PROSES PEMBENTUKAN Proses Produksi

Proses produksi adalah : ilmu yang mempelajari bagaimana caranya orang mengubah/mengerjakan bahan yang disediakan oleh alam menjadi barang setengah jadi atau barang jadi dengan bantuan mekanik (mesin-mesin). Contoh: Pengolahan biji besi menjadi besi kasar, besi kasar menjadi baja, baja menjadi benda yang dibutuhkan oleh manusia/industri. Misalnya mur, baut, roda gigi.

Pengerjaan Benda Berdasarkan sifat benda/bahan yang dapat diubah secara plastis pada cara ini tidak ada tatal, misalnya : Penekanan : pembuatan bagian-bagian dari body mobil. Penggilasan : plat-plat, batang-batang profil, besi beton, rel kereta api. Penarikan : pembuatan kawat (tembaga, baja, perak). Penempaan : batang torak, torak, poros engkol, pisau.

Secara pengirisan dengan menghasilkan tatal, menghilangkan bagian-bagian yang tak berguna misalnya dengan mesin-mesin bubut, mesin frais, mesin sekrap, mesin drill, mesin gerinda. Berdasarkan sifat bahan yang dapat dicairkan dapat dilakukan penuangan. Logam yang telah cair tersebut dimasukkan cetakan untuk memperoleh benda tuang (coran). Misalnya kotak roda gigi.

Proses Pembentukan Proses pembentukan Proses produksi untuk merubah bentuk benda kerja dengan cara mendeformasi plastis benda kerja tersebut. Gaya pembentukan yang diberikan ke benda kerja melebihi kekuatan luluhnya. Di dalam proses pembentukan digunakan perkakas yang fungsinya memberikan gaya terhadap benda kerja dan mengarahkan perubahan bentuknya

Berdasarkan Temperatur Kerja a. Pengerjaan dingin Temperatur proses di bawah temperatur rekristalisasi (TR = 0,4-0,5 .TC) Karakteristik proses : Kekuatan logam meningkat/keuletan menurun sehingga deformasi yang dapat diberikan ke benda kerja relatif terbatas.

Kondisi permukaan benda kerja hasil proses lebih baik dibanding pengerjaan panas. Cocok untuk memproses benda kerja yang memiliki permukaan spesifik yang besar (luas permukaan/volume).

b. Pengerjaan Panas Temperatur proses di atas temperatur rekristalisasi. Karakteristik proses : Benda kerja yang diproses bersifat lunak dan ulet sehingga gaya pembentukan relatif kecil dan deformasi yang diberikan ke benda kerja dapat relatif besar. Kondisi permukaan benda kerja tidak sebaik hasil proses pengerjaan dingin (karena terbentuk kerak).

Cakupan Teknik Pembentukan Logam (Metal Forming) Dibentuk dengan pengerjaan dingin, hangat, dan panas Rolling (pengerolan) Forging ( Bulk Deformation (deformasi besar) Extrusion Wire& Bar drawing Metal Forming Dibentuk dengan pengerjaan dingin Shearing Sheet Metal Working Bending Kebanyakan menggunakan deformasi plastis untuk merubah bentuk benda kerja Deep & Cup drawing

Rolling Definisi Rolling : Proses deformasi plastis logam dengan melewatkannya diantara dua rol • Rolling adalah proses pembentukan yang paling banyak digunakan, karena produksinya tinggi dan produk akhir terkontrol. • Logam dikenai kekuatan desak tinggi sebagai hasil gesekan antara rol dan permukaan logam Bentuk rol mempunyai dua fungsi utama: menarik benda kerja dalam gap antara dua rol dengan gesekan antara benda kerja dan rol Secara simultan mendekap/ menghimpit benda kerja untuk mengurangi penampang melintangnya Proses rolling Note: proses rolling dapat dibagi dalam : 1) hot rolling dan 2) cold rolling

Jenis Rolling • Bentuk benda kerja: – Flat rolling – digunakan untuk mengurangi tebal penampang segiempat – Shape rolling – penampang segiempat dibentuk dalam sebuah bentuk seperti profil L, U, maupun ] - Rolling mills - • Proses benda kerja: – Hot Rolling – paling umum karena mempunyai deformasi besar. – Cold rolling – menghasilkan lembaran dan plat standar

Rolling Mills

Two - high rolling mills : Terdiri dari dua roll, pada nonreversing mill, kedua roll bergerak pada arah yang sama, dan benda kerja hanya bergerak pada satu sisi, sedangkan pada reversing mill roll bisa bergerak pada dua arah. Three - high rolling mills, terdiri dari tiga rol, dalam posisi vertikal, dan arah rotasi dari masing – masing roll tidak berubah, untuk mereduksi benda kerja menjadi ukuran yang diinginkan, maka benda kerja dapat di lewatkan kembali melalui sisi yang lain dengan menaikan atau menurunkan landasan setelah melewati laluan. Sehingga pada rolling mills ini peralatan sangat komplek, karena membutuhkan mekanisme elevator untuk menaikkan atau menurunkan benda kerja.

Four – high rolling mills , menggunakan dua rol berdiameter kecil yang kontak langsung dengan benda kerja, dan dua dukungan roll dibelakangnya. Hal ini sama dengan pada cluster rolling mills. Tandem rolling mills, terdiri dari beberapa rolls, biasanya terdapat delapan sampai sepuluh pasang, dimana masing – masing rolls mereduksi ketebalan benda kerja pada ketebalan yang berbeda. Setiap masing – masing rolls kecepatan benda kerja akan berbeda.

Jenis Susunan rol pada rolling mills Four-high mill Two-high mill, pullover stock berulang-ulang dimasukkan untuk mengurangi ukuran diameter roll kecil (kekuatan dan kekakuan kecil) ditumpu oleh roll belakang berdiamter besar Two-high mill, reversing Benda kerja dapat dilewatkan dari belakang dan keluar melalui roll dengan arah putaran berlawanan arah Cluster mill or Sendzimir mill Tiap benda kerja ditumpu dengan dua roll belakang Three-high mill Terdiri dari rol penggerak atas dan bawah dan sebuah rol tengah, dimana berputar karena gesekan.

Thread Rolling Digunakan untuk membuat ulir pada benda berbentuk silindris dengan melewatkannya diantara dua dies. Biasanya digunakan untuk produksi massal pembuatan baut.

Ring Rolling Ring rolling adalah proses deformasi ring berdinding tebal dengan diameter kecil di roll menjadi ring berdinding tipis dengan diameter lebih besar. Ring tebal ditekan, merubah bentuk material menjadi lebih panjang, sehingga diameter ring akan lebih besar. Untuk ring diameter besar digunakan hot – working, sedangkan untuk diameter kecil digunakan cold – working.

Roll Piercing Menggunakan dua rolls, ketika tekanan cukup tinggi, maka akan terjadi internal crack. Mandrel digunakan untuk mengontrol ukuran dari lubang tersebut.

Forging/tempa • tempa adalah pengerjaan logam menjadi bentuk bermanfaat dengan menempa atau menekan. • pengerjaan logam tertua (pandai besi). • kebanyakan proses tempa dilaksanakan pada kondisi panas , meskipun logam tertentu dalam kondisi tempa dingin. Tempa pada dasarnya menekan benda kerja diantara dua dies.

Klasifikasi proses tempa Berdasarkan peralatan 1) Forging hammer (tempa martil) or drop hammer 2) Press forging (tempa tekan) Berdasarkan proses 1) Open - die forging 2) Closed - die forging / Impression – die forging 3) Flashless forging

Forging hammer or drop hammer Menghasilkan impak cepat yang membentur permukaan logam Dies terdiri dari, Bawah : dipasang tetap pada anvil Atas : bergerak naik dan turun Energi (dari jatuh gravitasi) diserap logam dimana Impak maksimum pada permukan logam Die mahal karena membutuhkan keakuratan tinggi dari paduan kusus(rentan terhadap temperatur kejut) Drop forging cocok untuk produksi masal bentuk komplek

Hydraulic press forging Memakai pres hidraulik atau pres mekanik untuk menempa logam, sehingga menghasilkan pembentukan kontinu pada kecepatan rendah Memberikan penetrasi lebih Menghasilkan sifat lebih baik (lebih homogen) Butuh Peralatan mahal

Open die - forging Benda kerja ditekan diantara dua dies berbentuk datar. Biasa disebut upsetting atau upset forging. Pada prinsipnya proses forging ini adalah mereduksi panjang benda kerja tetapi meningkatkan diameter benda kerja. Contohnya untuk pembuatan poros.

Proses lain yang terkait dengan open – die forging Fullering, Proses tempa untuk mereduksi penampang melintang, dan hasil benda kerja biasanya digunakan untuk proses pembentukan selanjutnya. Dies pada fullering berbentuk cembung. Edging, sama dengan fullering, hanya saja bentuk diesnya adalah cekung. Cogging, terdiri dari rangkaian proses penekanan sepanjang benda kerja, untuk mereduksi penampang melintang dan menambah panjang benda kerja.

• tempa open die dilaksanakan diantara die datar atau die bentuk sangat sederhana • Proses digunakan untuk benda yang besar atau ketika jumlah komponen yang diproduksi sedikit. • tempa Open-die sering dipakai untuk membentuk awal benda kerja untuk tempa closed-die

Close – die forging Impression – die forging, atau biasa disebut dengan close – die forging, terdiri dari dies dengan bentuk kebalikan dari bentuk benda kerja yang diinginkan.

Tempa Closed-die (atau tempa impression-die) • Benda kerja dibentuk diantara dua die, yang mana membawa cetakan bentuk akhir yang diinginkan. • benda kerja dibentuk dibawah tekanan tinggi dalam rongga tertutup. • Proses memberikan tempa presisi dengan dimensi tepat. • umumnya dipakai untuk komponen kecil • die Closed harganya mahal.

Flashless Forging Benda kerja dibatasi oleh dies, sehingga tidak ada flash yang dihasilkan. Forging ini diklasifikasikan kedalam forging presisi.

Extrusion (tekanan) • proses pembentukan desak, dimana logam didorong melewati die untuk menghasilkan bentk penampang sesuai keinginan • Pada umumnya, extrusion dipakai untuk memproduksi komponen dengan penampang sesuai keinginan • dua tipe dasar extrusion: – ekstruksi langsung – ekstruksi tidak langsung

Direct Extrusion Seperti ram pada die opening, bagian kecil sisa billet tidak dapat didorong melewati die opening bagian tambahan ini disebut butt, harus dipisah dari produk ekstruksi dengan memotongnya setelah melewati die • awalnya penampang billet biasanya bulat, tetapi bentuk akhir ditentukan oleh die opening

Indirect Extrusion • juga disebut backward extrusion dan reverse extrusion • Die terpasang pada ram, ketika ram menekan benda kerja, maka benda kerja dipaksa untuk mengalir berlawanan arah dengan arah ram. Karena benda kerja tidak bergerak dan bergesekan dengan container maka tidak ada gesekan dengan dinding container, sehingga gaya ram lebih kecil dibandingkan dengan ekstrusi langsung.

Ekstruksi impak • Sama dengan ekstruksi indirect • jenis ekstruksi dingin • memproduksi komponen dinding tipis berbentuk pipa Bagian yang ditekan dilepas dengan menggunakan plat pelepas, karena mereka cenderung untuk melekat pada punch

Deep Drawing • pembentukan lembaran logam dalam bentukcangkir, kotak, dll • blank lembaran logam ditempatkan diatas lubang die dan punch menekan logam Produk Kaleng minuman, tabung amunisi dan panel bodi mobil

Bentuk selain cangkir silinder • kotak segiempat • cangkir bertingkat, • kerucut, • cangkir dengan landasan bola (biasanya datar), • bentuk kurva tak tentu (seperti pada panel mobil) • sangat penting dalam menjual proses Tiap bentuk menampilkan permasalahan unik dalam drawing

Wire and Bar Drawing Kawat ditarik melalui beberapa die dan ril penarik yang disusun secara seri; Die umumnya dibuat dari karbida tungsten atau dari intan. Figure 8.4 A continuous wire-drawing machine.

Tube Drawing Permukaan dan diameter da- lam tabung ditentukan oleh mandrel yang dipasang di dalam tabung (bila ketelitian diameter dalam tidak menja- di masalah, mandrel ini da- pat ditiadakan). Dengan penarikan ini dapat dihasilkan tabung berdiame- ter kecil atau tabung tipis, sebagai contoh jarum suntik dengan  luar < 0,13 mm.

Pereduksi tabung : Tabung hasil penarikan panas, ditarik sambil di- putarkan melalui die se- mi lingkaran beralur tirus; Reduksi dan ukuran akhir tabung ditentukan oleh mandrel tirus yang ada di dalam tabung; Die bergoyang maju-mun- dur ketika tabung mela- luinya. Figure 8.2 Schematic of a tube reducer

Jelaskan klasifikasi proses pengerjaan suatu produk? Jelaskan perbedaan antara proses pengerjaan panas, hangat dan dingin? Jelaskan klasifikasi proses pembentukan dan jenis – jenisnya?