Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur
-
Upload
muhaimin-muhammad -
Category
Documents
-
view
111 -
download
4
Transcript of Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur
![Page 1: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/1.jpg)
S H C E Y, J O H N . I N T R O D U C T I O N I N T O M A N U F A C T U R I N G P R O C E S S ( 2 0 0 0 ) , M C - G R AW H I L L
ATRIBUT LAYANAN MANUFAKTUR
![Page 2: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/2.jpg)
PENJELASAN SINGKAT
Mempelajari sifat-sifat teknis bahan dan memberikan pengetahuan tentang ilmu bahan
• Sifat bahan mekanis • Kekuatan bahan • Deformasi • Sifat-sifat tribologi, fisis, dan kimia
![Page 3: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/3.jpg)
ATRIBUT LAYANAN
• Merupakan sifat-sifat yang membuat produk manufaktur bernilai. • Didasarkan dari sifat fisik benda dan ketahanan
terhadap berbagai kondisi. • Menentukan kapasitas maksimum yang dapat
dikenakan sebagai benda atau produk ekonomis.
![Page 4: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/4.jpg)
TERMINOLOGI
Pengujian Benda
Pengujian Merusak
Uji Tarik
Uji Tekan
Uji Kekerasan
Pengujian Tidak Merusak
Pemeriksaan Fluide
Pemeriksaan Magnetis
Pemeriksaan Ultrasonik
Pemeriksaan Radiografi
![Page 5: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/5.jpg)
PENGUJIAN FISIK BENDA (MERUSAK)
• Pengujian pada ketahanan fisik benda dengan memberika tekanan berupa gaya pada permukaan benda sehingga benda mencapai titik ketahanan maksimum • Pengujian fisik benda : • Uji Tarik (Tension Test / Tensile Test) • Uji Tekan (Compression Test) • Uji Impak (Impact Test) • Uji Lengkung (Bending Test)
![Page 6: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/6.jpg)
UJI TARIK
• Sifat produk manufaktur adalah mampu mendukung beban (Force satuan N).
• Mekanisme : • Spesimen Pengujian (sampel) ditarik menggunakan
menggunakan peralatan khusus. • Penarikan merupakan pemberian gaya atau tegangan
sehingga terlihat bagian terlemah dari spesimen. • Deformasi akan terjadi pada bagian-bagian krusial dari
spesimen uji. • Fokus utama adalah kemampuan maksimum benda dalam
menahan beban Ultimate Tensile Strength (UTS)
![Page 7: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/7.jpg)
MESIN PENGUJIAN TARIK
![Page 8: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/8.jpg)
UJI TARIK
• Untuk sebagian besar logam, pada tahap awal uji tarik, hubungan antara beban atau gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang bahan tersebut.
Hukum Hooke : “Rasio tegangan dan regangan adalah konstan”.
σ= P/A
![Page 9: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/9.jpg)
UJI TARIK
Kurva Tegangan Regangan
![Page 10: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/10.jpg)
UJI TARIK
![Page 11: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/11.jpg)
KEKUATAN TARIK
Modulus Elastisitas
Kekuatan Luluh
Kekuatan Tarik
![Page 12: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/12.jpg)
UJI TARIK
Kurva Tegangan Regangan
![Page 13: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/13.jpg)
KEKUATAN TARIK
• Modulus Elastisitas Pada tahap ini, penarikan akan menghasilkan regangan. Namun, regangan akan kembali seperti semula (elastis).
• Beberapa bahan tidak mengalami tahap ini, bahan akan luluh atau mengalami deformasi permanen sejak awal.
Contoh : besi cor, beberapa plastik • Pengukuran elastisitas pada modulus elastisitas.
! = !!! !
![Page 14: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/14.jpg)
KEKUATAN TARIK
• Kekuatan Luluh Pada tahap ini, penarikan akan menghasilkan regangan yang akan bersifat permanen (deformasi permanen) sebelum putus.
• Penentuannya adalah 0.2% dari ambang batas • Disebut Yield Strengh (YS). • Tegangan Rancangan dibuat lebih rendah dari YS
pada faktor aman sebagai batas keamanan penggunaan bahan
!!.! = !!!.!!"!!
!
![Page 15: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/15.jpg)
KEKUATAN TARIK
• Kekuatan Tarik Kontraksi tarik terjadi pada titik terlemah dari spesimen dengan ciri bahan memanjang dan penampangnya berkurang.
• Keretakan mulai terjadi diawali dengan gaya P turun • Disebut UTS (ultimate tensile strength) /TS (Tensile
Strength).
!" = !!!"#!!!
![Page 16: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/16.jpg)
CONTOH
• Sebuah komponen pesawat terbuat dari paduan alumunium 7075-T6, yang dapat diilustrasikan sebuah batang dengan diameter 20 mm dan panjang 40 mm. Bahan akan dikenai gaya tertentu. Hitunglah : • Deformasi batang akibat beban 80 kN. • Beban minimum agar terjadi deformasi permanen. • Beban maksimum bahan yang dapat ditahan tanpa
mengalami perpatahan.
![Page 17: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/17.jpg)
ALUMUNIUM 7075
7075 aluminum alloy's composition roughly includes 5.6–6.1% zinc, 2.1–2.5% magnesium, 1.2–1.6% copper, and less than half a percent of silicon, iron, manganese, titanium, chromium, and other metals.
Karateristik Nilai
E 70 GPa
YS 500 MPa
TS 570 MPa
![Page 18: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/18.jpg)
PEMBAHASAN
• Luas Penampang Lintang Bahan :
= 20*20 * 3.14 / 4 = 314 mm2
= 80.000/314 = 255 N/mm2 = 255 Mpa
tegangan kurang dari YS < 500 Mpa sehingga tidak
terjadi deformasi
! = !!!!
![Page 19: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/19.jpg)
PEMBAHASAN
• Beban atau gaya minimum yang menyebabkan deformasi permanen:
P = σ0.2 * A0
= 500 N/mm2 * 314 mm2 = 157 kN
!!.! = !!!.!!"!!
!
![Page 20: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/20.jpg)
PEMBAHASAN
• Beban atau gaya maksimum agat bahan tidak mengalami perpatahan:
Pmax = TS * A0
= 570 N/mm2 * 314 mm2 = 179 kN
!" = !!!"#!!!
![Page 21: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/21.jpg)
PENINGKATAN KETAHANAN BAHAN
• Bebas cacat internal • Rongga-rongga akan menyebabkan titik lemah cepat
terjadi pada bahan yang akan menghasilkan retakan.
• Pemberian tegangan yang merata • Pemberian tegangan merata (tekanan hidrostatis) pada
pemakaian benda akan membuat gaya akan terdistribusi merata sehingga perpatahan pada bahan dapat ditunda
![Page 22: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/22.jpg)
UJI LENGKUNG
• Beberapa bentuk bahan tidak memungkinkan untuk dilakukan uji tarik.
• Mekanisme : • Spesimen ditumpu pada dua titik (ASTM F417). • Gaya atau beban diberikan pada titik tengah dalam
kondisi dua titik penumpu menarik ke arah berlawanan (uji 3 titik)
• Perpatahan terjadi bila kekuatan tarik maksimum mencapai sebuah nilai kritis (titik ruptur).
![Page 23: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/23.jpg)
UJI LENGKUNG
![Page 24: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/24.jpg)
ENERGI IMPAK
• Beberapa bahan tangguh atau tahan terhadap beban sampai nilai tertentu. Namun, mengalami patah ketika dikenakan beban secara tiba-tiba.
Contoh : dalam layanan bersuhi tinggi pada struktur las seperti pada kapal mungkin terdapat cacat pengelasan bidang dan tekanan sisa
![Page 25: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/25.jpg)
PENGUJIAN ENERGI IMPAK
• Pengujian dilakukan dengan bandul berayun sehingga beban diberikan dengan tiba-tiba. Energi impak akan diserap oleh spesimen kemudian diukur.
![Page 26: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/26.jpg)
UJI TEKAN
• Beberapa bahan lemah terhadap kondisi tarik tapi kuat dalam kondisi tekan. (dan sebaliknya) • Pengujian dilakukan oleh mesin pres dengan susun
sederhana sehingga spesimen ditekan diantara dua pelat datar, sejajar. • Uji tekan memenuhi Prinsip Kekonstanan Volume :
!" = ! 2!!2!!(!! − ! !! − !!
!
![Page 27: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/27.jpg)
UJI TEKAN
• Komponen atau struktur teknik jarang dibiarkan berubah bentuk secara substansial, karena itu tegangan tekan yang berhubungan dengan beberapa regangan kecil.
![Page 28: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/28.jpg)
UJI TEKAN
![Page 29: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/29.jpg)
UJI KEKERASAN
• Ketahanan sebuah bahan dalam mengalami deformasi paling baik diuji dengan indentasi (pelekukan). • Spesimen harus cukup besar untuk
mempertahankan deformasi lokal, sehingga indentor mendorong bahan yang dipindahkan, tapi mengubah bentuk ketebalan spesimen secara keseluruhan.
![Page 30: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/30.jpg)
UJI KEKERASAN
• Uji Kekerasan Brinell • Mempunyai identor bola baja
dengan menabrakkan bola baja. Diameter hasil tempaan akan diukur rata-rata.
• Gaya dibagi dengan luas permukaan indentasi menghasilkan nilai angka brinell
!" = ! 2!!2!!(!! − ! !! − !!
!
![Page 31: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/31.jpg)
UJI KEKERASAN
• Uji Kekerasan Rockwell (ASTM E18) • Identor adalah sebuah bola atau
kerucut intan. • Permukaan secara otomatis akan
terukur kedalaman identasi dan memberikan output terbaca.
![Page 32: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/32.jpg)
UJI KEKERASAN
• Uji Kekerasan Vickers (ASTM E92) • Indentor intan yang cukup kecil yang membuat bekas
injakan bentuk geometris yang tidak bergantung kepada beban
Angka kekerasan Vickers (HV) didefinisikan sebagai hasil bagi (koefisien) dari beban uji (F) dengan luas permukaan bekas luka tekan (injakan) dari indentor(diagonalnya) (A) yang dikalikan dengan sin (136°/2).
![Page 33: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/33.jpg)
KELELAHAN
• Pemberian beban secara terus-menerus akan menyebabkan kelelahan (fatigue failure). • Kelelahan adalah hasil akumulasi dari kerusakan
yang disebabkan oleh tegangan yang jauh lebih kecil dari kekuatan tarik. • Terdapat tingat batas lelah (fatigue limit) yang
dapat menahan tingkat tegangan minimum tertentu. Biasanya dilakukan dengan menentukan tegangan yang dapat ditahan dalam jumlah siklus tertentu.
![Page 34: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/34.jpg)
KELELAHAN
• Kelelahan dapat dikarenakan oleh keadaan lingkungan yang ekstrim. • Thermal Fatigue • Korosi
![Page 35: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/35.jpg)
PENGUJIAN TAK MERUSAK
• Pengujian pada komponen atau bahan tertentu terkadang tidak memungkinkan untuk dilakukan pengujian fisik merusak. • Bantuan sifatk kimia dan fisika, teknologi dapat
digunakan untuk mempercepat pemrosesan dan perhitungan data sehingga dapat memudahkan pemeriksaan komponen selama proses.
![Page 36: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/36.jpg)
PENGUJIAN TAK MERUSAK
• Pemeriksaan dengan penetrant cair untuk mengungkapkan cacat permukaan. • Pemeriksaan dengan partikel magnetis (untuk
bahan feromagnetis) • Pemeriksaan dengan ultrasonik • Pemeriksaan dengan radiografi • Penyortiran elektromagnetis • Hologram membentuk gambar 3D
![Page 37: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/37.jpg)
SIFAT SIFAT FISIK
• Densitas • Merupakan massa persatuan volume. Satuan massa
adalah gram. • Densitas atau kerapatan massa menentukan kekuatan dari
bahan, seperti alumunium akan lebih lemah dari baja yang mempunyai densitas lebih tinggi.
• Tribologi merupakan ilmu, teknologi, dan praktik yang berhubungan dengan interaksi permukaan dalam gerakan relatif
![Page 38: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/38.jpg)
SIFAT TRIBOLOGI
• Adhesi • Bila dua benda secara bersama-sama dibuat
bersinggungan rapat dan atom-atomnya berada dalam jarak antar atom, maka ikatan kuat akan terbentuk.
• Adhesi antara dua benda padat menghasilkan sambungan yang kuat (las tekanan), dan kontrol manufaktur berfungsi untuk mengontrol kekuatan sambungan.
![Page 39: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/39.jpg)
SIFAT TRIBOLOGI
• Gesekan • Pada skala mikro, permukaan tidak halus secara sempurna,
tetapi menunjukkan adanya gundukan dan lembah. • Gesekan ditimbulkan karena adanya adhesi dan gundukan
yang terjadi. • Energi akan di rubah ke bantuk energi thermal.
![Page 40: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/40.jpg)
SIFAT TRIBOLOGI
• Keausan • Keausan adalah kehilangan substansi secara progresif akibat
pengoprasian permukaan komponen. • Merupakan konsekuensi dari aksi yang simultan dari beberapa
mekanisme, dengan mekanisme lainnya. • Beberapa bahan telah dikembangkan untuk ketahanan aus
yang tinggi. • Ketahanan aus dapat ditingkatkan dengan pelapisan
permukaan.
1. Keausan adhesif 2. Keasuan abrasif 3. Keausan karena lelah 4. Keausan Kimia
![Page 41: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/41.jpg)
SIFAT TRIBOLOGI
• Pelumasan • Tujuan pelumasan adalah untuk menurunkan dan
mengontrol gesekan maupun keausan. • Pelumas dikelompokkan berdasarkan ragam aksinya :
1. Fluida kental • Diberikan pada pertemuan antara permukaan yang bergerak.
Berupa minyak mineral
2. Pelumas batas • Pelumas ini meresap pada pada permukaan pada permukaan
bersentuhan dan mencegah adhesi
3. Pelumas Extreme Pressure • Dapat bekerja pada suhu tinggi dengan logam
4. Pelumas padat • Memisahkan dua permukaan dengan sebuah lapisan yang
kekuatan gesernya rendah.
![Page 42: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/42.jpg)
SIFAT LISTRIK
• Logam dapat digambarkan sebagai bahan konduktor karena dapat menghantarkan ion-ion negatif. • Beberapa bahan menjadi superkonduktif pada
suhu-suhu kritis, resitivitasnya mendekati titik nol. • Insulator adalah bahan dimana semua elektron
diikat dalam ikatan kovalen ionik sehingga diperlukan energi yan gbesar untuk membebaskan elektron. Insulator akan kehilangan sifat insulasinya hanya pada intensitas medan kritis tertentu. • Semikonduktor merupakan bahan yang konduktor
dan juga memiliki resistensi yang besar pula.
![Page 43: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/43.jpg)
SIFAT MAGNETIS
• Beberapa bahan adalah ferromagnetis, yaitu ketika bahan dikondisikan dibawah pengaruh medan magnet, maka akan memiliki sifat magnet. • Beberapa bahan dapat dimagnetisasi berulang
yang membuka kesempatan untuk perekaman magnetis dan penyimpanan data. • Beberapa bahan mempunyai sifat Piezoelectricity • Teknologi manufaktur dan komposisi bahan harus
dikontrol sehingga mendapatkan sifat bahan yang diinginkan.
![Page 44: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/44.jpg)
SIFAT THERMAL
• Pada sifat thermal, titik lebih lebur merupakan hal penting. • Sifat thermal dapat mempengaruhi struktur
komposit sehingga ketahanan bahan akan berubah pula. • Sifat thermal akan turun seiring dengan
meningkatnya kekuatan ikatan. Urutan sifat thermal tertinggi :
Polimer à Logam à Keramik
![Page 45: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/45.jpg)
SIFAT KIMIA
• Kemerosotan struktur karena aksi kimia maupun elektrokimia (korosi) terutama ditentukan oleh pemilihan bahan, dan juga dipengaruhi oleh metode pemrosesan manufaktur
![Page 46: Chapter 4 - Atribut Layanan Manufaktur](https://reader034.fdokumen.com/reader034/viewer/2022042502/55cf9850550346d03396e794/html5/thumbnails/46.jpg)
TERIMA KASIH