TUGAS MK. TEKNIK PEMBENTUKAN LOGAM 2
Andri Dwi Maryanto (2613071007)
JURUSAN TEKNIK METALURGI UNIVERSITAS JENDERAL ACHMAD YANI BANDUNG 2011 SHEET METAL FORMING
Definisi : Proses pembentukan logam dengan mempergunakan gaya tekan untuk mengubah bentuk dan atau ukuran dari logam yang dikerjakan. Sheet metal forming termasuk dari proses pembentukan logam (metal forming) Kararakteristik:
working (pengerjaan dingin) Proses Pembentukan Plat Logam merupakan proses cold working (pengerjaan dimana bentuk awal material yang digunakan adalah berbentuk lembaran sheet (sheet ) dan tidak butuh dinaikkan suhunya untuk merubah bentuk melainkan dengan tetap menjaga suhu ruang (suhu normal).
Efek dari proses Cold Working ini mempengaruhi alat / tools (dies) yang digunakan pada proses khususnya pemotongan (blanking; (blanking; pierching dll), pierching dll), alat tersebut haruslah tajam dan kuat, bila tidak, akan mudah terjadi aus dan berakibat tumpul atau pecah.
Kelompok proses:
Proses pemotongan (shearing) : memberi perlakuan tekan pada plat logam hingga pada area deformasi patah / break .
Proses pembentukan (forming) : memberi perlakuan tekan pada plat logam hingga pada area deformasi plastik
Proses akhir (finishing) akhir (finishing) : proses tambahan yang dilakukan pada tahap akhir guna menyempurnakan produk.
Proses pemotongan pemot ongan (shearing)
Proses pemotongan lembaran logam dari yang berbentuk lembaran besar menjadi berukuran yang lebih kecil sesuai ukuran yang dibutuhkan pada proses selanjutnya. Pemotongan yang dilakukan yaitu dengan memberi perlakuan tekan pada plat logam hingga pada area deformasi patah / break .
Pada saat punch memberikan tekanan pada material, terjadi retak pada kedua permukaan bagian atas dan bawah benda kerja. Lalu menjalar dengan cepat retak dari bagian atas dan bawah akan bertemu, terjadilah pemisahan bagian. Pemotongan Konvensional
Pemotongan yang menghasilkan produk yang tidak sempurna, karena terdapat daerah yang terdeformasi dan patah khususnya pada bagian permukaan.
Pemotongan yang menghasilkan bagian pinggir yang rapih atau halus (smooth)
Dengan adanya pelat penekan dengan tonjolan keluar (pressure plate with protrusion) atau sering disebut “bead”, serta punch yang memberi gaya yang berlawanan dengan gaya pemotongan (opposing punch), hasilnya energi pemotongan terlokalisasi dan benda kerja terpotong dengan baik. Beberapa proses pemotongan, antara lain:
a. Blanking Merupakan proses pemotongan lembaran logam yang bertujuan mendapatkan hasil potongnya (blank, bagian yang terlepas dari material induk).Pada umumnya hasil potongan jatuh ke bagian bawah dies (produk / hasil terlepas)
b. Pierching
Proses pemotongan untuk mendapatkan bentuk lubang dan sering juga disebut sebagai proses punching . Bentuk lubang yang dihasilkan bisa bulat atau bentuk lainnya, bergantung pada kebutuhan.Bila dilihat dari bagian material yang digunakan/tidak digunakan (scrap) maka proses pierching adalah kebalikan dari proses blanking.
c. Perforating Proses membuat lubang dalam jumlah yang banyak secara berulang-ulang. Lubanglubang tersebut dapat merupakan dekorasi atau berfungsi untuk saluran gas, udara atau cairan.
d. Notching
Merupakan proses pemotongan yang dilakukan untuk menghilangkan sisi luar sebuah produk dan hanya memotong bagian bagian tertentu saja. Proses ini biasa juga terdapat pada proses awal pembuatan box / kotak
e. Slitting Proses penyobekan plat dari dalam keluar tanpa membuang part (tidak terjadi scrap).
f.
Lancing Proses pemotongan pada suatu part dan pada saat
yang bersamaan terjadi pula
proses bending, pada proses ini tidak terbentuk scrap. Contoh hasil dari proses ini adalah pada lubang angin di daun pintu lemari locker.
Proses pembentukan (forming)
Yaitu proses perubahan bentuk tanpa adanya patah. Beberapa proses pembentukan, antara lain:
DIE BENDING
Merupakan proses penekukan antara punch dan V die
BENDING
Merupakan proses penekukan dengan mengunakan punch pada satu sisi luar produk. Bending merupakan proses pembentukan yang mengubah lembaran benda kerja yang lurus menjadi melengkung.
CNC bending and forming machine
CURLING DAN WIRING
Merupakan proses pengerolan pada satu sisi lembaran logam yang bertujuan untuk memperkuat sisi suatu komponen. Bila pada proses ini melibatkan kawat sebagai penguat maka proses tersebut dikenal dengan wiring . Cylinder curling machine
FORM STAMPING / EMBOSSING
Proses embossing adalah proses pembentukan yang dilakukan hanya pada dua sisi material. pada embossing kontur pada sisi yang berlawanan merupakan kebalikan dari sisi lainnya.
Aluminum Foil Embossing Machine
STAMPING
Proses stamping atau coining digunakan untuk membuat kontur pada dua sisi permukaan benda kerja dengan cara penekanan. Kontur pada sisi yang satu bukan merupakan kebalikan kontur sisi lainnya tetapi merupakan bentuk kontur yang berbeda.
DEEP DRAWING
Proses deep drawing dapat didefinisikan sebagai pembentukan lembaran logam (sheet metal) menjadi sebuah komponen yang berongga (cup, bejana, mangkuk) yaitu dengan cara menekan benda kerja dengan menggunakan punch (penekan) masuk ke arah dies (cetakan). Pada proses ini ketebalan akhir benda kerja kurang lebih sama dengan ketebalan awalnya.
STRETCHING
Stretching merupakan proses pembentukan yang meliputi perentangan benda kerja terhadap
punch. Pada proses ini terjadi terjadi gaya tarik pada dua sumbu (biaksial). Karena pada proses ini tidak terjadi aliran material, maka luas benda yang dihasilkan akan lebih besar dibandingkan dengan luas benda kerja awal. Sebagai akibatnya adalah timbulnya penipisan di seluruh lembaran.
Gambar skematik dari proses pembentukan stretch. Kulit aluminum (aluminum skins) untuk komponen pesawat terbang dapat dibuat dengan proses ini.
RESTRIKING
Merupakan proses lanjutan untuk membuat suatu bentuk menjadi lebih baik dan hanya dilakukan pada bagian tertentu saja.
Spinning Proses operasi pembentukan dingin (cold-forming) dimana terdapat cakram yang
berputar yang memberikan tekanan pada benda kerja, dan pada akhirnya membentuk suatu bentuk bulat simetris.
Finishing Proses
Meliputi proses-proses tambahan yang berguna untuk membersihkan, memberikan perlindungan permukaan ataupun memberikan unsur estetika. Metal Forming
Proses manufaktur untuk menciptakan sebuah produk dengan cara pembentukan. Klasifikasi:
Operasi Deformasi Bulk
Operasi Plat Logam
1. ROLLING
Ketebalan benda kerja berkurang dengan gaya tekan yang diberikan oleh dua rol secara berlawanan Mesin rolling – Sering disebut rolling mills – Ukuran mesin sangat besar (massive) – Harga mesin mahal, sehingga cocok untuk proses produksi masal (jumlah banyak
dan produk standar) Hot rolling : Proses rolling dilakukan pada temperatur tinggi Keuntungan: •
bebas dari residual stress
•
Isotropic
Kerugian •
Toleransi rendah
•
Karakteristik permukaan: oxide scale
Cold rolling –
Mengurangi ketebalan lebih lanjut dari hot rolling
– Menguatkan logam, meningkatkan toleransi dan bebas oxide scale •
Proses : Bahan mentah – Cast steel ingot yang baru mengalami solidifikasi
Proses pemanasan – Ingot dimasukkan ke dalam tungku agar temperatur ingot merata – Sering disebut proses soaking – Tungku yang digunakan disebut soaking pits
– Temperatur rolling ± 1200°C
Proses pengerolan – Pengerolan membentuk salah satu dari tiga bentuk lanjutan: bloom, billets atau
slab – Bentuk lanjutan di atas, dirol kembali hinggamembentuk produk akhir
1. FORGING
Proses deformasi dengan memberikan tekanan secara tiba-tiba atau bertahap pada material menggunakan dua dies Untuk membuat komponen otomotif, aerospace dll, dengan kekuatan yang tinggi Mis: gear, komponen turbin dll. Gaya tekan •
Tiba-tiba: menggunakan mesin forging hammer
•
Bertahap: menggunakan mesin forging press
Jenis proses :
Open-Die Forging
Impression-Die Forging
Flashless Forging
Mesin Forging
1. EXTRUSION
Proses pembentukan dengan mendorong material untuk mengalir melalui die terbuka Keuntungan – Produk dengan berbagai bentuk penampang dapat dibuat – Struktur granular dan kekuatan material baik – Toleransi produk baik – Material scrap sedikit
Hot extrusion – Material: aluminum, copper, magnesion, zinc, tin – Gaya yang diperlukan berkurang, kecepatan ram tinggi –
Perlu lubrikasi
– Cold extrusion –
Material: low carbon steel, stainless steel
– Kekuatan meningkat (strain hardening), toleransi akurat.
Jenis Ekstrusi
1. WIRE & BAR DRAWING
Proses pengurangan luas penampang dengan menarik material melalui die •
Bar drawing: diameter besar
•
Wire drawing: diameter kecil
•
Umumnya cold-working operation
•
Keuntungan: – Dimensi akurat mudah dicapai – Permukaan baik – Kekuatan dan kekerasan meningkat – Mudah di setup untuk economical batch atau mass production
Tube Drawing
Magnetic Pulse Forming
(Pembentukan Pulsa Magnet) menggunakan medan magnet yang bertentangan untuk memberikan gaya pada benda kerja (logam lembaran) ke mandrel (penekan) atau bentuk lainnya. Pertama-tama, medan magnet dari koil menghasilkan lucutan arus yang sangat tinggi. Kapasitor digunakan untuk menyimpan muatan arus dari lucutan arus yang sebelumnya telah terbentuk. Medan magnet yang bertentang didekatkan dengan benda kerja, terjadi arus induksi yang menyebabkan terjadinya pembentukan logam dengan bantuan tekanan pada cetakan. Tekanan berkisar 50 Kpsi. Diaplikasikan pada proses ; fritting untuk ujung pipa, embossing dan pembentukan.
Kelebihan :
- Proses cepat, kurang dari 0,1 detik – Sifat mampu bentuk meningkat bagi beberapa material – Proses tanpa adanya kontak langsung – Tidak diperlukan pelumas – Rendahnya pembentukan springback – Cacat wrinkling dapat dihindari (sedikit)
Keterbatasan
: Hanya untukmaterial yang konduktif
Produk
Superplastic forming
Prosesnya berdasarkan beberapa logam dapat dibentangkan (stretching) secara perlahan-lahan, melampaui batas normalnya pada suhu yang tinggi. Suhu tinggi ini memaksudkan agar tegangan alir dari bahan (lembaran logam-baja) lebih rendah dari temperatur normal. Karakteristik ini
memungkinkan proses pembentukan yang sangat dalam yang biasanya akan terjadi kegagalan. Paduan yang dapat dibentuk dengan proses superplastik dapat dibentangkan (stretching) pada suhu yang lebih tinggi, beberapa kali dari panjang awal tanpa terjadi kegagalan. Pembentukan superplastik dapat menghasilkan bentuk yang kompleks.
Proses dimulai dengan menempatkan lembaran logam yang akan dibentuk dalam cetakan SPF (Super Plastic Forming) , Benda kerja dipanaskan dan kemudian diberikan gas yang bertekanan , lalu benda kerja akan terdeformasi plastis memenuhi cetakan dan pada akhirnya membentuk sesuai dengan bentuk cetakan.
Keuntungan a.
:
Kinerja structural meningkat.
b.
Sifat mampu bentuk meningkat, dapat dibentuk menjadi bentuk yang kompleks.
c.
Hemat biaya
d.
Ramah lingkungan
Material yang dapat diproses SPF ialah: 1. Titanium alloys 2. Aluminum alloys 3. Bismuth-tin alloys 4. Zinc-aluminum alloys 5. Stainless steel 6. Aluminum-lithium alloys