15
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi telah menuntut adanya usaha-usaha untuk perbaikan proses sebagai upaya untuk peningkatan produktivitas dan efisiensi. Perkembangan dalam proses dan teknologi pemesinan terutama disebabkan oleh penemuan material-material baru yang lebih kuat dan lebih keras sehingga dituntut adanya material perkakas yang lebih baik, juga akibat kebutuhan komponen-komponen dengan bentuk-bentuk kontur yang semakin komplek dan rumit, serta perlunya komponen-komponen dengan tingkat kepresisian yang sangat tinggi. Hal tersebut menuntut adanya suatu mesin perkakas maupun proses pengerjaan yang baru yang tidak dapat dilakukan dengan mesin atau proses yang konvensional. Teknologi baru tersebut dikenal dengan instilah Non Conventional Machinery. Berbagai bentuk Non Conventional Machinery telah ditemukan dan dikembangkan. Klasifikasi proses pengerjaan non konvensional dapat dilakukan menurut beberapa aspek, diantaranya : energi yang dibutuhkan, mekanisme proses pengerjaan, transformasi energi untuk proses pengerjaan, dan media untuk transformasi energi. Berdasarkan aspek klasifikasi tersebut terdapat beberapa istilah yang mempergunakan singkatan, antara lain : AJM (Abrasive Jet Machining), USM (Ultrasonic Machining), CHM (Chemical Machining), ECM (Electro Chemical Machining), ECG (Electro Chemical Grinding ), EDM (Electro Discharge Machining),LBM ( Laser Beam Machining), IBM (Ion Beam Machining), dan PAM (Plasma arc Machining). Dengan pesatnya kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi tidak menutup kemungkinan akan ditemukan proses lain yang mempunyai kelebihan dibandingkan proses-proses yang telah ada saat ini. 1.2 Proses Pengerjaan Konvensional dan Non Konvensional Proses terbentuknya geram diawali dengan adanya kontak langsung antara pahat potong dengan benda kerja yang akan diraut. Kombinasi gerak potong dan gerak makan saat kontak langsung Proses produksi

Bab 1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Bab 1

BAB 1PENDAHULUAN

1.1  Latar belakangPerkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi telah menuntut adanya usaha-usaha

untuk perbaikan proses sebagai upaya untuk peningkatan produktivitas dan efisiensi. Perkembangan dalam proses dan teknologi pemesinan terutama disebabkan oleh penemuan material-material baru yang lebih kuat dan lebih keras sehingga dituntut adanya material perkakas yang lebih baik, juga akibat kebutuhan komponen-komponen dengan bentuk-bentuk kontur yang semakin komplek dan rumit, serta perlunya komponen-komponen dengan tingkat kepresisian yang sangat tinggi. Hal tersebut menuntut adanya suatu mesin perkakas maupun proses pengerjaan yang baru yang tidak dapat dilakukan dengan mesin atau proses yang konvensional. Teknologi baru tersebut dikenal dengan instilah Non Conventional Machinery.

Berbagai bentuk Non Conventional Machinery telah ditemukan dan dikembangkan. Klasifikasi proses pengerjaan non konvensional dapat dilakukan menurut beberapa aspek, diantaranya : energi yang dibutuhkan, mekanisme proses pengerjaan, transformasi energi untuk proses pengerjaan, dan media untuk transformasi energi. Berdasarkan aspek klasifikasi tersebut terdapat beberapa istilah yang mempergunakan singkatan, antara lain : AJM (Abrasive Jet Machining), USM (Ultrasonic Machining), CHM (Chemical Machining), ECM(Electro Chemical Machining), ECG (Electro Chemical Grinding ), EDM (Electro Discharge Machining),LBM ( Laser Beam Machining), IBM (Ion Beam Machining), dan PAM (Plasma arc Machining).

Dengan pesatnya kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi tidak menutup kemungkinan akan ditemukan proses lain yang mempunyai kelebihan dibandingkan proses-proses yang telah ada saat ini.

1.2  Proses Pengerjaan Konvensional dan Non KonvensionalProses terbentuknya geram diawali dengan adanya kontak langsung antara pahat potong

dengan benda kerja yang akan diraut. Kombinasi gerak potong dan gerak makan saat kontak

langsung antara pahat dengan benda kerja menimbulkan gaya geser. Apabila gaya geser yang

terjadi melebihi kekuatan geser material maka terjadilah poses perautan atau pemotongan .

proses pemesinan seperti ini disebut dengan proses pengerjaan konvensional, contohnya adalah

proses pemesinan pada mesin bubut, freis, skrap, planar, bor, gergaji, ekstrusi,  broaching, dsb.

Pada proses pengerjaan konvensional pahat potong harus memiliki kekerasan yang lebih

tinggi dibandingkan dengan material benda kerja yang akan di potong. Selain itu pada saat

proses perautan pahat mengalami keausan. Laju keausan pahat ditentukan oleh beberapa faktor

diantaranya adalah kekerasan material pahat itu sendiri, kekerasan material yang akan dipotong

serta besarnya parameter-parameter pemotongan  yang digunakan. Parameter pemotongan

meliputi kecepatan potong, kecepatan pemakanan, kedalaman potong dan sudut-sudut pahat.

Proses produksi

Page 2: Bab 1

Selain itu laju keausan pahat juga dipengaruhi oleh apakah pada saat proses perautan ada

pendinginan atau tidak.

Berbeda dengan proses pemesinan konvensional, pada proses pemesinan non

konvensional tidak ada kontak langsung antara pahat dengan benda kerja. Proses pemesinan non

konvensional ini bekerja menggunakan beberapa teknologi modern yaitu teknologi electric arch

machining, laser cutting, electro discharge machining, plasma cutting, dan lain-lain. Beberapa

proses pemesinan non konvensional yang banyak dipakai oleh industry manufaktur diantaranya

adalah abrasive jet machining (AJM), electric discharge machining (EDM), ultra sonic maching

(USM), electro chemical grinding, plasma machining, dan lain-lainnya.

Berikut beberapa kelebihan dan kelemahan dari proses pemesinan non konvensional

dibandingkan dengan proses pemesinan konvensional yang ada saat ini.

Kelebihan :

a.       Tingkat akurasi dan kekerasan permukaan hasil pengerjaan lebih bagus.

b.      Tidak ada kontak langsung antara pahat dengan material, sehingga keausan pahat sangat kecil

atau bahkan tidak ada.

c.       Umur pahat lebih panjang.

d.      Proses pemesinan lebih smooth atau berisik.

e.       Tidak dipengaruhi oleh kekerasan material benda kerja.

Disamping ada kelebihan, proses pemesinan non konvensional juga memiliki beberapa

kelemahan yaitu :

a.       Biaya pengoprasian mesin lebih mahal.

b.      Set-up lebih rumit.

c.       Waktu pemesinan lebih lama.

1.3 Maksud Dan Tujuan

            Praktikum Proses Manufaktur II ini dimaksudkan untuk memberikan kompetensi skills

kapada praktikan berupa ketrampilan penyimpanan, penyusunan program dan pengoprasian 

salah satu mesin perkakas dengan proses pengerjaan non konvensional yaitu mesin EDM

(Electric Discharge Machining).

            Adapun tujuan praktikum Proses Manufaktur II secara sepesifik adala :

1.      Praktikan mampu membuat pahat (electrode) mesin EDM.

2.      Praktikan mampu menyusun dan memasukan program EDM ke mesin.

Proses produksi

Page 3: Bab 1

3.      Praktikan mampu mengoprasikan mesin EDM secara mandiri sesuai tugas yang diberikan.

4.      Praktikan mampu menyusun suatu buku laporan Praktikum Proses Manufaktur II sesuai

sistematika penulisan yang di tentukan.

1.4  Sistematika Penulisan

Laporan praktikum disusun dengan sistematika penulisan sebagai berikut :

Bab I . Pendahuluan

Berisi tentang pengertian proses pengerjaan konvensional dan non

konvensional,kelebihan dan kekurangannya,maksud tujuan praktikum.

Bab II . Dasar Pemrograman dan Pengoperasian EDM

            Berisi tentang uraian dan prinsip kerja mesin EDM disertai gambar sketsa dan manual

pengoperasian mesin EDM.  (Materi bisa diambil dari buku literatur, buku panduan praktikum

dan internet).

Bab III . Penyiapan Pahat (elektrode) EDM

            Berisi tentang uraian gambar/foto mesin EDM, peralatan pendukung yang digunakan,

proses pembuatan pahat (electrode) EDM disertai gambar.

Bab IV . Pemrograman dan Pengoperasian Mesin EDM

            Berisi tugas-tugas yaitu : (1) penyusunan diagram alir instruksi kerja : Pemasangan

dan Set-up Pahat (electrode) EDM ; (dan 2) penyusunan diagram alir instuksi kerja :

pemrograman pengoperasian mesin EDM ; (3) penyusunan diagram alir instruksi kerja :

Prosedur Matematikan Mesin EDM ; (4) tabulasi pengukuran hasil pemesinan ; (5) foto pahat

(electrode) dan hasil pemesinan disertai dengan analisa proses pengrjaan non konvensional

menggunakan mesin EDM.

Bab V . Kesimpulan

            Merupakan kesimpulan dari seluruh rangkaian kegiatan praktikum yang diuraikan pada

bab sebelumnya.

Proses produksi

Page 4: Bab 1

BAB IIDasar Pemograman dan Pengoprasian Mesin EDM

2.1 Electric Discharge Machining (EDM)            Electric Discharge Machining (EDM) mengurangi atau menghilangkan logam dari suatu

benda kerja dengan menggunakan loncatan bunga api listrik pada celah antara katoda (pahat)

dengan benda kerja (anoda) secara Periodik (discontinue)  untuk mengikis benda kerja. Ini

berbeda electrical arc machining, dimana pada proses electrical arc machining terjadi busur api

listrik secara kontinyu.

                Proses EDM mmemiliki beberapa kemampuan dalam pengerjaan material, diantaranya adalah :

1.      Kemampuan untuk mengerjakan logam atau paduan yang sangat keras atau tidak mudah dikerjakan dengan proses pengerjaan konvensional. Sehingga dengan demikian proses EDM sangat cocok digunakan dalam pembuatan suatu cetakan (dies) dan perkakas yang terbuat dari baja yang dikeraskan.

2.      Kemampuan untuk mengerjakan bentuk-bentuk permukaan benda kerja yang kompleks.Secara keseluruhan proses pengerjaan material dengan EDM adalah suatu proses yang cukup kompleks. Pahat dan benda kerja berada dalam cairan dielektrik yang pada dasarnya bersifat sebagai media isolator.Prinsip kerja mesin EDM dapat dijelaskan melalui sketsa gambar berikut ini.

Power supply                 (-)

Pahat (-)

                                                                                                Nozel           (+)                                                                                         Benda kerja (+)

cairan dialektrikumfilter

Proses terjadinyaloncatan bunga api listrik diantara katoda dan anoda dapat dijelaskan

sebagai berikut :

Proses produksi

Page 5: Bab 1

1.      Pengaruh medan listrik yang ada diantara pahat dengan benda kerja menyababkan terjadinya

pergerakan dari pada ion positif (proton) dan ion negatif (electron). Masing-masing menuju

kutub yang berlawanan. Akhirnya terbentuklah suatu saluran ion yang bersifat konduktif.

2.      Pada kondisi tersebut, maka arus listrik bisa mengalir melalui saluran ino tersebut  dan terjadilah

loncatan bunga api listrik.

Untuk memungkinkan terjadinya loncatan bunga api listrik maka beda tegangan listrik diantara

kedua benda kerja tersebut diatas ( umumnya pahat bermuatan negative dan benda kerja

bermuatan positif ) harus meliputi break down voltage. Sedangkan break down voltage

tergantung pada :

a.       Jarak pada dua posisi terdekat (gap) antara pahat dengan benda kerja.

b.      Sifat isolator pada cairan dialektrikum.

c.       Tingkat polusi yang terjadi pada celah dialektrikum tersebut.

Proses produksi

Page 6: Bab 1

BAB III

Penyiapan Pahat (elektrode) EDM

     3.1  Pembuatan Dies

Dies (cetakan) adalah adalah rongga tempat material leleh (plastik atau logam) memperoleh

bentuk. Dies terdiri dari dua bagian yaitu pelat bergerak (moveable plate) dan pelat diam

(statioary plate). Sesuai dengan namanya pelat bergerak dipasang pada moveable platen di mesin

injection molding dan pelat diam dipasang di stationary platen. Di dalam mold terdapat jalur

saluran pendingin. Mold memiliki konstruksi yang rumit dimana pembuatannya membutuhkan

mesin-mesin dengan ketelitian tinggi seperti CNC dan EDM, ada pula pembuatan dies dengan

metode dies casting, atau pengecoran. Dalam pembuatan dies sendiri terlebih dahulu kita harus

mengetahui kemampuan besar workpiece yang dapat di kerjakan oleh mesin tersebut. Setelah

mengetahuinya maka pembelian bahan mentah untuk pembuatan dies atau sering disebut dies

block,pemesanan dies block ukuran ditambahkan sekitar 5mm dari ukuran finishing dies yang

akan di kerjakan. Jadi apa bila dies yang di inginkan ukuranya 13 x 13 mm maka pemesanan dies

block kira2 ukuranya 18 x 18 mm, atau di tambahkan 5mm di tiap sisi-sisinya. Setelah

menentukan dies blocknya lalu tentukan mana bagian yang akan menjadi moveable platen dan

mana yang akan menjadi stationary platen. Setelah melakukan pengukuran maka dies block tadi

masuk dalam proses permesinan dengan menggunakan CNC atau EDM untuk pembentukan

hingga bentuk dies yang di inginkan. Jika menggunakan EDM maka pilihlah elektroda yang

paling baik untuk bahan yang akan di kerjakan, pemilihan elektroda yang sesuai dengan

kebutuhan pekerjaan, kekerasan benda atau jenis benda yang dikerjakan, pemilihan elektroda

yang baik akan menghasilkan benda kerja dengan hasil yang baik, apabila memilih elektroda

dengan luka maka hasil pada dies nanti juga akan terjadi luka. Setelah proses pembentukan dies

selesai maka dies tadi masuk ke proses finnishing. Dies memerlukan permukaan yang sangat

halus dan rata, karena permukaan dies yang tidak rata atau kurang halus akan mempengaruhi

hasil benda kerja dari dies nanti. Dalam proses finnishing gunakan EDM dalam prosesnya,

proses finishing berbeda dengan proses roughing, pada proses finnishing arus yang di gunakan

kecil maka sparks (percikan api) yang timbul akan kecil dan menimbulkan permukaan benda

yang halus. Beberapa mesin EDM menggunakan cairan dielektrik khusus untuk proses finishing

sehingga menghasilkan permukaan seperti cermin dengan kehalusan permukaan kurang dari

Rmax l7 m. Pengontrolan cairan dielektrik dapat memperbaiki kehalusan permukaan hasil

Proses produksi

Page 7: Bab 1

proses EDM secara nyata. Beberapa mesin EDM menggunakan cairan dielektrik khusus untuk

proses finishing sehingga menghasilkan permukaan seperti cermin dengan kehalusan permukaan

kurang dari Rmax l7 μm. Beberapa mesin memiliki dua tangki cairan dielektrik, satu untuk

proses pengasaran (roughing) dan semi finishing dan yang satu untuk proses finishing sampai

permukaan benda kerja seperti cermin hasilnya. Beberapa perusahaan pembuat EDM telah

menemukan bahwa menambah bubuk silicon, graphite, atau aluminum pada cairan dielektrik,

dapat menghasilkan kehalusan permukaan yang sempurna.

3.2 Pembuatan Electroda

Elektroda dibuat dari bahan Tembaga, yang memiliki spesifikasi sebagai berikut :

Massa jenis      : 8,9 gr / cm 3

Titik leleh        : 1083 8 C

Tahanan jenis  : 0,0167 mm2 / m

Proses produksi

Page 8: Bab 1

BAB IV

Pemrograman dan Pengoprasian Mesin EDM

4.1 Pengesetan Benda Kerja, Elektroda dan Mesin

Setelah elektroda selesai di buat dan diperiksa geometrinya, langkah selanjutnya adalah

memasang dan mengeset benda kerja pada meja. Langkahlangkah yang dilakukan adalah :

1.      Membuka penutup bak benda kerja

2.      Meletakkan benda kerja pada meja mesin

3.      Menyeting posisi benda kerja terhadap meja mesin dengan menggunakan dial indikator dapat

juga menggunakan siku

4.      Menyalakan pengunci magnetik

Setelah benda kerja terpasang pada meja, langkah berikutnya adalah penyetelan elektroda.

Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut :

1.      Memasang elektroda pada pemegang (quill plate)

2.      Menyeting posisi elektroda dimana posisi elektroda harus paralel dengan sisi benda kerja serta

tegak lurus dengan permukaan benda kerja. Untuk penyetingan ini dapat digunakan dial

indikator. Penyetingan dilakukan dengan memutarkan baut penyetel.

3.      Menyeting posisi nol elektroda untuk menentukan arah gerakan elektroda dan kedalaman

pemakanan. Penyetelan dilakukan dengan menggunakan alarm.

Bila langkah-langkah dia atas telah selesai, maka pengoperasian mesin siap dilaksanakan.

4.2 Pengoperasian Mesin EDM

Setelah langkah seting selesai, maka langkah pengoperasian mesin telah siap 

dilaksanakan, dengan terlebih dahulu menentukan jenis cairan dielektric yang digunakan, dan

parameter kelistrikan yang sesuai.

Dalam proses pembuatan lubang pada sarung injektor ini, beberapa data

dari parameter yang dipilih adalah sebagai berikut :

1)  Jenis cairan dielektric : AVIA I.M.E. 110

     Viscositas : 3,4 cSt

     Flash point : 106

2)  Metode flushing : flushing sisi

Proses produksi

Page 9: Bab 1

3)  Intensity level : 1/2 = 12,5 Ampere

4)  Pulsa On : 10

5)  Pulsa off : 7

6)  Volt discharging : 50

7)  2 gap (mm) flushing : 0,12

8)  Surface roughness (μmRa) : 14

9)  Electrode wear length % : 0,1

10) Material Removal Rate : 35 mm 3/ minute

Pemilihan parameter untuk point 3,4,dan 5 telah ditetapkan di panel mesin, sehingga

tinggal memilih. Untuk parameter nomor 6 sampai 10 dapat dilihat ditabel manual working data

mesin.

4.3  Prosedur Mematikan Mesin EDM

Setelah selesai melakukan proses permesinan, maka kita harus kita haurus melakukan prosedur

untuk mematikan  mesin EDM, langkah-langkahnya sebagai berikut :

1.      Memastikan proses permesinan sudah selesai dengan cara melihat program dimonitor

2.      Menekan tombol untuk menghentikan air pendingin keluar

3.      Menaikan elektroda ke atas supaya memudahkan waktu melepas benda kerja

4.      Mematikan mesin EDM dengan cara menekan tombol OFF

5.      Melepas benda kerja dari mesin EDM untuk melihat hasilnya dan untuk memudahkan untuk

mengukur hasilnya apa sudah sesuai dengan apa yang diingikan

Proses produksi

Page 10: Bab 1

BAB V

KESIMPULAN

Beberapa kesimpulan dapat ditarik dari analisis proses EDM, diantaranya :

1.      Proses pemesinan dengan EDM memerlukan waktu yang ralatif lama dibandingkan dengan

menggunakan proses pemesinan yang lain.

2.      Harga atau ongkos operasi relatif mahal.

3.      Kekerasan permukaan sangat dipengaruhi oleh penyetelan intensitas arus listrik, dimana semakin

besar angka intensitasnya maka permukaan benda kerja semakin kasar.

4.      Dengan hanya dilakukan sekali proses  (tanpa finising) permukaan benda kerja yang dihasilkan

relatif bagus.

5.      Dari perhitungan di atas kita dapat mengetahui bahwa dalam proses pengerjaan program EDM 

di dapat kedalaman 1 mm  membutuhkan waktu 65 menit dan 1 menit menghasilkan kedalaman

0.015 mm

Proses produksi

Page 11: Bab 1

DAFTAR PUSTAKA

Charmilles Technologies, 1988. Machine Manual Form 4 – LC, Charmilles Technologies SA.

Komang Bagiasna, Sigit Yoewono, Diktat Kuliah Proses-proses Non Konvensional.

Mitsubhishi, 2003. Machine Spesifikcation FA 20 V.

Taufiq Rochim, 1993. Teori dan teknologi Proses Pemesinan, HEDS Project

Team Dosen, Lab. Proses Manufaktur II, Fakultas Teknik Industi, Teknik Mesin ITATS,

PANDUAN PRAKTIKUM PROSES MANUFAKTUR II.

Proses produksi