Teknik Manufaktur I (TMS205ME) Dosen: Dr. Hendri Yanda, MSc. Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik - Universitas Andalas Sem Ganjil TA 2013/2014

Transkripsi

1 Teknik Manufaktur I (TMS205ME) Dosen: Dr. Hendri Yanda, MSc Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik - Universitas Andalas Sem Ganjil TA 2013/2014

2 Pertemuan ke-1 Pengenalan Proses Manufaktur

3 Referensi Begeman, Amstead, Manufacturing Processes, John Wiley, 1974 Paul E. De Garmo, Material and Processes in manufacturing, John Wiley, McMillan, 1969 Kalpakjian, Manufacturing Processes Groover, Fundamental of Modern Manufacturing, 2006 Rochim, T. Teori dan Teknologi Proses Pemesinan, Penerbit Institut Teknologi Bandung, Indonesia, 1993

4 Aturan Perkuliahan UTS (35%) UAS (35%) Tugas & Quiz (15%) Praktikum kerja bengkel 1 SKS (15%) Kehadiran min. 75%, kalau tidak kertas ujian tidak diperiksa. Kuliah dengan pakaian sopan dan tidak pakai sandal

5 Kilasan Dalam kehidupan sehari-hari, kita kenal berbagai jenis produk. Dalam industripun, terdapat beragam produk. Untuk mendapatkan bentuk akhir dari produk tersebut diperlukan proses-proses produksi, salah satu diantaranya adalah proses pemesinan. Matakuliah ini memberikan pengenalan terhadap berbagai jenis mesin yang digunakan untuk mengubah bahan baku menjadi produk akhir. Pembahasan dibatasi pada material logam.

6 Isi kuliah Pengantar teknik manufaktur (berbagai macam proses manufaktur) Proses pemesinan (machining processes) Proses pemotongan untuk membuat benda selindris (bubut, gurdi, boring, tapping, reaming, dll) Proses pemotongan untuk membuat benda beragam bentuk/ prismatik (freis, shaping, skrap, pembuatan roda gigi, broaching) Proses abrasif Proses non-konvensional Definisi dan jenis proses pemotongan Perkakas potong (geometri, material, keausan dan umur pahat) Perkakas bantu (jig & fixtures) Pratikum teknik manufaktur 1.

7 Hasil belajar yang diharapkan (Outcomes) Pengetahuan berbagai jenis proses produksi, mesin perkakas dan fungsinya. Pengetahuan berbagai parameter yang berhubungan dengan proses pemesinan. Pengetahuan mesin-mesin non konvensional yang dipergunakan untuk proses pemotongan

8 Pengertian Proses Manufaktur Teknologi Manufaktur merupakan applikasi prosesproses secara phisik dan kimia untuk mengubah geometri, sifat-sifat material, dan/atau tampilan dari material awal untuk membuat produk. Ekonomi menambah nilai material awal dengan cara merubah bentuk dan sifat-sifat material awal 8

9 Pengertian Proses Manufaktur Suatu kegiatan untuk meningkatkan kegunaan (utility) dari suatu benda, dengan masukan faktor produksi dan bentuk keluaran berupa produk. Proses peningkatan kegunaan dilakukan dengan pengubahan (transformasi) dengan memakai teknologi tertentu disebut dengan proses manufaktur atau proses produksi.

10 Pengertian Proses Manufaktur = teknik manufaktur ; = Proses produksi Suatu proses/teknik/cara yang dilakukan untuk mengubah bahan mentah/setengah jadi menjadi produk yang lebih berguna dengan menggunakan proses, peralatan, operasi dan tenaga manusia yang bervariasi sesuai rancangan yang bersifat efektif biaya dan menghasilkan untung. 10

11 Pengertian Proses Manufaktur Keluaran produksi adalah produk dengan nilai kegunaan yang lebih tinggi. Nilai kegunaan tersebut disebut dengan nilai tambah (Added Value) Added Value is defined as the difference between a particular product's final selling price and the direct and indirect input used in making that particular product. Setiap produk ini (di atas) memiliki added value yang berbeda-beda. Biasanya produk dengan teknologi yang rendah memiliki added value yang rendah pula demikian sebaliknya. Ilustrasi: 50 kg paduan aluminium bisa berharga $500,-, tetapi bila material ini sudah merupakan sebuah komponen pesawat terbang maka dapat bernilai 30x lipat dari harga semula.

12 Pengertian proses produksi Proses produksi adalah proses tranformasi dengan masukan berupa bahan baku (material) dengan menggunakan faktor atau resource produksi (seperti: tenaga kerja, peralatan produksi, metoda (teknologi/ know-how), sumber daya uang dan energi) menjadi produk (keluaran) Produk dalam hal ini dapat berupa produk (kumpulan dari part), rakitan (assy) atau komponen tunggal (part). Sedangkan proses transformasi itu sendiri terdiri dari 2 tahapan yaitu: Tahapan pembuatan komponen tunggal (part) seperti: proses pengecoran, pembentukan, pemesinan, dll. Tahapan penggabungan part menjadi assy atau produk atau disebut dengan proses perakitan (assembly)

13 Diagram Proses Produksi Bahan baku Proses Produksi Produk Operator Mesin Kapital Informasi Energi 4M= Materials Machines Men Modals + Information & Energy

14 Pengertian SISTEM MANUFAKTUR Sebuah sistem dimana bahan mentah diproses dari satu bentuk ke bentuk lain, yang disebut dengan produk. Bahan mentah memperoleh pertambahan nilai dalam proses dan menghasilkan keuntungan. 14

15 Klasifikasi Proses Manufaktur Proses pengecoran (Casting Processes) Proses pembentukan (Forming and Shaping Processes) Proses pemesinan (Machining Processes) Proses produksi polimer (Polymer Processing) Proses metalurgi serbuk (Powder Metallurgy) Proses penggabungan (Joining Processes) Proses penyelesaian akhir seperti heat treatment dan surface treatment (Finishing Processes) Proses perakitan (Assembly Processes) [Klasifikasi ini menurut: Kalpakjihan, Manufacturing Processes] Karena proses produksi itu sendiri padat teknologi (know-how) maka sering disebut orang teknologi produksi (teknik manufaktur). Sedangkan istilah sistem produksi lebih berorientasi kepada aspek manajemen pada produksi (atau bukan lagi aspek teknologinya)

16 Proses Pengecoran (Casting) Ciri-ciri: - Bahan/logam dipanaskan hingga temperatur leleh (melting point) - Bahan yang meleleh dituangkan kedalam cetakan (mold) - Contoh: Die Casting, Investment Casting, Centrifugal Casting, dll

17 Proses Pengecoran (Casting) Ciri-ciri: - Bahan/logam dipanaskan hingga temperatur leleh (melting point) - Bahan yang meleleh dituangkan kedalam cetakan (mold), temperatur leleh cetakan temp leleh logam - Contoh: Sand Casting, Die Casting, Investment Casting, Centrifugal Casting, dll

18 Jenis-jenis Proses Pengecoran Pengecoran Pasir (Sand Casting) Investment casting Die Casting

19 Pengecoran Pasir (Sand Casting)

20 Investment Casting

21 Die Casting, ada tekanan

22 Injection Moulding; plastics Blow molding Rotational molding

23 Injection Moulding

24 Blow Moulding

25 Contoh produk hasil proses pengecoran Proses produksi ini padat teknologi (know-how). Sedangkan aspek manajemen belum signifikan

26 Proses Pembentukan (Forming) Ciri-ciri: - Bahan/logam mengalami deformasi plastik sesuai dengan bentuk yang diingini - Tidak ada material yang terbuang dalam bentuk geram - Contoh: - tempa (forging), deep drawing - sheet metalworking seperti: rolling, bending, shearing, blanking, punching, dll - wire drawing, dll.

27 Beberapa Contoh produk hasil proses pembentukan deep drawing tempa blanking Proses produksi ini padat teknologi (know-how). Sedangkan aspek manajemen belum signifikan

28 Proses Pemesinan (Machining Process) Ciri-ciri: -Terjadi deformasi plastis - Proses pemotongan logam yang disertai dengan terbentuknya geram (chip) - Adanya gerakan relatif antara pahat potong & bendakerja (pahat potong jauh lebih keras dari benda kerja sehingga dengan adanya gerakan tersebut material bendakerja terpotong) - termasuk proses pengerjaan akhir untuk menghasilkan komponen/part sesuai spesifikasi geometrik (ukuran, bentuk & kekasaran permukaan) yang diminta.

29 Beberapa Contoh Produk hasil proses pemesinan Proses produksi ini padat teknologi (know-how). Sedangkan tinjauan aspek manajemen belum signifikan untuk dipermasalahkan.

30 Proses Metalurgi Serbuk (Powder Metalurgy) Ciri-ciri: - Bahan dasar teknologi ini adalah serbuk metal (metallic powder) - Serbuk metal ditekan (press) sesuai dengan bentuk part yang akan dibuat - Dilanjutkan dengan proses pemanasan pada temperatur tinggi (sintering) agar partikel serbuk menyatu (bonding) menjadi massa yang rigid

31 Beberapa contoh produk hasil proses metalurgi serbuk Proses produksi ini padat teknologi (know-how). Sedangkan tinjauan aspek manajemen belum signifikan untuk dipermasalahkan.

32 Proses Penyambungan (Joining Process) - Proses penyambungan tidak tetap dapat dilakukan dengan sambungan baut - Proses penyambungan tetap umumnya dilakukan dengan proses las (welding process) seperti: - Arc welding (las busur listrik) - Resistance welding (las tahanan listrik) - Oxyacetylene welding (las asitilen/karbit) - Electro beam welding - Laser beam welding, dll - Proses penyambungan lain: riveting, brazing, soldering dan adhesive bonding

33 Las Asitilen/Las Karbit (Oxyacetylene welding) C 2 H 2 + O 2 CO 2 + H 2 O + energi panas C 2 H 2 = asitilen = tabung merah O2 = Oksigen = tabung hijau Gas regulator Valve (katub) pengatur gas Welding torch

34 Shielded-Metal Arc Welding (SMAW) SMAW termasuk dalam arc welding (las busur listrik), dimana logam dasar & pengisi sama-sama meleleh (melting) SMAW merupakan suatu teknik pengelasan dengan menggunakan arus listrik berbentuk busur arus dan elektroda berselaput (dilapisi oleh lapisan flux), yang berfungsi sebagai pembentuk gas yang melindungi cairan logam dari kontaminasi udara sekelilingnya. Jenis las ini paling banyak dipakai di industri

35 Las Titik (Spot Welding) Merupakan jenis resistance welding Dihasilkan panas karena adanya tahanan (R) antar dua elektroda dan arus listrik (i) sehingga dua bagian material meleleh secara lokal (membentuk titik) Dipakai terbatas pada penyambungan pelat

36 Seam Welding Merupakan jenis resistance welding Dihasilkan panas karena adanya tahanan (R) dan arus listrik (i) antar dua roda elektroda yang berputar sehingga bagian material yang dilewati meleleh dan menyambung Dipakai terbatas pada penyambungan pelat

37 Proses Perlakuan Panas & Permukaan Perlakuan panas (heat treatment) adalah salah satu proses untuk mengubah struktur logam dengan jalan memanaskan bendakerja pada tungku pemanas sampai dengan temperatur rekristalisasi selama periode waktu tertentu kemudian didinginkan pada media pendingin seperti udara, air, air garam, oli dan solar yang masingmasing mempunyai kerapatan pendinginan yang berbeda-beda. Dengan adanya pemanasan atau pendinginan dengan kecepatan tertentu maka logam dan paduan memperlihatkan perubahan strukturnya yang akan mengubah juga sifat mekanik logam tersebut.

38 Proses Perlakuan Panas & Permukaan Beberapa perlakuan panas bertujuan untuk melunakkan struktur kristal, menghaluskan butir, menghilangkan tegangan dalam dan memperbaiki machineability. Jenis dari perlakukan panas antara lain disebut dengan annealing, normalizing dan homogenizing. Sedangkan perlakuan panas untuk mendapatkan kekerasan dan kekuatan yang lebih tinggi antara lain adalah celup cepat (quenching), hardening, martempering dan austempering. Tujuan Proses Perlakuan Panas: Memperbaiki sifat mekanik (kekerasan, kekuatan, ketangguhan, fatique, dll) sesuai dengan yang dikehendaki

39 Surface Treatment Sedangkan perlakuan permukaan (surface treatment) merupakan proses untuk meningkatkan karakteristik permukaan logam seperti tahan terhadap korosi, tahan geser dan aus, permukaan yang lebih kuat dan keras serta memberikan aspek estetika tertentu. Yang termasuk dalam proses perlakuan permukaan adalah carburizing, nitriding dan flame hardening, electroplating, coating (melapisi), pengecatan, dan lain-lain.

40 Proses Perakitan (Assembling) - Proses penyatuan beberapa part/komponen menjadi sub-assy atau produk - Proses perakitan dapat dilakukan secara - Manual (manual assembly) - Otomatis (automatic assembly) cth: memakai robot industri - Gabungan manual dan otomatik - Proses perakitan memerlukan lini perakitan (lihat gambar contoh) yang dapat terdiri dari stasiun kerja manual dan otomatis dengan memakai robot industri

41 Contoh suatu lini perakitan

42 Perakitan manual & otomatis

43 Contoh suatu lini perakitan