BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Proses Pengecoran

Pengecoran merupakan salah satu proses produksi dengan cara

menuangkan logam cair kedalam suatu cetakan sehingga membentuk suatu

produk. Pada perkembangannya, proses pengecoran dapat diklasifikasikan

menjadi beberapa kelompok berdasarkan jenis cetakan (mold), apakah permanent

atau expendable. Subklasifikasinya dibuat berdasarkan jenis dari polanya

(pattern), apakah permanent atau expendable. Lalu subklasifikasi tingkat duanya

dibuat berdasarkan tipe pengikat (bond) yang digunakan untuk membuat mold.

Tabel 2.1 memperlihatkan klasifikasi dari proses pengecoran tersebut.

Masing-masing jenis pengecoran yang terlihat pada Tabel 2.1 memiliki

karakteristik yang berbeda-beda. Proses pengecoran dengan cetakan permanen

(permanent mold) memiliki produktivitas dan ketelitian yang tinggi, tetapi hanya

mampu untuk mengecor produk dari material logam non-ferrous dan beratnya pun

tertentu (<50kg). Contoh dari pengecoran dengan permanent mold ini adalah:

• Pressure die casting dimana pengecoran dilakukan dengan cara

menginjeksikan logam cair dengan tekanan ke cetakan dari baja yang telah

dikeraskan (hardened steel) yang dilengkapi dengan sistem pendingin.

Apabila benda yang ingin dibuat memiliki rongga atau undercut maka

cetakan dilengkapi dengan inti (core) yang terbuat dari logam. Setelah

logam cair yang diinjeksikan ke cetakan membeku, setengah cetakan

digerakkan dan produk coran dikeluarkan dengan pin ejector. Proses ini

cocok untuk benda dari logam non-ferrous dengan ukuran kecil sampai

medium dan memiliki bentuk yang rumit dan ketebalan dinding tipis.

• Gravity die casting dimana logam cair dituang dengan pengaruh gaya

gravitasi ke cetakan yang terbuat dari besi cor berlapis keramik. Apabila

benda memiliki rongga di dalamnya, maka pada cetakan disisipkan inti

5

Tabel 2.1 Klasifikasi untuk Proses Pengecoran Berdasarkan Jenis Mold [1]

Expendable Mold Process

Permanent patterns Clay/water bonds (green sand molding) Silica sand Olivine sand Chromite sand Zircon sand Heat-cured resin binder processes Shell process (Croning process) Furan hot box Phenolic hot box Warm box (furfuryl/catalyst) Oven bake (core oil) Cold box resin binder processes Phenolic urethane Furan/SO2 Free radial cure (acrylic/epoxy) Phenolic ester No-bake resin binder processes Furan (acid catalyzed) Phenolic (acid catalyzed) Oil urethane Phenolic urethane Polyol urethane Silicate and phosphate bonds Sodium silicate/CO2 Shaw process (ceramic molding) Unicast process (ceramic molding) Alumina phospate Plaster bonds Gypsum bond No bond Magnetic molding Vacuum molding Expendable patterns Foamed patterns Lost foam casting Replicast process Wax pattern (investment casting) Ethyl silicate bonded block molds Ethyl silicate bonded ceramic shell molds Colloidal silica bond Plaster bond Counter-gravity low-pressure casting

Permanent Mold Process

Die casting High-pressure die casting Low-pressure die casting Gravity die casting (permanent mold) Centrifugal casting Vertical centrifugal casting Horizontal centrifugal casting Hybrid processes Squeeze casting Semisolid metal casting (rheocasting) Osprey process

6

yang dapat dibuat dari logam atau pasir. Setelah logam cair yang dituang

ke cetakan membeku dan mendingin, cetakan dipisahkan untuk mengambil

benda coran.

• Centrifugal casting merupakan proses pengecoran dimana logam cair

dituang ke dalam cetakan yang diputar sehingga gaya sentrifugal akan

mendorong logam cair ke cetakan.

• Squeeze casting merupakan proses pengecoran dimana logam semi-padat

ditekan ke cetakan sehingga mengisis rongga cetakan. Proses ini sangat

bermanfaat untuk benda yang terbuat dari material komposit.

Pengecoran dengan cetakan sekali pakai (expendable mold) dapat

digunakan untuk mengecor benda dari segala jenis material logam, baik besi

maupun bukan besi (non-ferrous), serta proses ini dapat mengecor produk dengan

berat yang lebih besar dibandingkan dengan berat yang mampu diterima oleh

proses pengecoran permanent mold. Namun, proses pengecoran dengan cetakan

sekali pakai selalu membutuhkan cetakan baru yang dirangkai dengan sistem

saluran dan penuangan untuk melakukan setiap proses pengecoran sehingga

membutuhkan banyak waktu. Cetakan sekali pakai itu dapat dibuat dengan

menggunakan pola permanen (permanent pattern) atau pola sekali pakai

(expendable pattern). Permanent pattern dapat dibuat dari kayu, logam, ataupun

plastik, dan contohnya adalah:

• Sand casting dimana proses pengecoran ini dilakukan dengan cara

mencampur pasir, bahan pengikat (binder), dan air, kemudian dipadatkan

mengelilingi pola dari kayu atau logam untuk menghasilkan cetakan.

Selanjutnya cetakan diambil dari pola dan dirangkai dengan inti (core) jika

diperlukan. Logam cair dituang ke dalam rongga cetakan, dan dibiarkan

membeku dan dingin yang diikuti dengan pengambilan hasil coran dengan

memecah cetakan. Jenis pengecoran ini cocok untuk benda yang terbuat

dari beragam logam baik besi (ferrous) maupun bukan besi (non-ferrous),

benda dengan segala ukuran maupun dengan geometri yang rumit.

• Vacuum casting merupakan proses pengecoran dimana logam cair ditarik

ke cetakan di bawah pengaruh tekanan vakum.

7

Expendable pattern dapat dibuat dari lilin (wax), expendable polystyrene

(EPS) maupun material polimer lain. Contoh dari proses pengecoran dengan

expendable pattern adalah:

• Investment casting dimana proses pengecoran ini dilakukan dengan cara

menginjeksikan lilin (wax) ke cetakan logam untuk membuat pola, yang

akan digabung dengan saluran (sprue) sehingga bentuknya seperti pohon.

Pola yang telah digabung dengan sprue dicelupkan ke bubur keramik

(ceramic slurry) dan dikeringkan, yang diikuti dengan pemanggangan

untuk melelehkan lilin. Cetakan dari keramik yang telah terbentuk ini

perlu dipanaskan dahulu sebelum logam cair dituang ke dalamnya. Setelah

logam cair membeku dan dingin, cetakan dipecah untuk mengambil

produk coran. Proses pengecoran ini cocok untuk benda yang terbuat dari

material logam apapun, benda berukuran kecil dengan bentuk yang rumit

maupun dengan dinding yang tipis.

• Lost foam casting merupakan proses pengecoran dimana pasir dipadatkan

mengelilingi pola sekali pakai dari polystyrene (expendable polystyrene

pattern) dan logam cair dituang sehingga akan menguapkan pola dan

mengisi rongga yang ditinggalkan pola.

2.2 Investment Casting

Investment casting merupakan salah satu jenis proses pengecoran yang

dapat menghasilkan produk coran dengan spesifikasi geometri yang hampir

mencapai final, sehingga investment casting ini lebih banyak dipilih dibandingkan

proses-proses pengecoran lainnya.

Pada proses investment casting ini, pola sekali pakai (expendable

pattern/disposable pattern), biasanya wax, dicelupkan ke dalam ceramic slurry

dan dibiarkan sampai mengeras untuk membuat cetakan coran sekali pakai

(expendable mold/disposable mold). Maksud dari sekali pakai ini adalah bahwa

pola tersebut dihancurkan ketika akan mengambil cetakan, dan cetakan tersebut

juga dihancurkan ketika akan mengambil produk coran. Keseluruhan proses

investment casting dapat dilihat pada Gambar 2.1 berikut.

8

1110

987

654

321

Gambar 2.1 Tahap-tahap dalam investment casting [2]

Urutan dari tahap investment casting tersebut adalah sebagai berikut:

1. Proses dimulai dengan pembuatan pola. Material pola (wax) diinjeksikan

ke dalam cetakan.

2. Setelah mengeras, pola wax bisa dikeluarkan dari cetakan.

3. Bila produk yang dicor berukuran relatif kecil maka pola-pola tersebut

dapat dirangkai, sehingga dalam sekali pengecoran akan didapatkan

9

beberapa produk. Namun jika produknya besar, maka sekali pengecoran

biasanya hanya menghasilkan satu produk saja.

4. Selanjutnya pola tersebut dicelupkan ke dalam ceramic slurry.

5. Lalu pola tersebut di-stucco, yaitu diberi taburan partikel-partikel keramik

kasar, bisa dicelup, dispray, atau dimasukkan ke dalam fluidized bed.

6. Ditunggu sampai mengeras hingga terbentuklah mold keramik (ceramic

mold).

7. Setelah mengeras, ceramic mold tersebut dipanaskan untuk membuang

lilin di dalamnya.

8. Lalu ceramic mold tersebut dibakar untuk mengurangi kelembabannya.

9. Setelah itu ceramic mold tersebut diisi logam cair dan ditunggu sampai

logam mengeras.

10. Setelah itu, ceramic mold dipecahkan untuk mengambil produk coran di

dalamnya. Produk coran tersebut selanjutnya di-finishing (misalnya

digerinda) bila perlu.

11. Dan terakhir, produk-produk tersebut diinspeksi. Dapat dilihat hasil dari

pengecoran sangat menyerupai pola awalnya.

Tahap-tahap di atas secara garis besar dibagi menjadi 3 bagian yaitu

pembuatan pola, pembuatan mold dan pengecoran logam. Tahap yang akan

diuraikan dalam kesempatan ini hanyalah bagian pembutan pola.

2.2.1 Pembuatan Pola (Wax Pattern)

2.2.1.1 Pembuatan Cetakan untuk Wax Pattern

Seperti telah disebutkan sebelumnya, wax pattern dibentuk dengan cara

menginjeksikan material wax ke dalam cetakan logam yang telah dibentuk

sebelumnya. Material logam yang dapat dipakai untuk membuat wax pattern ini

sangat bervariasi. Hal ini dikarenakan sifat dari wax yang memiliki titik lebur

yang rendah, fluiditas yang baik, dan sifat abrasif yang rendah.

Contoh-contoh dari cetakan untuk wax pattern ini dapat dilihat pada

Gambar 2.2.

10

Gambar 2.2 Contoh-contoh cetakan untuk wax pattern

Metode-metode yang dapat dipakai dalam pembuatan cetakan untuk wax

pattern ini adalah:

• Machined tooling

Metode ini membuat bentuk negatif (cavity) dari produk yang akan dibuat,

sehingga penggunaan CAD (computer aided design), mesin EDM (electric

discharge machining) dan mesin NC (numerical control) yang

terkomputerisasi, sudah tidak terelakkan lagi. Material dari cetakan ini

umumnya aluminium, dengan pertimbangan bahwa aluminium merupakan

bahan yang ekonomis untuk dimesin, memiliki konduktivitas termal yang

baik, dan beratnya cukup ringan.

• Tooling made against a positive model

Metode ini dimulai dengan cara membuat model positif, yaitu model

dengan bentuk final yang diinginkan dari proses investment casting ini,

akan tetapi model ini dimesin dengan ukuran yang lebih besar untuk

mempertimbangkan factor penyusutan (shrinkage). Lalu dari model positif

ini dibuat dies-nya.

2.2.1.2 Injeksi Wax Pattern

Material dasar yang digunakan untuk pembuatan pola (pattern) investment

casting adalah wax. Wax yang paling umum digunakan untuk pembuatan pola

adalah paraffin dan wax microcrystalline. Kedua jenis wax ini sering digunakan

secara kombinasi karena sifat-sifatnya yang saling melengkapi.

Wax biasanya diinjeksi pada cetakan pada temperatur dan tekanan yang

rendah dengan menggunakan peralatan yang sudah didesain untuk tujuan ini. Wax

ini dapat diinjeksikan dalam bentuk liquid, slushy, pastelike atau solid.

Temperatur kerja biasanya berkisar antara 43-770C (110-1700F) dan tekanan

kerjanya berkisar antara 275 kPa sampai dengan 10,3 MPa (40-1500 psi). Wax

11

cair diinjeksikan pada temperatur yang lebih tinggi dan tekanan yang lebih

rendah, sedangkan wax padat diekstrusikan pada temperatur yang lebih rendah

dan tekanan yang lebih tinggi. Contoh proses penginjeksian wax ke dalam cetakan

dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Proses penginjeksian wax [3]

2.2.1.3 Pattern Assembly(Pattern Cluster)

Pola investment casting yang berukuran besar diproses secara individual,

tetapi untuk pola yang berukuran kecil sampai sedang, pola-pola tersebut

dirangkai menjadi ikatan (cluster) untuk alasan ekonomis dalam pemrosesannya.

Gambar 2.4 memperlihatkan contoh pembuatan pattern cluster dengan cara mengelas

wax pattern – wax pattern sehingga membentuk cluster.

Gambar 2.4 Pembuatan pattern cluster [3]

2.2.2 Keunggulan Investment Casting

Investment casting merupakan proses pengecoran yang masih dalam tahap

pengembangan. Target akhirnya bertujuan agar penggunaan investment casting ini

semakin mampu dan fleksibel dalam memproses produk-produk dan bisa

12

memberikan keefektifan biaya. Beberapa keunggulan utama dari investment

casting adalah:

• Kompleksitas: investment casting dapat membuat produk yang kompleks

dan rumit, termasuk kerumitan pada bagian rongga produk sekalipun.

• Kebebasan dalam pilihan paduan logam yang dicor: investment casting

dapat mengecor semua jenis paduan logam yang dapat dicor, termasuk

logam yang sulit untuk di-forging atau dilakukan proses pemesinan.

• Toleransi dimensi yang sempit: tidak adanya parting line dan tidak adanya

kegiatan pemesinan akan menghasilkan bentuk produk yang sangat

mendekati ukuran akhir.

• Reliability: penggunaan investment casting untuk membuat mesin-mesin

pesawat terbang yang sangat menuntut kesempurnaan telah membuktikan

investment casting mampu memproduksi produk dengan standar yang tinggi.

• Aplikasi yang sangat luas: investment casting bisa memproduksi produk

yang kompleks, produk yang menuntut proses manufaktur yang rumit, dan

bisa juga memproduksi produk-produk sederhana dengan harga yang

sangat murah, dan mampu membuat produk dari berat beberapa gram

sampai lebih dari 300 kg (660lb).

2.3 Proses NC Milling

Industri manufaktur adalah salah satu industri yang mampu meningkatkan

nilai tambah dari suatu barang dengan cara melakukan proses-proses manufaktur

pada material sehingga dihasilkan suatu barang yang dapat memenuhi fungsi-

fungsi sesuai yang diinginkan. Dalam hal proses pemotongan logam, yang paling

sering dilakukan adalah proses pemotongan dengan mesin perkakas yang juga

secara teknis disebut Proses Pemesinan [4].

Secara teknis, proses pemesinan mulai dilakukan orang sejak dikenal

mesin koter (Boring Machine) yang dibuat oleh Wilkinson pada tahun 1775 yang

digunakan untuk membuat mesin uap James Watt, hal itu menandai dimulainya

Revolusi Industri. Dalam perkembangannya, teknologi proses pemesinan

mencapai perkembangan yang sangat pesat setelah digunakannya pengendali

numerik (Numerical Control atau sering disebut NC) oleh J.T. Parsons pada tahun

13

1952 [5]. Pada mesin NC ini, bagian pemroses informasi dan sinyal dipisahkan

dengan bagian aktuator yang merupakan penggerak sebenarnya bagi mesin

perkakas. Mesin perkakas yang paling banyak dipakai untuk melakukan proses

produksi pada industri-industri besar saat ini adalah mesin milling (freis). Mesin

ini banyak dipakai karena mesin ini mampu melakukan beberapa fungsi mesin

perkakas lainnya, diantaranya drilling, boring, facing dan lainnya.

Milling adalah proses pembuangan material dengan cara melakukan

pemotongan benda kerja dengan menggunakan pahat yang mempunyai mata

potong jamak. Pemotongan dilakukan oleh gigi pahat yang berputar dan karena

jumlah mata potongnya yang banyak, maka proses ini termasuk metode

pemesinan yang cepat. Permukaan yang dimesin bisa datar, angular, berkurva

ataupun kombinasinya.

Proses milling dipengaruhi oleh beberapa parameter [4], yaitu:

• Kecepatan potong (cutting speed) : v (m/min)

• Kecepatan makan (feeding speed) : vf (mm/min)

• Kedalaman pemotongan (depth of cut) : a (mm)

• Waktu pemotongan (cutting time) : tc (min)

• Kecepatan penghasilan geram : Z (cm3/min)

Dan hubungan antar parameter dinyatakan secara matematis seperti

berikut:

• Kecepatan potong (cutting speed) : 1000

ndv ⋅⋅=π (m/min)

• Gerak makan per gigi : nz

vf f

z ⋅= (mm/gigi)

• Waktu pemotongan : f

tc v

lt = (min)

• Kecepatan penghasilan geram : 1000

wavZ f ⋅⋅= (cm3/min)

dimana d = diameter pahat (mm)

n = putaran spindel (rpm)

z = jumlah gigi/mata potong pahat

lt = panjang total pemotongan (mm)

14

a = kedalaman potong (mm)

w = lebar pemotongan (mm)

Bentuk pahat milling secara lebih jelas diperlihatkan pada Gambar 2.5

berikut.

Gambar 2.5 Pahat-pahat untuk proses milling [6]

Mesin milling NC mempunyai banyak kesamaan dengan mesin milling

biasa (konvensional/manual), perbedaannya hanya terletak pada pengontrolnya,

dimana pada mesin milling konvensional segala pengontrolan gerakan mesin

dilakukan secara manual oleh operator, sedangkan pada mesin NC, pengontrolan

gerakan mesin diprogam lebih dahulu dengan bahasa pemrograman NC. Selain

itu, gerakan dapat disimulasikan terlebih dahulu sehingga dapat dicek apakah

gerakan-gerakan mesin telah sesuai dengan yang diinginkan.

Program NC adalah perintah-perintah yang dapat diterjemahkan mesin NC

untuk gerakan-gerakan pahat relatif terhadap benda kerja dalam ruang kerja mesin

NC. Pemrograman NC dilakukan dengan menyusun kode-kode program NC

mengikuti aturan yang sesuai dengan kemampuan mesin dan pengontrol NC.

Pemrograman NC dapat dilakukan dengan tiga cara [7] yaitu:

• Pemrograman manual (Manual Programming)

• Pemrograman dengan komputer pembantu.

• Pemrograman terintegrasi dalam sistem CAD/CAM.

Keluaran dari pemrograman NC adalah G-code. G-code adalah bahasa

pemrograman NC yang dapat dimengerti oleh mesin perkakas NC. Pemrograman

15

NC dengan G-code ini seringkali dikenal pula sebagai pemrograman dengan

bahasa manual.

2.3.1 Sintaks Bahasa Manual

Program dalam bahasa manual dibuat dengan menyusun karakter-karakter

ASCII (American Standard Code for Information Interchange) pada baris-baris

yang berkesinambungan. Baris-baris yang ada pada program ini disebut dnegan

blok (block), dipisahkan dengan baris lainnya dengan kode EOB (End of Block).

Kode EOB ini berupa karakter non cetak yang tak terlihat pada monitor [8].

Setiap baris/blok dapat berisi beberapa word, dimana word terdiri dari

karakter huruf yang disebut address dan karakter angka yang disebut numerik,

dimana address adalah kode perintah gerakan dan numerik merupakan koordinat

posisi tujuan. Sebuah contoh format program NC (G-code) adalah sebagai berikut:

: 112 Nomor Program

N1 G92 X100 Y200 Z100

N2 M06 T02 EOB (End of Block); tanda akhir baris

N3 G46 G46 Y135 D11 S50 M03

N4 G01 G45 Y-135 F380 M 03 N5 G00 G91 X60 Numerik

Nomor baris Address

Dengan kemajuan teknologi dewasa ini, proses pembuatan program NC

dapat dilakukan secara langsung dari toolpath yang telah ditentukan. Proses ini

dilakukan dengan memanfaatkan komputer yang akan melakukan pembuatan

(generating) G-code berdasarkan toolpath yang ada dengan menggunakan

perangkat lunak yang dinamakan post processor. Post processor ini akan

melakukan generating G-code sesuai dengan aturan yang kita tentukan. Dengan

cara ini, tingkat kebenaran G-code lebih terjamin, selain itu dapat dilakukan

generating G-code untuk proses pemesinan yang rumit, misalnya milling 5 axis,

yang pada umumnya sulit dibuat secara manual oleh pemrogram NC.

Dalam tugas akhir ini, penulis menggunakan software Space-E/CAM

Version 4.2 untuk menghasilkan program NC.

16

2.3.2 Proses Pemesinan dengan CAD/CAM

Perkembangan teknologi yang pesat mendorong kemajuan proses

pemesinan yang sangat cepat, diawali dengan era pemakaian mesin NC, yang

dilanjutkan dengan era pemakaian teknologi komputer pada proses pemesinan

yang dikenal dengan CAM (Computer Aided Manufacturing). Pada proses

pemesinan dengan CAM, pembuatan bahasa program NC tidak lagi dilakukan

secara manual, dimana operator membuat satu persatu bagian program NC dengan

melihat gambar teknik, akan tetapi dihasilkan oleh komputer menggunakan post

processor yang sesuai dengan mesin yang akan dipakai [8].

Pada CAM, gambar desain produk dihasilkan oleh suatu perangkat lunak

CAD (Computer Aided Design). Gambar tersebut kemudian dipakai untuk

melakukan pembuatan rangkaian proses pemesinan yang hasilnya berupa gerakan

pahat sesuai dengan produk yang akan dihasilkan pada CAM. Pada CAM, selain

dilakukan pembuatan toolpath, semua parameter proses pemesinan diatur

sehingga program yang dihasilkan benar-benar tinggal dijalankan pada mesin NC

tanpa perlu melakukan pengaturan parameter proses lagi.

Secara garis besar, alur proses pemesinan diperlihatkan pada Gambar 2.6

berikut.

CAD Geometry

Feature Machining

Process Plan CL Data G&M

CodesFinished Product

Ekstraksi feature

Perencanaan Proses

Pemrograman NC

Post Processing

Mesin NCPengontrol

ManufacturingDesign

Solid Model G-Codes

Gambar 2.6 Alur sistem CAD/CAM [9]

Desainer membuat desain geometri part menggunakan CAD. Kemudian

gambar tersebut diproses pada bagian perencanaan proses yang bertugas

merencanakan proses-proses yang akan dilakukan untuk menghasilkan part sesuai

17

desain. Hasil perencanaan proses ini adalah langkah-langkah proses pemesinan

yang dilakukan untuk memesin benda kerja sehingga dihasilkan produk sesuai

dengan desain.

Langkah selanjutnya adalah pemrograman NC dimana pemrogram

menggunakan CAM untuk menghasilkan file lokasi pahat (CL Data – Cutter

Location Data) yang diperlukan untuk mendefinisikan lintasan pahat. Lokasi

pahat disini belum dapat diterjemahkan oleh mesin NC sebelum dilakukan post

processing. Dengan suatu perangkat lunak post processor, CL Data tersebut dapat

diubah menjadi G-code yang dapat dimengerti oleh mesin NC.

2.4 Reverse Engineering

Reverse Engineering (RE) adalah proses menduplikasi suatu produk,

komponen-komponennya, atau subassembly-nya yang telah ada sebelumnya tanpa

melanggar hak paten atau hak cipta yang telah ada. Agar tidak melanggar hak

paten tersebut, dalam kegiatan RE perlu dilakukan survei hak paten terlebih

dahulu, sehingga dapat diketahui bagian-bagian yang telah dipatenkan dan tidak

bisa ditiru. [10]. Ada banyak sekali alasan yang menyebabkan kita memerlukan

kegiatan RE ini, yaitu antara lain:

• Pabrikan asli pembuat produk yang akan di-RE sudah tidak memproduksi lagi.

• Dokumentasi desain asli hilang atau tidak pernah ada.

• Model komputer dari produk tidak cukup untuk mendukung modifikasi

atau metode produksi (manufaktur) yang ada sekarang.

• Beberapa fitur jelek dari produk perlu dihilangkan dari desain (contohnya

bagian produk yang aus berlebihan mungkin membutuhkan perbaikan).

• Menambah atau menguatkan beberapa fitur yang baik dari produk agar

produk dapat digunakan lebih lama.

• Menganalisis kelebihan dan kekurangan dari produk saingan.

• Memeriksa kemungkinan atau kesempatan baru untuk meningkatkan fitur-

fitur dan performansi suatu produk.

• Mendapatkan metode perbandingan yang kompetitif untuk mengetahui dan

mengerti tentang produk saingan demi mengembangkan produk yang lebih

baik.

18

Tahap-tahap kegiatan reverse engineering adalah sebagai berikut:

1. Mencari informasi teknik tentang komponen dan sistem yang akan di-RE.

2. Mencari pengetahuan tentang komponen dan sistem yang akan di-RE.

3. Melakukan modeling dan analisis teknik.

4. Membuat prototipe dari produk yang di-RE.

5. Melakukan tes dan evaluasi.

6. Melakukan pengembangan atau peningkatan produk.

2.5 Pemodelan dengan Pro/Engineer Wildfire 3.0

2.5.1 Pengenalan Pemodelan dengan Pro/Engineer Wildfire 3.0

Pro/Engineer merupakan salah satu program CAD/CAM yang sering

digunakan dalam dunia industri. Sebagai program CAD/CAM, Pro/Engineer dapat

digunakan untuk pemodelan 3 dimensi (3D) solid dalam komputer. Penggunaan

model 3D solid memberikan banyak keuntungan [11], diantaranya:

• Model 3D solid mempunyai volume dan permukaan.

• Model 3D solid dapat dengan mudah dianalisis bentuk fisiknya, seperti

volume, massa, luas permukaan, penampang, pusat massa, momen inersia

dan lain-lain.

• Model 3D solid memberikan visualisasi permukaan solid dengan sangat

baik, dengan tekstur dan pewarnaan, atau dengan representasi wire frame.

Pro/Engineer memiliki beberapa karakteristik pemodelan, yaitu berbasis

fitur (feature based), parametrik (parametric) dan asosiatif (associate).

2.5.2 Pemodelan Sketch

Beberapa fitur yang menyusun sebuah model part selalu diawali dengan

pendefinisian sketsa, yaitu membuat polycurve pada suatu bidang datar yang telah

ditentukan. Fasilitas yang disediakan oleh Pro/Engineer dalam sketcher base

adalah entity tool (geometri konstruksi), geometri editor (trim, copy, mirror),

constraint-tools dan dimension-tools. Lembar kerja pada modul sketch dapat

dilihat pada Gambar 2.7.

19

Gambar 2.7 Lembar kerja modul sketch

2.5.3 Pemodelan Part

Pemodelan part dalam Pro/Engineer adalah pemodelan yang berbasis fitur.

Fitur-fitur yang digunakan dalam pemodelan part dapat dikelompokkan menjadi

non-machined feature dan basic-machined feature. Yang termasuk dalam

kelompok non-machined feature diantaranya datum dan protrusion. Datum

merupakan tempat rujukan atribut-atribut yang melengkapi fitur. Beberapa jenis

datum yang biasa digunakan dalam pemodelan part diantaranya datum plane,

datum axis, datum curve, datum point dan sistem koordinat. Protrusion

merupakan fitur yang berfungsi untuk menambahkan material pada suatu model.

Teknik untuk melakukan protrusion ada beberapa cara, yaitu extrude, revolve,

sweep, dan blend. Extrude adalah protrusion yang dibuat dengan menarik section

searah normal bidang section, sepanjang depth yang ditentukan. Revolve adalah

teknik protrusion dengan cara menarik section berputar relatif terhadap axis

sejauh angle yang telah ditentukan sebelumnya. Sweep dilakukan dengan cara

menarik suatu section mengikuti lintasan (trajectory) yang telah ditentukan

sebelumnya. Blend dilakukan dengan cara menyambungkan beberapa bentuk

section yang memiliki jumlah titik sambung yang sama, masing-masing titik

dihubungkan sesuai nomor urut yang sama.

Fitur yang termasuk basic-machined feature adalah hole, round, chamfer,

shell dan draft. Hole merupakan proses pembuatan lubang pada model dengan

posisi menurut sistem koordinat tertentu. Round adalah proses penumpulan sisi-

20

sisi model yang tajam dengan radius penumpulan tertentu yang dapat diatur

besarnya. Chamfer adalah proses penumpulan sisi/sudut model yang tajam dengan

kemiringan penumpulan tertentu. Shell adalah proses pembuatan cangkang dari

suatu model pejal. Draft adalah kemiringan suatu permukaan terhadap suatu

permukaan terhadap suatu permukaan referensi sepanjang sumbu netral.

Gambar 2.8 berikut menunjukkan lembar kerja modul part.

Gambar 2.8 Lembar kerja modul part

2.6 Pembuatan Mold dengan Space-E/Modeler Version 4.2

Space-E/Modeler merupakan sebuah software yang dapat mendesain dan

memanufaktur mold dari logam. Pada Space-E/Modeler diutamakan fungsi

campuran dari pemodelan permukaan (surface modeling) menggunakan NURBS

(non uniform rational B spline) dan pemodelan solid yang mudah namun akurat,

seperti halnya fungsi pendefinisian bentuk yang berasal dari mold logam.

Space-E/Modeler Version 4.2 mempunyai fungsi-fungsi sebagai berikut:

• Numerical modeling, yaitu membuat dan mengedit model tiga dimensi

dalam bentuk wireframe, permukaan (surface) maupun solid.

• Membuat cross section, yaitu membuat dan mengedit model dua dimensi

dalam bentuk wireframe.

• Mengecek model yang sudah ada, baik itu pengecekan bentuk, gradien

atau kurvatur.

• Dapat membuat draft, yaitu membuat gambar proyeksi dari model tiga

dimensi dan meng-convert-nya menjadi file MD atau DXF.

21

• Membuat gambar teknik, dilengkapi dengan kemampuan untuk

menggambar garis dimensi, simbol, dan teks.

Gambar 2.9 menunjukkan lembar kerja dari Space-E Modeler Version 4.2.

Gambar 2.9 Lembar kerja Space-E/Modeler

Beberapa perintah yang berfungsi dalam pembuatan mold akan diberikan

pada Tabel 2.2 berikut:

Tabel 2.2 Beberapa Perintah dalam Space-E/Modeler untuk Pembuatan Mold

Menu Fungsi

BaseLines Membuat garis basis untuk pemodelan.

Line Membuat garis.

Surface Membuat permukaan.

Solid Membuat solid dari sebuah cross section.

Fillet Membuat fillet atau untuk men-trim (memotong) permukaan

Healing Meng-heal data

Delete Sekumpulan perintah untuk menghapus item.

Modify Mengedit sebuah item seperti trimming (memotong).

Undo/Redo Kembali ke operasi sebelumnya/membatalkan perintah kembali.

Move/Copy Memindahkan dan mengcopy item.

Attribute Mengganti atribut dari item.

22

2.7 Perencanaan Proses Pemesinan dengan Space-E/CAM Version 4.2

Space-E/CAM Version 4.2 merupakan alat pintar yang dapat mengubah

pekerjaan sebelum pemesinan yang memakan tenaga dan waktu menjadi operasi

yang sederhana, otomatis, terstandar dan ekonomis. Proses pemesinan ini

dimaksudkan untuk kecepatan yang tinggi, tingkat kepresisian yang tinggi dan

produktivitas yang tinggi dengan dipersenjatai berbagai fungsi-fungsi di

dalamnya.

Fitur-fitur utama dari Space-E/CAM ini adalah:

• Registrasi proses pemotongan dan perhitungan path (lintasan path) dengan

setting yang sederhana.

• Dapat menyimpan proses pekerjaan, pahat, kondisi pemotongan dan

urutan pemotongan sebagai data standar pribadi.

• Dapat mengoperasikan sejumlah operasi yang terdiri dari beberapa proses

sesuai dengan urutan pemotongan.

• Mempunyai fungsi yang luas yang dapat mengakomodasi pemotongan

yang cepat, akurat dan produktif.

• Siap untuk mengotomatisasi dan menstandarkan data pemotongan.

Gambar 2.10 berikut memperlihatkan lembar kerja dari Space-E/CAM.

Gambar 2.10 Lembar kerja Space-E/CAM

23

Langkah-langkah dalam proses pembuatan NC data dapat dijelaskan

dengan Gambar 2.11. Gambar tersebut menunjukkan diagram alir dari pemodelan

pemesinan yang dilakukan pada Space-E/CAM.

Gambar 2.11 Diagram alir pemodelan pemesinan pada Space-E/CAM [12]

Langkah-langkah di atas akan diuraikan sebagai berikut:

• Start Space-E/CAM, create new job: buka software Space-E/CAM dan

buat lembar kerja baru.

• Set the model: menentukan model yang akan dimesin.

• Set the material: menentukan benda kerja untuk model yang akan dimesin.

• Set the machine information: menentukan informasi dari mesin yang akan

digunakan untuk pemotongan.

24

• Save the process groups: membuat kelompok proses, seperti proses

roughing, semi finishing dan finishing.

• Save the process: menentukan proses apa saja yang ada dalam kelompok

proses.

• Create the function file: pilih proses yang akan dilakukan, misal contour

roughing dan tentukan parameter-parameternya.

• Create the tool file: tentukan pahat yang akan digunakan pada sebuah

proses dan tentukan parameter-parameternya.

• Save the cutting area: menentukan area yang akan dikenakan proses

pemotongan. Cutting area bisa lebih dari satu dengan jumlah

maksimumnya adalah 26.

• Set the postprocessor: menentukan postprocessor yang akan digunakan.

Postprocessor adalah sebuah fungsi yang dapat mengubah data dari CAM

menjadi NC Data yang optimum yang sesuai dengan mesin NC yang akan

digunakan. Gambar 2.12 berikut adalah ilustrasi dari fungsi sebuah

postprocessor.

Gambar 2.12 Ilustrasi fungsi sebuah postprocessor [12]

• Calculate the path data: jalankan fungsi calculation pada setiap proses

untuk mendapatkan path data.

• NC Data: akan didapat data NC berupa G-Code sebagai output dari proses

ini.

25