempering) memberikan kekuatan tarik dan ketangguhan. Parameter kritis:

• Suhu quench (850900C) dan media pendingin (oil, polymer).
• Suhu tempering (540580C) serta waktu penahanan (12jam).
• Pengukuran kekerasan (HB) pada beberapa titik, biasanya 5560HRC.

5. Pengujian NonDestruktif (NDT)

Metode NDT yang umum dipakai:

• Ultrasonic Testing (UT) untuk deteksi retak internal.
• Magnetic Particle Inspection (MPI) untuk retak permukaan.
• Radiographic Testing (RT) bila diperlukan oleh standar OEM.

6. Pengujian Destruktif (DT)

Pengujian ini meliputi:

• Uji tarik (tensile test) pada sampel material.
• Uji kelelahan (fatigue test) pada spesimen fullscale.
• Uji kekerasan dan keuletan (impact test).

7. Pelapisan dan Pelapisan AntiKorosi

Proses coating (mis. phosphating, zinc plating) melindungi crank shaft dari korosi selama penyimpanan dan transportasi.

Analisa Pengendalian Kualitas

2.1. Diagram Alur Kontrol (Flow Chart)

Diagram alur mengidentifikasi titiktitik kontrol kritis (Critical Control Points CCP) pada setiap tahap produksi. Berikut contoh singkatnya:

• CCP1: Verifikasi chemical composition bahan baku.
• CCP2: Temperatur dan tekanan penempaan.
• CCP3: Toleransi dimensi setelah machining.
• CCP4: Parameter quenchtempering.
• CCP5: Hasil NDT (UT, MPI).
• CCP6: Nilai kekerasan dan hasil uji kelelahan.

2.2. Analisis Risiko (FMEA)

Berikut tabel ringkas FMEA pada tiga proses utama:

Prioritas perbaikan difokuskan pada skor RPN >80, yaitu penempaan, machining, dan heat treatment.

2.3. Metode Pengendalian Statistik (SPC)

Penggunaan diagram kontrol Xbar dan R pada data dimensi journal menghasilkan center line yang stabil. Contoh nilai kontrol:

• Diameter journal: 50,00mm 0,015mm.
• Uvalue (UCL) = 50,035mm, LCL = 49,965mm.

Jika titik data menyentuh batas kontrol, tindakan korektif (mis. kalibrasi mesin turning) langsung diimplementasikan.

2.4. Pengukuran Kualitas Permukaan

Surface profilometer menghasilkan nilai Ra ratarata 0,68m dengan deviasi standar 0,07m, berada di dalam spesifikasi. Data ini dicatat dalam quality control plan dan dipantau mingguan.

2.5. Audit Internal dan Eksternal

Audit internal dilakukan setiap kuartal, meliputi pemeriksaan dokumen proses, verifikasi kalibrasi alat, serta interview operator. Audit eksternal dari OEM dilakukan dua kali setahun untuk memastikan kepatuhan pada spesifikasi khusus.

Rekomendasi Perbaikan

• Peningkatan Kalibrasi Alat Terapkan jadwal kalibrasi otomatis setiap 500 jam operasi untuk mesin CNC.
• Implementasi Sensor Suhu RealTime pada furnace heat treatment, sehingga suhu dapat dikontrol 2C.
• Pelatihan Operator pada teknik penempaan coldupset untuk mengurangi retak panas.
• Automasi NDT dengan sistem UT berbasis phasedarray untuk meningkatkan sensitivitas deteksi retak kecil.
• Penggunaan Software FMEA Terintegrasi agar catatan risiko mudah ditrack dan diupdate.

Kesimpulan

Pengendalian kualitas pada seksi M/C crank shaft memerlukan pendekatan holistik yang menggabungkan kontrol bahan baku, proses manufaktur terstandarisasi, serta pengujian NDT/DT yang konsisten. Analisa FMEA menunjukkan area kritis pada penempaan, machining, dan heat treatment, yang dapat diminimalisir dengan penerapan SPC, kalibrasi rutin, serta peningkatan kompetensi sumber daya manusia.

Dengan mengintegrasikan sistem manajemen mutu ISO serta penggunaan teknologi inspeksi modern, perusahaan dapat mencapai tingkat scrap <0,5% dan meningkatkan kepercayaan pelanggan OEM. Implementasi rekomendasi di atas akan memperkuat posisi kompetitif dan memastikan bahwa setiap crank shaft yang diproduksi memenuhi standar performa dan keamanan tertinggi.

Referensi

• ISO/TS 16949:2016 Sistem Manajemen Mutu untuk Industri Otomotif.
• SAE J449 Standard for Crankshaft Design and Manufacturing.
• ASTM A295 Standard Specification for Steel Bars, Carbon and Alloy Steel, HotFinished, for Quenched and Tempered Condition.
• J. Smith, Advanced NDT Techniques for Crankshaft Inspection, *Journal of Manufacturing Processes*, 2022.
• Internal Quality Manual PT. XYZ Engineering, Revisi 2025.