Sebut dan jelaskan prinsip dan tujuan Teknik pembentukan logam

Tujuan utama Proses Manufacturing adalah untuk membuat komponen dengan mempergunakan material tertentu yang memenuhi persyaratan bentuk dan ukuran, serta struktur yang mampu melayani kondisi lingkungan tertentu.

Melihat faktor-faktor diatas maka faktor membuat suatu bentuk tertentu merupakan faktor utama. Ada beberapa metoda atau membuat geometri (bentuk dan ukuran) dari suatu bahan yang dikelompokan menjadi enam kelompok dasar proses pembuatan ( manufacturing proces) yaitu : proses pengecoran ( casting), proses pemesinan (machining), proses pembentukan logam (metal forming), proses pengelasan (welding), perlakuan panas (heat treatment), dan proses perlakuan untuk mengubah sifat karakteristik logam pada bagian permukaan logam (surface treatment).

1. Proses pengecoran (casting)Suatu teknik pembuatan produk dimana logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian dituangkan kedalam rongga cetakan yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat.2. Proses pemesinan (machining)Proses pemotongan logam disebut sebagai proses pemesinan adalah proses pembuatan dengan cara membuang material yang tidak diinginkan pada benda kerja sehingga diperoleh produk akhir dengan bentuk, ukuran, dan surface finish yang diinginkan.3. Proses pembentukan logam (metal forming)Proses metal forming adalah melakukan perubahan bentuk pada benda kerja dengan cara memberikan gaya luar sehingga terjadi deformasi plastis.4. Proses pengelasan (welding)Proses penyambungan dua bagian logam dengan jalan pencairan sebagian dari daerah yang akan disambung. Adanya pencairan dan pembekuan didaerah tersebut akan menyebabkan terjadinya ikatan sambungan.5. Proses perlakuan panas (heat treatment)Heat treatment adalah proses untuk meningkatkan kekuatan material dengan cara perlakuan panas.6. Surface treatmentProses surface treatment adalah proses perlakuan yang diterapkan untuk mengubah sifat karakteristik logam pada bagian permukaan logam dengan cara proses thermokimia, metal spraying.Proses pemesinan atau lebih spesifik lagi proses pembuangan material (material removal proces), memberikan ketelitian yang sangat tinggi dan fleksibilitas (keluwesan) yang besar. Namun demikian proses ini cenderung menghasilkan sampah dari proses pembuangan material tersebut secara sia-sia.Proses deformasi memanfaatkan sifat beberapa material ( biasanya logam ) yaitu kemampuannya “mengalir secara plastis “ pada keadaan padat tanpa merusak sifat-sifatnya. Dengan menggerakkan material secara sederhana ke bentuk yang kita inginkan ( sebagai lawan dari membuang bagian yang tidak diperlukan ), maka sedikit atau bahkan tidak ada material yang terbuang sia-sia.Namun demikian biasanya gaya yang diperlukan cukup tinggi. Di samping itu, mesin-mesin dan perkakas yang diperlukan harganya mahal sehingga jumlah produksi yang besar merupakan alasan pokok untuk membenarkan pemilihan proses ini.Kegunaan material logam dalam masyarakat modern ditentukan oleh mudah tidaknya material tersebut dibentuk (forming) kedalam bentuk yang bermanfaat. Hampir semua logam mengalami deformasi sampai pada tingkat tertentu selama proses pembuatannya menjadi produk akhir.Ingat dalam proses pengecoran, strand dan slabs direduksi ukurannya dan diubah ke dalam bentuk-bentuk dasar seperti plates, sheet, dan rod. Bentuk-bentuk dasar ini kemudian mengalami proses deformasi lebih lanjut sehingga diperoleh kawat (wire) dan myriad ( berjenis – jenis) produk akhir yang dihasilkan melalui tempa (forging), ekstrusi, sheet metal forming dan sebagainya.Deformasi yang diberikan dapat berupa aliran curah (bulk flow) dalam 3 dimensi, geser sederhana (simple shearing), tekuk sederhana atau gabungan (simple or compound bending) atau kombinasi dari beberapa jenis proses tersebut.Tegangan yang diperlukan untuk mendapatkan deformasi tersebut dapat berupa tarikan (tension), tekan (compression), geseran (shear) atau kombinasi dari beberapa jenis tegangan tersebut. Kecepatan, temperature, toleransi, surface finish.Kemampuan untuk menghasilkan berbagai bentuk dari lembaran logam datar dengan laju produksi yang tinggi merupakan merupakan kemajuan teknologi yang nyata. Peralihan dari proses pembentukan dengan tangan ke metode produksi besar – besaran menjadi faktor penting dalam meningkatan standar kehidupan selama periode tersebut. Pada dasarnya, suatu bentuk dihasilkan dari bahan lembaran datar dengan cara peregangan dan penyusutan dimensi elemen volume pada tiga arah utama yang tegak lurus sesamanya. Bentuk yang diperoleh merupakan hasil penggabungan dari penyusutan dan peregangan lokal elemen volume tersebut. Usaha telah dilakukan untuk menggolongkan berbagai macam bentuk yang mungkin pada pembentukan logam menjadi beberapa kelompok tertentu, tergantung pada kontur produk – produk. Sachs membagi komponen – komponen lembaran logam menjadi 5 katagori.1. Komponen lengkungan tunggal.2. Komponen flens yang diberi kontur- termasuk komponen dengan flens rentang dan flens susut.3. Bagian lengkung4. Komponen ceruk dalam – termasuk cawan, kotak – kotak dengan dinding tegak atau miring5. komponen ceruk dangkal – termasuk bentuk pinggan, galur (beaded), bentuk – bentuk timbul dan bentuk – bentuk berkerut.Cara lain untuk menggolongkan proses pembentukan lembaran logam adalah dengan menggunakan operasi khusus seperti pelengkungan, pengguntingan, penarikan dalam, perentangan, pelurusan.Perlu dicatat berbeda dengan proses deformasi pembentukan benda secara keseluruhan, pembentukan lembaran biasanya dilakukan dalam bidang lembaran itu sendiri oleh tegangan tarik. Gaya tekan pada bidang lembaran hendaknya dihindari karena ini akan menyebabkan terjadinya pelengkungan, pelipatan dan keriput pada lembaran tadi. Pada proses pembentukan lembaran, susut tebal hendaknya dihindarkan karena dapat terjadi penciutan dan akan kegagalan mengakibatkan kegagalan dalam proses pembuatan produk.

Page 2

Prinsip dasar pembentukan logam : melakukan perubahan bentuk pada benda kerja dengan cara memberikan gaya luar sehingga terjadi deformasi plastis, contoh : pengerolan, tempa, ekstrusi, penarikan kawan, penarikan dalam, dll.

Proses pemebentukan logam dengan pengerjaan Teknik pengecoran, Teknik pembentukan, Teknik permesinan, Teknik pengelasan, merupakan proses yang mengubah bentuk benda kerja.

Proses pengerjaan panas, digunakan pemanasan, dimaksudkan untuk memudahkan terjadinya deformasi plastis dalam pengerjaannya dan tidak untuk mencairkan logam benda kerja. Baca lebih lanjut

5.546182 95.319054

Tag: Pembentukan Material, Prinsip Dasar Pembentukan

Proses Pembentukan logam adalah proses-proses manufaktur di mana bentuk benda kerja logam diubah bentuknya melalui deformasi plastis. Deformasi tersebut dihasilkan dari penggunaan suatu alat/perkakas, seperti “die” dan “roller“. Alat/perkakas tersebut digunakan dengan cara memberikan tekanan kepada benda kerja yang melebihi yield strength logam tersebut.

Tekanan yang diterapkan untuk merusak bentuk logam biasanya bersifat menekan (compressive). Namun, terdapat sejumlah proses pembentukan logam dengan cara meregangkan logam, membengkokkan logam, dan memberikan tegangan geser pada logam.

B. Klasifikasi Pembentukan Dengan Logam

1. Klasifikasi Berdasarkan Benda Kerja

a) Pembentukan Benda Kerja Logam Masif (pejal/bulk)

Proses deformasi benda masif umumnya ditandai dengan terjadinya deformasi yang signifikan dan perubahan bentuk yang masif, serta rasio luas permukaan-volume yang relatif kecil. Istilah “bulk” menggambarkan bagian-bagian pekerjaan yang memiliki rasio luas pemukaan-volume yang rendah. Bentuk benda kerja awal pada proses deformasi ini contohnya yaitu billet logam silinder dan batang logam persegi panjang.

Teknik pengerjaan dasar benda kerja logam masif yaitu sebagai berikut.

1) Rolling

Ini adalah proses deformasi tekan di mana ketebalan pelat logam dikurangi dengan dua alat silindris berlawanan yang disebut roller. Roller berputar untuk menarik benda kerja ke dalam celah di antara roller tersebut dan menekannya.

2) Forging

Dalam (forging) penempaan, benda kerja dikompresi di antara dua cetakan yang berlawanan, sehingga bentuk cetakan diberikan ke pekerjaan. Penempaan secara tradisional merupakan proses pengerjaan panas, tetapi banyak jenis penempaan dilakukan dalam keadaan dingin.

3) Extrusion

Ini adalah proses kompresi di mana logam kerja dipaksa untuk mengalir melalui bukaan cetakan, sehingga mengambil bentuk bukaan sebagai penampang melintangnya sendiri.

4) Drawing

Dalam proses pembentukan ini, diameter kawat atau batang bundar dikurangi dengan menariknya melalui lubang cetakan.

b) Pembentukan Benda Kerja Logam Lembaran (pelat/sheet)

Proses pengerjaan logam lembaran adalah operasi pembentukan dan pemotongan yang dilakukan pada lembaran, strip, atau gulungan logam. Rasio luas permukaan-volume logam awal tinggi. Dengan demikian, rasio ini adalah cara yang berguna untuk membedakan pengerjaan deformasi bulk dengan pengerjaan deformasi sheet.

Kerja tekanan adalah istilah yang sering digunakan untuk operasi logam lembaran karena mesin yang digunakan untuk melakukan operasi ini adalah pengepres (pengepres dari berbagai jenis juga digunakan dalam proses manufaktur lainnya). Bagian logam yang dihasilkan dari proses pengerjaan logam lembaran sering disebut stamping.

Proses pembentukan logam lembaran selalu dilakukan sebagai proses pengerjaan dingin dan biasanya dilakukan dengan menggunakan seperangkat alat yang disebut ram/punch dan die (cetakan).

Teknik pengerjaan dasar benda kerja logam lembaran yaitu sebagai berikut.

1) Bending

Bending (Pembengkokan) melibatkan penegangan pelat logam untuk mengambil sudut sepanjang sumbu lurus (biasanya).

2) Drawing

Dalam pengerjaan logam lembaran, menggambar mengacu pada pembentukan lembaran logam menjadi bentuk berlubang atau cekung, seperti cangkir, dengan cara meregangkan logam tersebut. Penahan blanko digunakan untuk menahan blank sementara punch mendorong ke dalam lembaran logam. Operasi ini sering disebut juga dengan cup drawing atau deep drawing untuk membedakan operasi ini dari operasi drawing batang dan kawat.

3) Shearing

Proses ini mungkin kurang tepat jika disebut proses deformasi, karena melibatkan pemotongan dan bukan pembentukan. Operasi shearing memotong pekerjaan dengan menggunakan punch dan die. Meskipun ini bukan proses pembentukan, proses ini dimasukkan di sini karena ini adalah operasi yang diperlukan dan sangat umum dalam pengerjaan logam lembaran atau pelat logam.

2. Klasifikasi Berdasarkan Suhu Pengerjaan Logam

Agar berhasil dibentuk, logam harus memiliki sifat tertentu. Sifat yang diinginkan termasuk yield strength rendah dan keuletan (ductility) tinggi. Sifat-sifat ini dipengaruhi oleh suhu. Saat suhu pengerjaan dinaikkan, keuletan akan meningkat dan yield strength akan berkurang. Pengaruh suhu menimbulkan perbedaan antara kerja dingin, kerja hangat, dan kerja panas. Laju regangan dan gesekan merupakan faktor tambahan yang mempengaruhi kinerja dalam pembentukan logam.

a) Proses Pengerjaan Dingin (Cold working/cold forming)

Pengerjaan dingin adalah pembentukan logam yang dilakukan pada suhu kamar atau sedikit di atas suhu kamar.

Keuntungan yang signifikan dari pembentukan dingin dibandingkan dengan kerja panas yaitu sebagai berikut.

• Akurasi yang lebih besar, yang berarti tingkat toleransi akan lebih kecil.
• Permukaan akhir yang lebih baik.
• Kekuatan dan kekerasan yang lebih tinggi karena pengerasan regangan (strain hardening).
• Aliran butir yang terjadi selama deformasi membuat sifat berarah (oriented) yang diinginkan dapat diperoleh dalam produk yang dihasilkan.
• Benda kerja tidak perlu dipanaskan sehingga menghemat biaya tungku dan bahan bakar serta memungkinkan tingkat produksi yang lebih tinggi.

Karena kombinasi keunggulan ini, banyak proses pengerjaan dingin menjadi operasi produksi massal. Proses ini memberikan toleransi yang kecil dan permukaan yang baik, meminimalkan jumlah permesinan yang diperlukan sehingga operasi ini dapat diklasifikasikan sebagai proses net shape (menyerupai hasil akhir) atau near net shape (hampir menyerupai hasil akhir).

Adapun kerugian yang terkait dengan proses pengerjaan dingin yaitu sebagai berikut.

• Gaya dan daya yang lebih tinggi diperlukan untuk melakukan operasi.
• Harus hati-hati dalam pelaksanaannya untuk memastikan bahwa permukaan benda kerja awal bebas dari kerak dan kotoran.
• Keuletan (ductility) dan pengerasan regangan (strain hardening) logam kerja membatasi jumlah pembentukan yang dapat dilakukan pada bagian tersebut. Dalam beberapa operasi, logam harus melalui proses annealing agar deformasi lebih lanjut dapat dicapai. Dalam kasus lain, logam tidak cukup ulet untuk dikerjakan dengan dingin.

b) Proses Pengerjaan Panas (Hot working/hot forming)

Untuk mengatasi masalah pengerasan regangan (strain hardening) dan mengurangi gaya dan kebutuhan daya, banyak operasi pembentukan dilakukan pada suhu tinggi.

Proses pengerjaan panas adalah pembentukan logam yang melibatkan deformasi pada suhu di atas suhu rekristalisasi. Suhu rekristalisasi untuk logam tertentu yaitu sekitar setengah dari titik lelehnya pada skala absolut. Dalam praktiknya, pengerjaan panas biasanya dilakukan pada suhu agak di atas 0,5Tm. Logam kerja terus melunak karena suhu dinaikkan melebihi 0,5Tm, sehingga meningkatkan keuntungan kerja panas di atas suhu ini. Namun, proses deformasi itu sendiri menghasilkan panas, yang mengakibatkan suhu kerja meningkat di bagian tertentu pada benda kerja. Hal ini dapat menyebabkan pencairan di wilayah ini, yang sangat tidak diinginkan. Selain itu, skala di permukaan kerja dipercepat pada suhu yang lebih tinggi. Oleh karena itu, suhu kerja panas biasanya dipertahankan dalam kisaran 0,5Tm hingga 0,75Tm.

Semua ini menghasilkan keuntungan relatif berikut untuk pengerjaan panas yaitu sebagai berikut.

• Bentuk benda kerja dapat diubah secara signifikan.
• Gaya dan daya yang lebih rendah diperlukan untuk mendeformasi logam.
• Logam yang biasanya retak saat dibentuk pada pengerjaan dingin dapat dibentuk dalam suhu tinggi.
• Sifat kekuatan umumnya isotropik (merata) karena tidak adanya struktur butir berorientasi yang biasanya terbentuk dalam pengerjaan dingin
• Tidak ada penguatan bagian yang terjadi karena pengerasan kerja (work hardening). Keuntungan terakhir ini mungkin tampak tidak konsisten, karena penguatan logam sering dianggap sebagai keuntungan untuk pengerjaan dingin. Namun, terkadang terdapat kasus dimana pengerasan kerja tidak diinginkan karena mengurangi keuletan, misalnya, jika bagian selanjutnya diproses dengan pembentukan dingin.

Kerugian kerja panas yaitu sebagai berikut.

• Akurasi dimensi yang lebih rendah.
• Energi total yang dibutuhkan lebih tinggi (karena energi panas untuk memanaskan benda kerja).
• Oksidasi permukaan kerja.
• Permukaan akhir yang lebih buruk, sehingga umumnya wajib dilakukan proses lanjutan seperti finishing.
• Umur perkakas yang lebih pendek.

Rekristalisasi logam dalam pengerjaan panas melibatkan difusi atom, yang merupakan proses yang bergantung pada waktu. Operasi pembentukan logam sering dilakukan pada kecepatan tinggi yang tidak memungkinkan waktu yang cukup untuk rekristalisasi lengkap struktur butiran selama siklus deformasi itu sendiri. Namun, karena suhu tinggi, rekristalisasi akhirnya terjadi. Ini dapat terjadi segera setelah proses pembentukan atau saat benda kerja mendingin. Meskipun rekristalisasi dapat terjadi setelah deformasi yang sebenarnya, hasil akhir dan pelunakan logam yang substansial pada suhu tinggi adalah ciri-ciri yang membedakan pengerjaan panas dan pengerjaan dingin.