ASAR TEORI KULIAH MESIN CNC
ASAR TEORI KULIAH MESIN CNC
BAB III
BAB III
DASAR TEORI MESIN CNC
DASAR TEORI MESIN CNC
3.1
3.1 Pengertian Pengertian mesin mesin CNCCNC
CNC singkatan dari Computer Numerically Controlled, merupakan mesin perkakas yang CNC singkatan dari Computer Numerically Controlled, merupakan mesin perkakas yang dil
dilengkengkapi api dengdengan an sissistem tem mekmekanianik k dan dan konkontrotrol l berberbasbasis is komkomputputer er yang yang mammampu pu memmembacabaca instruksi kode N, G, F, T, dan lain-lain, dimana kode-kode tersebut akan menginstruksikan ke instruksi kode N, G, F, T, dan lain-lain, dimana kode-kode tersebut akan menginstruksikan ke mesin CNC agar bekerja sesuai dengan program benda kerja yang akan dibuat.
mesin CNC agar bekerja sesuai dengan program benda kerja yang akan dibuat.
Secara umum cara kerja mesin perkakas CNC tidak berbeda dengan mesin perkakas Secara umum cara kerja mesin perkakas CNC tidak berbeda dengan mesin perkakas konvens
konvensionalional. . Fungsi CNC dalam Fungsi CNC dalam hal ini hal ini lebih banyak menggantikalebih banyak menggantikan n pekerjpekerjaan operator dalamaan operator dalam mesi
mesin n perkakaperkakas s konvenskonvensional. isalnya pekerjaan ional. isalnya pekerjaan settsetting ing tool tool atau atau mengatmengatur ur gerakan pahatgerakan pahat sampai pada posisi siap memotong, gerakan pemotongan dan gerakan kembali keposisi a!al, dan sampai pada posisi siap memotong, gerakan pemotongan dan gerakan kembali keposisi a!al, dan
lain-lain-lain. "emikian pula lain. "emikian pula dengan pengaturan kondisi dengan pengaturan kondisi pemotpemotongan ongan #kecep#kecepatan atan potong, kecepatanpotong, kecepatan makan dan kedalaman pemotongan$ serta %ungsi pengaturan yang lain seperti penggantian pahat, makan dan kedalaman pemotongan$ serta %ungsi pengaturan yang lain seperti penggantian pahat, pengubahan
pengubahan transmisi transmisi daya daya #jumlah #jumlah putaran putaran poros poros utama$, utama$, dan dan arah arah putaran putaran poros poros utama,utama, pengekleman, pengaturan cairan pendingin dan sebagainya.
pengekleman, pengaturan cairan pendingin dan sebagainya.
esin perkakas CNC dilengkapi dengan berbagai alat potong yang dapat membuat benda esin perkakas CNC dilengkapi dengan berbagai alat potong yang dapat membuat benda kerja secara presisi dan dapat melakukan interpolasi yang diarahkan secara numerik #berdasarkan kerja secara presisi dan dapat melakukan interpolasi yang diarahkan secara numerik #berdasarkan angka$. &arameter sistem operasi CNC dapat diubah melalui program perangkat lunak #so%t!are angka$. &arameter sistem operasi CNC dapat diubah melalui program perangkat lunak #so%t!are loa
load d proprogragram$ m$ yanyang g sessesuaiuai. . TiTingkngkat at ketketelielitiatian n mesmesin in CNC CNC lebilebih h akurakurat at hinhingga gga ketketelielitiatiann sseeppeerrsseerriibbu u mmiilllliimmeetteerr, , kkaarreenna a ppeenngggguunnaaaan n bbaallllssccrree! ! ppaadda a sseettiiaap p ppoorrooss transportiernya. 'allscre! bekerja seperti lager yang tidak memiliki kelonggaran(spelling namun transportiernya. 'allscre! bekerja seperti lager yang tidak memiliki kelonggaran(spelling namun dapat bergerak dengan
dapat bergerak dengan lancar.lancar.
&ada a!alnya mesin CNC masih menggunakan memori berupa kertas berlubang sebagai &ada a!alnya mesin CNC masih menggunakan memori berupa kertas berlubang sebagai media untuk mentrans%er kode G dan ke sistem kontrol. Setelah tahun )*+, ditemukan media untuk mentrans%er kode G dan ke sistem kontrol. Setelah tahun )*+, ditemukan metode baru mentrans%er data dengan menggunakan kabel S/, %loppy disks, dan terakhir oleh metode baru mentrans%er data dengan menggunakan kabel S/, %loppy disks, dan terakhir oleh
0om
0omputputer er 1ar1aringingan an 0ab0abel el #Com#Computeputer r NetNet!or!ork k CablCables$ es$ bahbahkan kan bisbisa a dikdikendaendaliklikan an melmelalualuii internet.
internet.
2khir-akhir ini mesin-mesin CNC telah berkembang secara menakjubkan sehingga telah 2khir-akhir ini mesin-mesin CNC telah berkembang secara menakjubkan sehingga telah menguba
mengubah h indusindustri pabrik tri pabrik yang selama yang selama ini menggunakan tenaga ini menggunakan tenaga manusmanusia ia menjadmenjadi i mesinmesin-mesi-mesinn otomatik. "engan telah berkembangnya esin CNC, maka benda kerja yang rumit sekalipun otomatik. "engan telah berkembangnya esin CNC, maka benda kerja yang rumit sekalipun dapat dibuat secara mudah dalam jumlah yang banyak. Selama ini pembuatan komponen(suku dapat dibuat secara mudah dalam jumlah yang banyak. Selama ini pembuatan komponen(suku cadang suatu mesin yang presisi dengan mesin perkakas manual tidaklah mudah, meskipun cadang suatu mesin yang presisi dengan mesin perkakas manual tidaklah mudah, meskipun dil
dilakukakukan an oleh oleh seoseoranrang g opeoperatrator or mesmesin in perperkakkakas as yanyang g mahmahir ir seksekalialipun. pun. &eny&enyeleelesaisaiannyannyaa memerlukan !aktu lama. 'ila ada permintaan konsumen untuk membuat komponen dalam memerlukan !aktu lama. 'ila ada permintaan konsumen untuk membuat komponen dalam jumlah
jumlah banyak banyak dengan dengan !aktu !aktu singkat, singkat, dengan dengan kualitas kualitas sama sama baiknya, baiknya, tentu tentu akan akan sulit sulit dipenuhidipenuhi bila
bila menggunakan menggunakan perkakas perkakas manual. 2palagi manual. 2palagi bila bila bentuk bentuk benda benda kerja kerja yang yang dipesan dipesan lebih lebih rumit,rumit, tidak dapat diselesai
tidak dapat diselesaikan kan dalam !aktu singkat. Secara dalam !aktu singkat. Secara ekonomekonomis biaya is biaya produknyproduknya a akan menjadiakan menjadi mahal, hingga sulit bersaing dengan harga di pasaran. Tuntutan konsumen yang menghendaki mahal, hingga sulit bersaing dengan harga di pasaran. Tuntutan konsumen yang menghendaki kualitas benda kerja yang presisi, berkualitas sama baiknya, dalam !aktu singkat dan dalam kualitas benda kerja yang presisi, berkualitas sama baiknya, dalam !aktu singkat dan dalam jumlah
jumlah yang yang banyak, banyak, akan akan lebih lebih mudah mudah dikerjakan dikerjakan dengan dengan mesin mesin perkakas perkakas CNC #Computer CNC #Computer Numerlcally Controlled$, yaitu mesin
Numerlcally Controlled$, yaitu mesin yang dapat yang dapat bekerja melalui pemogramman bekerja melalui pemogramman yang dilakukanyang dilakukan dan dikendalikan melalui
dan dikendalikan melalui komputer.komputer.
esin CNC dapat bekerja secara otomatis atau semi otomatis setelah diprogram terlebih esin CNC dapat bekerja secara otomatis atau semi otomatis setelah diprogram terlebih dahulu melalui komputer yang ada. &rogram yang dimaksud merupakan program membuat dahulu melalui komputer yang ada. &rogram yang dimaksud merupakan program membuat benda
benda kerja kerja yang yang telah telah direncanakan direncanakan atau atau dirancang dirancang sebelumnya. sebelumnya. Sebelum Sebelum benda benda kerja kerja tersebuttersebut dieksikusi atau dikerjakan oleh mesin CNC, sebaikanya program tersebut di cek berulang-ulang dieksikusi atau dikerjakan oleh mesin CNC, sebaikanya program tersebut di cek berulang-ulang agar program benar telah sesuai dengan bentuk benda kerja yang diinginkan, serta agar program benar telah sesuai dengan bentuk benda kerja yang diinginkan, serta benar- benar
benar dapat dapat dikerjakan dikerjakan oleh mesin oleh mesin CNC. &engeCNC. &engecekan cekan tersebut dapat tersebut dapat melalui layar melalui layar monitor yangmonitor yang terdapat pada mesin atau bila tidak ada %asilitas cheking melalui monitor #seperti pada CNC T3 terdapat pada mesin atau bila tidak ada %asilitas cheking melalui monitor #seperti pada CNC T3 4C5 2(/2$ dapat pula melalui plotter yang dipasang pada tempat dudukan pahat(palsu %rais. 4C5 2(/2$ dapat pula melalui plotter yang dipasang pada tempat dudukan pahat(palsu %rais. S
Seettelelaah h pprrooggrraam m bebennaarr--bbeennaar r tteellaah h beerrjjaallaan b n sseepeperrtti i rreencncaanana, , bbaarru u kkeemmududiiaann dilaksanakan(dieksekusi oleh mesin CNC.
dilaksanakan(dieksekusi oleh mesin CNC.
"ari segi peman%aatannya, mesin perkakas CNC dapat dibagi menjadi dua, antara lain6 "ari segi peman%aatannya, mesin perkakas CNC dapat dibagi menjadi dua, antara lain6 ).
). mesin CNC Training unit #T3$, yaitu mesin yang digunakan sarana pendidikan,dosen danmesin CNC Training unit #T3$, yaitu mesin yang digunakan sarana pendidikan,dosen dan training.
. mesin CNC produktion unit #&3$, yaitu mesin CNC yang digunakan untuk membuat benda kerja(komponen yang dapat digunakan sebagai mana mestinya.
"ari segi jenisnya, mesin perkakas CNC dapat dibag i menjadi tiga jenis, antara lain6 ). mesin CNC 2 yaitu mesin CNC aksis, karena gerak pahatnya hanya pada arah dua sumbu
koordinat #aksis$ yaitu koordinat 7, dan koordinat 8, atau dikenal dengan mesin bubut CNC, . mesin CNC /2, yaitu mesin CNC / aksis atau mesin yang memiliki gerakan sumbu utama
kearah sumbu koordinat 7, 9, dan 8, atau dikenal dengan mesin %rsais CNC.
/. mesin CNC kombinasi, yaitu mesin CNC yang mampu mengerjakan pekerjaan bubut dan %reis sekaligus, dapat pula dilengkapi dengan peralatan pengukuran sehingga dapat melakukan pengontrolan kualitas pembubutan(penge%raisan pada benda kerja yang dihasilkan. &ada umumnya mesin CNC yang sering dijumpai adalah mesin CNC 2 #bubut$ dan mesin CNC /2 #%rais$.
3.1.1 Dasar-asar Pemr!graman CNC
2da beberapa langkah yang harus dilakukan seorang programmer sebelum menggunakan mesin CNC, pertama mengenal beberapa sistem koordinat yang ada pada mesin CNC, yaitu6 sistem koodinat kartesius, yang terdiri dari koordinat mutlak #absolut$ dan koordinat relati% #inkremental$, dan sistem koordinat kutub #koordinat polar$, yang terdiri dari koordinat mutlak #absolut$ dan koordinat relati% #inkremental$.
Selanjutnya menentukan system koordinat yang akan digunakan dalam pemograman. 2pakah program akan menggunakan sistem pemogramman metodeabsolut atau inkremental. &ada umumnya sistem koordinat yang sering digunakan antara lain sistem koordinat kartesius, yaitu koordinat mutlak #absolut$ dan koordinat relati%(berantai #incremental$. :angkah kedua adalah memahami prinsip gerakan sumbu utama dalam mesin CNC.
a. Pemr!graman A"s!#$t
&emrograman absolut adalah pemrogramman yang dalam menentukan titik koordinatnya selalu mengacu pada titik nol benda kerja. 0edudukan titik dalam benda kerja selalu bera!al dari titik nol sebagai acuan pengukurannya. Sebagai titik re%erensi benda kerja letak titik nol sendiri ditentukan berdasarkan bentuk benda kerja dan kee%ekti%an program yang akan dibuat. &enentuan
titik nol mengacu pada titik nol benda kerja #T'$. &ada pemrogramman benda kerja yang rumit, melalui kode G tertentu titik nol benda kerja #T'$ bisa dipindah sesuai kebutuhan untuk memudahkan pemrogramman dan untuk menghindari kesalahan pengukuran.
&emrogramman absolut dikenal juga dengan sistem pemrogramman mutlak, di mana pergerakan alat potong mengacu pada titik nol benda kerja. 0elebihan dari sistem ini bila terjadi kesalahan pemrogramman hanya berdampak pada titik yang bersangkutan, sehingga lebih mudah dalam melakukan koreksi. 'erikut ini contoh pengukuran dengan menggunakan metode absolut.
Gambar /.) &engukuran dengan etode 2bsolut
". Pemr!gramman Re#ati% &in'rementa#(
&emrogramman inkremental adalah pemrogramman yang pengukuran lintasannya selalu mengacu pada titik akhir dari suatu lintasan. Titik akhir suatu lintasan merupakan titik a!al untuk pengukuran lintasan berikutnya atau penentuan koordinatmya berdasarkan pada perubahan panjang pada sumbu 7 #;7$ dan perubahan panjang lintasan sumbu 9 #;9$. Titik nol benda kerja mengacu pada titik nol sebagai titik re%erensi a!al, letak titik nol benda kerja ditentukan berdasarkan bentuk benda kerja dan kee%ekti%an program yang akan dibuatnya. &enentuan titik
koordinat berikutnya mengacu pada titik akhir suatu lintasan.
Sistem pemrogramman inkremental dikenal juga dengan sistem pemrogramman berantai atau relative koordinat. &enentuan pergerakan alat potong dari titik satu ke titik berikutnya mengacu pada titik pemberhentian terakhir alat potong. &enentuan titik setahap demi setahap.
0elemahan dari sistem pemrogramman ini, bila terjadi kesalahan dalam penentuan titik koordinat, penyimpangannya akan semakin besar. 'erikut ini contoh dari pengukuran inkremental.
Gambar /.. &engukuran metode inkremental
). Pemr!gramman P!#ar
&emrogramman polar terdiri dari polar absolut mengacu pada panjang lintasan dan besarnya sudut #< :, =$ dan polar inkremental mengacu pada panjang lintasan dan besarnya perubahan sudut #< :, =$.
Gambar /./ &engukuran metode polar.
3.1.* +era'an s$m"$ $tama ,aa mesin CNC
"alam pemogrammman mesin CNC perlu diperhatikan bah!a dalam setiap pemograman menganut, prinsip bah!a sumbu utama #tempat pahat(pisau %rais$ yang bergerak ke berbagai sumbu, sedangkan meja tempat dudukan benda diam meskipun pada kenyataanya meja mesin %rais yang nergerak. &rogramer tetap menganggap bah!a alat potonglah yang bergerak. Sebagai contoh bila programer menghendaki pisau %rais ke arah sumbu 7 positi%, maka meja mesin %rais akan bergerak ke sumbu 7 negati%, juga untuk gerakan alat pemotong lainnya.
Selain menentukan sumbu simetri mesin, langkah berikutnya adalah memahami letak titik nol benda kerja #TN'$, titik nol mesin #TN$, dan titik re%erens #T$. TN' merupakan titik nol di mana dari titik tersebut programmer mengacu untuk menentukan dimensi titik koordinatnya sendiri, baik secara absolute maupun inkremental. TN merupakan titik nol mesin. &ada mesin CNC bubut TN terletak di pangkal cekam benda kerja diletakkan. &ada mesin CNC %rais TN berada pada pangkal dimana alat potong(pisau %rais diletakkan. Titik e%erens #T$ adalah suatu titik yang menyebutkan letak alat potong mula-mula diparkir atau diletakan. Titik re%erens ditempatkan agak jauh dari benda kerja, agar pada saat pemasangan atau melepaskan benda kerja, tangan operator tidak mengenai alat potong yang dapat mengakibatkan kecelakaan kerja. 'enda kerja aman untuk dipasang maupun dilepas dari ragum atau pencekam.
Gambar /.> TN', TN, dan T pada mesin CNC 'ub ut #a$ dan Frais #b$
&embuatan program mesin CNC, seorang programmer harus memiliki kemampuan dasar pemograman, antara lain6
)$ &engalaman dalam membaca gambar teknik,
$ berpengalaman dalam pengerjaan logam dengan menggunaka n mesin perkakas konvensional. /$ mampu memilih alat potong(pahat perkakas secara tepat sesuai dengan peruntukannya,
>$ dapat menentukan posisi benda kerja dalam sisitem koordinat,
+$ mempunyai dasar-dasar pengetahuan matematika terutama trigonometri.
3.1.3 Stanarisasi Pemr!gramman Mesin CNC
&emakaian kode-kode pada mesin perkakas CNC dapat menggunakan standar pemrograman ynag berlaku antara lain6 "?N #"eutsches ?nstitut %ur Normug$ @@+, 2NS?
#2merican Nationale Standarts ?nstitue$, 245S#2eorospatiale Frankreich$, ?S5, dll. Sebagian besar dari standar, yang diinginkan memiliki persamaan dan sedikit saja perbedaannya. 'erikut ini beberapa bagian kode pada mesin CNC 4C5 antara lain kode G, kode , kode F, kode S dan kode T yang mempunyai arti.
3.1. Arti )!e
1( Arti K!e M ,aa mesin CNC
esin terhenti terprogram
/ Sumbu utama berputar searah dengan jarum jamA 0ode ini biasanya pada a!al intruksi. 2danya kode ini menyebabkan sumbu utama mesin akan berputar searah jarum jam. &ada mesin bubut CNC cekam benda kerja akan berputar searah jarum jam, sedangkan pada mesin %rais CNC yang berputar adalah tempat alat potong arbornya.
> Sumbu utama berputar berla!anan arah jarum jam + Sumbu utama berhenti terprogram
@ &enggantian alat potong dilakukan agar kualitas benda kerja meningkat. 'entuk benda kerja yang semakin kompleks akan cenderung menggunakan alat potong yang banyak, seperti pemakanan kasar, pengeboran, pembuatan alur, dan pemakanan %inishing. asing-masing jenis pemakanan memerlukan alat potong yang khusus, sebagai contoh alat potong untuk melakukan pemakanan kasar akan berbeda dengan alat potong yang digunakan untuk membuat ulir.
B Cairan pendingin akan mengalirkan. &ada proses pengerjaan benda kerja, terjadi gesekan antara benda kerja dan alat potong. 2lat potong dan benda kerja akan menjadi panas. 'ila tidak
didinginkan maka alat potong akan cepat tumpul(rusak. 5leh karena itu perlu didinginkan dengan cara memerintahklan mesin untuk mengalirkan cairan pendingin #coolant$.
* Cairan pendingin berhenti mengalir ) Sub program #unterprogram$ berakhir )* Sumbu utama posisi tepat
/ &rogram berakhir dan kembali pada program semula. /B 'erhenti tepat, akti%
/* 'erhenti tepat, pasi%
* &embatalan %ungsi pencerminan *) &encerminan sumbu 7
* &encerminan sumbu 9
*/ &encerminan sumbu 7 dan 9
** &enentuan parameter lingkaran ?, 1, 0.
?ntruksi pada mesin CNC menggunakan kode-kode pemrograman, misal kode G, kode , kode &, dan sebagainya. 2rti kode tiap mesin biasanya memiliki persamaan, namun arti kode pada merek yang berbeda dapat memiliki arti yang berbeda pula, sehingga programmer harus dapat menyesuaikan standarisasi kode yang digunakan pada mesin CNC yang akan digunakan. Sebagai contoh intruksi G B> pada mesin CNC 4C5 T3 2 berarti pembubutan memanjang, sedangkan pada mesin CNC &3 2 merek Gildmeister siklus pembubutan memanjang menggunakan kode G B).
a. Arti K!e +
0ode G merupakan intruksi untuk memerintahkan mesin CNC agar sumbu utama #pisau %rais(pahat bubut$ melakukan gerakan cepat tanpa melakukan pemakanan. Gerakan ini digunakan bila pahat(pisau %rais tidak melakukan pemakanan pada benda kerja. Gerakan cepat digunakan bila alat potong berada bebas dari pemakanan benda kerja, alat potong kembali ke atas permukaan benda kerja, atau kembali ke titik re%eren. Gerakan cepat dapat dilakukan bila posisi alat potong benar-benar tidak akan menabrak benda kerja atau peralatan lainnya. 0esalahan dalam penentuan koordinat dapat menyebabkan benturan antara alat potong dengan mesin atau benda kerja yang dapat menyebabkan kerusakan %atal pada alat potong maupun mesin
Gambar /.+ Gerakan cepat alat potong di atas benda kerja
:intasan alat potong di atas akan bergerak cepat ke ba!ah di sebelah benda kerja tanpa pemakanan.
". Arti K!e + 1
0ode G ) merupakan instruksi agar alat potong mesin CNC melakukan gerakan pemakanan lurus baik ke arah sumbu 7, 9, maupun 8. &ada mesin CNC baik bubut maupun %rais intruksi G ) merupakan perintah agar alat potong bergerak lurus dari satu titik ke titik lainnya dengan kecepatan sesuai dengan %eeding yang telah ditentukan.
Gambar /.@ &embubutan lurus #a$ dan tirus #b$ pada mesin bubut CNC
Gambar /. &emakanan lurus pada mesin CNC %rais
Gerakan lurus dengan pemakanan digunakan untuk melakukan penge%raisan atau pembubutan lurus, termasuk tirus dan kedalaman pemakanan. :intasan alat potong bergerak dengan pemakanan lurus ke titik 7 D+ dan 9 D)B.
). Arti K!e + *
0ode G merupakan intruksi agar alat potong mesin CNC melakukan gerakan interpolasi lingkaran searah jarum jam. 2lat potong #pisau %rais atau pahat bubut$ akan membentuk lingkaran yang searah jarum jam. Sering dijumpai bentuk benda kerja yang berupa lengkungan yang memiliki radius tertentu. Seperti bentuk %illet pada ujungEujung benda kerja atau bentuk lingkaran sebagian atau penuh pada benda kera. Gerakan searah jarum jam atau berla!anan menggunakan asumsi bah!a alat potong berada di atas benda kerja, atau di belakang benda kerja. 1adi bila alat potong berada di depan benda kerja maka berlaku sebaliknya.
Gambar /.B 2rah pembubutan melingkar G pada mesin CNC 'ubut
Gambar /.* 2rah pemakanan melingkar G pada mesin CNC Frais
:intasan alat potong mesin %rais bergerak dengan pemakanan radius berla!anan dengan jarum jam ke titik 7 D & dan 9 D &.
** D merupakan parameter gerak alat potong membentuk radius yang berpusat di titik yang memiliki jarak dengan titik a!al searah sumbu 7 disebut ?, searah dengan sumbu 9 disebut 1, dan searah dengan sumbu 8 disebut 0
. Arti K!e + 3
0ode G / merupakan instruksi agar alat potong mesin CNC melakukan gerakan interpolasi lingkaran berla!anan arah dengan jarum jam. Gerakan ini akan selalu membentuk lingkaran yang berla!anan arah dengan jaraum jam.
Gambar /.)) 2rah pemakanan melingkar G / pada mesin CNC Frais
:intasan alat potong mesin %rais bergerak dengan pemakanan radius berla!anan dengan jarum jam ke titik 7 D & dan 9 D &.
3( Parameter I/ 0/ K
Setiap gerakan alat potong yang membentuk lintasan radius, baik searah jarum jam #G$ maupun yang berla!anan arah dengan jarum jam #G/$ harus dilengkapiparameteri ?, 1, 0. &arameter ? artinya jarak titik a!al lintasan radius ke titik pusatlengkungan searah 7, &arameter 1 artinya jarak titik a!al lintasan radius ke titik pusatlingkaran searah 9, &arameter 0 artinya jarak titik a!al lintasan radius ke titik pusatlingkaran searah 8. &arameter ?, 1, 0 bernilai absolute maupun inkremental. Nilaiabsolute selalu mengacu pada titik nol, sedangkan nilai inkremental mengacu padaperubahan 7, dan perubahan 9.
Gambar /.)/ Nilai ?,1,0 absolute
( K!e-'!e a#arm
2 Salah &erintah %ungsi G atau 2 ) salah &erintah G atai G / 2 Nilai 7 Salah
2 / Nilai F salah
2 + 0urang &erintah /
3.* Pr!ses Penge)!ran L!gam
&engecoran merupakan salah satu proses produksi dengan cara menuangkan logam cair ke dalam suatu cetakan sehingga membentuk suatu produk dengan bentuk geometry yang mendekati bentuk cetakan. &roses pengecoran sendiri dibedakan menjadi dua macam, yaitu traditional casting dan non-traditional(contemporary casting.
Teknik traditional terdiri atas 6 ). Sand-old Casting . "ry-Sand Casting /. Shell-old Casting >. Full-old Casting +. Cement-old Casting @. acuum-old Casting
Sedangkan teknik non-traditional terbagi atas 6 ). High-&ressure "ie Casting
. &ermanent-old Casting /. Centri%ugal Casting >. &laster-old Casting
+. ?nvestment Casting @. Solid-Ceramic Casting
'erdasarkan dari jenis polanya proses pengecoran logam dibedakan menjadi dua, yaitu permanent mold #proses pengecoran dengan menggunakan cetakan permanen$ dan eIpendable
mold #proses pengecoran dengan cetakan sekali pakai$.
&roses pengeoran dengan cetakan permanen memiliki produktivitas dan ketelitian yang tinggi, tetapi hanya mampu untuk mengecor material logam non %errous dan beratnya pun tertentu #J+0g$. Contoh pengecoran permanent mold 6
• Pressure Die Casting dimana pengecoran dilakukan dengan cara menginjeksikan logam cair
dengan tekanan ke cetakan baja yang telah dikeraskan #hardened steel$ yang dilengkapi dengan system pendingin.
• Gravity Die Casting dimana logam cair dituang dengan pengaruh gaya gravitasi ke dalam
cetakan besi cor berlapis keramik.
• Centrifugal Casting merupakan proses pengecoran dimana logam cair dituang ke dalam cetakan
yang diputar sehingga gaya sentri%ugal akan mendorong logam cair ke cetakan.
• Squeeze Casting merupakan proses pengecoran dimana logam semi padat ditekan ke cetakan
sehingga mengisi rongga cetakan.
&roses pengeoran dengan cetakan sekali pakai #eIpendable mold$ dapat digunakan untuk mengecor benda dari berbagai jenis material logam baik %errous atau non %errous dengan ukuran yang tidak terbatas. "alam prosesnya perlu dibuat cetakan baru yang dirangkai dengan sistem saluran dan penuangan untuk setiap proses pengecoran sehingga butuh banyak !aktu. Contoh pengecoran eIpendable mold 6
• Sand Casting dimana pengecoran dilakukan dengan mencampur pasir, bahan pengikat(blinder,
dan air kemudian dipadatkan mengelilingi pola dari kayu atau logam untuk menghasilkan cetakan.
• Vacuum Casting merupakan proses pengecoran dimana logam cair ditarik ke cetakan diba!ah
• Investment Casting dimana proses pengecoran ini dilakukan dengan cara menginjeksikan lilin
ke dalam cetakan logam untuk membuat pola, yang nantinya kan digabung dengan saluran sprue sehingga bentuknya seperti pohon. &ola yang telah digabung tadi dilapisi dengan keramik, yang selanjutnya dipanaskan sehingga lilin meleleh dan terbentuk rongga baru dalam keramik tersebut. Selanjutnya cairan logam dituang ke dalam cetakan keramik tersebut.
• Lost Foam Casting merupakan proses pengecoran dimana pasir dipadatkan mengikuti pola
eIpendable polystyrene pattern dan logam cair dituang sehingga akan menguapkan pola dan mengisi rongga yang ditinggalkan pola.
3.*.1 Inestment Casting
Investment casting adalah suatu proses pengecoran yang menggunakan cetakan yang dihasilkan melalui cara melapisi suatu pola lilin dengan lumpur keramik #ceramic slurry$. &ola lilin atau pola plastik dilelehkan dengan cara dibakar, yang akhirnya setelah lilin(plastik meleleh akan terbentuk rongga yang siap untuk dituang logam cair.
Investment casting merupakan salah satu jenis proses pengecoran yang dapat menghasilkan produk coran dengan spesi%ikasi geometri yang hampir mencapai %inal, sehingga investment
casting ini lebih banyak dipilih dibandingkan proses-proses pengecoran lainnya. &ada proses investment casting ini, pola sekali pakai #expendale pattern!disposale pattern$, biasanya "ax, dicelupkan ke dalam ceramic slurry dan dibiarkan sampai mengeras untuk membuat cetakan coran sekali pakai #expendale mold!disposale mold $. aksud dari sekali pakai ini adalah bah!a pola tersebut dihancurkan ketika akan mengambil cetakan, dan cetakan tersebut juga
Gambar /.)> &roses ?nvestment Casting
3rutan dari tahap investment casting tersebut adalah sebagai berikut6
). &roses dimulai dengan pembuatan pola. aterial pola #"ax$ diinjeksikan ke dalam cetakan. . Setelah mengeras, pola "ax bisa dikeluarkan dari cetakan.
/. 'ila produk yang dicor berukuran relati% kecil maka pola-pola tersebut dapat dirangkai, sehingga dalam sekali pengecoran akan didapatkan beberapa produk. Namun jika produknya besar, maka sekali pengecoran biasanya hanya menghasilkan satu produk saja.
>. Selanjutnya pola tersebut dicelupkan ke dalam ceramic slurry.
+. :alu pola tersebut di- stucco, yaitu diberi taburan partikel-partikel keramik kasar, bisa dicelup, dispray, atau dimasukkan ke dalam fluidized ed .
@. "itunggu sampai mengeras hingga terbentuklah mold keramik #ceramic mold $.
. Setelah mengeras, ceramic mold tersebut dipanaskan untuk membuang lilin di dalamnya. B. :alu ceramic mold tersebut dibakar untuk mengurangi kelembabannya.
*. Setelah itu ceramic mold tersebut diisi logam cair dan ditunggu sampai logam mengeras.
). Setelah itu, ceramic mold dipecahkan untuk mengambil produk coran di dalamnya. &roduk coran tersebut selanjutnya di- finis#ing #misalnya digerinda$ bila perlu.
)). "an terakhir, produk-produk tersebut diinspeksi. "apat dilihat hasil dari pengecoran sangat menyerupai pola a!alnya.
Tahap-tahap di atas secara garis besar dibagi menjadi / bagian yaitu pembuatan pola, pembuatan mold dan pengecoran logam.
3.*.* Pem"$atan P!#a &2a Pattern( ,aa Inestment Casting 3.*.*.1 Pem"$atan Ceta'an $nt$' Wax Pattern
Seperti telah disebutkan sebelumnya, "ax pattern dibentuk dengan cara menginjeksikan material "ax ke dalam cetakan logam yang telah dibentuk sebelumnya. aterial logam yang dapat dipakai untuk membuat "ax pattern ini sangat bervariasi. Hal ini dikarenakan si%at dari "ax yang memiliki titik lebur yang rendah, %luiditas yang baik, dan si%at abrasi% yang rendah.
Gambar /.)+ Contoh cetakan !aI pattern
etode-metode yang dapat dipakai dalam pembuatan cetakan untuk "ax pattern ini adalah6 K $ac#ined tooling
etode ini membuat bentuk negati% #cavity$ dari produk yang akan dibuat, sehingga penggunaan C2" #computer aided design$, mesin 4" #electric disc#arge mac#ining $ dan mesin NC #numerical control$ yang terkomputerisasi, sudah tidak terelakkan lagi. aterial dari cetakan ini umumnya aluminium, dengan pertimbangan bah!a aluminium merupakan bahan yang ekonomis untuk dimesin, memiliki konduktivitas termal yang baik, dan beratnya cukup ringan.
K %ooling made against a positive model
etode ini dimulai dengan cara membuat model positi%, yaitu model dengan bentuk %inal yang diinginkan dari proses investment casting ini, akan tetapi model ini dimesin dengan ukuran yang lebih besar untuk mempertimbangkan %actor penyusutan # s#rin&age$. :alu dari model positi% ini dibuat dies-nya.
3.*.*.* In4e'si Wax Pattern
aterial dasar yang digunakan untuk pembuatan pola # pattern$ investment casting adalah "ax' (ax yang paling umum digunakan untuk pembuatan pola adalah paraffin dan "ax microcrystalline. 0edua jenis "ax ini sering digunakan secara kombinasi karena si%at-si%atnya yang saling melengkapi.
(ax biasanya diinjeksi pada cetakan pada temperatur dan tekanan yang rendah dengan menggunakan peralatan yang sudah didesain untuk tujuan ini. (ax ini dapat diinjeksikan dalam bentuk liquid , slus#y, pasteli&e atau solid . Temperatur kerja biasanya berkisar antara >/-C
#))-)F$ dan tekanan kerjanya berkisar antara + k&a sampai dengan ),/ &a #>-)+
psi$. (ax cair diinjeksikan pada temperatur yang lebih tinggi dan tekanan yang lebih rendah, sedangkan "ax padat diekstrusikan pada temperatur yang lebih rendah dan tekanan yang lebih tinggi.
Gambar /.)@ &roses penginjeksian !aI
3.*.*.3 Pattern Assembly (Pattern Cluster)
&ola investment casting yang berukuran besar diproses secara individual, tetapi untuk pola yang berukuran kecil sampai sedang, pola-pola tersebut dirangkai menjadi ikatan #cluster $ untuk alasan ekonomis dalam pemrosesannya.
Gambar /.) &embuatan &attern Cluster
3.*.* Ke$ngg$#an Inestment Casting
Investment casting merupakan proses pengecoran yang masih dalam tahap pengembangan. Target akhirnya bertujuan agar penggunaan investment casting ini semakin mampu dan %leksibel dalam memproses produk-produk dan bisa memberikan kee%ekti%an biaya. 'eberapa keunggulan utama dari investment casting adalah6
• 0ompleksitas6 investment casting dapat membuat produk yang kompleks dan rumit,
termasuk kerumitan pada bagian rongga produk sekalipun.
• 0ebebasan dalam pilihan paduan logam yang dicor6 investment casting dapat mengecor
semua jenis paduan logam yang dapat dicor, termasuk logam yang sulit untuk di- forging atau dilakukan proses pemesinan.
• Toleransi dimensi yang sempit6 tidak adanya parting line dan tidak adanya kegiatan
pemesinan akan menghasilkan bentuk produk yang sangat mendekati ukuran akhir.
• )eliaility6 penggunaan investment casting untuk membuat mesin-mesin pesa!at terbang
yang sangat menuntut kesempurnaan telah membuktikan investment casting mampu memproduksi produk dengan standar yang tinggi.
2plikasi yang sangat luas6 investment casting bisa memproduksi produk yang kompleks, produk yang menuntut proses manu%aktur yang rumit, dan bisa juga memproduksi produk-produk
sederhana dengan harga yang sangat murah, dan mampu membuat produk dari berat beberapa gram sampai lebih dari / kg #@@lb$.
"e!asa ini perkembangan dunia manufactur semakin berkembang,salah satunya adalah penggunaan teknologi komputer ke dalam proses manufactur di dunia industri saat ini. &enggunaan teknologi komputer yang mengalami kemajuan pesat diantaranya adalah penggunaan mesin CNC #Computer *umerically Controlled $, yang mana cara pengoperasiannya
menggunakan program yang dikontrol langsung oleh komputer dan dengan bantuan operator' 2!al lahirnya mesin CNC # Computer *umerical Controlled+ bermula dari )*+ yang di kembangkan oleh 1ohn &earseon dari ?nstitut Teknologi assachusetts, atas nama 2ngkatan 3dara 2merika Serikat. Semula proyek tersebut di peruntukan untuk membuat benda kerja khusus yang rumit. Semula perangkat CNC memerlukan biaya yang tinggi dan volume unit pengendali yang besar.&ada tahun )*/, mesin CNC masih sangat mahal sehingga masih sedikit perusahaan yang mempunyai keberanian dalam memplopori investasi dalam teknologi ini."ari tahun )*+, produksi mesin CNC mulai berkembang pesat. &erkembangan ini di pacu oleh $icroprocessor,sehingga volume unit pengendali dapat lebih ringkas. "e!asa ini penggunaan mesin CNC hampir terdapat di segala bidang "ari bidang pendidikan dan riset yang mempergunakan alat-alat demikian dihasilkan berbagai hasil penelitian yang berman%aat yang tidak terasa sudah banyak di gunakan dalam kehidupan sehariEhari di kalangan masyarakat banyak.
"alam rangka menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari mata kuliah esin &erkakas CNC, bagaimana cara menggunakan mesin bubut T3-2. 3ntuk lebih memahami mengenai mesin bubut CNC maka mahasis!a perlu mengikuti praktikum CNC yang lebih mendalam. 3ntuk
dapat mengetahui bagian-bagian dari mesin bubut T3-2, proses yang dapat dilakukan oleh mesin bubut T3-2, dan cara pengoperasiannya merupakan bagian dari proses pembelajaran praktikum CNC.
"alam praktikum CNC ini ahasis!a dapat merancang suatu profil e yang dapat dikerjakan dengan bubut T3-2, yang menjadikan pembelajaran dari teori-teori yang didapat dari mata kuliah mesin perkakas CNC. Sehingga mahasis!a mampu mengaplikasikan antara teori dengan praktek di lapangan.
4
