Computer Aided Design / Computer Aided Manufactur [CAD/CAM]

Transkripsi

1 Cmputer Aided Design / Cmputer Aided Manufactur [CAD/CAM] Dewi Handayani Untari Ningsih Fakultas Teknlgi Infrmas, Universitas Stikubank Semarang dewi@unisbank.ac.id ABSTRAK : Cmputer-aided design (CAD) atau cmputer-aided design and drafting (CADD), merupakan satu bentuk tmatisasi yang membantu perancang untuk memperbaiki gambar, spesifikasi, dan elemenelemen yang berhubungan dengan perancangan yang menggunakan efek grafik khusus dan perhitungan prgram-prgram kmputer. Teknlgi yang digunakan untuk bermacam prduk dalam lingkungan dan arsitektur, elektrnik, dan erdinamika (ilmu dinamika udara), teknik tmtif dan desain prduk. Walaupun sistem CAD biasanya tidak selalu menggambar tmatis, biasanya meliputi pemdelan 3 dimensi dan mdel perasi simulasi kmputer. Sistem CAD dijalankan melalui PC untuk desain dan pemdelan 2D serta prses drafting, kemudian dijalankan dan diintegrasikan dengan sistem CAM (Cmputer Aided Manufacture) yang disesuaikan dengan frmat mesin CNC (Cmputer Numeric Cntrl) yang akan digunakan. Kata kunci : cmputer aided design (CAD), cmputer aided manufacture (CAM), mdel 3-dimensi PENDAHULUAN Cmputer-Aided Design (CAD) digunakan secara luas di perangkat yang berbasis kmputer yang membantu insinyur teknik, arsitek, prfesinal perancangan yang banyak bekerja dengan aktivitas rancangan. Perangkat tritas utama gemetri dalam prses Siklus hidup Manajemen Prduksi yang meliputi perangkat lunak dan perangkat keras. Paket yang ada dari vektr 2 Dimensi berdasarkan gambaran sistem ke permukaan parametrik 3 Dimensi dan pemdelan perancangan slid. Cmputer Numerical Cntrl (CNC) didefinisikan sebagai satu kmputer (cmputer ) yang mengknversikan rancangan menjadi sejumlah perintah (numbers) dimana kmputer memanfaatkan kendali (cntrl) untuk memtng (cutting) dan membentuk (shaping) material. Cmputer Aided Design digunakan untuk merancang dan mengembangkan prduk, yang bisa dengan baik digunakaan leh pemakai akhir atau lanjutan. Cmputer Aided Design juga secara ekstensif digunakan dalam perancangan Gambar 1. Cmputer Aided Design Cmputer Aided Design / Cmputer Aided Manufactur [Cad/Cam] 143

2 berbagai alat dan perlengkapan yang digunakan di dalam kmpnen-kmpnen manufaktur. CAD digunakan untuk menggambar dan merancang semua tipe bangunan, dari tipe rumah kecil sampai ke tipe bangunan besar kmersil dan industri seperti rumah sakit dan pabrik. CAD digunakan melalui prses teknik dari perancangan knseptual dan layut, melalui rekayasa dan analisis kmpnen untuk mendefinisikan metde manufaktur. Untuk aplikasi kmputer digital dalam perancangan teknik dan prduksi Cmputeraided design (CAD) menunjuk ke pemakaian kmputer dalam mengknversikan satu ide awal prduk menjadi rancangan detail teknik. Evlusi perancangan biasanya meliputi pembuatan mdel gemetrik prduk, yang bisa dimanipulasi, dianalisa, dan diperhalus. Dalam CAD, kmputer graphik mengganti sketsa dan gambar teknik tradisinal yang digunakan untuk memvisualisasi prduk dan mengkmunikasikan rancangan infrmasi. Cmputer-Aided Manufacturing (CAM) menunjuk ke pemakaian kmputer yang mengknversi rancangan teknik sampai prduk akhir. Prses prduksi memerlukan pembuatan perencanaan prses dan penjadwalan prduksi, yang menjelaskan bagaimana suatu prduk dibuat, sumberdaya apa yang diperlukan dan kapan serta dimana sumberdaya ini akan dikirimkan. Prses prduksi juga memerlukan pengendalian dan krdinasi yang diperlukan untuk prses fisik, peralatan, material, dan tenaga kerja. Dengan CAM, kmputer membantu manajer, insinyur teknik/manufakturing, dan pekerja prduksi dengan tugas-tugas prduksi secara tmatisasi. Cmputer membantu untuk mengembangkan prses perencanaan, rder, dan jalur material, serta memnitr jadwal prduksi. Juga membantu mengendalikan mesin, industri rbt, pengujian peralatan, dan sistem yang yang memindahkan dan menyimpan material di dalam pabrik. Integrasi Cmputer Aided Manufacture (CAM) dengan sistem Cmputer-Aided Design menghasillan prses manufaktur yang lebih cepat dan lebih efisien. Metdlgi ini digunakan di area manufaktur yang berbeda. Dalam manufaktur sistem CAM, Cmputer Numeric Cntrl (CNC) digunakan untuk melakukan prses permesinan dan perancangan. Di banyak kasus sistem CAM akan bekerja dengan perancangan CAD yang dibuat di lingkungan 3 Dimensi. Prgrammer CNC akan menentukan perasi mesin dan sistem CAM yang akan membuat prgram CNC. Kmpatibilitas sistem CAD/CAM dibatasi untuk kebutuhan pengenalan kembali knfigurasi bidang kerja bagi sistem CAM. Dengan kata lain: perangkat lunak CAM biasanya terdapat bersama dengan mesin CNC. RUANG LINGKUP PEMAKAIAN CAD/CAM Arsitektur, Teknik, dan Knstruksi Mekanik Autmtif Penerbangan Cnsumer Gds Mesin-mesin Bangunan Kapal Electrnika dan Listrik Perencanaan Prses Manufaktur Rancangan Rangkaian Digital Aplikasi Perangkat Lunak KEMAMPUAN Kemampuan sistem Cmputer Aided Design meliputi : Pembuatan frame kabel gemetri Fitur Parametrik 3D berdasarkan pemdelan Pemdelan permukaan dengan bentuk bebas Perancangan perakitan tmatis. Yang mengumpulkan bagian-bagian kmpnen dan/atau perakitan lain. Membuat gambar teknik dari mdel-mdel yang slid. Pemakaian ulang rancangan kmpnenkmpnen. 144 Cmputer Aided Design / Cmputer Aided Manufactur [Cad/Cam]

3 Memudahkan mdifikasi perancangan mdel dan prduksi bermacam versi. Menghasilkan kmpnen standard perancangan tmatis. Validasi/verifikasi perancangan terhadap aturan spesifikasi dan perancangan. Simulasi perancangan tanpa membangun satu prttipe fisik. Keluaran dkumentasi fisik, seperti gambar manufaktur, dan pembayaran material yang menggambarkan kebutuhan untuk membangun prduk. Rutin-rutin Impr/Ekspr pertukaran data dengan paket perangkat lunak yang lain. Keluaran rancangan data secara langsung untuk fasilitas manufaktur. Keluaran secara langsung prttype secara cepat atau Mesin Manufaktur secara cepat untuk prttype industri. Mengella dan memelihara pustaka bagianbagian dan perakitan. Menghitung bagian-bagian prperti secara masal dan perakitan. Membantu menvisualisasi dengan bayangan, rtasi, penyembunyian garis, dan lain sebagainya. Parametrik Bi-Directinal (mdifikasi dari beberapa fitur yang direfleksikan di semua infrmasi bersandarkan pada fitur, gambar, prperti masal, perakitan, dan lain sebagainya) Kinematika, interferensi dan pengecekan rakitan. Paket kmpnen elektrik. Pencantuman kde pemrgraman dalam satu mdel untuk pengendalian dan menghubungkan attribut-attribut mdel yang berhubungan. Prgrammable studi perancangan dan ptimasi Teknlgi Perangkat Lunak Perangkat lunak untuk sistem CAD dikembangkan pertama dengan bahasa pemrgraman kmputer seperti Frtran, tetapi yang dikembangkan dengan metde pemrgraman berrientasi bjek secara radikal telah banyak mengalami perubahan. Pengembangan pemdelan berdasarkan fitur parametrik mdern dan sistem permukaan bentuk bebas dibangun dengan bahasa pemrgraman C, mdul-mdul dengan API nya sendiri. Teknlgi Perangkat Keras dan Sistem Operasi Saat ini banyak stasiun kerja kmputer adalah windw yang berbasis PC; beberapa sistem CAD juga bisa dijalankan di sistem perasi UNIX atau LINUX. Untuk perancangan prduksi yang agak kmplek, diperlukan mesinmesin dengan kecepatan tinggi (dan mungkin memerlukan banyak) CPU dengan sejumlah besar RAM lebih direkmendasikan. Interface manusia dan kmputer melalui satu muse kmputer tetapi bisa juga melalui satu pen dan digitizing tablet grafik. Manipulasi dari gambar mdel pada layar bisa juga dilakukan dengan menggunakan spacemuse/spaceball. Beberapa sistem juga mendukung sterescpic glasses untuk gambar mdel 3D. Ada 2 tipe perangkat lunak CAD ( cmputer aided design). Perangkat lunak perancangan 2 Dimensi memungkinkan perancang untuk merancang bentuk dengan sangat dibatasi prperti 3 Dimensi. 1. Menggambar mdel 2Dimensi menggunakan perangkat lunak rancangan TechSft 2D. 2. Setelah rancangan dilengkapi, maka gambar akan diprses. Mengubah gambar menjadi lebih detail pada serangkaian krdinat X, Y, dan Z. Pemrsesan harus sudah diletakkan sebelum mesin CNC memtng rancangan dari material. Ketika mesin CNC membentuk material pemtng berdasarkan krdinat, secara berurutan sampai bentuk yang diinginkan. 3. Perangkat lunak CAD/CAM memungkinkan perancangan untuk rancangan manufakturnya pada satu kmputer dari pada membuat yang sebenarnya. Pengujian rancangan menggunakan perangkat lunak Simulasi ( perangkat lunak CAD/CAM Cmputer Aided Design / Cmputer Aided Manufactur [Cad/Cam] 145

4 Kebutuha n Biaya prduksi dan spesifikasi kinerja/perfr mansi Engineering (CAE) Design (CAD) Berhasil memenuhi spesifikasi Evalua i Tidak berhasil memenuhi spesifikasi, dicba ulangi Simulasi Cmputer dan Pengujian mdel fisik Menghasilkan rancangan / peralatan (tls) dan manufacturing (CAM) PRODU Gambar 2. Siklus prduksi dan CAE (Cmputer Aided Engineering), CAD, CAM Design Tls ). Ketika rancangan dijalankan melalui perangkat lunak simulasi, kmputer menampilkan prses manufakturing pada layar. Juga mengecek apakah rancangannya sudah bisa dimanufaktur dengan sukses atau tidak. Banyak rancangan yang diubah sebelum bisa dibuat leh mesin CNC. 4. Setelah semua pengujian dan perbaikan untuk rancangan dilakukan, terakhir dilakukan manufaktur. Dua prinsip utama byek CAD (Cmputer Aided Design) adalah : 1. Menambah prduktivitas hasil rancangan 2. Menghasilkan infrmasi, graphical numerical, dan tekstural yang diperlukan untuk manufaktur Tujuan pertama meliputi pemakaian kmputer untuk mensimulasikan rancangan prduk dan dapat dianalisa dan diuji. Diagram diatas (gambar 1) menunjukkan CAE dan CAD menjadi lebih tidak dapat dipisahkan sebagai tingkatan siklus prduksi. Output dalam bentuk grafis/gambar dengan reslusi tinggi dihasilkan secara tmatis dan secara langsung dari masukan yang disediakan serang ahli/insinyur. Simulasi kmputer seringkali sebagai nilai tambah, atau penggantian yang tepat, knstruksi mdel fisik untuk pengujian. Output dari prses CAD sering disesuaikan untuk interface dengan sistem CAM. INTERFACE ANTARA CAD DAN CAM Hasil dari phase CAD adalah analisa dan pengujian prduk leh kmputer diberikan dengan mdel gemetrik dalam rancangan Database. Mdel-mdel ini menyediakan input dimana perencanaan manufakturing secara terinci dibuat. Dari gambar teknik, prgram APT dibuat dengan pertama kali menggambar bagian secara gemetrik dan kemudian alat digerakkan yang diperlukan untuk memtng bagian-bagian. Prgram APT dikmpile pada satu kmputer, utputnya adalah cntrl tape/pita perekaman/disk. 146 Cmputer Aided Design / Cmputer Aided Manufactur [Cad/Cam]

5 Engineering CAD Rancangan Database Manufacturing (pabrik, mesin2 pabrik dll CAM Gambar teknik/engin eering drawing Membuat prgram APT (Autmatic Prgrammed tls) Kmpilasi cmputer dan prduksi cntrl tape Peralatan mesin elektrnik cntrl unit Ptngan2 lempengan kasar NC (Numerical Cntrl) Machine tl Bagian2 mesin Gambar 3. Bagian-bagian prduksi dengan prgram APT (Autmatic Prgramed Tls) INTERFACE ANTARA CAD DAN CAM Cnth Implementasi CAD/CAM Dari gambar teknik, prgram APT dibuat dengan pertama kali menggambar bagian secara gemetrik dan kemudian alat digerakkan yang diperlukan untuk memtng bagian-bagian. Prgram APT dikmpile pada satu kmputer, utputnya adalah cntrl tape/pita perekaman/disk. Alat perekaman pengendali kemudian disisipkan dalam peralatan mesin elektrnik numerical cntrl untuk unit pengendali yang menghasilkan urutan instruksi dimana peralatan dapat menghasilkan bagian-bagiannya. Gambar 4. Cnth Hasil Prduk CAD/CAM Perhiasan Emas Salah satu aplikasi CAD/CAM adalah prduk perhiasan emas yang diprduksi secara masal (Gambar 4). Dalam pembuatan cetakan / mulding untuk sebuah perhiasan, dapat dilakukan dengan menggunakan sebuah prgram ArtCam Pr untuk prses graving tlpath. Cmputer Aided Design / Cmputer Aided Manufactur [Cad/Cam] 147

6 Objek gambar untuk cetakan / mulding perhiasan diantaranya dapat diambil dari sebuah bjek mdel yang terdapat pada sftware ArtCad atau prgram PhtShp. Sebagai cnth untuk dibuat cetakan adalah gambar lg Mercedes Benz dalam bentuk 2 dimensi pada prgram Autcad. Hasil dari gambar 2Dimensi ditunjukkan seperti pada gambar 5. Gambar 7. Prses Cutting Tlpath Pada Lg Mercedes Benz Gambar 5. Lg Mercedes Benz Hasil untuk simulasi cetakan lg disimulasikan pada lg Mercedes Benz. Kemudian hasil simulasi ditunjukkan pada gambar 8. Gambar 6. Relief Yang Dihasilkan Oleh Artcam Pr Gambar 8. Hasil Simulasi Lg Mercedes Benz Pada Sebuah Balk Cetakan KESIMPULAN 1. CAD/CAM digunakan bila mdel dikerjakan secara manual mengalami tingkat kesulitan pada prses simetris gemetris dan membutuhkan waktu penyelesaian yang begitu lama. Serta ingin memprduksi bahan material manufaktur secara masal 2. Prses cutting Mdel 3 Dimensi ditunjukkan dalam bentuk simulasi, yang bisa diubah atau diperbaiki bila belum sesuai dengan bentuk yang diinginkan sebelum terakhir masuk ke prses pabrikasi. 148 Cmputer Aided Design / Cmputer Aided Manufactur [Cad/Cam]

7 Kmpatibilitas sistem CAD/CAM dibatasi untuk kebutuhan knfigurasi bidang kerja dengan pemakaian mesin CNC. DAFTAR PUSTAKA 1., 1999, User Guide Artcam Pr 3D CNC, Delcam PLC. 2., 2005, Jewellery CAD/CAM, jck-cad-cam.htm 3. Bsan C.B., 1998, Cmputer Aided Design and Manufacture, Jhn Wiley & Sns. 4. Pressman, Rger S., 1994, Sftware Engineering : A Practitiner s Apprach, Third Ed., McGraw-Hill Internatinal Editins. 5. Rnald, W.L.,1991, AutCad A Cncise Guide T Cmmands and Feature, Secnd Editin fr release 10 and Teichlz, Eric, 1999, CAD/CAM Handbk, Mcgraw-Hill Bk Cmpany Cmputer Aided Design / Cmputer Aided Manufactur [Cad/Cam] 149