Joko Sedyono Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta Maret 2016

Pengampu: Joko Sedyono, S.T, M.Eng, Ph.D

HP : 082 327 986 060

Email : Joko.Sedyono@ums.ac.id

Referensi :

Kalpakjian, S & Schmid, SR., 2003, Manufacturing process for engineering materials, Prentice Hall, 4th ed.

Kalpakjian, S., 1995, Manufacturing engineering and technology, Addison-Wesley Publishing Company, 3rd ed

Jujur dan tangguh Kehadiran Minimum : 75% Tidak ada titip presensi Kalau sakit atau ada tugas kampus boleh ijin tidak

masuk kuliah Aktif mencari literatur, buku, ebook, dan bahan

kuliah lain kemudian dipelajari Kelas berjalan bila jumlah mhs minimal 5 orang Kelas yang biasanya ada, bila dosen datang lebih

dulu maka batas menunggu kelas maksimum 15 menit.

Penilaian meliputi: presensi, tugas, dan ujian Jangan mengharapkan ikut semester pendek maupun

remidi Target: ambil sekali langsung lulus Apabila ada kemiripan yang nyata dianggap curang

atau bekerjasama (dalam ujian)

Pertemuan ke Topik

1 Manufaktur

2-3 Pengecoran logam, pembentukan & shaping

4 Sambungan

5 Finishing

6 Proses pemotongan

7 Material alat iris

8-9 Mesin pemotong, drilling, boring, dll.

10-11 Milling, planning, shaping, dll

12 Proses abrasi

13 Proses non-tradisional

14 Desain proses permesinan

Manufaktur adalah proses merubah bahan mentah menjadi produk; Ini meliputi desain dan fabrikasi bahan dengan metode produksi dan teknik yang bervariasi.

Kata manufacturing diturunkan dari bhs Latin manu factus, yang berarti buatan tangan

Kata produksi adalah sinonim kata manufaktur

Di negara industri, manufaktur bernilai 20% - 30% dari nilai produk dan layanannya

Secara umum, semakin tinggi tingkat manufaktur sebuah negara, semakin tinggi standar hidup penduduknya.

Produk manufaktur juga digunakan untuk membuat produk lain, mis.: mesin press utk membentuk pelat logam utk bodi mobil

1. Sebuah produk harus memenuhi syarat desain, spesifikasi, dan standar

2. Sebuah produk harus dimanufaktur dengan metode yang paling ekonomis dan ramah lingkungan

3. Kualitas harus dibangun pada setiap tahapan, dari desain sampai dengan perakitan, bukan setelah diproduksi

4. Dalam lingkungan yg sangat kompetitif, metode produksi harus fleksibel utk merespon perubahan permintaan pasar, tipe produk, laju produksi, dan kuantitas (jumlah) produk dan utk mengirimkan on-time kepada pelanggan.

5. Pengembangan baru dari sisi material, metode produksi, dan integrasi komputer baik teknologi maupun aktifitas managerial di dalam sebuah organisasi manufaktur harus secara konstan dievaluasi dengan mempertimbangkan implementasi waktu dan ekonomisnya.

6. Aktifitas manufaktur harus dilihat sebagai sebuah sistem yg besar yang semua individu berhubungan

7. Produsen harus menjalin komunikasi dengan pelanggan utk mendapatkan masukan utk peningkatan produk yg berkesinambungan

8. Organisasi manufaktur harus menjaga senantiasa produktifitasnya tinggi, yg didefinisikan sbg penggunaan secara optimal semua sumber dayanya: material, mesin, energi, kapital, tenaga kerja, dan teknologi. Output per pekerja per jam pada semua fase tahapan dimaksimalkan.

Ini adl aktifitas yang sangat penting Diperkirakan 70% - 80% dari biaya

pengembangan produk dan manufaktur dipakai saat tahap desain awal

Proses desain utk sebuah produk awal memerlukan pemahaman yang jelas dari fungsi dan performan yang diharapkan

Pasar utk sebuah produk dan antisipasi penggunaan produk harus jelas, dg bantuan asisten penjualan, analis pasar, dan personel organisasi yg lain.

Adalah pendekatan sistemik yang mengintegrasikan desain dan manufaktur produk dengan mengoptimalkan semua elemen yang meliputi siklus umur (life cycle) produk

Siklus umur adalah semua aspek dari sebuah produk seperti desain, pengembangan, produksi, distribusi, penggunaan, recycle maksimumnya, pembuangan dan dampaknya terhadap lingkungan dipertimbangkan secara simultan (berbarengan)

Kelanjutan dari concurrent engineering adl direct engineering (rekayasa langsung) (DE) yang menggunakan sebuah database engineering logic yg diterapkan selama desain tiap komponen sebuah produk

Untuk keberhasilah CE, harus (1) mendapat dukungan penuh dari manajemen puncak, (2) memiliki tim work yang multifungsional and interaktif, termasuk kelompok pendukung, dan (3) menggunakan semua teknologi yang diperlukan

Desain produk selalu meliputi persiapan model analitik dan fisik produk sbg bantuan utk faktor analisa spt gaya, tegangan, defleksi, dan bentuk bagian yang optimal

Proses konstruksi dan mempelajari model analitis dengan menggunakan computer-aided design, engineering, dan manufacturing techniques (CAD, CAE, dan CAM)

Alat yang sangat efektif, terutama untuk sistem produksi yang kompleks adl simulasi komputer, yang dapat digunakan utk mengevaluasi performan dari produk dan perencanaan sistem manufaktur utk memproduksinya.

Simulasi komputer dapat membantu mendesain deteksi cacat awal, identification of possible problems in a particular production system, and optimisation of manufacturing line for minimum product cost

Tradisional

Collect data to describe system

Estimate initial design

Analyse system

Check performance criteria

Is design

satisfactory?

Update design based on

experience/heuristics

Formulate the problem as an

optimisation problem

Collect data to describe system

Estimate initial design

Analyse system

Check constraints

Does design satisfy convergence

criteria?

Update design using optimisation

concepts

Stop

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

Yes Yes

(a) (b)

0

1. CAD, CAE, & CAM

2. KOMPUTER SIMULASI

3. RAPID PROTOTYPING

4. PRODUKSI

DFM (DESIGN FOR MANUFACTURE): ◦ Mengintegrasikan proses desain: pemilihan

material, metode manufaktur, proses planning, perakitan, pengujian, dan jaminan kualitas

◦ DFA (DESIGN FOR ASSEMBLY)

◦ DESIGN FOR DISASSEMBLY

◦ DESIGN FOR SERVICE

Akhirnya semuanya dirangkum dalam DEMA (DESIGN FOR MANUFACTURE AND ASSEMBLY)

Sederhana dalam manufaktur, perakitan, pelepasan, pelayanan, dan recycle

Pemilihan material yang sesuai sifat dan umur

Akurasi dimensi dan finishing permukaan yang selonggar mungkin

Proses sekunder dan finishing kalau bisa ditiadakan atau diminimalkan

Menghindari boros material (mengurangi penggunaan dan sampah/limbah)

Mengurangi penggunaan material pd saat produksi dan proses

Penanganan sampah/limbah berbahaya yang tepat

Peningkatan proses daur ulang (recycle), pengolahan sampah, dan penggunaan ulang (reuse)

SIFAT MATERIAL ◦ Sifat fisik

◦ Sifat kimia

◦ Sifat manufaktur (mis. kemampuan las, mampu mesin)

BIAYA DAN KETERSEDIAAN

UMUR DAN SIFAT DAUR ULANG

KEUNGGULAN, KETERBATASAN, LAJU PRODUKSI DAN BIAYA DARI BERBAGAI METODE MANUFAKTUR MENJADI PERTIMBANGAN

UKURAN DAN AKURASI DIMENSI

BIAYA MANUFAKTUR DAN OPERASIONAL

MANUFAKTUR NET-SHAPE

Kerangka aplikasi komputer dlm manufaktur ◦ CNC (computer numerical control) ◦ AC (adaptive control) : mengoptimasi laju produksi

dan kualitas utk mencapai biaya minimum. Mengontrol mis.: gaya, suhu, permukaan finishing, dimensi

◦ Robot industri: sejak th 60an utk mengganti manusia dlm pekerjaan yang berulang, membosankan, dan berbahaya.

◦ Automated handling ◦ Automated and robotic assembly systems ◦ CAPP (computer-aided process planning): utk

mengoptimasi proses plant

CIM: computer-integrated manufacturing

GT (group technology): pengelompokan ke dalam kelompok-kelompok yg mirip, supaya efisien dan ekonomis

JIT (just-in-time production): memproduksi barang dan pengirimannya pada saat akan digunakan. Keuntungan: hemat penyimpanan, jika ada cacat cepat terdeteksi, produktifitas meningkat dan kualitas produk yang tinggi didapat dg biaya murah.

Cellular manufacturing: beberapa mesin produksi dikontrol oleh robot sentral

FMS (flexible manufacturing system): metode yg mengintegrasikan cell manufaktur ke dalam sebuah unit yang besar, semuanya di bawah kontrol komputer sentral

Sistem expert: meliputi program komputer yang kompleks sehingga sangat cepat menyelesaikan pekerjaan dan masalah yg ada

AI (artificial intelligence): penggunaan mesin dan komputer menggantikan kecerdasan manusia, sering disebut JST (jaringan syarat tiruan) (artificial neural networks).

Dalam hal desain dan manufaktur produk yg aman maka hal ini menjadi tanggung jawab produsen yang sangat penting

Mis. : roda gerinda yang dapat mencelakai pekerja, alat listrik tanpa tanda peringatan, ini semua harus dijelaskan disertakan dlm produk

Ergonomis (interaksi antara mesin dan manusia) dan human-factors engineering adalah aspek yg penting utk diperhatikan dalam desain dan manufaktur produk yang aman. Contoh produk yang tidak ergonomis: kursi yg tidak nyaman diduduki, suatu peralatan yg sulit dioperasikan sehingga membuat sakit tulang belakang, keyboard komputer yg lama-lama kalau dipakai membuat sakit di bagian tangan.

Biaya manufaktur berkisar 40% dari harga produk Biaya manufaktur: biaya material, peralatan

(tools), dan buruh, modal/kapital dll Utk mengurangi biaya: dg menganalisa desain

produk utk menentukan ukuran dan bentuk yg optimal dan pemilihan material yang paling murah asalkan memenuhi sifat yg diharapkan

Sekarang ini terjadi kompetisi global yang menuntut world-class manufacturing utk itu perlu konsisten di dalam manufaktur berbiaya murah dan hal ini menjadi hal sangat krusial bagi perusahaan untuk bertahan (survive)

Manufaktur mengarah kepada lean production atau lean manufacturing: adanya efektifitas dan efisiensi utk mengurangi biaya di semua aktifitas

Agile (fleksibel) manufacturing: penerapan lean production pada skala yang lebih luas shg cepat merespon perubahan jenis produk, keinginan, dan kebutuhan konsumen

Material: ◦ Kontrol komposisi, kemurnian, dan cacat (defect)

(mis. Impuritis, inklusi, flaws) utk meningkatkan sifat material secara keseluruhan, sifat manufaktur, reliability, dan umur layanan (service life) dengan harga yg murah.

◦ Metode pengujian dan equipmennya ditingkatkan dengan penggunaan komputer dan software terutama material: keramik, carbides, dan komposit.

◦ Terkait dengan penghematan energi dan material dilakukan peningkatan kemampuan recycle dan rasio kekuatan dan kekakuan (stiffness) terhadap berat

Proses, equipment, dan sistem: ◦ Komputer simulasi dan modeling menjadi luas

penggunaannya di dlm desain dan manufaktur, menghasilkan optimasi proses dan sistem produksi, dan kemampuan prediksi variabel yang terintegrasi dg produksi.

◦ Sebagai dampaknya adalah kecepatan dan efisiensi desain produk dan manufaktur terjadi peningkatan yang sangat besar, peningkatan ekonomi produksi dan pengurangan biaya produksi di pasar yang sangat kompetitif ini

Merencanakan manufaktur suatu produk dan memilih proses yang digunakan

Mengidentifikasi mesin, equipment, tooling, dan orang yang dibutuhkan utk mengerjakan pekerjaan tsb.

Berinteraksi dengan insinyur desain dan material utk mengoptimasi produktifitas dan meminimalkan ongkos produksi

Bekerjasama dg insinyur industri ketika merencanakan aktifitas plant-floor, mis.: Plant-layout, pengaturan mesin, equipment material-handling, time-and-motion study, analisa metode produksi, perencanaan produksi, dan penjadwalan dan maintenance.

Logam

Non Ferous Ferous

Besi Cor

Besi tuang

kelabu

Besi tuang

putih

Besi tuang

noduler

Besi tuang

paduan

Baja Karbon

Baja karbon

rendah

Baja karbon

sedang

Baja karbon

tinggi

Baja Paduan

Baja paduan

rendah

Baja paduan

medium

Baja Khusus

Baja anti

karat

Baja

perkakas

Besi cor: 2-4 %C, 1-3 %Si, 0.8 %Mn

Baja karbon: 0.08-1.7 %C

Baja paduan: 0.08-0.35 %C plus Cr, Ni, Mo, Cu, Al, Ti, V etc.(±4 %)

Baja khusus (Baja anti karat (12-30 %Cr), tool steel)

Komposisi kimia,

Manufaktur &

fabrikasi,

Perlakuan panas

Mikrostruktur Sifat Mekanis Performan/kualitas

Upstream

industry • Iron core primary ingot

Midst

industry

•Primary ingot billet, slab,

bloom, rod, alloy ingot

Downstream

industry

•Final

product