BAB II LANDASAN TEORI Wire Cut adalah Suatu mesin potong dengan cara menggunakan tembaga untuk pembakaran. Tembaga tersebut dialirkan panas untuk memotong baja sehingga. Air adalah media yang berguna sebagai sistem pendingin supaya tidak terjadi peretakan karena wire cut sudah membuat sistem pengaliran air agar tidak kotor kembali, volumenya air sudah disesuaikan dengan ketinggian bahan. Dalam mesin tersebut pembakaran dapat di atur sesuai dengan jenis dan tinggi bahan, sehingga Wire Cut merupakan Mesin yang sangat membutuhkan perawatan. Sistem Wire Cut adalah tembaga yang sudah terbakar akibat pembakaran tidak dapat di gunakan lagi di karenakan serat yang ada di lalam kawat tembaga tersebut tidak sudah terbakar. Sistem air untuk pendingin dikarenakan apabila pembakaran tidak dapat. Robocut α-ic adalah mesin CNC pemotong elektrik dan menjalankan dengan menggunakan kawat elektoda dengan tabel bersumbu XY dengan percikan electric, XY tabel adalah kontrol melalui CNC unit. Wire cut electric adalah terdiri dari 2 kriteria mesin : - Mechanical Unit α-0ic/0ic5 mesin khusus kawat elektroda 0.1-0.3 Ø - Mechanical Unit α-0pic/0pic5 mesin khusus kawat elektroda 0.5-0.3 Ø 6
Dengan elektroda kawat standar adalah 0.25 kawat yang dialiri panas sehingga dapat menggunakan memotong jenis baja maupun jenih lainnya. 2.1 Jenis Jenis Wire Cut 2.1.1 Fanuc Robocut α-0ic Fanuc Robocut α-0ic, Wire Cut jenis ini merupakan jenis pembakaran bahan/baja yang akan di bentuk/potong akan di rendam kedalam air sehigga panas yang dihasilkan elktroda kawat sudah diredam sehingga mesin dalam keadaan dingin meskipun mesin sedang menyala. Mesin fanuc robocut ini sangat dimudahkan dalam membuat profil 2D sampai 3D dan maksimal derajat yang bisa di capai hinggal 20, selain itu mesin ini sangat mudah dalam perawat. Gambar II. 1 FANUC ROBOCUT 2.1.2 MITSUBISHI ELECTRICE Pada Mitsubishi Electrice, pembakaran yang ada di mesin wire cut mitsubishi ini sama dengan mesin fanuc tetapi hasil pembakaran 0.27mm sehingga hasil yang dihasilkan lebih presisi dengan menggunakan kawat 0.2mm dalam pembakaran tetapi sistem pendinginnya tidak menggunakan sistem pendingin hanya dengan aliran air tidak mengunakan sitem rendam shingga bahan 7
yang akan dipotong hanya terkena pendingin di sekitar profil yang akan di potong saja. Sistem NC code nya khusus di buat dengan program CAD/W sehingga ke presisiannya terjaga.. Karakteristik-Karakteristik Mitsubishi: Sistem NC code dengan mengunakan program CAD/W. Kurangnya sistem pendingin ketika sedang melaksanakan pembakaran. Memungkinkan tingkat efisiensi ke presisian bahan yang akan di bentuk. Gambar II. 2 MITSUBISHI ELEKTRIC 2.2 Teori Dasar Perpindahan Panas Perpindahan panas (heat transfer) adalah cabang ilmu yang membicarakan tentang pengetahuan kecepatan perpindahan panas suatu benda panas dan benda dingin yang masing-masing disebut source dan reciever. Ada tiga cara perpindahan panas dari source ke reciever, yaitu cara konduksi, konveksi dan radiasi. Perpindahan kalor secara konduksi terjadi pada 8
suatu benda yang memiliki gradien suhu". Pada benda tersebut akan terjadi perpindahan energi dari bagian yang bersuhu tinggi ke bagian yang bersuhu rendah dengan cara kontak langsung dan tanpa perpindahan atau percampuran molekul. Sedang konveksi adalah perpindahan kalor dari satu titik ke titik yang lainnya dalam fluida (gas atau liquid) secara percampuran sebagian dari fluida tersebut dengan bagian lainnya. Sementara radiasi adalah perpindahan kalor dari source ke reciever tidak dengan cara kontak langsung tapi melalui pancaran gelombang-gelombang panas. Dalam kondisi nyata umumnya proses perpindahan kalor berlangsung dengan kombinasi dua atau tiga cara tersebut secara simultan. Misal perpindahan kalor pada sebuah Wire Cut. Kalau diteliti lebih jauh ada beberapa persamaan antara perpindahan kalor dengan aliran fluida. Pada perpindahan kalor kita dapat mengetahui dengan nyata berapa perpindahan energi dalam BTU/h atau dalam kw, sementara dalam aliran fluida kita dalam mengetahui berapa gallon per menit atau berapa ton/jam fluida yang berpindah. Persamaannya tampak dalam 3 (tiga) hal: 1. Keduanya membutuhkan driving force untuk perpindahannya: a. Pada fluida flow, driving force-nya adalah perbedaan tekanan. b. Pada heat flow, driving force-nya adalah perbedaan temperature. 2. Kedua-duanya harus melewati suatu tekanan terhadap alirannya. Dalam perpindahan atau pebakaran terjadinya perpindahan yang sangat signifikan. 9
2.2.1 Teori Konduksi Seperti hanya tembaga ketika mengalami pembakaran maka tembaga sebut mengalami perubahan suhu di atas... derajat Secara matematis hubungan tersebut dinyatakan sebagai berikut: Q = - k A δ T δ X...(2.1) ( Ref : Holman, J. P. Perpindahan Kalor ) Dimana: Q = laju perpindahan kalor (W) k = konduktivitas termal (thermal conductivity) (W /m. 0 C) δt δx = gradien suhu ke arah perpindahan kalor ( 0 C/m) A = luas penampang tegak lurus aliran (m 2 ) Tanda minus diselipkan agar memenuhi hukum kedua termodinamika, yaitu bahwa kalor mengalir ke tempat yang lebih rendah skala suhunya. Dalam konduksi, energi termal diharitarkan dalam zat padat melalui dua modus, yaitu melalui getaran kisi (lattice vibration) atau dengan angkutan melalui electron bebas. 10
Gambar II. 3 Perpindahan kalor konduksi melalui dinding (Ref : Holman, J. P. Perpindahan Kalar. terj. Ir. E. Jasfi. Jakarta: Erlangga, 1984) Angka konduktivitas menunjukkan seberapa cepat bahan mengalir dari bahan tertentu. Dan ini erat kaitannya dengan kondisi molekul dari zat tersebut. Karena itu konduktivitas energi termal tergantung dari suhu, makin cepat molekul bergerak karena lepasnya ikatan akibat naiknya suhu makin cepat pula ia mengangkut energi. 2.2.2 Teori Konveksi Perpindahan kalor secara konveksi disebabkan karena gerakan fluida. Free atau natural convection terjadi bila pergerakan fluida tersebut tidak disebabkan oleh agitasi mekanis. Sedangkan forced convection disebabkan oleh agitasi. Dalam praktek, agitasi ini dicapai dengan mensirkulasi hot fluid atau cold fluid pada kecepatan yang relatif tinggi di dalam satu pipa (tube). Karena dalam konveksi ada pergerakan dari fluida, maka viskositas fluida tersebut berpengaruh pula pada besarnya tahanan dari laju kalor. 11
Gambar II. 4 Perpindahan kalor Konveksi dan hantaran gabungan (Ref : Holman, J. P. Perpindahan Kalar. terj. Ir. E. Jasfi. Jakarta: Erlangga, 1984) Secara umum rumus dasar konveksi adalah sebagai berikut: q = h A (T w - T ) (2.2) ( Ref : Holman, J. P. Perpindahan Kalar ) Dimana: q = laju perpindahan kalor (W) A = luas permukaan (m 2 ) (T w - T ) = perbedaan suhu (0 C) h = koefisien perpindahan kalor konveksi (W/m 2 0 C) Selain viskositas fluida, sifat-sifat termal f1uida seperti konduktivitas termal, kalor spesifik dan densitas juga mempengaruhi perpindahan kalor secara konveksi ini. 12
2.2.3 Teori Radiasi Berbeda dengan perpindahan kalor melalui konduksi dan konveksi, dimana perpindahan kalor melalui bahan antara, perpindahan kalor secara radiasi tidak memerlukan lagi bahan antara karena panas radiasi dapat dipancarkan lewat gelombang-gelombang panas melalui daerah-daerah hampa. 4 4 q = σ. A.(T 1 T 2 )...(2.3) Dimana: q = laju perpindahan kalor (W) σ = konstanta Stefan-Boltzman dengan nilai 15,669 x 10-8 W/m 2.K 4 A = luas permukaan (m 2 ) T = suhu (K) Persamaan ini untuk benda hitam (black body), sedang untuk benda yang lain, memiliki sifat "abu-abu", harus memperhitungkan faktor lain, yaitu emisivitas (emissivity), dengan notasi ε. Selain itu harus diperhitungkan pula bahwa radiasi dari suatu permukaan tak seluruh sampai pada permukaan lain, karena radiasi elektromagnetik berjalan menurut garis lurus dan sebagian hilang ke lingkungan. Untuk memperhitungkan kedua situasi berubah menjadi: q = F e.f G.s.A.(T 4 1 -T 4 2 ).(2.4) Dimana: Fe adalah fungsi emisivitas dan 13
FG adalah faktor pandangan (view factor) Fenomena radiasi dalam prakteknya amat rumit dan menuntut perhitungan yang cukup kompleks dibanding pers.(3.4) Gambar II. 5 Fraksi Radiasi Benda Hitam dalam Interval panjang Gelombang. (Ref : Holman, J. P. Perpindahan Kalar. terj. Ir. E. Jasfi. Jakarta: Erlangga, 1984) 2.3 Desain dan Tipe WIRE CUT Prinsip dasar dalam pemilihan Wire Cut adalah sama seperti memilih peralatan mesin potong untuk industri. Tetapi seorang desainer harus sadar akan penataan keseluruhan sistem untuk dapat mengintegrasikan sistem Wire Cut sesuai dengan keperluan pembangkit. Bahan pertimbangannya seperti efisiensi dan keekonomisan siklus harus diperhatikan sehingga mesin Wire Cut yang di 14
pakai dapat memaksimalkan disain/ profil yang akan di buat sesuai dengan kebutuhan manufactur. Ada tiga aspek yang perlu diperhatikan dalam memilih Wire Cut untuk memaksimalkan agar pengoperasiannya optimal yaitu: 1. Memanfaakan meja yang ada di mesin sesuai dengan kebutuhan. 2. Pembakaran di pilih dengan sepresisi mungkin sebab sangat ter pengaruh pada bahan yang akan di bentuk 3. Sisem pendingin yang besifat menahan panas cukup baik agar perpindahan panas disetiap tingkatan suhu bisa optimum dan dapat di dinginkan dengan sistem pendingin. Sesuai dengan sistem tehnologi dapat dan juga sistem pemotongan, Wire Cut dapat dibedakan menjadi dua tipe aliran yaitu: 2.3.1 MEJA PADA WIRE CUT Dalam design meja pada wire cut sangat dibutuhkan kepresisian dikarenakan apabila terdapat meja yang tidak rata akan mengakibatkan ukuran dan profil benda yang sudah di potong akan mengalami kecacatan. Penggunaan meja untuk mencekam benda kerja sangat berpengaruh pada kekuatan baut dan ketahanan meja menahan baut tersebut. 15
Gambar II. 6 MEJA WIRE CUT 2.3.2 Pendingin/Penahan Panas Pendigin dalam Wire Cut yaitu dengan membuat bahan yang akan dipotong supaya tidak panas dan disesuaikan dengan air sehingga dapat menahan panas dengan baik. 2.4 Layar Monitor Pemotongan Layar monitor ini mengijinkan kamu memeriksa posisi yang sekarang selama pengerjaan dengan mesin dengan disertakan suatu gambar. Dalam monitor juga mengijinkan kamu untuk memeriksa kondisi-kondisi memotong yang sekarang, program dalam pelaksanaan, dan berbagai menentukan. 16
Gambar II. 7 Monitor pada Wire cut dalam keadaan pemotongan 2.4.1 Nozzle Nozzle berfungsi untuk memindahkan atau bergerak sesuai dengan irama yang sesuai dengan NC code dan bertugas untuk membuat pembakaran untuk menjadi lebih baik. 17
Gambar II. 8 Nozzle 2.4.1Motor Dinamo Motor Dinamo berfungsi untuk menyedot / mengalirkan air pendingin dapat dikatan penggerak aliran pada air pada saat pembakaran maupun dalam keadaan stabil. 18
Gambar II. 9 Motor penggerak untuk pendigin. 2.5 NC pada Wire Cut Pada sasarnya NC code sama di karnakan menggunkan G Code dan M Code namun nc code juga sangat penting dalam CNC wire cut. NC code berfungsi mengatur pergerakan dalam keadaan mesin apabila tidak sesuai dapat mengakibatkan kesalahan kordinat. Dalam membuat Nc code kita disarankan mengecek ulang supaya tidak melakukan kesulitan. 19