Metal Forming Process

5/10/2018 Metal Forming Process - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/metal-forming-process-55a0c6d7a7177 1/26

METAL FORMING PROCESS

I. PENGERTIAN

Proses pembentukan logam dengan mempergunakan gaya tekan untuk mengubahbentuk dan atau ukuran dari logam yang dikerjakan.Secara umum dapat dibagi 4kelompok besar :

1. PRESSING2. DRAWING3. BENDING4. SHEARING

Berdasarkan proses pengerjaan, dibagi 2 bagian :

1. HOT WORKING PROCESS2. COLD WORKING PROCESS

1. HOT WORKING PROCESS

Pada proses pengerjaan ini tidak terjadi kenaikan tegangan lulur, kekerasan dan

penurunan keuletan bahan.

Keuntungan Hot Working Process

Energi yang dibutuhkan kecil

Flow ability tinggi

Difusi cepat

Blow hole dan porosity dapat dieliminir

Butir-butir lebih halus

Ductikity dan touhness meningkat

Kerugian Hot Working Process

Terjadi oksidasi

Decarburization permukaan

Toleransi besar

Struktur dan sifat logam tidak uniform

Perlu peralatan tahan panas

Kontaminasi tidak dapat dikurangi

http://afrisujarwanto.blog.telkomspeedy.com/2007/09/29/metal-forming-process/

http://afrisujarwanto.blog.telkomspeedy.com/2007/09/29/metal-forming-process/



PROSES PENGERJAAN PANAS DAPAT DIKLASIFIKASIKAN :

ROLLING

Proses ini sering digunakan sebagai langkah awal dalam mengubah ingot dan billet

menjadi produk setengah jadi/akhir.

Prinsip : menekan bahan dasar dengan menggunakan 2 rol atau lebih dengan arahputaran yang berlawanan sehingga terjadi perubahan dimensi (dimensi penampang)

Faktor yang juga harus diperhatikan dalam proses rolling adalah sudut gigitan

1. ROLLING MILL

Prinsip : mengurangi ketebalan bisa dilakukan dengan pengerjaan panasmaupun pengerjaan dingin

2. ROLLING FORGING

Pada proses ini roll dapat dibagi 2 bagian, yaitu

1. SHAPE ROLLING2. ROLLING FORGING

SHAPE ROLLING umumnya mengerjakan bagian-bagian yang kecil, misalnyaulir dan dikerjakan pada pengerjaan panas.



Sedangkan ROLLING FORGING dikhususkan pada pengerjaan dingin danmengerjakan bagian yang besar.

Keuntungannnya :

Benda kerja memiliki strength tinggi

Biaya cost produksi lebih rendah

Laju produksi lebih tinggi dibanding dengan proses cutting.

3. ROLL FORMING

Proses ini memproduksi lembaran logam untuk pembuatan pipa, plat strip.Roll forming dikerjakan pada pengerjaan dingin untuk pembuatan lembaran kecil,lembaran dengan penampang tipis dan material yang lunak, misal aluminium, tembaga

FORGING

Forging adalah proses pembentukan logam secara plastis dengan memberikangaya tekan pada logam yang akan dibentuk .Gaya tekan yang diberikan bisa secara manual maupun secara mekanis (HIDROLISataupun PNEUMATIS)Proses FORGING bisa dikerjakan pada pengerjaan dingin maupun pengerjaan panas.

Ada 3 hal yang perlu diperhatikan dalam proses forging :

Drawn Out

Upset

Squeezed

Proses Forging dapat dikelompokkan :

a) Hammer Forgingb) Drop Forgingc) Press Forgingd) Upset Forginge) Roll forgingf) Swaging

a) Hammer Forging

Proses ini merupakan forging yang paling sederhana. Pada umumnyalandasan ANVIL dan HAMMER yang dipakai berbentuk datar. Sehingga prosesini diprioritaskan untuk membuat benda kerja yang sederhana dan skala

produksi kecil. Prosesnya lama dan hasilnya tergantung dari skill operator.



b) Drop Forging

Prinsip : Memaksa logam panas yang plastis memenuhi dan mengisibentuk die dengan cara penempaan. Proses ini yang diperlengkapi dengan die.Die umumnya dibagi dua bagian dimana satu bagian diletakkan pada hammer,yang lainnya pada anvil.

Syarat die yang digunakan harus kuat dan tangguh terhadap bebanimpact,keausan, dan temperatur umumnya terbuat dari campuran baja dengankrom, molibdenum dan nickel.

Faktor yang penting dan harus diperhatikan adalah tenaga pneumatis dantenaga hidrolis sehingga mesin-mesin tipe steam hammer maupun air hammer mampu bekerja sangat cepat, mudah dikontrol dan otomatis.

Impact forging juga merupakan bagian dari closed die forging hanya sajagerakan hammernya horisontal dan bisa dikerjakan dalam pengerjaan panasmaupun dingin.



Gambar Perbandingan Drop Forging dengan Impact Forging

c) Press Forging

Pada hammer forging maupun drop forging energi yang diberikan padasaat penempaan sebagian besar terserap oleh anvil, pondasi mesin danpermukaan luar benda kerja sedangkan bagian dalam benda kerja belumterdeformasi. karena itu untuk benda kerja dengan penampang tebal dan besar digunakan press forging.Prinsip press forging : dilakukan penekanan secara perlahan-lahan pada bendakerja sampai menghasilkan aliran logam yang uniform.Press forging biasanya dikerjakan tanpa die dan hammer maupun anvilnyaberbentuk datar.

d) Upset Forging

Proses forging yang dikhususkan untuk pembesaran diameter pada ujungbatang logam ditekan dalam arah memanjang.Pada dasarnya benda kerja yang diupset berupa bar bulat, wire ataupun bendakerja berbentuk silindris.

Ada 3 hal yang diperhatikan pada saat melakukan upset forging :

Panjang benda yang diupset tidak lebih dari 3 kali diameter batang

Diameter upset tidak lebih dari 1,5 kali diameter batang Panjang benda kerja yang tidak ditumpu oleh die tidak lebih dari diameter

batang Swaging



e) Swaging

SWAGING adalah proses pengurangan diameter benda kerja yangberbentuk bulat baik solid meupun berongga dengan cara penempaanberulang kali.

GAMBAR PROSES SWAGING

Disini die berfungsi sebagai hammer Proses swaging juga dapat membentuk bentuk kerucut dan mengurangidiameter dalam maupun diameter luar penampang

f) Roll forging

Proses forging untuk mengurangi ketebalan dari bar yang berbentukbulat atau datar sehingga mengalami perpanjangan ke arah sumbu axisnya.Roll forging biasanya memproduksi poros, batang taper dan pegas daun.



Roll forging terdiri dari dua roll semisilindris dengan bentuk groove sebesar 25-75 % sumbu putaran.

PIPE WELDING

PIPE WELDING adalah proses pengerjaan panas pembuatan pipa yangdibentuk dari lembaran logam, dilengkungkan sehingga penampangnya berbentuklingkaran dan kemudian kedua sisinya disambungkan dengan pengelasan.Bahan dasar proses ini berupa skelp, merupakan lembaran logam yang panjang dansempit dengan ketebalan tertentu hasil proses hot rolling.

Berdasarkan cara penyambungan kedua sisi yang dilas, pipe welding dibagi :

a) Butt Welded Pipeb) Lap Welded Pipe

a) Butt Welded Pipe

PRINSIP : mula-mula skelp dalam bentuk gulungan (koil) ditempatkanpada welding bell, kemudian dilewatkan pada furnace dengan suhunya diatastemperatur rekristalisasi.Setelah dari furnace ditarik menuju roll forming untuk diubah bentuknya menjadisilindir dan kedua sisinya disambung

Proses ini digunakan untuk membuat pipa berdiameter 1/8″ s/d 3″



b) Lap Welded Pipe

PRINSIP : mula-mula skelp sudah mempunyai bentuk sudut sepanjangkedua sisinya, dilewatkan pada furnace dan setelah itu diarik diantara roll-rollsehingga berbentuk silinder dengan tepinya saling tertindih. Sambil dipanaskankembali, skelp yang ditekuk bergerak melalui dua buah roll dimana terdapatmandrel untuk mengatur diameter dalam pipa. tepi-tepi dilas dengan tekanan

antar roll dan mandril.

Proses ini digunakan untuk membuat pipa berdiameter 2″ s/d 16″ denganpanjang pipa maksimum 7 m dan biasanya untuk membuat pipa tembaga danpipa kuningan.

PIERCING

Merupakan proses pengerjaan panas untuk membuat pipa tanpa sambungan(seamless pipe) dengan bahan baku berupa billet (batang bulat dan padat) Dengandemikian hasil dari proses ini tidak terdapat suatu garis penghubung hasil sambungan.



Batang logam padat yang telah dipanasi dengan salah satu ujungnya berlubangditengah-tengahnya sebagai penunjuk bagi mandrel, dimasukkan ke dalam roll yangsumbunya membentuk 6 % terhadap sumbu benda kerja. Roll berputar searah, danbentuk roll lebih kecil dibandingkan dengan diameter bahan.

Pada saat batang dimasukkan, batang akan terbawa oleh putaran dari roll dankarena adanya sudut kemiringan batang seakan-akan ditarik oleh kedua roll.



HOT DRAWING

Hot drawing adalah suatu proses pengerjaan panas denganm,embentuklembaran logam menjadi bentuk tiga dimensi yang mempunyai kedalamanbeberapa kali dari tebalnya dengan memberikan tekanan kepadanya melalui punch dan

die

EKSTRUSI

PRINSIP : Logam ditekan dan ditarik mengalir melalui lubang die untukmembentuk benda kerja dengan luas penampang yang lebih kecil. Die yang dipakaiumumnya terbuka. Ekstrusi dapat dibagi 3 jenis, yakni ekstrusi langsung, ekstrusi tidaklangsung dan impact extrusion.

Proses ekstrusi bisa dikerjakan dalam pengerjaan dingin dan panas.



HOT SPINNING

Hot spinning adalah proses pembentukan logam panas secara plastis daribentuk datar dengan ukuran tertentu menjadi bentuk yang sesuai dengan die dengancara memutar benda kerja dan memberikan tekanan secara lokal pada sisi benda kerja.

Proses spinning dapat juga dikerjakan dengan proses pengerjaan dingin bahan bendakerjanya merupakan lembaran logam yang tipis dengan ketebalan sampai 6″ untukpengerjaan panas.

COLD WORKING PROCESS

Proses pembentukan logam secara plastis dengan temperatur pengerjaan dibawah temperatur rekristalisasi.

Keuntungan dari cold working process :

tidak memerlukan pemanas

hasil permukaan akhir lebih baik

kontrol dimensi baik

kontaminasi dapat dikurangi sifat strenght, fatique dan wear meningkat

Kerugian dari cold working process :

gaya tekan yang dibutuhkan lebih besar

peralatan mesin berat

sifat ductility menurun

permukaan logam harus bersih

tegangan sisa yang tidak diinginkan terjadi



Klasifikasi proses pengerjaan dingin dapat dibagi menjadi :

SQUEEZING

Sebagian besar dari proses ini identik dengan pengerjaan panas. Alasan utamadalam pembentukan dingin dingin adalah keakuratan dimensi dan peningkatanpermukaan akhir.

SWAGING

Cold swaging selalu dilakukan dengan menggunakan mesin putar yangmempunyai sederetan rol-rol yang berfungsi sebagai hammer yang menggerakkananvil berikut die ke pusat perputaran. Proses ini untuk mengurangi diameter,membentuk taper,tube.

RIVETING

Riveting adalah proses pengelingan. beberapa macam proses pengelingantergantung dari mekanisme pembentuknya.Bila menggunakan mesin press, prosesnya hanya sekali tekan sedangkan bilamenggunakan hammer, bisa beberapa kali pemukulan.



STAKING

Fungsinya hampir sama dengan riveting, yaitu menyambung dua buah komponenyang satu lebih menonjol melalui sebuah lubang.Karena adanya tekanan dari punch maka timbul deformasi ke arah radial dan ini akanmengunci/mengikat dua komponen tadi.

COINING

Proses ini digunakan untuk membuat medali dan mata uang yang memerlukanketelitian yang tinggi dna ukuran yang tepat.Tekanan yang dibutuhkan dalam proses ini tinggi sekali dan tidak ada kelebihan logamyang mengalir dari die.Pengukuran yang teliti dari volume logam sangat diperlukan untuk menghindarikerusakan dari die



COLD EXTRUSION (IMPACT EXTRUSION)

Dalam proses ini dapat dibagi 2 jenis tipe, yaitu : tipe forward dan tipe backward.

Dimana pada masing-masing tipe ini menggunakan open die maupun closed die.Pada mulanya cold extrusion digunakan untuk logam-logam yang kekuatannya rendah,seperti timah putih, timah hitam, seng dan aluminium sehingga menghasilkan produk,misalnya tube yang bisa dilipat : pasta gigi, obat maupun cream.

Cold extrusion memungkinkan untuk mengekstruksi logam yang bersifat brittle,seperti halnya molybdenum

ROLL EXTRUSION

Digunakan untuk membentuk dinding silinder yang tipis dari dinding silinder tebaldengan menggunakan rol.



Prinsip : memaksakan logam mengalir keluar dari daerah antara rol dan die akibatpenekanan dari rol yang berputar.

SHEARING

Shearing adalah proses pemotongan bahan tanpa pembentukan chip atau tanpamenggunakan burning atau melting.Jika cutting blade lurus dinamakan shearing sedangkan jika cutting blade berbentuklengkungan, bisa dinamakan blanding, piercing, notching dan trimming

Proses shearing dapat dibagi 2 kelompok besar, yaitu:

shear forming dan

shearing

Shear FormingBentuk-bentuk seperti kerucut, setengah bola sering kali dibentuk dengan shear forming atau flow turning, yaitu merupakan modifikasi dari proses spinningdimana tool formernya berputar dan bergerak maju.

Shearing

Sewaktu punch turun mengenai benda kerja, logam terdeformasi plastis didalam

die. Karena kelonggaran diantara punch dan die hanya 5-10% dari tebal bendakerja maka deformasi terlokalisir di daerah itu saja



SLITTING

Proses shearing yang menggunakan rol pemotong asepanjang benda kerjadengan lebar pemotongan sama dengan jarak antar rol.Proses slitting ini merupakan proses kontinu dan dapat melakukan operasi secara

cepat dan ekonomis

PIERCING AND BLANKING

Piercing dan blanking adalah operasi shearing dimana benatuk pisau merupakanlengkungan yang tertutup.Perbedaan blanking dan piercing dapat ditinjau dari benda kerja dan skrapnya.Bila hasil yang dipunch adalah benda kerja sedangkan bentuk yang tidak diinginkantertinggal pada plat sisa adalah skrapny, ini dinamakan proses blanking.Bila hasil yang dipunch adalah skrapnya sedangkan bentuk yang tertinggal pada plat

sisa adalah benda kerja, ini dinamakan proses piercing.

SKEMATIK PERBEDAAN BLANKING & PIERCING

Piercing dan blanking biasanya dikerjakan dengan menggunakan mesin pressmekanis.Secara teoritis, punch seharusnya dapat masuk dengan tepat ke dalam die dengankelonggaran merata hampir mendekati nol dan punch tidak perlu masuk ke dalam die.

Pada prakteknya kelonggaran ini diperlukan berkisar antara 5-12% dari ketebalanbahan, sedang yang umum dipakai sekitar 5-7% dan punch masuk sedikit ke dalam die.



Syarat-syarat piercing dan blanking :

Sudut benda kerja pada blanking harus merupakan radius yang tepat

Lebar dari slot yang dibentuk >= 1.5 tebal

Diameter piercing >= tebal sheet dan minimum 0.025 inch

Jarak kedua lubang atau lubang dengan tepi >= tebal logam

Dalam pengertian piercing dapat dijumpai istilah seperti lancing, perforating,nibbling, dinking, dan notching.

DRAWING

Cold drawing merupakan proses pembentukan dingin secara plastis dari metalsepanjang sumbunya.

Proses ini dapat dibagi 5 kelompok besar

BAR AND TUBE DRAWING WIRE DRAWING

STRETCH FORMING

DEEP DRAWING



FORMING WITH RUBBER

BAR AND TUBE DRAWING

Hasil dari bar drawing adalah pengecilan penampang melintang dan pemanjangan

batang dengan konsekuensinya timbul strain.Hardening pada umumnya proses ini dilakukan secara bertahap

Proses bar drawing ini biasanya diikuti dengan proses annealing jika reduksipenampangnya melebihi 30-50 %

Proses tube drawing digunakan untuk membuat pipa tanpa sambungan.Bahan dasar yang digunakan berbentuk pipa sehingga kualitas pipa yang dihasilkanmemiliki permukaan yang halus, berdinding tipis dan keakuratannya tinggi sertakekuatannya naik.Mandrel dipergunakan dalam proses ini untuk diameter tube 1/2″-10″



WIRE DRAWING

Prinsipnya sama dengan bar drawing. Hanya saja diameternya lebih kecil, dandikerjakan secara kontinu melalui beberapa die.Jika diperlukan kawat yang lunak, annealing dilakukan didalam dapur denganmengontrol temperaturnya setelah proses drawing terakhir.Pada proses penarikan kontinu, kawat ditarik melalui beberapa die dan rol penarik yang

disusun seri.

STRETCH FORMING

ada proses ini, die (form block) hanya dikenai tegangan kompresi, benda kerjayang diikat dengan grip dan ditarik ke arah horisontal. Die umumnya terbuat/dapatdibuat dari kayu atau plastik.Stretch forming merupakan proses yang dikembangkan dari aerospace dalampembuatan penampang yang lebar dari sheet dan ditarik untuk membentuk lengkungan

penampang.



DEEP DRAWING

Proses ini ditujukan untuk membuat tangki dengan berbagai bentuk dimanakedalamannya lebih besar dibandingkan dengan ukuran diameter, dan disamping itudikenal juga istilah shallow drawing.

Pada dasarnya proses ini ada dua, yaitu:

SHRINK FORMINGPada proses ini terjadi kompresi melingkar selama proses denganpengurangan diameter dan logam cenderung tipis. Karena material cukuptebal maka pada dinding produk akan berakibat terjadi kerutan.

STRETCH FORMING

Pada proses ini terjadi pengecilan benda kerja sebagi akibat tarikanmelingkar yang digunakan untuk memperbesar diameter.Guna mencegah kerutan dna ketebalan dinding yang tidak merata, aliranlogam harus dikontrol. Hal ini dapat diatasi dengan memberikan ringpenakan. Perhatikan gambar dibawah ini.



FORMING WITH RUBBER

Pada proses ini karet dipakai sebagai penekan, ditujukan untuk mengeliminir salahsatu die aas atau bawah.Proses guerin forming didasarkan pada kenyataan bahwa sifat konsisten dari karetdapat mentransfer seluruh tekanan yang diberikannya secara uniform ke segala arah.



Proses bulging didasarkan bahwa fluida atau karet dimanfaatkan untukmemindahkan tekanan yang dibutuhkan untuk mengembangkan bahan baku ke arahluar sehingga menempel pada die.

BENDING

Bending adalah proses deformasi secara plastik dari logam terhadap sumbu linier dengan hanya sedikit atau hampir tidak mengalami perubahan perubahan luaspermukaan.Bending menyebabkan logam pada sisi luar sumbu netral mengalami tarikan,sedangkan pada sisi lainnya mengalami tekanan.

Proses bending dapat dibagi menjadi 6 bagian :1.ANGLE BENDING2.ROLL BENDING3.ROLL FORMING4.SEAMING5.STRAIGHTENING

6.FLANGING



1. ANGLE BENDING

Angle bending untuk membuat lengkungan dengan sudut sampai +- 150o padalembaran logam.

2. ROLL BENDING

Biasanya digunakan untuk membentuk silinder. Bentuk-bentuk lengkung ataulingkaran dari pelat logam.

3. ROLL FORMING

Proses ini digunakan untuk membuat bentuk-bentuk kompleks dengan bahandasar lembaran logam . tebal bahan sebelum maupun sesudah prosespembenatukan tidak mengalami perubahan posisi roll dipasang sejajar danprosesnya berjalan continue



4. SEAMING

Seaming adalah operasi bending yang digunakan untuk menyambung ujunglembaran logam sehingga membentuk benda kerja seperti kaleng, drum,ember, dsb.sambungan dibentuk dengan rol-rol kecil yang disusun secara berurutan.

5. STRAIGHTENING

Straightening merupakan proses yang berlawanan dengan bending , digunakanuntuk meluruskan lembaran logam .Pada umumnya straightening dilaksanakan sebelum benda kerja dibending.Proses ini menggunakan rol-rol yang dipasang sejajar dengan ketinggian sumburol yang berbeda.

6. FLANGING

Proses Flanging sama dengan seaming hanya saja ditunjukkan untuk melipatdan membentuk suatu permukaan yang lebih besar.

HIGH ENERGY RATE FORMING

PRINSIP: Proses pembentukan logam secara plastis dengan menggunakanenergy yang tinggi dalam interval yang singkat . Seringkali High Energy Rate Formingdisingkat dengan Herf.

Keuntungan dari Herf:

1. Memungkinkan membuat benda kerja besar dan sulit untuk dibentuk denganperalatan yang lebih murah daripada yang lain

2. Hampir tidak ada Spring Back



Herf dapat dilaksanakan dengan 5 metoda:

1. Underwater Explosions2. Teknik Electrohydraulic3. Pneumatic - Mechanical Mean

4. Internal Combustion of Gaseous Mixtures5. Teknik Electromagnetik



MAKALAH

METAL FORMING PROCESS,

ROLLING, EXTRUSION & DRAWING

di susun oleh

Nama : ANDI PRIONO

N B I : 420903887 Jurusan : TEKNIK MESIN

Universitas 17 Agustus 1945Surabaya

2009

Metal Forming Process

Documents

Transcript of Metal Forming Process