Penggunaan
Spray Powder
Pada Pengukuran Geometri
Komponen Mass Balancer Shaft
Kendaraan Angkutan Umum Murah
Dwipayana, ST
Pusat Teknologi Industri Manufaktur Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi, Jakarta-Indonesia dwipayana_cool@yahoo.com
Abstrak
Pusat Teknologi Industri Manufaktur Badan Pengkajian dan Pengembangan Teknologi, mengadakan program pengembangan Kendaraan Angkutan Umum Murah dengan rujukan engine diesel < 1000 cc Mahindra dari India. Pada tahun 2014, program ini khususnya WP 2.1 melakukan proses reverse engineering terhadap komponen Crankshaft, Camshaft, dan Block Engine. Untuk mendukung kelanjutan program ini di tahun berikutnya, dilakukan photoscanning komponen Mass Balancer Shaft engine untuk melengkapi data geometri komponen engine diesel. Photoscanning komponen Mass Balancer Shaft dilakukan menggunakan peralatan yang ada di DELPHI BPPT yaitu Atos Scanbox 5120. Merekayasa bentuk permukaan komponen yang relatif kasar dan berwarna gelap, dilakukan penyemprotan Spray Powder pada Mass Balancer Shaft. Hasil photoscanning yang diperoleh berupa file STL Mass Balancer Shaft. Untuk selanjutnya harus dilakukan proses convert data menjadi CAD 3D menggunakan software CATIA V5 R20 yang ada di Design Institute BPPT.
1. Latar Belakang
2. Tinjauan Pustaka
2.1 Spray Powder dengan bahan Titanium Dioksida
Titanium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Ti dan nomor atom 22. Titanium digunakan dalam alloy kuat dan ringan (terutama dengan besi dan aluminum) dan merupakan senyawa terbanyaknya, titanium dioksida, digunakan dalam pigmen putih. Titanium dihargai lebih mahal daripada emas karena sifat-sifat logamnya.
Titanium adalah logam transisi bewarna putih keperakan, yang bersifat ringan dan kuat dan mempunyai lambang kimia Ti. Selain itu, titanium juga memiliki massa jenis yang rendah, keras tahan karat, dan mudah diproduksi. Titanium tidak larut dalam larutan asam kuat, tidak reaktif diudara karena memilki lapisan oksida dan nitrida sebagai pelindung. Logam ini tahan pengikisan 20 kali lebih besar daripada logam campuran tembaga nikel. Batu permata titania lebih tampak cemerlang dari intan apabila dipotong dan dipoles dengan baik. Pada sistem periodik terletak pada golongan IVB dan periode 4. nomor atam titanium adalah 22 dengan massa atom relatifnya adalah 47,88 gr/mol. Titanium memiliki titik lebur 1.6600C dan titik didih 3.2870C. Titanium pertama kali ditemukan oleh William Gregor kimiawan Inggris pada tahun 1791, yang kemudian diberi nama oleh Martin Heinrich Klaproth pada tahun kimiawan Jerman 1795. Titanium banyak dijumpai hampir semua batuan. Selain banyak ditemui dalam bentuk bijih mineral, titanium juga banyak terdapat dalam batuan meteorit. Titanium juga merupakan unsur kesembilan terbanyak di dalam kerak bumi.
Titanium dioksida bisa digunakan sebagai Spray Powder untuk objek pada proses photoscanning. Pigmen titanium yang berwarna putih menyebabkan kamera Atos lebih mudah dalam menangkap permukaan geometri permukaan benda saat proses photoscanning sedang berlangsung.
3. Persiapan
Photoscanning
3.1 Spesifikasi dan Warming-Up Peralatan
Peralatan yang digunakan dalam melakukan photoscanning yaitu Atos Scanbox 5120 yang terdapat di DELPHI BPPT. Fungsi utama dari peralatan ini yaitu untuk verifikasi hasil produk manufaktur. Kelengkapan dari peralatan Atos Scanbox 5120, antara lain : Machine Housing, Robot Module, Rotation Table Module, ATOS Triple Scan Sensor, 19” Workstation Computer, Virtual Measuring Room Software.
Tabel 3.1 Spesifikasi peralatan Atos Scanbox 5120.
System ATOS III Rev. 02 & ATOS III Rev. 02 800
Measuring volume for camera position 800 560 x 420 x 420 mm to 2000 x 1500 x 1500 mm(Only for ATOS III Rev. 02 800) Measuring volume for camera position 400 170 x 130 x 130 mm to 1400 x 1050 x 1050 mm Measuring volume for camera position SO 38 x 29 x 15 mm to 320 x 240 x 240 mm
Projector Light Article optical radiation blue, 400-500 nm
Ambient conditions +5C to +40C (non-condensing)
Voltage range (typical) 90 – 240 V, 50 – 60 Hz
Power consumption Typically 130 W max until 300 W
Max. cable length between sensor and PC, laptop 30 m
Max. size object d = 2 mh = 1.5 m
h = 2 m (simulated in VMR)
Weight max. 500 kg
Max. mass moment of inertia of the measuring object 110 kgm2 Max. tilting moment of the measuring object 400 Nm
Warming-up dari peralatan ini membutuhkan waktu sekitar ½ jam. Hal yang harus dicermati yaitu instalasi kabel kamera dan robot sudah terpasang dengan benar pada komputer Scanbox. Setelah warming-up, dilakukan proses kalibrasi peralatan menggunakan kalibrator yang sudah tersedia pada ruangan Scanbox.
Kalibrasi peralatan dilakukan dengan menggunakan Virtual Measuring Room (VMR). Pada VMR sudah tersedia gerakan simulasi robot dalam melakukan kalibrasi. Saat kalibrasi aktual dilakukan, tangan operator harus siap siaga pada tombol emergensi untuk menghindari accident mendadak.
Gambar 3.2 Proses kalibrasi Atos Scanbox 5120
3.2 Penggunaan Spray Powder pada Mass Balancer Shaft
Gambar 3.3 Permukaan Mass Balancer Shaft disemprotkan Spray Powder
Dalam photoscanning ini dilakukan penyemprotan Spray Powder pada permukaan objek. Hal ini karena Mass Balancer Shaft sebagian besar permukaannya relatif kasar dan berwarna gelap. Spray Powder ini akan membuat permukaan objek berwarna putih sehingga tidak terlalu memantulkan cahaya dan mudah terlihat oleh kamera Atos Scanbox 5120.
Gambar 3.4 Spray Powder yang digunakan untuk photoscanning Mass Balancer Shaft
Setelah penyemprotan Spray Powder, dilakukan pemasangan reference point sebagai acuan dalam penggabungan permukaan hasil photoscanning komponen Mass Balancer Shaft. Minimal terdapat 3 reference point yang sama pada capture pertama dan capture berikutnya pada permukaan objek.
4.
Photoscanning
Komponen Mass Balancer Shaft
4.1 Proses Photoscanning
Photoscanning dilakukan sebanyak dua tahap, yaitu photoscanning Mass Balancer Shaft tampak atas dan tampak bawah. Setelah proses persiapan objek, Mass Balancer Shaft diletakkan di tengah meja Scanbox. Dilakukan pergerakan lengan robot menuju titik fokus objek di tengah meja Scanbox. Kecerahan kamera harus diperhatikan untuk mendapatkan hasil yang optimal.
Gambar 4.2 Photoscanning aktual Mass Balancer Shaft tampak atas
Setelah lengan robot Scanbox berada pada posisi fokus, photoscanning dilakukan dengan cara memutar meja Scanbox. Pada proses ini meja Scanbox diputar per 450.
Gambar 4.3 Menghilangkan area di luar Mass Balancer Shaft tampak atas
Setelah photoscanning tampak atas, dilakukan photoscanning Mass Balancer Shaft tampak bawah. Posisi objek pada meja Scanbox diubah dengan cara dibalik. Kemudian dilakukan langkah photoscanning yang sama seperti proses photoscanning tampak atas.
Gambar 4.4 Posisi Mass Balancer Shaft dibalik pada meja Scanbox
Gambar 4.6 Photoscanning aktual Mass Balancer Shaft tampak bawah
Area di luar objek Mass Balancer Shaft di-delete pada Virtual Measuring Room untuk mendapatkan bentuk permukaan objek yang seutuhnya.
Gambar 4.7 Menghilangkan area di luar Mass Balancer Shaft tampak bawah
Setelah photoscanning Mass Balancer Shaft tampak atas dan tampak bawah selesai, dilakukan penggabungan dengan metode Transform by Common Reference Point. Proses penggabungan ini dilakukan dengan menentukan acuan berupa reference point yang sama antara hasil photoscanning tampak atas dan bawah.
Gambar 4.8 Transform by Common Reference Point antara hasil photoscanning tampak atas dan tampak bawah
Gambar 4.9 Poligonize hasil photoscanning Mass Balancer Shaft
4.2 Hasil Photoscanning Mass Balancer Shaft
Gambar 4.10 Hasil photoscanning Mass Balancer Shaft berupa STL file
Setelah poligonize, dilakukan export hasil photoscanning menjadi STL file. File ini merupakan file utuh geometri permukaan komponen Mass Balancer Shaft.
5. Kesimpulan
Hasil pengukuran geometri Mass Balancer Shaft pada Kendaraan Angkutan Umum Murah yaitu:
1. Photoscanning Mass Balancer Shaft engine diesel < 1000 cc dilakukan menggunakan Optical 3D Measuring Machine Atos Scanbox 5120 yang ada di DELPHI BPPT.
2. Rekayasa proses photoscanning dilakukan dengan cara penambahan Spray Powder pada permukaan Mass Balancer Shaft.
3. Hasil photoscanning berupa STL file Mass Balancer Shaft.
4. Untuk selanjutnya, perlu dilakukan pengolahan data dari STL file menjadi CAD 3D menggunakan software CATIA V5 R20 yang ada di Design Institute BPPT.
5. Beberapa permukaan Mass Balancer Shaft yang belum ter-photoscanning dengan baik harus diukur manual menggunakan Jangka Sorong dan alat ukur lainnya.
Daftar Pustaka
1. Manual Book Atos Scanbox 5120.
