Coining adalah proses pengepresan material didalam die sehingga material akan mengalir mengikuti bentuk die.
Proses ini digunakan untuk membuat medali dan mata uang yang memerlukan ketelitian yang tinggi dan ukuran yang tepat.
Coining berbeda dengan embossing, karena pada embossing tidak terjadi perubahan ketebalan material
.
41 Keuntungan
Detail ornamen dan dihasilkan dengan surface finish yang excellent; Toleransi produk yang dihasilkan sangat kecil.
Kerugian
Tekanan yang dibutuhkan dalam proses ini tinggi sekali dan tidak ada kelebihan logam yang mengalir dari die.
Produk yang dihasilkan
Produk yang dihasilkan adalah: tableware,
42 metal buttons,
coins, jewelry dll
Proses Pengelasan (Welding)
Gambar skematik proses pengelasan
Proses pengelasan berkaitan dengan lempengan baja yang dibuat dari kristal besi
dan karbon sesuai struktur mikronya, dengan bentuk dan arah tertentu. Lalu sebagian dari lempengan logam tersebut dipanaskan hingga meleleh. Kalau tepi lempengan logam itu disatukan, terbentuklah sambungan. Umumnya, pada proses pengelasan juga ditambahkan dengan bahan penyambung seperti kawat atau batang las. Kalau campuran tersebut sudah dingin, molekul kawat las yang semula merupakan bagian lain kini menyatu. Pada
pengelasan, suhu yang digunakan jauh lebih tinggi, antara 1500 hingga 1600 derajat Celcius.
Kelebihan pengelasan :
1. Effisiensi sambungan yang baik dapat digunakan pada temperatur tinggi dan tidak ada batas ketebalan logam induk.
43 sempurna.
3. Fasilitas produksi lebih murah, meningkatkan nilai ekonomis, produktivitas, berat yang lebih ringan dan batas mulur ( yield) yang lebih baik.
Kekurangan pengelasan :
1. Kualitas logam las berbeda dengan logam induk, dan kualitas dari logam induk pada daerah yang tidak terpengaruh panas ke bagian logam las berubah secara kontinyu.
2. Terjadinya distorsi dan perubahan bentuk (deformasi) oleh pemanasan dan pendinginan cepat.
3. Tegangan sisa termal dari pengelasan dapat menyebabkan kerusakan atau retak pada bagian las.
4. Kerentanan terhadap retak rapuh dari sambungan las lebih besar dibandingkan dengan sambungan keling yang disebabkan metode konstruksi.
5. Kerusakan bagian dalam sambungan las sukar dideteksi, jadi kualitas sambungan las tergaantung pada ketrampilan (skill) yang melakukan.
Contoh penggunaan las listrik dan las karbit
Penggunaan las listrik dan las karbit juga berbeda. Untuk pekerjaan kasar atau mengelas bahan yang lebih kuat digunakan las listrik, contohnya untuk mengelas pipa atau mengelas baja.
Las karbit digunakan untuk pekerjaan yang tergolong ringan atau halus seperti mengelas body mobil.
44 Tradisional Machining
1. Mesin bubut
Mesin bubut
proses kerja mesin bubut yaitu poros spindle akan memutar benda kerja melalui piringan pembawa sehingga memutar roda gigi pada poros spindle. Putaran akan disampaikan keroda gigi poros ulir melalui roda penghubung. Lalu dengan klem berulir, putaran poros ulir tersebut diunah menjadi gerak translasi pada eretan yang membawa pahat. Akibatnya pada benda kerja akan terjadi sayatan yang berbentuk ulir.
1. Kelebihan mesin bubut
a. Pengoperasian masih menggunakan cara-cara manual
b. Masih dapat dikerjakan oleh para pekerja yang tak mahir komputer. c. Sangat mudah dioperasikan, karena tidak perlu memasukkan data. d. Modal yang ditanamkan mengalami penurunan.
e. Mesin tidak tergantung oleh perubahan suhu dan cuaca. f. Rendah dalam efisiensi produktif
2. Kekurangan mesin bubut
a. Ketelitian yang dihasilkan agak kurang akurat. b. Tidak dapat menampilkan kalkulasi biaya produksi. c. Waktu laju awal pada pabrik mengalami kenaikkan.
45 Contoh penggunaanya : dipergunakan untuk mengerjakan benda-benda yang berbentuk silindris, tetapi dapat juga untuk mengerjakan bentuk-bentuk lain misalnya untuk membuat segi enam, bujursangkar, dengan pengerjaan khusus.
2. Mesin Milling
Mesin milling
Prinsip kerja mesin milling :
Tenaga untuk pemotongan berasal dari energi listrik yang diubah menjadi gerak utama oleh sebuah motor listrik, selanjutnya gerakan utama tersebut akan diteruskan melalui suatu transmisi untuk menghasilkan gerakan putar pada spindel mesin milling. Spindel mesin milling adalah bagian dari sistem utama mesin milling yang bertugas untuk memegang dan memutar cutter hingga menghasilkan putaran atau gerakan pemotongan.
Kelebihan dan Kekurangan Mesin Fris.
Kelebihan :
a. Produktivitasnya tinggi
b. Bekerja secara otomatis dan manual c. Tidak terpaku pada satu model mata gigi d. Terdapat beraneka ragam jenis pemotong
Kekurangan :
46 b. Setelah pengerjaan, permukaan benda kerja masih kasar
c. Pada hasil akhir, benda masih harus dihaluskan dengan kertas gosok
Produk yang dihasilkan : roda gigi dan kepala baut, boring, reaming.
Contoh penggunaan : dapat digunakan untuk berbagai macam operasi seperti pengoperasian benda datar dan permukaan yang memiliki bentuk yang tidak beraturan
3. Mesin Gerinda
Mesin gerinda
Mesin gerinda adalah salah satu mesin perkakas yang digunakan untuk mengasah/memotong benda kerja dengan tujuan tertentu. Prinsip kerja mesin gerinda adalah batu gerinda berputar bersentuhan dengan benda.kerja sehingga terjadi pengikisan, penajaman, pengasahan, atau pemotongan.
Keuntungan proses penggerindaan
a. Merupakan metode yang umum dari pemotongan bahan seperti baja yang dikeraskan. Besarnyakelegaan tergantung pada ukuran, bentuk, dan kecenderungan suku cadang untuk melengkungselama operasiperlakuan panas
47 b. Disebabkan banyaknya mata potong kecil pada roda, maka menimbulkan
penyelesaian yangsangat halus dan memuaskan pada permukaan singgung dan permukaan bantalan. Kekasaran permukaanyang dicapai adalah 0,4 sampai 2200 µm. c. Penggerindaan dapat menyelesaikan pekerjaan sampai ukuran teliti dalam waktu
singkat. Mesingerinda perlu pengaturan roda halus,sebab hanya jumlah kecil bahan yang dilepas, sampai ± 0,005mm.
d. Tekanan pelepasan logam dalam proses ini kecil, sehingga memperbolehkan untuk menggerinda benda kerja yang mudah pecahdan benda kerja yang cenderung untuk melenting menjauhi perkakas.Sifat ini memungkinkan memakai pencekam magnetis untuk memegang benda kerjadalam operasi penggerindaan.
Contoh penggunaannya yaitu untuk memperhalus permukaan sejajar,vertical,menggerinda mata pahat, menggerinda mata bor dan lain-lain.
4. Mesin Gurdi
Mesin gurdi
Penggurdian adalah kegiatan membuat lubang dalam sebuah benda kerja dengan cara menekan kan sebuah gurdi yang berputar, atau sebaliknya alat gurdi nya yang diam (fixed/stasioner), proses pengerjaan pemotongan menggunakan mata bor (twist drill) untuk menghasilkan lubang yang bulat pada material logam maupun nonlogam yang masih pejal atau material yang sudah berlubang.
Produk yang dihasilakan berupa pelubangan
48 5. Mesin Scrap
Mesin scrap
Prinsip pengerjaan pada mesin sekrap adalah benda yang disayat atau dipotongdalam keadaan diam (dijepit pada ragum) kemudian pahat bergerak lurus bolak-balikatau maju mundur melakukan penyayatan. Hasil gerakan maju mundur lenganmesin/pahat diperoleh dari motor yang dihubungkan dengan roda bertingkat melaluisabuk (belt).
Kelebihan atau keuntungan mesin sekrap.
1. Ideal untuk proses mula permesinan, sehingga menghematpenggunaan pahat potong 2. Muda untuk pengoprasian
3. Mudah dalam penyetelan 4. Murah biaya operasional
5. Hemat dalam menggunakan pahat potong 6. Mudah dalam perawatan
Kegunaan umumnya dari mesin skrap antara lain: a. Pembuat celah (slotter)
Terutama digunakan untuk pemotongan dalam dan menyerut bersudut serta untuk operasi yang memerlukan pemotongan vertikal karena kedudukan yang diharuskan untuk memegang benda kerja. Operasi dari bentuk ini sering dijumpai pada pekerjaan cetakan, cetakan logam dan pola logam.
b. Pembuat dudukan pasak (key seater)
Dirancang untuk memotong alur pasak pada roda gigi, puli mok dan suku cadang yang serupa. Sedangkan kegunaan khususnya adalah untuk memotong roda gigi.
49 Non Tradisional Machining
1. Water Jet Machining
Skema proses Water Jet Machining
Water jet machining adalah sebuah alat yang digunakan dalam proses pemotongan dingin
yang menggunakan tekanan yang sangat tinggi dengan air sebagai medianya dan tambahan bahan abrasive.
Keuntungan dan Kerugian Penggunaan WJM
Keuntungan dari proses water jet machining ini adalah sebagai berikut:
a. Air adalah murah, tidak beracun, langsung dapat digunakan dan tidak menjadikan masalah pembuangannya.
b. Pancaran air mendekati secara ideal dengan pahat bermata potong satu.
c. Berbagai bentuk / kontur dapat dibuat. Lagipula operasi memungkinkan dilaksanakan pada bidang horizontal maupun vertical.
d. Proses memberikan hasil pemotongan yang bersih dan tajam.
e. Tidak seperti metode permesinan konvensional, metode ini tidak menimbulkan panas. Konsekuensinya tidak ada kemungkinan adanya welding dari material dibelakang pemotongan sebelumnya. Juga tidak membahayakan terhadap degradasi panas material. f. Dustless atmosphere – terutama menguntungkan untuk pemotongan material isolasi
50 g. Suara dapat diminimumkn bila unit daya dan pompa dijauhkan dari titik pemotng.
h. Tidak ada komponen yang bergerak sehingga mengurangi perawatan yang dibutuhkan. i. Pancaran membawa keluar semua sisa pemotongan sehingga tidak ada permasalahan
polusi.
j. Fluida dapat digunakan kembali (re-used) dengan menyaring keluar bahan padat yang terbawa.
k. Hanya jumlah sedikit fluida yang dibutuhkan (sekitar 100 – 150 liter/jam).
Keuntungan lain menggunakan water jet antara lain:
a. Dapat digunakan untuk pemotongan yang sangat presisi, b. Waktu yang dibubutuhkan sangat cepat
c. Ramah lingkungan, tidak menghasilkan limbah yang merusak lingkungan d. Lebih ekonomis karena air dan bahan abrasive mudah di daur ulang
e. Angka toleransi sangat ketat(relative kecil), Jumlah materi dihapus oleh jet air sungai biasanya sekitar 0,02 “(0,5 mm) lebar, yang berarti bahwa sangat sedikit bahan akan dihapus. Ketika Anda bekerja dengan bahan mahal (seperti titanium) atau bahan berbahaya (seperti timah), ini dapat menjadi manfaat yang signifikan.
f. Lebih aman karena Sebuah kebocoran pada tekanan tinggi sistem air cenderung mengakibatkan penurunan yang cepat tekanan ke tingkat yang aman. Air itu sendiri adalah aman dan non-ledakan dan abrasive garnet juga lamban dan tidak beracun.
Kerugian dalam penggunaan waterjet antara lain:
a. Biaya awal untuk pembelian water jet tinggi,namun untuk proses produksi selanjutnya bila dibandingkan dengan peralatan lain sangat murah,serta menghemat waktu
pengerjaan.
b. Perlu adanya perawatan khusus dan berkala,karena air yang dicampur dengan bahan abrasive dipaksa untuk melewati lubang yang sangat sempit sehingga butuh perhatian yang khusus agar peralatan dalam kondisi yang baik.
Contoh penggunaan : digunakan untuk memotong kaca, logam, non-logam kayu, karet, marmer, granit, plastic dengan ketebalan lebih dari 18 inch tanpa membentuk bekas warna.
51 Skema proses Abressive Jet Machining
Abrasive jet machining adalah sebuah proses pemesinan yang menggunakan bahan abrasive yang didorong oleh gas kecepatan tinggi atau air bertekanan tinggi untuk mengikis bahan dari benda kerja. Kegunaannya meliputi pemotongan bahan panas-sensitif, rapuh, tipis, atau keras. Khusus digunakan untuk memotong bentuk yang rumit atau bentuk bentuk tepi tertentu.
Kelebihan :
- Kemampuan meraut bhn getas, tipis dan daerah sulit. - Sedikit panas
- Material removal rate (MRR) bagus - Investasi dan konsumsi daya rendah Kekurangan :
- Terbatas utk bhn getas
- Perlu proses lanjut kalau terjadi sticking (penempelan) - Akurasi rendah
- Nozzle cepat aus, polusi debu dan suara Kegunaan Abressive Jet Machining
a. Memotong sirip coran dan garis pemisah (parting line) dari komponen cetakkan pengecoran sisitim injaksi.
b. Memoles komponen-komponen pkastik nilom, Teflon.
c. Memotong bagian tipis dari komponen yang mudah pecah terbuat dari kaca keramik dsb. d. Membersihkan rongga cetakan logam.
e. Memproduksi benda dengan kualitas permukaan tinggi. f. Mengelupas lem dan cat dari obyek terlapis.
52 g. Melapisi permukaan dalam tabung kaca.
h. Mengetsa cap pada silinder kaca.
3. Electro Chemical Machining
Skema Electro Chemical Machine
Electro chemical machine (ECM) adalah suatu mesin perkakas yang digunakan untuk pemakanan atau pemotongan benda kerja dengan menggunakan proses kimia elektrik. Prinsip kerja ECM yaitu benda kerja dihubugkan dengan sumber arus searah yang bermuatan positif sedangkan pahat dibuhungkan dengan sumber arus yang bermuatan positif dan cairan elektrolit dialirkan diantara pahat dan benda kerja. Sehingga terjadilah proses pengerjaan material benda kerja karena adanya reaksi elektrokimia dan juga reaski kimia. Electro
Chimical Machining (ECM) terdiri dari pahat katoda dan anoda.
Kelebihan ECM
1. Tidak ada alat yang dipakai selama pemesinan elektrokimia.
2. Non-kaku dan membuka lembar kerja dapat mesin dengan mudah karena tidak ada kontak antara alat dan benda kerja.
3. Bentuk geometris yang kompleks dapat mesin berulang-ulang dan akurat
4. Pemesinan elektrokimia adalah proses hemat waktu bila dibandingkan dengan mesin konvensional
5. Selama pengeboran, lubang dapat dibuat atau beberapa lubang sekaligus. 6. ECM debur dapat deburring sulit untuk mengakses bagian wilayah
7. Bagian yang rapuh tidak bisa mengambil lebih banyak dan juga rapuh bahan yang cenderung untuk mengembangkan retakan pada mesin mesin dapat dengan mudah melalui ECM
53 8. Permukaan selesai dari 25 μ masuk dapat dicapai selama pemesinan elektrokimia Kekurangan ECM
a. Alat yang lebih sulit untuk merancang
b. Perlengkapan khusus diperlukan untuk menahan aliran elektrolit yang tinggi. c. Biaya peralatan dasar beberapa kali bahwa untuk EDM.
d. Elektrolit yang paling umum, natrium klorida, adalah korosif terhadap peralatan, perkakas, perlengkapan, dan bahan kerja.
4. Electro Discharge Machining
Skema EDM
Proses kerjanya yaitu memanfaatkan proses konversi listrik dan panas, dimana energi listrik digunakan untuk memunculkan loncatan bunga api (spark) dan proses pemakanan material terjadi akibat energi panas yang ditimbulkan dari bunga api, Loncatan bunga dihasilkan dari pembangkit pulse antara elektroda dan material benda kerja, yang keduanya dicelupkan dalam cairan dielektrik, akan menimbulkan pengikisan material dari material benda kerja dengan erosi panas atau penguapan.
Keuntungan penggunaan EDM
1. Dapat membuat bentuk kompleks yang kemungkinan sukar dilakukan dengan mesin konvensional
2. Dapat mengerjakan material benda kerja yang keras dengan tingkat kepresisian tinggi 3. Dapat mengerjakan bagian bentuk yang sangat kecil sekalipun, tanpa cemas bagian
tersebut ikut terpotong
4. Tidak ada kontak langsung antara alat dan benda kerja sehingga tidak timbul distorsi pada pemakanan
54 6. Lubang dapat dibuat secara mudah, tepat dan baik
Kerugian penggunaan EDM :
1. laju pengikisan material benda kerja atau material removal rate (MRR) pada operasi EDM lebih lambat dibandingkan metode permesinan tradisional yang menghasilkan chips secara mekanis.
2. Tambahan waktu dan biaya yang digunakan untuk membuat elektroda untuk RAM / setempel EDM.
3. Mereproduksi sudut tajam pada benda kerja sulit karena memakai elektroda. 4. Konsumsi daya spesifik sangat tinggi.
5. Timbul overcut. Over cut adalah suatu deviasi yang menunjukkan bahwa besarnya diameter lubang yang dikerjakan dengan proses EDM lebih besar dari ukuran elektrodanya.
6. Terjadi keausan pahat bila pemakaian berulang
7. Bahan yang bukuan konduktor listrik dapat dikerjakan dengan mesin yang diset secara khusus
8. Mesin EDM dan perlengkapannya masih relatif mahal
9. Penggunaan mesin EDM dibatasi oleh ukuran tangki kerja penampung cairan dielektrik. Mesin EDM standar populer yang digunakan sekarang memiliki keterbatasan:
Contohnya penggunaanya pada pembuatan cetakan yang digunakan untuk membentuk casing handphone, computer dll. Dalam pembuatan mur dan baut yang memerlukan toleransi yang sesuai. Jika toleransi baut ataupun mur terlalu kecil, keduanya tidak akan dapat di pasang, begitu juga jika toleransinya terlalu besar baut dan mur akan longgar. Pembuatan komponen-komponen jam yang halus, roda gigi.
55 Skema Electron Beam Machining
Electron Beam Machining (EBM) adalah proses pemotongan yang menggunakan electron beam dimana Electron beam machining menggunakan aliran kecepatan gerak dari suatu benda yang tinggi dari titik pusat electron pada permukaan benda kerja untuk menyayat material dengan cara peleburan dan penguapan.
Electron Beam Machining digunakan untuk jenis pemotongan dengan tingkat kepresisian yang sangat tinggi yang di aplikasikan pada banyak jenis material. Pengaplikasian tersebut termasuk pengeboran yang ekstrem yaitu lubang dengan diameter yang sangat kecil sampai diameter 0.05 mm (0.002 inchi), pengeboran lubang dengan kedalaman yang sangat tinggi dengan rasio diameter lebih dari 100:1, dan pemotongan celah yang hanya selebar 0.025 mm (0.001 inchi).
56 Skema Ion Beam Machining
Ibm berlangsung diruang vakum dengan atom bermuatan ion dikeluarkan dari sumber ion menuju benda kerja dengan percepatan tegangan.
Kelebihan Ion Beam Machining :
a. Proses temperature rendah menurunkan masalah tegangan b. Dimensi tidak berubah
c. Sifat adhesi baik apada permukaan objek d. Paduan baru dimungkinkan
e. Dapat meningkatkan waktu pemakain kekerasan
Kekurangan Ion Beam Machining : 1. Biaya mahal
2. Permukaan dapat melemah akinat efek radiasi 3. Penembusan sangat dangkal (< 1 µ m)
7. Laser Beam Machining
57 Laser Beam Machining (LBM) adalah suatu metodepemotongan, di mana benda kerja dileburkan dan diuapkan oleh sebuahsinar laser monokromatik yang kuat. Ketika sinar mengenai benda kerja,panas menghasilkan lelehan dan menguapkan benda kerja hingga yangpaling keras sekalipun.
Keuntungan Laser Beam Machining :
1. Mampu diterapkan pada semua logam yang ada.
2. Ketidakadaan kontak langsung dan gaya yang besar antara alat danbenda kerja.
3. Kemampuan untuk bekerja dalam udara, gas inert, ruang hampa , dancairan atau padatan yang transparan secara optik.
4. Keakuratan dan kemampuan untuk membuat lubang dan potonganyang sangat kecil. 5. Kecocokan untuk memotong keramik dan material-material lain yangsiap dikenai panas
kejut.
Kerugian Laser Beam Machining : 1. Modal dan biaya operasi yang tinggi.
2. Kemampuan pakai yang terbatas (benda kerja yang tipis dan pemotongan material untuk jumlah yang kecil).
3. Kecepatan produksi yang lama karena dibutuhkan penjajaran yangakurat. 4. Ketidakseragaman lubang dan potongan.
5. Efek kerusakan akibat panas pada benda kerja. 6. Membutuhkan operator yang sangat handal. 7. Efisiensi operasi yang rendah.
Laser Beam Machining dapat digunakan untuk welding dan cutting metals/nonmetals. Selain itu, LBM juga dapat digunakan untuk brazing (memelas), soldering,drilling, dan membuat tanda (marking).
58 Skema ultra sonic machining
Proses permesian pada USM terjadi akibat adanya Gerakan osilasi dengan Frekuensi tinggi dikombinasikan dengan amplitude rendah ditransmisikan pada tool. Pada saat yang bersamaan Aliran yang berisi campuran antara cairan dan partikel abrasive didorong mengunakan pompa dan dilewatkan diantara benda kerja dan tool USM. Tool yang bergerak osilastik dikombinasikan dengan cairan slurry akan memakan benda kerja dengn bentuk berkebalikan dari bentuk tool yang digunakan
KEUNGGULAN PENGUANAAN ULTRASONIC MACHINING
1.Dapat digunakan untuk proses permesinan terhadap material yang keras, brittle , mudah pecah, dan material material nonconductive
2.Tidak terjadi perubahan pada struktur mikro material baik secara fisik maupun kimia 3.Dapat melakukan permesinan terhadap material non conductive yang sebelumnya tidak dapat dilakukan proses permesiana menguanakan EDM dan ECM
4.Tidak menimbulkan distorsi pada benda kerja
5.Dapat dikombinasiakn dengan proses permesinan lain sepertiEDM, ECM.ECG. KELEMAHAN PENGUNAAN ULTRASONIC MACHINING
1.USM memiliki angka Material Rate Removal yang rendah (maksimum 25 mm/menit) 2.Tidak data membuat lubang yang dalam , hal ini dikarenakan pergerakan aliran slurry yang terbatas
3.Angka Tool Wear Rate yang tinggi menyebabkan proses pergantian tool berlangsung cepat (angka tool wear rate bervariasi sekitar 1:1 hingga 1:200)
4.USM hanya dapat digunakan apabila tingkat kekerasan material yang hendak dilakukan proses permesinan berada diatas angka 45HRC
59 USM antara lain:
1.Pembuatan lubang/cavity pada material non-conductive
2.Untuk pembuatan lubang dalam jumlah besar namun dengn diameter kecik 3.Untuk melakukan permesinan terhadap paduan metal yang getas
4.untuk melakukan berbagai operasi permesinan seperti grinding, drilling, milling. 5.Dapat digunakan untuk melakukan proses pembentukan dies untuk drawing, puncing, piercing dan blanking
6.Digunakan untuk pengeboran pada dunia kedokteran gigi 7.Dapat diguganakan untuk memotong berlian
8.Melakukan operasi grindra terhadap gelas dan kramik
Proses Ekstrusi
Proses ekstrusi adalah proses dimana logam dibentuk dengan cara menekannya melalui rongga cetakan. Tekanan yang digunakan sangat besar. Proses ini dapat digunakan untuk membuat batang silinder, tabung atau profil-profil tertentu.
Ekstrusi merupakan proses pengolahan yang merupakan kombinasi dari:
Pencampuran (mixing) Pengulenan (kneading) Pengadukan (shearing) Pemanasan (heating) Pendinginan (cooling) Pencetakan (shaping)
60 KEUNTUNGAN EKSTRUSI
Produk beraneka ragam bentuk dan ukuran Murah
Proses otomatis dan produktivitas tinggi Kualitas produk baik
HTST menjaga bahan dari kerusakan Tidak menghasilkan limbah