TI-2121: Proses Manufaktur Pemesinan Non-Tradisional dan Proses Pemotongan Thermal Laboratorium Sistem Produksi www.lspitb.org 2003 Hasil Pembelajaran Umum: Memberikan mahasiswa pengetahuan yang komprehensif tentang dasar-dasar proses pemesinan dan mesin perkakas, proses forming dan molding, metrology dan aplikasi terhadap kualitas produk dan analisis system manufaktur. Khusus: Memberikan pemahaman terhadap proses pemesinan non-tradisional dan proses pemotongan thermal TI2121 - Proses Manufaktur - 13 2 1
Pemesinan Non-Tradisional Proses pemotongan material tanpa menggunakan pahat, tetapi dilakukan menggunakan energi: Mekanik (mechanical) Termal (thermal) Elektrik (electrical) Kimia (chemestry) Kebuthan pemesinan non-tradisional Pemotongan material logam dan non-logam baru (sifat material baru seperti: kekuatan tinggi, kekerasan tinggi, keuletan tinggi) Pemotongan dengan bentuk geometri yang ireguler atau komplek Keperluan untuk menghindari cacat pada permukaan material akibat pemotongan dengan menggunakan cara konvensional TI2121 - Proses Manufaktur - 13 3 Proses Energi Mekanik (1) Ultrasonic Machining (USM) Air yang mengandung partikel abrasif dialirkan pada kecepatan tinggi Partikel abrasif berbenturan dengan benda kerja akibat dari tool yang berosilasi dengan amplitudo yang rendah (0.0075mm) dan frekuensi yang tinggi (20,000 Hz) Material tools: soft steel, stainless stell Material abrasif: boron nitride, boron carbide, alumnum oxide, silicon carbide Konsentrasi partikel abrasif dalam air: 20 60% Cocok untuk pemotongan material: Keras& getas Spt: keramik, gelas, titanium TI2121 - Proses Manufaktur - 13 4 2
Water Jet Cutting / hydrodynamic machining (WJC) Aliran air dengan tekanan dan kecepatan yang tinggi diarahkan ke benda kerja hingga menyebabkan pemotongan Diameter noozle: 0.1 0.4mm Tekanan: 400MPa Kecepatan: 900m/s Material potong: polimer Proses Energi Mekanik (2) TI2121 - Proses Manufaktur - 13 5 Proses Energi Mekanik (3) Abrasive Jet Machining (AJM) Aliran gas yang berisi partikel abrasive untuk pemotong material Gas: dry air, nitrogen, carbon dioxide, helium Tekanan 0.2 1.4 MPa Kecepatan: 2.5 5 m/s Untuk operasi finishing seperti: Deburing, trimming, cleaning, polishing Cocok untuk material keras & getas seperti: Gelas, silicon, mica dan keramik TI2121 - Proses Manufaktur - 13 6 3
Proses Pemesinan Electrochemical (1) Electrochemical Machining (ECM) Pemotongan dilakukan dengan mengalirkan electrolyte pada meterial yang bersifat konduktif, dimana bentuk pemotongan bergantung pada bentuk tool elektrode Prinsip: material berkurang (deplating) akibat perpindahan material dari kutub anoda (+) menuju kutub katoda (-) Material tersebut tidak menumpuk di tool karena terbawa oleh aliran electrolyte TI2121 - Proses Manufaktur - 13 7 Proses Pemesinan Electrochemical (2) Electrochemical Deburing (ECD) Adaptasi dari ECM untuk menghilangkan burr atau sudut-sudut yang tajam TI2121 - Proses Manufaktur - 13 8 4
Proses Pemesinan Electrochemical (3) Electrochemical Grinding (ECG) Proses pengurangan material (deplating) 95% akibat dari ECG, 5% akibat dan aksi abrasif pada roda gerinda Aplikasi: Pengasahanpahat Jarum bedah Tabung berdinding tipis TI2121 - Proses Manufaktur - 13 9 Proses Energi Termal (1) Electric Discharge Machining (EDM) Proses non-tradisional yang paling banyak dipakai Parameter: arus discharge & frekuensi discharge TI2121 - Proses Manufaktur - 13 10 5
Proses Energi Termal (2) Electric Discharge Machining (EDM) Permukaan finish: arus discharge rendah dan frekuensi discharge tinggi Overcut terjadi akibat discharge terjadi pada sisi samping tools (a) surface finish in EDM (b) Overcut in EDM TI2121 - Proses Manufaktur - 13 11 Proses Energi Termal (3) Electric Discharge Wire Cutting (EDWC) Sering disebut wire EDM Kawat sebagai media elektrode TI2121 - Proses Manufaktur - 13 12 6
Proses Energi Termal (4) Electric Discharge Wire Cutting (EDWC) Definistion of kerf and overcut in EDWC TI2121 - Proses Manufaktur - 13 13 Proses Energi Termal (5) Electric Discharge Wire Cutting (EDWC) Contoh pemotongan menggunakan EDWC TI2121 - Proses Manufaktur - 13 14 7
Proses Pemesinan Kimia (1) Terdiri dari beberapa tahap Cleaning proses pembersihan agar proses pemotongan material merata Masking Pelapis(maskant) bagian material yang tidak mengalami proses pemesinan Etching Material dicelup ke dalam etching untuk proses pemotongan material terjadi Demasking Penghilangan maskant TI2121 - Proses Manufaktur - 13 15 Proses Pemesinan Kimia (2) Common work material and etchants in CHM, with typical penetration rates and etch factors TI2121 - Proses Manufaktur - 13 16 8
Chemical milling Proses Pemesinan Kimia (3) (1) clean raw part (2) apply maskant (3) scribe, cut and peel the maskant from areas to be etched (4) etch (5) remove maskant and clean to yield finished part Banyak digunakan pada komponen pesawat mengurangi berat komponen dimana kemungkinan catat metalurgi yang kecil TI2121 - Proses Manufaktur - 13 17 Proses Pemesinan Kimia (4) Chemical milling Surface finishes expected in chemical milling TI2121 - Proses Manufaktur - 13 18 9
Proses Pemesinan Kimia (4) Chemical blanking Menggunakan erosi kimia untuk memotong lembar logam yang sangat tipis; 0.025mm (1) clean raw material (2) apply resist (maskant) (3) etch (partially completed) (4) etch (completed) (5) remove resist and clean to yield finished part TI2121 - Proses Manufaktur - 13 19 Proses Pemesinan Kimia (5) Chemical blanking Contoh komponen yang dibuat menggunakan chemical blanking TI2121 - Proses Manufaktur - 13 20 10
Photochemical machining Proses Pemesinan Kimia (6) (1) clean raw part (2) apply resist (maskant) by dipping, spraying or painting (3) place negative on resist (4) expose to ultraviolet light (5) develop to remove resist from areas to be etched (6) etch (shown partially etched) (7) etch (completed) (8) remove resist and clean to yield finished part TI2121 - Proses Manufaktur - 13 21 Pertimbangan Aplikasi Pemesinan Non-Tradisional (1) (a) very small diameter holes (b) holes with large depth-to-diameter ratios (c) non-round holes (d) narrow, non-straight slots (e) pockets (f) die-sinking TI2121 - Proses Manufaktur - 13 22 11
Pertimbangan Aplikasi Pemesinan Non-Tradisional (2) (a) very small diameter holes (b) holes with large depth-to-diameter ratios (c) non-round holes (d) narrow, non-straight slots (e) pockets (f) die-sinking TI2121 - Proses Manufaktur - 13 23 Karakteristik Pemesinan Non-Tradisional TI2121 - Proses Manufaktur - 13 24 12