METAL FORMING PROCESS

METAL FORMING PROCESS

December 26th, 2009

METAL FORMING PROCESS

DEFINISI : Proses pembentukan logam dengan mempergunakan gaya tekan untuk mengubah

bentuk dan atau ukuran dari logam yang dikerjakan.Secara umum dapat dibagi 4 kelompok besar

:

1 PRESSING

2. DRAWING

3.BENDING

4.SHEARING

Berdasarkan proses pengerjaan, dibagi 2 bagian :

1.HOT WORKING PROCESS

2.COLD WORKING PROCESS

HOT WORKING PROCESS

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

keuletan bahan.

THE ADVANTAGE OF HOT WORKING PRECESS

1.Energi yang dibutuhkan kecil

2.Flow ability tinggi

3.Difusi cepat

4.Blow hole dan porosity dapat dieliminir

5.Butir-butir lebih halus

6.Ductikity dan touhness meningkat

THE DISADVANTAGE OF HOT WORKING PRECESS

1.Terjadi oksidasi

2.Decarburization permukaan

3.Toleransi besar

4.Struktur dan sifat logam tidak uniform

5.Perlu peralatan tahan panas

6.Kontaminasi tidak dapat dikurangi

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 arah putaran yang

berlawanan sehingga terjadi perubahan dimensi (dimensi penampang)

Faktor yang juga hrus diperhatikan dalam proses rolling adalah sudut gigitan

ROLLING MILL

Prinsip : mengurangi ketebalan bisa dilakukan dengan pengerjaan panas maupun pengerjaan

dingin

ROLLING FORGING

Pada proses ini roll dapat dibagi 2 bagian, yaitu SHAPE ROLLING dan ROLLING FORGING

SHAPE ROLLING umumnya mengerjakan bagian-bagian yang kecil, misalnya ulir dan

dikerjakan pada pengerjaan panas.

Sedangkan ROLLING FORGING dikhususkan pada pengerjaan dingin dan mengerjakan bagian

yang besar.

Keuntungannnya : benda kerja memiliki strength tinggi, biaya cost produksi lebih rendah dan

laju produksi lebih tinggi dibanding dengan proses cutting.

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 memberikan gaya tekan

pada logam yang akan dibentuk .

Gaya tekan yang diberikan bisa secara manual maupun secara mekanis (HIDROLIS ataupun

PNEUMATIS)

Proses FORGING bisa dikerjakan pada pengerjaan dingin maupun pengerjaan panas.

Ada 3 hal yang perlu diperhatikan dalam proses forging :

A. DRAWN OUT

B. UPSET

C.SQUEEZED

Proses FORGING dapat dikelompokkan :

1.HAMMER FORGING

2.DROP FORGING

3.PRESS FORGING

4.UPSET FORGING

5.ROLL FORGING

6.SWAGING

HAMMER FORGING

Proses ini merupakan forging yang paling sederhana. Pada umumnya landasan (ANVIL) dan

HAMMER yang dipakai berbentuk datar. Sehingga proses ini diprioritaskan untuk membuat

benda kerja yang sederhana dan skala produksi kecil. Prosesnya lama dan hasilnya tergantung

dari skill operator.

DROP FORGING

PRINSIP : Memaksa logam panas yang plastis memenuhi dan mengisi bentuk 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 beban impact,keausan, dan

temperatur umumnya terbuat dari campuran baja denga nkrom, molibdenum dan nickel.

Faktor yang penting dan harus diperhatikan adalah tenaga pneumatis dan tenaga 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 saja gerakan hammernya

horisontal dan bisa dikerjakan dalam pengerjaan panas maupun dingin.

Gambar Perbandingan Drop Forging dengan Impact Forging

PRESS FORGING

Pada hammer forging maupun drop forging energi yang diberikan pada saat penempaan sebagian

besar terserap oleh anvil, pondasi mesin dan permukaan luar benda kerja sedangkan bagian

dalam benda kerja belum terdeformasi. karena itu untuk benda kerja dengan penampang tebal

dan besar digunakan press forging.

Prinsip press forging : dilakukan penekanan secara perlahan-lahan pada benda kerja sampai

menghasilkan aliran logam yang uniform.

Press forging biasanya dikerjakan tanpa die dan hammer maupun anvilnya berbentuk datar.

UPSET FORGING

Proses forging yang dikhususkan untuk pembesaran diameter pada ujung batang logam ditekan

dalam arah memanjang.

Pada dasarnya benda kerja yang diupset berupa bar bulat, wire ataupun benda kerja berbentuk

silindris.

Ada 3 hal yang diperhatikan pada saat melakukan upset forging :

1. Panjang benda yang diupset tidak lebih dari 3 kali diameter batang

2.Diameter upset tidak lebih dari 1,5 kali diameter batang

3.Panjang benda kerja yang tidak ditumpu oleh die tidak lebih dari diameter batang

SWAGING

SWAGING adalah proses pengurangan diameter benda kerja yang berbentuk bulat baik solid

meupun berongga dengan cara penempaan berulang kali.

GAMBAR PROSES SWAGING

Disini die berfungsi sebagai hammer

Proses swaging juga dapat membentuk bentuk kerucut dan mengurangi diameter dalam maupun

diameter luar penampang

ROLL FORGING

Proses forging untuk mengurangi ketebalan dari bar yang berbentuk bulat 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 yang dibentuk dari lembaran

logam, dilengkungkan sehingga penampangnya berbentuk lingkaran dan kemudian kedua sisinya

disambungkan dengan pengelasan.

Bahan dasar proses ini berupa skelp, merupakan lembaran logam yang panjang dan sempit

dengan ketebalan tertentu hasil proses hot rolling.

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

A. BUTT WELDED PIPE

B.LAP WELDED PIPE

BUTT WELDED PIPE

PRINSIP : mula-mula skelp dalam bentuk gulungan (koil) ditempatkan pada welding bell,

kemudian dilewatkan pada furnace dengan suhunya diatas temperatur rekristalisasi.

Setelah dari furnace ditarik menuju roll forming untuk diubah bentuknya menjadi silindir dan

kedua sisinya disambung

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

LAP WELDED PIPE

PRINSIP : mula-mula skelp sudah mempunyai bentuk sudut sepanjang kedua sisinya, dilewatkan

pada furnace dan setelah itu diarik diantara roll-roll sehingga berbentuk silinder dengan tepinya

saling tertindih. Sambil dipanaskan kembali, skelp yang ditekuk bergerak melalui dua buah roll

dimana terdapat mandrel 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″ dengan panjang pipa

maksimum 7 m dan biasanya untuk membuat pipa tembaga dan pipa kuningan.

PIERCING

Merupakan proses pengerjaan panas untuk membuat pipa tanpa sambungan (seamless pipe)

dengan bahan baku berupa billet (batang bulat dan padat) Dengan demikian hasil dari proses ini

tidak terdapat suatu garis penghubung hasil sambungan.

Batang logam padat yang telah dipanasi dengan salah satu ujungnya berlubang ditengah-

tengahnya sebagai penunjuk bagi mandrel, dimasukkan ke dalam roll yang sumbunya

membentuk 6 % terhadap sumbu benda kerja. Roll berputar searah, dan bentuk roll lebih kecil

dibandingkan dengan diameter bahan.

Pada saat batang dimasukkan, batang akan terbawa oleh putaran dari roll dan karena adanya

sudut kemiringan batang seakan-akan ditarik oleh kedua roll.

HOT DRAWING

Hot drawing adalah suatu proses pengerjaan panas dengan m,embentuklembaran logam menjadi

bentuk tiga dimensi yang mempunyai kedalaman beberapa kali dari tebalnya dengan

memberikan tekanan kepadanya melalui punch dan die

EKSTRUSI

PRINSIP : Logam ditekan dan ditarik mengalir melalui lubang die untuk membentuk benda kerja

dengan luas penampang yang lebih kecil. Die yang dipakai umumnya terbuka. Ekstrusi dapat

dibagi 3 jenis, yakni ekstrusi langsung, ekstrusi tidak langsung dan impact extrusion.

Proses ekstrusi bisa dikerjakan dalam pengerjaan dingin dan panas.

HOT SPINNING

HOT SPINNING adalah proses pembentukan logam panas secara plastis dari bentuk datar

dengan ukuran tertentu menjadi bentuk yang sesuai dengan die dengan cara memutar benda kerja

dan memberikan tekanan secara lokal pada sisi benda kerja.

Proses spinning dapat juga dikerjakan dengan proses pengerjaan dingin bahan benda kerjanya

merupakan lembaran logam yang tipis dengan ketebalan sampai 6″ untuk pengerjaan panas.

COLD WORKING PROCESS

Proses pembentukan logam secara plastis dengan temperatur pengerjaan di bawah temperatur

rekristalisasi.

The advantages of cold working process :

-tidak memerlukan pemanas

-hasil permukaan akhir lebih baik

-kontrol dimensi baik

-kontaminasi dapat dikurangi

-sifat strenght, fatique dan wear meningkat

The disadvantages of 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 utama dalam

pembentukan dingin dingin adalah keakuratan dimensi dan peningkatan permukaan akhir.

SWAGING

Cold swaging selalu dilakukan dengan menggunakan mesin putar yang mempunyai sederetan

rol-rol yang berfungsi sebagai hammer yang menggerakkan anvil berikut die ke pusat

perputaran. Proses ini untuk mengurangi diameter, membentuk taper,tube.

RIVETING

RIVETING adalah proses pengelingan. beberapa macam proses pengelingan tergantung dari

mekanisme pembentuknya.

Bila menggunakan mesin press, prosesnya hanya sekali tekan sedangkan bila menggunakan

hammer, bisa beberapa kali pemukulan.

STAKING

Fungsinya hampir sama dengan riveting, yaitu menyambung dua buah komponen yang satu lebih

menonjol melalui sebuah lubang.

Karena adanya tekanan dari punch maka timbul deformasi ke arah radial dan ini akan

mengunci/mengikat dua komponen tadi.

COINING

Proses ini digunakan untuk membuat medali dan mata uang yang memerlukan ketelitian yang

tinggi dna ukuran yang tepat.

Tekanan yang dibutuhkan dalam proses ini tinggi sekali dan tidak ada kelebihan logam yang

mengalir dari die.

Pengukuran yang teliti dari volume logam sangat diperlukan untuk menghindari kerusakan 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 tebal dengan

menggunakan rol.

Prinsip : memaksakan logam mengalir keluar dari daerah antara rol dan die akibat penekanan

dari rol yang berputar.

SHEARING

SHEARINGadalah proses pemotongan bahan tanpa pembentukan chip atau tanpa menggunakan

burning atau melting.

Jika cutting blade lurus dinamakan shearing sedangkan jika cutting blade berbentuk lengkungan,

bisa dinamakan blanding, piercing, notching dan trimming

Proses shearing dapat dibagi 2 kelompok besar, yaitu shear forming dan shearing

SHEAR FORMING

Bentuk-bentuk seperti kerucut, setengah bola sering kali dibentuk dengan shear forming atau

flow turning, yaitu merupakan modifikasi dari proses spinning dimana 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 benda kerja maka deformasi

terlokalisir di daerah itu saja

SLITTING

Proses shearing yang menggunakan rol pemotong asepanjang benda kerja dengan 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 merupakan lengkungan

yang tertutup.

Perbedaan blanking dan piercing dapat ditinjau dari benda kerja dan skrapnya.

Bila hasil yang dipunch adalah benda kerja sedangkan bentuk yang tidak diinginkan tertinggal

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 press mekanis.

Secara teoritis, punch seharusnya dapat masuk dengan tepat ke dalam die dengan kelonggaran

merata hampir mendekati nol dan punch tidak perlu masuk ke dalam die.

Pada prakteknya kelonggaran ini diperlukan berkisar antara 5-12% dari ketebalan bahan, sedang

yang umum dipakai sekitar 5-7% dan punch masuk sedikit ke dalam die.

Syarat-syarat piercing dan blanking :

1. Sudut benda kerja pada blanking harus merupakan radius yang tepat

2.Lebar dari slot yang dibentuk >= 1.5 tebal

3.Diameter piercing >= tebal sheet dan minimum 0.025 inch.

4. 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 metal sepanjang

sumbunya.

Proses ini dapat dibagi 5 kelompok besar

1.BAR AND TUBE DRAWING

2.WIRE DRAWING

3.STRETCH FORMING

4.DEEP DRAWING

5.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 reduksi penampangnya

melebihi 30-50 %

Proses tube drawing digunakan untuk membuat pipa tanpa sambungan.

Bahan dasar yang digunakan berbentuk pipa sehingga kualitas pipa yang dihasilkan memiliki

permukaan yang halus, berdinding tipis dan keakuratannya tinggi serta kekuatannya naik.

Mandrel dipergunakan dalam proses ini untuk diameter tube 1/2″-10″

WIRE DRAWING

Prinsipnya sama dengan bar drawing. Hanya saja diameternya lebih kecil, dan dikerjakan secara

kontinu melalui beberapa die.

Jika diperlukan kawat yang lunak, annealing dilakukan didalam dapur dengan mengontrol

temperaturnya setelah proses drawing terakhir.

Pada proses penarikan kontinu, kawat ditarik melalui beberapa die dan rol penarik yang disusun

seri.

STRETCH FORMING

Pada proses ini, die (form block) hanya dikenai tegangan kompresi, benda kerja yang diikat

dengan grip dan ditarik ke arah horisontal. Die umumnya terbuat/dapat dibuat dari kayu atay

plastik.

Stretch forming merupakan proses yang dikembangkan dari aerospace dalam pembuatan

penampang yang lebar dari sheet dan ditarik untuk membentuk lengkungan penampang.

DEEP DRAWING

Proses ini ditujukan untuk membuat tangki dengan berbagai bentuk dimana kedalamannya lebih

besar dibandingkan dengan ukuran diameter, dan disamping itu dikenal juga istilah shallow

drawing.

Pada dasarnya proses ini ada dua, yaitu:

1.SHRINK FORMING

Pada proses ini terjadi kompresi melingkar selama proses dengan pengurangan diameter dan

logam cenderung tipis. Karena material cukup tebal maka pada dinding produk akan berakibat

terjadi kerutan.

2.STRETCH FORMING

Pada proses ini terjadi pengecilan benda kerja sebagi akibat tarikan melingkar yang digunakan

untuk memperbesar diameter.

Guna mencegah kerutan dna ketebalan dinding yang tidak merata, aliran logam harus dikontrol.

Hal ini dapat diatasi dengan memberikan ring penakan. Perhatikan gambar dibawah ini.

FORMING WITH RUBBER

Pada proses ini karet dipakai sebagai penekan, ditujukan untuk mengeliminir salah satu die aas

atau bawah.

Proses guerin forming didasarkan pada kenyataan bahwa sifat konsisten dari karet dapat

mentransfer seluruh tekanan yang diberikannya secara uniform ke segala arah.

Proses bulging didasarkan bahwa fluida atau karet dimanfaatkan untuk memindahkan tekanan

yang dibutuhkan untuk mengembangkan bahan baku ke arah luar 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 luas permukaan.

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 BENDING

2.ROLL BENDING

3.ROLL FORMING

4.SEAMING

5.STRAIGHTENING

6.FLANGING

ANGLE BENDING

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

ROLL BENDING

Biasanya digunakan untuk membentuk silinder. Bentuk-bentuk lengkung atau lingkaran dari

pelat logam.

ROLL FORMING

Proses ini digunakan untuk membuat bentuk-bentuk kompleks dengan bahan dasar lembaran

logam . tebal bahan sebelum maupun sesudah proses pembenatukan tidak mengalami perubahan

posisi roll dipasang sejajar dan prosesnya berjalan continu.

SEAMING

Seaming adalah operasi bending yang digunakan untuk menyambung ujung lembaran logam

sehingga membentuk benda kerja seperti kaleng, drum, ember, dsb.

sambungan dibentuk dengan rol-rol kecil yang disusun secara berurutan.

STRAIGHTENING

STRAIGHTENING merupakan proses yang berlawanan dengan bending , digunakan untuk

meluruskan lembaran logam .

Pada umumnya straightening dilaksanakan sebelum benda kerja dibending.

Proses ini menggunakan rol-rol yang dipasang sejajar dengan ketinggian sumbu rol yang

berbeda.

FLANGING

Proses Flanging sama dengan seaming hanya saja ditunjukkan untuk melipat dan membentuk

suatu permukaan yang lebih besar.

HIGH ENERGY RATE FORMING

PRINSIP: Proses pembentukan logam secara plastis dengan menggunakan energy yang tinggi

dalam interval yang singkat . Seringkali High Energy Rate Forming disingkat dengan Herf.

Keuntungan dari Herf:

1. Memungkinkan membuat benda kerja besar dan sulit untuk dibentuk dengan peralatan yang

lebih murah daripada yang lain

2. Hampir tidak ada Spring Back

Herf dapat dilaksanakan dengan 5 metoda:

1. Underwater Explosions

2. Teknik Electrohydraulic

3. Pneumatic – Mechanical Mean

4. Internal Combustion of Gaseous Mixtures

5. Teknik Electromagnetik

This entry was posted on Saturday, December 26th, 2009 at 6:26 pm and is filed under

Uncategorized. You can follow any responses to this entry through the RSS 2.0 feed. You can

leave a response, or trackback from your own site

by : anda_eng at 2:36:00 AM 0 comment

mengenal proses deep drawing

Mengenal Proses Deep Drawing

(Introduction to deep drawing process)

Oleh :

Ahmad Hasnan S

Lisensi Tutorial:

Copyright © 2006 Oke.or.id

Seluruh tulisan di oke.or.id dapat digunakan, dimodifikasi dan disebarkan secara

bebas untuk tujuan bukan komersial (nonprofit), dengan syarat tidak menghapus

atau merubah atribut penulis dan pernyataan copyright yang disertakan dalam

setiap dokumen. Diperbolehkan untuk mengedit , mengubah dan menerbitkan

ulang dengan syarat tetap menyertakan atribut penulis dan oke.or.id. Untuk

Tujuan komersial harap menghubungi penulis atau oke.or.id

Mengenal Proses Deep Drawing

Definisi Drawing

Deep Drawing atau biasa disebut drawing adalah salah satu jenis proses pembentukan logam,

dimana bentuk pada umumnya berupa silinder dan selalu mempunyai kedalaman tertentu,

sedangkan defiisi menurut P.CO Sharma seorang professor production technology drawing

adalah Proses drawing adalah proses pembentukan logam dari lembaran logam ke dalam bentuk

tabung (hallow shape) (P.C. Sharma 2001 : 88)

Deep Drawing dan Drawing

Deep drawing dan drawing pada intinya merupakan satu jenis proses produksi namun terdapat

beberapa ahli yang membedakan dengan indek ketinggian, proses deep drawing mempunyai

indek ketinggian yang lebih besar dibandingkan dengan drawing.

Selain itu terdapat proses praduksi yang berbeda dengan proses drawing tetapi juga diberi istilah

drawing, proses tersebut berupa penarikan, seperti pada pembuatan beberapa jenis bentuk kawat,

untuk membedakan kedua proses tersebut (penarikan dan pembuatan bentuk silinder) beberapa

ahli memberikan istilah yang lebih khusus. Yaitu rod drawing atau wire drawing untuk proses

pembentukan kawat.

Artikel ini akan mengenalkan lebih lanjut tentang proses drawing, proses drawing yang

dimaksudkan dalam artikel ini adalah proses drawing yang mempunyai kesamaan arti dengan

deep drawing

bahan dasar dari proses drawing adalah lembaran logam (sheet metal) yang disebut dengan

blank, sedangkan produk dari hasil proses drawing disebut dengan draw piece, (gambar 1)

Sumber : D. Eugene Ostergaard ;1967 : 131

Gambar 1 : Blank dan draw piece

Proses Drawing

Proses drawing dilakukan dengan menekan material benda kerja yang berupa lembaran

logam yang disebut dengan blank sehingga terjadi peregangan mengikuti bentuk dies, bentuk

akhir ditentukan oleh punch sebagai penekan dan die sebagai penahan benda kerja saat di tekan

oleh punch. pengertian dari sheet metal adalah lembaran logam dengan ketebalan maksimal 6

mm, lembaran logam (sheet metal) di pasaran dijual dalam bentuk lembaran dan gulungan.

Terdapat berbegai tipe dari lembaran logam yang digunakan, pemilihan dari jenis lembaran

tersebut tergantung dari :

Strain rate yang diperlukan

Benda yang akan dibuat

Material yang diingginkan

Ketebalan benda yang akan dibuat

Kedalaman benda

Pada umumnya berbebagai jenis material logam dalam bentuk lembaran dapat digunakan untuk

proses drawing seperti stainless stell, alumunium, tembaga, perak, emas, baja. Maupun titanium.

Gambaran lengkap proses drawing dapat dilihat pada gambar 2

Sumber : D. Eugene Ostergaard ;1967 : 128

Gambar 2.: Proses drawing

Kontak Awal

Pada gambar 2.A, punch bergerak dari atas ke bawah, blank dipegang oleh nest agar tidak

bergeser ke samping, kontak awal terjadi ketika bagian-bagian dari die set saling menyentuh

lembaran logam (blank) saat kontak awal terjadi belum terjadi gaya-gaya dan gesekan dalam

proses drawing.

Bending

Selanjutnya lembaran logam mengalami proses bending seperti pada gambar 2. B, punch

terus menekan kebawah sehingga posisi punch lebih dalam melebihi jari-jari (R) dari die,

sedangkan posisi die tetap tidak bergerak ataupun berpindah tempat, kombinasi gaya tekan dari

punch dan gaya penahan dari die menyebabkan material mengalami peregangan sepanjang jari-

jari die, sedangkan daerah terluar dari blank mengalami kompresi arah radial. Bending

merupakan proses pertama yang terjadi pada rangkaian pembentukan proses drawing,

keberhasilan proses bending ditentukan oleh aliran material saat proses terjadi.

Straightening

Saat punch sudah melewati radius die, gerakan punch ke bawah akan menghasilkan

pelurusan sepanjang dinding die ( gambar 2. C ), lembaran logam akan mengalami peregangan

sepanjang dinding die. Dari proses pelurusan sepanjang dinding die diharapkan mampu

menghasilkan bentuk silinder sesuai dengan bentuk die dan punch.

Compression

Proses compression terjadi ketika punch bergerak kebawah, akibatnya blank tertarik

untuk mengikuti gerakan dari punch, daerah blank yang masih berada pada blankholder akan

mengalami compression arah radial mengikuti bentuk dari die.

Tension

Tegangan tarik terbesar terjadi pada bagian bawah cup produk hasil drawing, bagian ini

adalah bagian yang paling mudah mengalami cacat sobek (tore), pembentukan bagian bawah cup

merupakan proses terakhir pada proses drawing.

Komponen Utama Die Set

Proses drawing mempunyai karateristik khusus dibandingkan dengan proses

pembentukan logam lain, yaitu pada umumnya produk yang dihasilkan memiliki bentuk tabung

yang mempunyai ketinggian tertentu, sehingga die yang digunakan dalam juga mempunyai

bentuk khusus, proses pembentukan berarti adalah proses non cutting logam. Produk yang

dihasilkan dari drawing bervariasi tergantung dari desain die dan punch, gambar 2.4

menunjukkan beberapa jenis produk (draw piece) hasil drawing.

Sumber : D. Eugene Ostergaard ;1967 : 127

Gambar 3 : Beberapa macam bentuk draw piece

Dalam satu unit die set terdapat komponen utama yaitu :

1. punch

2. blankholder

3. die

sedangkan komponen lainya merupakan komponen tambahan tergantung dari jenis die yang

dipakai.

Bentuk dan posisi dari komponen utama tersebut dapat dilihat pada gambar 4

Sumber : http://www.thefabricator.com/

Gambar 4 : Bagian Utama Die Drawing

Blankholder

Berfungsi memegang blank atau benda kerja berupa lembaran logam, pada gambar diatas

blankholder berada diatas benda kerja, walaupun berfungsi untuk memegang benda kerja, benda

kerja harus tetap dapat bergerak saat proses drawing dilakukan sebab saat proses drawing

berlangsung benda kerja yang dijepit oleh blankholder akan bergerak ke arah pusat sesuai

dengan bentuk dari die drawing. Sebagian jenis blankholder diganti dengan nest yang

mempunyai fungsi hampir sama, bentuk nest berupa lingkaran yang terdapat lubang didalamnya,

lubang tersebut sebagai tempat peletakan dari benda kerja agar tidak bergeser ke samping.

Punch

Punch merupakan bagian yang bergerak ke bawah untuk meneruskan gaya dari sumber

tenaga sehingga blank tertekan ke bawah, bentuk punch disesuaikan dengan bentuk akhir yang

diiginkan dari proses drawing, letak punch pada gambar 2. berada di atas blank, posisi dari

punch sebenarnya tidak selalu diatas tergantung dari jenis die drawing yang digunakan.

Die

Merupakan komponen utama yang berperan dalam menentukan bentuk akhir dari benda kerja

drawing (draw piece), bentuk dan ukuran die bervariasi sesuai dengan bentuk akhir yang

diinginkan, kontruksi die harus mampu menahan gerakan, gaya geser serta gaya punch. Pada die

terdapat radius tertentu yang berfungsi mempermudah reduksi benda saat proses berlangsung,

lebih jauh lagi dengan adanya jari-jari diharapakan tidak terjadi sobek pada material yang akan di

drawing.

Variabel Proses Drawing

Terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan proses drawing,

variabel yang mempengaruhi proses drawing antara lain :

1. Gesekan

Saat proses drawing berlangsung gesekan terjadi antara permukaan punch, dies drawing

dengan blank, gesekan akan mempengaruhi hasil dari produk yang dihasilkan sekaligus

mempengaruhi besarnya gaya yang dibutuhkan untuk proses pembentukan drawing, semakin

besar gaya gesek maka gaya untuk proses drawing juga meningkat, beberapa faktor yang

mempengaruhi gesekan antara lain :

Pelumasan

proses pelumasan adalah salah satu cara mengontrol kondisi lapisan tribologi pada proses

drawing, dengan pelumasan diharapkan mampu menurunkan koefisien gesek permukaan

material yang bersinggungan.

Gaya Blank Holder

Gaya blank holder yang tinggi akan meningkatkan gesekan yang terjadi, bila gaya blank holder

terlalu tinggi dapat mengakibatkan aliran material tidak sempurna sehingga produk dapat

mengalami cacat.

Kekasaran Permukaan Blank

Kekasaran permukaan blank mempengaruhi besarnya gesekan yang terjadi, semakin kasar

permukaan blank maka gesekan yang terjadi juga semakin besar. Hal ini disebabkan kofisien

gesek yang terjadi semakin besar seiring dengan peningkatan kekasaran permukaan.

Kekasaran Permukaan punch, die dan blank holder

Seperti halnya permukaan blank semakin kasar permukaan punch, die dan blank holder koefisien

gesek yang dihasilkan semakin besar sehingga gesekan yang terjadi juga semakin besar.

2. Bending dan straightening

Pada proses drawing setelah blank holder dan punch menempel pada permukaan blank

saat kondisi blank masih lurus selanjutnya terjadi proses pembengkokan material (bending) dan

pelurusan sheet sepanjang sisi samping dalam dies (straightening). Variabel yang mempengaruhi

proses ini adalah :

Radius Punch

Radius punch disesuaikan dengan besarnya radius die, radius punch yang tajam akan

memperbesar gaya bending yang dibutuhkan untuk proses drawing.

Radius Die

Radius die disesuaikan dengan produk yang pada nantinya akan dihasilkan, radius die

berpengaruh terhadap gaya pembentukan, bila besarnya radius die mendekati besarnya tebal

lembaran logam maka gaya bending yang terjadi semakin kecil sebaliknya apabila besarnya

radius die semakin meningkat maka gaya bending yang terjadi semakin besar.

3 Penekanan

Proses penekanan terjadi setelah proses straghtening, proses ini merupakan proses

terakhir yang menetukan bentuk dari bagian bawah produk drawing, besarnya gaya tekan yang

dilakukan dipengaruhi oleh :

Drawability

Drawability adalah kemampuan bahan untuk dilakukan proses drawing, sedangkan nilainya

ditentukan oleh Limiting drawing ratio ( ), batas maksimum adalah batas dimana bila

material mengalami proses penarikan dan melebihi nilai limit akan terjadi cacat sobek (craking).

Keuletan logam

Semakin ulet lembaran logam blank semakin besar kemampuan blank untuk dibentuk ke dalam

bentuk yang beranekaragam dan tidak mudah terjadi sobek pada saat proses penekanan, keuletan

logam yang kecil mengakibatkan blank mudah sobek

Tegangan Maksimum material

Material blank yang mempunyai tegangan maksimum besar mempunyai kekuatan menahan

tegangan yang lebih besar sehingga produk tidak mudah mengalami cacat, material dengan

tegangan maksimum kecil mudah cacat seperti sobek dan berkerut.

Ketebalan Blank

Ketebalan blank mempengaruhi besar dari gaya penekanan yang dibutuhkan, semakin tebal

blank akan dibutuhkan gaya penekanan yang besar sebaliknya bila blank semakin tipis maka

dibutuhkan gaya yang kecil untuk menekan blank.

Temperatur

Dengan naiknya temperatur akan dibutuhkan gaya penekanan yang kecil hal ini disebabkan

kondisi material yang ikatan butirannya semakin meregang sehingga material mudah untuk

dilakukan deformasi.

4. Diameter blank

Diemeter blank tergantung dari bentuk produk yang akan dibuat, apabila material kurang

dari kebutuhan dapat menyebabkan bentuk produk tidak sesuai dengan yang diinginkan, namun

bila material blank terlalu berlebih dari kebutuhan dapat menyebabkan terjadinya cacat pada

produk seperti kerutan pada pinggiran serta sobek pada daerah yang mengalami bending.

5. Kelonggaran

Kelonggoran atau cleaerence adalah celah antara punch dan die untuk memudahkan

gerakan lembaran logam saat proses drawing berlangsung.

Untuk memudahkan gerakan lembaran logam pada waktu proses drawing, maka besar clearence

tersebut 7 % - 20 % lebih besar dari tebal lembaran logam, bila celah die terlalu kecil atau

kurang dari tebal lembaran logam, lembaran logam dapat mengalami penipisan (ironing) dan bila

besar clearence melebihi toleransi 20 % dapat mengakibatkan terjadinya kerutan.

(Donaldson,1986:73)

6. Strain Ratio

Strain ratio adalah ketahanan lembaran logam untuk mengalami peregangan, bila

lembaran memiliki perbandingan regangan yang tinggi maka kemungkinan terjadinya sobekan

akan lebih kecil.

7. Kecepatan Drawing

Die drawing jenis punch berada diatas dengan nest dapat diberi kecepatan yang lebih

tinggi dibandingkan jenis die yang menggunakan blank holder, kecepatan yang tidak sesuai

dapat menyebabkan retak bahkan sobek pada material, masing – masing jenis material

mempunyai karateristik berbeda sehingga kecepatan maksimal masing – masing material juga

berbeda. Tabel berikut adalah kecepatan maksimal beberapa jenis material yang biasa digunakan

untuk sheet metal drawing.

Tabel 2.1 : Jenis material dan kecepatan maksimal draw dies

Material Kecepatan

Alumunium 0,762 m/s

Brass 1,02 m/s

Copper 0,762 m/s

Steel 0,279 m/s

Steel, stainless 0,203 m/s

Sumber : D. Eugene Ostergaard ;1967 : 131

Sumber Pustaka

Eugene, D, Ostergaard ;1967; Advanced Die Making; Prentice Hall; New Jersey.

harma, P.C.; 2002; A Textbook of Production Engineering; S. Chand & Company

Ltd, New Delhi.

http://www.teledometalspinning.com : September 2005

http://www.thefabricator.com : September 2005

http://gnatchung.tripod.com; September 2005

by : anda_eng at 2:30:00 AM 0 comment

11 Apr 2010

Alternatif Proses Pembuatan Lempengan Baja Tipis ( thin strip ) masa depan

8 September 2009 · Tinggalkan sebuah Komentar

Baja adalah sebuah senyawa antara Besi (Fe) dan Karbon (C), di mana sering juga ditambahkan

unsur Chrom (Cr), Nickel (Ni), Vanadium (V), Molybdaen (Mo) dan lain-lain untuk

mendapatkan sifat-sifat tertentu yang dikehendaki pada aplikasi di lapangan, seperti sifat anti

korosi, tahan panas, tahan temperatur tinggi.

Baja adalah sebuah senyawa antara Besi (Fe) dan Karbon (C), di mana sering juga ditambahkan

unsur Chrom (Cr), Nickel (Ni), Vanadium (V), Molybdaen (Mo) dan lain-lain untuk

mendapatkan sifat-sifat tertentu yang dikehendaki pada aplikasi di lapangan, seperti sifat anti

korosi, tahan panas, tahan temperatur tinggi.

Dibandingkan jenis logam yang lain (misalnya Aluminium, Tembaga, dll) maka besi/baja adalah

bahan yang paling banyak diproduksi di dunia hingga saat ini. Statistik menunjukkan, bahwa 92

% penggunaan logam dunia adalah besi/baja. Pada tahun 1998, produksi Rohstahl/raw steel (baja

baku) sejumlah 750 juta ton. Karena besarnya pangsa pasar baja ini, maka negara-negara yang

maju dalam industri baja berlomba-lomba untuk membuat rekayasa-rekayasa baru di dalam

proses produksi. Tujuannya adalah untuk mendapatkan baja berkualitas bagus dengan harga yang

relatif murah.

Salah satu produk setengah jadi yang penting adalah lempengan baja (strip, plate, sheet)dengan

berbagai macam variasi ketebalan. Lempengan baja banyak digunakan sebagai bahan baku untuk

produksi karoseri mobil, kereta, hingga alat-alat dapur.

Proses konvensional pembuatan lempengan baja biasanya sebagai berikut : Pertama kalinya, baja

cair dicor dengan metode Strangguss/continuous casting. Dari sini diperoleh hasil baja dalam

bentuk batangan (slab) dengan ketebalan 150 hingga 320 mm. Proses selanjutnya adalah

penipisan ketebalan dengan rolling mill sehingga diperoleh lempengan tipis 2 hingga 20 mm.

Salah satu cara penyederhanaan produksi adalah dengan menciptakan instalasi continuous

casting yang mampu menghasilkan baja dengan ketebalan di bawah 150 – 320 mm. Sejak tahun

1980, telah berhasil dicor baja batangan dengan ketebalan di bawah 25 mm (misalnya dengan

metode CPR). Dengan demikian bisa dilakukan penghematan pada proses rolling.

Sejak lima belas tahun ini Institute for metal forming (IBF), RWTH Aachen University of

Technology, Jerman bekerjasama dengan Thyssen Krupp Stahl AG (TKS) mencoba melakukan

terobosan baru dalam produksi strip (lempengan baja tipis). Terobosan baru ini sebenarnya telah

diimpi-impikan sejak lama oleh Sir Henry Bessemer pada tahun 1891. Ahli baja asal Inggris

tersebut bahkan telah mendesign dan mempatenkan instalasi proses pembuatan baja tipis yang

terkenal dengan nama “double roller process”. Dalam prinsip ini, baja cair dicor di antara dua

buah roller (silinder) berpendingin air, yang berputar berlawanan arah. Ketebalan lempengan

baja yang dihasilkan tergantung dari setelan celah antara dua buah silinder tersebut. Faktor lain

yang mempengaruhi geometri produk adalah penyebaran tekanan (pressure) di antara celah dan

juga penyebaran temperatur di dalam silinder. Tahap berikutnya, lempengan baja dilewatkan

pada pendingin (air), kemudian melalui cold rolling, dan terakhir digulung (coiling). Dengan

metode ini, telah berhasil dicor lempengan baja dengan ketebalan di bawah 3 – 4 mm, sehingga

hanya dengan proses rolling satu tahap saja bisa diperoleh baja dengan ketebalan seperti produk

jadi. Prinsip double roller process ini baru bisa direalisir di akhir abad 20 seiring dengan

kemajuan komputerisasi pada bidang teknologi kontrol dan pengukuran.

Di dunia ini, menurut keterangan salah seorang researcher dari TKS AG, metode ini

dikembangkan di Italia, Australia, Jepang, dan Jerman. Sementara USA lebih suka untuk

membeli hasil karya dari Australia. Hingga saat ini, masing-masing saling bersaing, dan saling

menyembunyikan hasil-hasil yang telah dicapai. TKS AG sendiri telah membuat sebuah instalasi

thin strip casting (pengecoran lempengan baja tipis) dengan metode double roller di salah satu

pabriknya di kota Krefeld, Jerman. Pada tanggal 10 Desember 1999 telah dilakukan test instalasi

yang pertama kalinya, dengan hasil lempengan baja setebal 3 mm, lebar 1100 mm, berat 36 ton.

Material yang dicor adalah baja dari jenis stainless-steel. Nantinya, Krefeld akan memproduksi

strip dengan ketebalan 1,5 hingga 4,5 mm, ukuran lebar 1050 hingga 1350 mm, dengan

kecepatan 100 meter setiap menitnya.

“Paling cepat tahun depan produksi bisa dimulai,”paparnya lebih lanjut.