Gambaran Singkat EDM

Asal mula EDM (Electrical Discharge Machining) adalah pada tahun 1770, ketika ilmuwan Inggris Joseph

Priestly menemukan efek erosi dari percikan arus listrik. Pada tahun 1943, ilmuwan Rusia B. Lazarenko

danN. Lazarenkomemiliki ide untuk memanfaatkan efek merusak dari percikan arus listrik untuk membuat

proses yang terkontrol untuk pemesinan secara elektrik bahan konduktif.

Dengan adanya ide tersebut, proses EDM telah lahir. Lazarenko bersaudara menyempurnakan proses

dengan cara menempatkan cairan tidak konduktif di mana percikan listrik terjadi di antara dua konduktor,

cairan tersebut dinamakan dielektrik (dielectric). Rangkaian listrik yang membuat peristiwa tersebut terjadi

digunakan sebagai nama proses ini. Pada saat ini telah banyak unit EDM yang digunakan lebih maju

daripada milik Lazarenko. Pada saat ini ada dua macam mesin EDM yaitu: EDM konvensional (Biasanya

disebut Sinker EDM atau Ram EDM) dan Wire EDM.

Cara Kerja EDM

Mengetahui tentang apa yang terjadi di antara elektrode dan benda kerja dapat sangat membantu operator

EDM dalam banyak hal. Pengetahuan dasar teori EDM dapat membantu dalam memecahkan masalah

yang timbul (troubleshooting), misalnya dalam hal pemilihan kombinasi benda kerja/elektrode dan

pemahaman mengapa pengerjaan yang bagus untuk satu benda kerja tidak selalu berhasil untuk yang

berikutnya. Deskripsi berikut ini menjelaskan tentang kombinasi apa yang telah diketahui dan apa yang

telah ada dalam teori tentang proses EDM.

Pada saat ini beberapa teori tentang bagaimana EDM bekerja telah mengalami kemajuan selama

beberapa tahun, sebagian besar mendukung model thermoelectric. Sembilan ilustrasi berikut menunjukkan

tahap demi tahap apa yang telah diyakini terjadi selama satu siklus EDM. Gambar di sebelahnya

menunjukkan harga relatif dari tegangan dan arus pada titik yang diambil.

Gambar di atas pada proses awal EDM, elektrode yang berisi tegangan listrik didekatkan ke benda kerja

(elektrode positif mendekati benda kerja/turun). Di antara dua elektrode ada minyak isolasi (tidak

menghantarkan arus listrik), yang pada EDM dinamai cairan dielectric. Walaupun cairan dielektrik adalah

sebuah isolator yang bagus, beda potensial listrik yang cukup besar menyebabkan cairan membentuk

partikel yang bermuatan, yang menyebabkan tegangan listrik melewatinya dari elektrode ke benda kerja.

Dengan adanya graphite dan partikel logam yang tercampur ke cairan dapat membantu transfer tegangan

listrik dalam dua cara: partikel-partikel (konduktor) membantu dalam ionisasi minyak dielektrik dan

membawa tegangan listrik secara langsung, serta partikel-partikel dapat mempercepat pembentukan

tegangan listrik dari cairan. Daerah yang memiliki tegangan listrik paling kuat adalah pada titik di mana

jarak antara elektrode dan benda kerja paling dekat, seperti pada titik tertinggi yang terlihat di gambar.

Grafik menunjukkan bahwa tegangan (beda potensial) meningkat, tetapi arusnya nol.

Perkembangan Penggunaan EDM

EDM telah berkembang bersama dengan Mesin Bubut, Mesin Frais, dan Mesin Gerinda sebagai teknologi

yang terdepan. EDM terkenal dalam hal kemampuannya untuk membuat bentuk kompleks pada logam-

logam yang sangat keras. Penggunaan yang umum untuk Mesin EDM adalah dalam pemesinan dies,

perkakas potong, dan cetakan (molds) yang terbuat dari baja yang telah dikeraskan, tungsten carbide, high

speed steel, dan material yang lain yang tidak mungkin dikerjakan dengan cara tradisional (penyayatan).

Proses ini juga telah memecahkan banyak masalah pada pembuatan bahan ”exotic”, seperti Hastelloy,

Nitralloy, Waspaloy and Nimonic, yang digunakan secara luas pada industri-industri pesawat ruang

angkasa.

Dengan telah ditemukannya teknologi yang maju tentang keausan elektrode, ketelitian dan kecepatan,

EDM telah mengganti proses pemotongan logam yang lama pada beberapa aplikasi. Faktor lain yang

menyebabkan berkembangnya penggunaan EDM adalah kemampuannya mengerjakan bentuk tipis,

khususnya dalam pengerjaan ketinggian dan ketirusan. EDM yang menggunakan kawat (Wire EDM) dapat

membelah dengan ketinggian 16 inchi (sekitar 400 mm), dengan kelurusan ± 0,0005 inchi (± 0,0125 mm)

tiap sisi.

Pada waktu yang lalu, EDM digunakan terutama untuk membuat bagian-bagian mesin yang sulit dikerjakan

dengan proses konvensional. Pertumbuhan penggunaan EDM pada sepuluh tahun terakhir menempatkan

proses pembuatan komponen dirancang menggunakan EDM terlebih dahulu, sehingga EDM bukanlah

pilihan terakhir, tetapi pilihan yang pertama.

Proses EDM telah berubah. Perusahaan-perusahaan yang menggunaan EDM juga sudah berubah.

Perubahan yang sangat berarti adalah:

1. Lebih cepat.

2. Lebih otomatis. Mesin lebih mudah diprogram dan dirawat.

3. Lebih akurat ukurannya.

4. Dapat menggunakan kawat dengan diameter yang lebih kecil pada mesin Wire EDM.

5. Menurunkan biaya operasional. Harga mesin menjadi lebih murah.

6. Dapat menghasilkan permukaan yang lebih halus.

7. Dapat menyayat karbida tanpa ada cacat ketika menggunakan Wire EDM dan Ram EDM.

8. Gerakan kawat EDM dan putaran benda kerja dapat dilakukan secara simultan.

9. Ram EDM tidak memerlukan pembersih benda kerja lain.

10. EDM lebih efektif pada kondisi pembersihan benda kerja dengan tingkat kesulitan tinggi.

11. EDM lebih mudah digunakan. Waktu untuk pelatihan dan pemrograman lebih singkat.

Penggunaan EDM

Penjelasan berikut merupakan ringkasan dari karakteristik yang mengharuskan penggunaan EDM.

Disarankan menggunakan EDM jika bentuk benda kerja sebagai berikut.

1. Dinding yang sangat tipis.

2. Lubang dengan diameter sangat kecil.

3. Rasio ketinggian dan diameter sangat besar.

4. Benda kerja sangat kecil.

5. Sulit dicekam.

Disarankan menggunakan EDM jika material benda kerja:

1. Keras.

2. Liat.

3. Meninggalkan sisa penyayatan.

4. Harus mendapat perlakuan panas.

Disarankan menggunakan EDM untuk mengganti proses meliputi:

1. Pengaturan/setup berulang, bermacam-macam pengerjaan, bermacam-macam proses pencekaman

benda.

2. Broaching.

3. Stamping yang prosesnya cepat, (lihat Gambar).

Disarankan menggunakan EDM ketika beberapa alasan berikut.

1. Jam kerja 24 jam dengan hanya satu shift operator.

2. Memerlukan proses yang tidak mementingkan perhatian khusus dari pekerja secara intensif.

EDM tidak dipengaruhi oleh kekerasan bahan benda kerja, sehingga sangat bermanfaat bila digunakan

untuk mengerjakan benda kerja dengan kekerasan di atas 38 HRc. Bahan tersebut meliputi baja yang telah

dikeraskan, Stellite and Tungsten Carbide. Karena proses EDM menguapkan material sebagai ganti

penyayatan, kekerasan dari benda kerja bukan merupakan faktor penting. Maka dari itu mesin Wire EDM

dan Ram EDM digunakan untuk membuat bentuk komplek dies dan perkakas potong dari material yang

amat keras.

Bagian lain yang hanya bisa dikerjakan dengan EDM adalah kemampuannya membuat sudut dalam

(internal corners) yang runcing. Pemesinan konvensional tidak mungkin mengerjakan kantong dengan

pojok runcing, yang bisa dicapai adalah radius minimal sekitar 1/32 inchi yang paralel dengan sumbu

pahat. Jenis pengerjaan dan ukuran minimal yang dapat dicapai oleh EDM dapat dilihat pada Tabel.

Jenis Pengerjaan Wire EDM Ram EDM

1. Radius dalam 0,0007″ (0,0175 mm) 0.001″ (0,025 mm)

2. Radius luar runcing runcing

3. Diameter lubang 0,0016″ (0,04 mm) 0.0006″ (0,04 mm)

4. Lebar alur 0,0016″ (0,04 mm) 0.0004″ (0,01 mm)

Maka dari itu EDM digunakan untuk mengerjakan klep (valves) pengukur bahan bakar, komponen printer,

cetakan, dan perbaikan cetakan.

Pemilihan Elektrode

Fungsi elektrode adalah menghantarkan tegangan listrik dan mengerosi benda kerja menjadi bentuk yang

diinginkan. Bahan elektrode yang berbeda memberikan pengaruh yang sangat besar terhadap proses

pemesinan. Beberapa akan menghilangkan benda kerja secara efisien tetapi keausannya tinggi, elektrode

yang lain memiliki keausan rendah tetapi kemampuan menghilangkan material benda kerja sangat lambat.

Ketika memilih bahan elektrode dan merencanakan cara pembuatannya, faktor-faktor berikut harus

diperhitungkan:

1. Harga bahan elektrode.

2. Kemudahan pembuatan/membentuk elektrode.

3. Jenis dari hasil yang diinginkan (misalnya kehalusan).

4. Besaran keausan elektrode.

5. Jumlah elektrode yang diperlukan untuk menyelesaikan sebuah benda kerja.

6. Kecocokan jenis elektrode dengan jenis pengerjaan.

7. Jumlah lubang penyemprot (flushing holes), jika diperlukan.

Jenis bahan Elektrode

Bahan elektrode dibagi menjadi dua macam, yaitu: logam dan graphite. Pada saat ini adalimamacam

elektrode, yaitu: kuningan (brass), Tembaga (copper), Tungsten, Seng (zinc), dan Graphite. Selain itu,

beberapa elektrode dikombinasikan dengan logam yang lain agar dapat digunakan secara efisien, yaitu:

1. Kuningan dan seng.

2. Tembaga dan tellurium.

3. tembaga, tungsten dan perak.

4. graphite dan tembaga.

Pada awalnya, kuningan digunakan sebagai elektrode walaupun keausannya tinggi. Akhirnya, pengguna

EDM menggunakan tembaga dan paduannya untuk meningkatkan rasio keausan. Masalah yang muncul

dengan tembaga adalah karena titik cairnya sekitar 1.085° C, padahal temperatur percikan api pada celah

elektrode dan benda kerja mencapai 3.800° C. Titik lebur tembaga yang rendah menyebabkan keausan

yang terlalu tinggi dibandingkan dengan bagian benda kerja yang bisa dihilangkan.

Penelitian menunjukan bahwa elektrode graphite memiliki laju yang lebih besar dalam menghilangkan

bagian benda kerja dibandingkan dengan keausannya sendiri. Graphite tidak mencair di celah elektrode,

pada sekitar temperatur 3.350° C berubah dari bentuk padat menjadi gas. Karena graphite lebih tahan

panas di celah elektrode dibandingkan dengan tembaga, untuk sebagian besar pengerjaan EDM lebih

efisien menggunakannya. Tungsten memiliki titik lebur setara dengan graphite, akan tetapi tungsten sangat

sulit dibentuk/dikerjakan dengan mesin.

Tungsten digunakan sebagai pengerjaan biasanya berbentuk tabung atau ruji untuk lubang-lubang dan

lubang kecil proses gurdi.

Elektrode logam biasanya yang terbaik untuk pengerjaan EDM bagi material yang memiliki titik lebur

rendah seperti: aluminum, copper dan brass. Untuk pengerjaan baja dan paduannya, elektrode graphite

lebih disarankan. Prinsip umum dalam pemilihan elektrode adalah: elektrode logam untuk benda kerja atau

paduan yang memiliki titik lebur rendah, dan elektrode graphite untuk yang memiliki titik lebur tinggi. Hal

tersebut dengan pengecualian untuk pengerjaan tungsten, cobalt, and molybdenum. Elektrode logam

seperti tembaga sangat direkomendasi karena frekuensi yang lebih tinggi diperlukan untuk mengerjakan

benda kerja tersebut.

Tembaga sebagai elektrode memiliki keuntungan lebih dibandingkan graphite, karena bentuk keausan

ketika digunakan (discharge-dressing) lebih baik. Elektrode ini setelah digunakan mengerjakan satu benda

kerja, sesudahnya dapat digunakan lagi untuk proses pengerjaan finishing atau digunakan untuk

mengerjakan benda kerja yang lain.

Pembuatan Elektrode

Terdapat beberapa proses pembuatan electrode. Berikut merupakan macam-macam proses pembuatan

elektrode:

Proses galvano

Kadang-kadang elektrode berbentuk pejal yang besar terlalu berat bagi motor servo, dan proses

pembuatannya terlalu mahal. Pada kasus ini proses Galvano dapat digunakan untuk membuat cetakan.

Cetakan tersebut dilapisi dengan tembaga dengan ketebalan sampai 5 mm. Tabung tembaga yang telah

terbentuk di dalamnya diisi dengan epoxy dan kawat tembaga dihubungkan dengan elektrode. Elektrode

yang telah dibuat kemudian dipasang di mesin EDM.

Pembuatan elektrode pada umumnya

Ketika elektrode campuran selalu digunakan, campuran 70/30 tungsten dan tembaga dalam bentuk serbuk

dibuat dengan cetakan bertekanan, kemudian disinter di dapur pemanas. Proses ini dapat menghasilkan

elektrode dengan ukuran yang teliti.

Pembuatan elektrode graphite

Di Amerika, sekitar 85 persen elektrode yang digunakan adalah graphite. Graphite dikerjakan dengan

mesin dan digerinda lebih mudah daripada elektrode logam. Masalah yang timbul pada waktu mengerjakan

graphite adalah kotoran yang dihasilkan. Bahan ini tidak menghasilkan geram, tetapi menghasilkan debu

hitam, apabila debu ini tidak dibersihkan akan mengotori seluruh ruangan bengkel. Elektrode graphite

adalah bahan sintetis dan bersifat abrasif. Sehingga apabila mengerjakannya di mesin disarankan

menggunakan pahat karbida. Ketika menggerinda elektrode ini, harus menggunakan penyedot debu

(vacuum system). Hal yang sama diterapkan juga ketika dikerjakan di Mesin Frais. Mesin Frais yang

digunakan harus tertutup rapat.

Graphite adalah bahan yang berpori, sehingga cairan dapat masuk ke dalamnya yang menyebabkan

menjadi tidak murni. Untuk memurnikannya dilakukan dengan cara memanaskan elektrode tersebut ke

dalam dapur pemanas selama satu jam pada temperatur 250 F (121°C). Dapat juga elektrode tersebut

dikeringkan pada udara panas. Elektrode tidak boleh dikeringkan menggunakan pemanas microwave.

Apabila elektrode yang berpori digunakan, seharusnya dalam keadaan yang tidak lembab (basah).

Kelembaban yang terjebak di dalam elektrode akan menimbulkan uap ketika proses pengerjaan EDM dan

merusak elektrode.

Elektrode untuk wire EDM

Beberapa pihak yakin bahwa elektrode logam efisien digunakan untuk Wire EDM. Akan tetapi pada akhir-

akhir ini kecepatan potong Wire EDM telah bertambah tinggi, sehingga lebih ekonomis bila menggunakan

elektrode graphite. Graphite angstrofine yang berstruktur padat dapat melakukan pemotongan dua kali

lebih cepat daripada jenis graphite yang lain. Kawat yang dilapisi seng juga dapat meningkatkan kecepatan

proses EDM dari elektrode ini. Beberapa riset menunjukkan bahwa menggunakan kawat yang dilapisi seng

dapat meningkatkan kecepatan potong sampai 50 persen.

Kelebihan pemotongan (overcut)

Lubang hasil proses EDM dimensinya selalu lebih besar daripada elektrodenya. Celah perbedaan antara

elektrode dan benda kerja dinamakan ”overcut” atau ”overburn”. Besarnya overcut tergantung dari banyak

faktor yaitu besar arus, waktu ion, jenis elektrode, dan bahan benda kerja.

Faktor utama yang mempengaruhi overcut adalah besarnya arus listrik pada celah. Overcut selalu diukur

pada tiap sisi. Besarnya bervariasi antara 0,020 mm sampai 0,63 mm. Overcut yang tinggi dihasilkan oleh

penggunaan amper/arus yang tinggi. Hampir semua pembuat EDM menyertakan sebuah grafik yang

menunjukkan besarnya overcut yang dapat diprediksi oleh operator sehubungan dengan pengaturan arus

listrik. Selama pengerjaan pengasaran (roughing) arus yang besar digunakan, menyebabkan overcut yang

lebih besar. Pengerjaan penghalusan (finishing), menggunakan arus yang lebih kecil, sehingga

menghasilkan overcut yang lebih kecil. Dengan pengaturan arus dan material yang sama, overcut yang

terjadi tetap. Dengan demikian, toleransi 0,0025 mm dapat dicapai dengan Ram EDM. Akan tetapi, bila

toleransi tersebut harus tercapai, biaya yang diperlukan meningkat, karena waktu yang diperlukan menjadi

lebih lama.

Pengerjaan Penghalusan (finishing)

Pemahaman tentang prinsip overcut adalah sangat penting dalam memahami kehalusan permukaan hasil

proses EDM. Ketika arus (current) tinggi digunakan menghasilkan percikan (sparks) yang besar, sehingga

kawah (crater) pada benda kerja besar. Proses ini digunakan untuk proses awal (roughing).

Ketika arus yang digunakan relatif kecil, percikan api (sparks) yang dihasilkan kecil, sehingga kawah pada

benda kerja kecil, sehingga permukaan yang dihasilkan halus. Menggunakan arus yang kecil pada proses

finishing akan memperlama proses pemesinan, tetapi menghasilkan permukaan yang halus.

Pada waktu menggunakan arus yang sangat kecil (dengan waktu yang pendek dan arus rendah) ke

pemukaan benda kerja, mesin EDM dapat menghasilkan permukaan benda kerja seperti cermin. Mesin

yang memiliki kemampuan mengorbitkan elektrode dapat membantu membuat produk yang sangat halus

permukaannya dengan memutar elektrode. Beberapa mesin yang dapat memutar elektrode (dengan jalur

orbit) dapat diprogram, sehingga arus akan menurun secara bertahap sampai memproduksi permukaan

seperti cermin tercapai.

Benda kerja yang dihasilkan pada proses EDM adalah gambaran/cerminan dari elektrode yang digunakan.

Apabila elektrodenya tidak bagus misalnya ada cacat di permukaannya, maka benda kerja yang dihasilkan

juga akan ada cacatnya. Elektrode yang kasar permukaannya akan menghasilkan permukaan benda kerja

yang kasar pula. Semakin halus struktur butiran bahan elektrode, akan menghasilkan permukaan benda

kerja yang lebih halus.

Penyelesaian setara cermin (mirror finishing)

Pengontrolan cairan dielektrik dapat memperbaiki kehalusan permukaan hasil proses EDM secara nyata.

Beberapa mesin EDM menggunakan cairan dielektrik khusus untuk proses finishing sehingga

menghasilkan permukaan seperti cermin dengan kehalusan permukaan kurang dari Rmax l7 µm.

Beberapa mesin memiliki dua tangki cairan dielektrik, satu untuk proses pengasaran (roughing) dan semi

finishing dan yang satu untuk proses finishing sampai permukaan benda kerja seperti cermin hasilnya.

Beberapa perusahaan pembuat EDM telah menemukan bahwa menambah bubuk silicon, graphite, atau

aluminum pada cairan dielektrik, dapat menghasilkan kehalusan permukaan yang sempurna.

Keterbatasan proses EDM

Penggunaan mesin EDM dibatasi oleh ukuran tangki kerja penampung cairan dielektrik. Mesin EDM

standar populer yang digunakan sekarang memiliki keterbatasan:

a. Untuk Wire EDM, ukuran maksimum benda kerja sekitar 59 inchi (1.500 mm) pada sumbu Y, 24 inchi

(600 mm) pada sumbu Z dan tidak terbatas pada sumbu X.

b. Untuk Ram EDM, ukuran benda kerja maksimum sekitar 59 inchi (1.500 mm) pada sumbu Y, 17 inchi

(520 mm) pada sumbu Z, dan 98 inchi (2500 mm) pada sumbu X.

c. Pembuatan bentuk sudut/tirus pada Wire EDM adalah hal yang perlu dipertimbangkan. Sudut tirus

maksimum adalah ± 450, walaupun beberapa bengkel telah berhasil mencapai ± 500. Perbandingan sudut

dan tinggi maksimum adalah 300 pada ketinggian 16 inchi (400 mm).

d. Hambatan listrik maksimum untuk benda kerja dan pencekam sekitar 0,5-5,0 ohm/cm untuk Mesin Wire

dan Ram EDM.

e. Keakuratan sekitar 0,00002 inchi (0,0005 mm) untuk mesin Wire EDM.

f. Keakuratan ± 0,0001 inchi (0,0025 mm) untuk mesin Ram EDM.

g. Kehalusan permukaan sekitar VDI 0 (4 microinchi) untuk Wire EDM.

h. Kehalusan permukaan VDI 5 (2 microinchi) untuk Ram EDM.

j. Keutuhan permukaan (surface integrity) adalah 1/20 juta untuk setiap inchi ketebalan recast layer untuk

Wire dan Ram EDM.

k. Panjang retakan mikro adalah 1/20 juta untuk Wire dan Ram EDM. Hasil ini sama atau lebih baik dari

pada permukaan hasil proses gerinda.

Cara Kerja EDM

Pada Proses awal EDM, elektrode yang berisi tegangan listrik didekatkan ke benda kerja (elektrode positif

mendekati benda kerja/turun). Di antara dua elektrode ada minyak isolasi (tidak menghantarkan arus

listrik), yang pada EDM dinamai cairan dielectric. Walaupun cairan dielektrik adalah sebuah isolator yang

bagus, beda potensial listrik yang cukup besar menyebabkan cairan membentuk partikel yang bermuatan,

yang menyebabkan tegangan listrik melewatinya dari elektrode ke benda kerja. Dengan adanya graphite

dan partikel logam yang tercampur ke cairan dapat membantu transfer tegangan listrik dalam dua cara:

partikel-partikel (konduktor) membantu dalam ionisasi minyak dielektrik dan membawa tegangan listrik

secara langsung, serta partikel-partikel dapat mempercepat pembentukan tegangan listrik dari cairan.

Daerah yang memiliki tegangan listrik paling kuat adalah pada titik di mana jarak antara elektrode dan

benda kerja paling dekat, seperti pada titik tertinggi yang terlihat di gambar. Grafik menunjukkan bahwa

tegangan (beda potensial) meningkat, tetapi arusnya nol.

Ketika jumlah partikel bermuatan meningkat, sifat isolator dari cairan dielektrik menurun sepanjang tengah

jalur sempit pada bagian terkuat di daerah tersebut. Tegangan meningkat hingga titik tertinggi tetapi arus

masih nol. Arus mulai muncul ketika cairan berkurang sifat isolatornya menjadi yang paling kecil. Beda

tegangan mulai menurun. Panas muncul secara cepat ketika arus listrik meningkat dan tegangan terus

menurun drastis. Panas menguapkan sebagian cairan, benda kerja, dan elektrode, serta jalur discharge

mulai terbentuk antara elektrode dan benda kerja. Gelembung uap melebar ke samping, tetapi gerakan

melebarnya dibatasi oleh kotoran-kotoran ion di sepanjang jalur discharge. Ion-ion tersebut dilawan oleh

daerah magnet listrik yang telah timbul. Arus terus meningkat dan tegangan menurun.

Sebelum berakhir, arus dan tegangan menjadi stabil, panas dan tekanan di dalam gelembung uap telah

mencapai ukuran maksimal, dan sebagian logam telah dihilangkan. Lapisan dari logam di bawah kolom

discharge pada kondisi mencair, tetapi masih berada di tempatnya karena tekanan dari gelembung uap.

Jalur discharge sekarang berisi plasma dengan suhu sangat tinggi, sehingga terbentuk uap logam, minyak

dielektrik, dan karbon pada saat arus lewat dengan intensif melaluinya. Pada akhirnya, arus dan tegangan

turun menjadi nol. Temperatur turun dengan cepat, tabrakan gelembung dan menyebabkan logam yang

telah dicairkan lepas dari benda kerja. Cairan dielektrik baru masuk di antara elektrode dan benda kerja,

menyingkirkan kotoran-kotoran dan mendinginkan dengan cepat permukaan benda kerja. Logam cair yang

tidak terlepas membeku dan membentuk lapisan baru hasil pembekuan (recast layer). Logam yang

terlepas membeku dalam bentuk bola-bola kecil menyebar di cairan dielektrik bersama-sama dengan

karbon dari elektrode. Uap yang masih ada naik menuju ke permukaan. Tanpa waktu putus yang cukup,

kotoran-kotoran yang terbentuk akan terkumpul membentuk percikan api yang tidak stabil.

Pengertian Water Jet Machining (WJM)

Water Jet Machining (WJM) merupakan mesin yang menggunakan pancaran air untuk memotong

lembaran logam. Contoh prinsip pengerjaan dalam mesin WJM ini adalah apabila jari diletakkan pada

ujung keran air, maka cucuran aliran dengan tekanan tinggi akan mencuci kotoran yang melekat secara

efektif.

Dalam teori ilmu pengetahuan, bila pancaran air diarahkan pada suatu sasaran seperti misalnya

menumbuk suatu permukaa, aliran kecepatan yang tinggi seolah-olah dihentikan tiba-tiba, kemudian

sebagian besar energi kinetik dari air diubah menjadi energy tekanan. Kenyataanya pada permulaan

bebera[a milidetik setelah tumbukan awal dari pancaran mengenai sasaran sebelum aliran lateral dari air

dimulai, tekanan transein sesungguhnya yang ditimbulkan tiga kalinya tekanan stagnasi normal.

Erosi terjadi bila tekanan fluida setempat melebihi tegangan ikay dari material yang mengikat diri bersama

sasaran. Dengan kata lain, pancaran cairan pemotong mengelupas material pertama-tama

olehgayamekanis dari cucuran dengan kecepatan tinggi yang menimpa pada luasan kecil, dimana oleh

tekanan tersebut melampaui tekanan aliran material terpotong.

Farmer dan attewell melaporkan hasil eksperimennya mengenai pancaran air menimpa batu pasir. System

tersebut menggunakan pancaran bergetar dengan kecepatan 500 meter/detik dan pengaruh kecepatan

terhadap penetrasi dilaporkan. Studi dari Brook dan Summers memikirkan mengenai pancaran air kontinyu

menimpa sasaran batu pasir. Pengaruh dari SOD pada tekanan sampai 92 MN/m2 untuk pancaran dengan

atau tanpa bahan tambahan polymer. Pancaran air bergetar telah digunakan dalam penggalian batu dan

permesinan alumunium dan tembaga. Fanz telah mencatat pentingnya memanfaatkan pancaran cairan

koheren dan telah diberikan hasil eksperimennya pancaran cairan dengan bahan dan telah diberikan hasil

eksperimennya pancaran cairan dengan bahan tambahan polymer. Penggunaan pancaran cairan untuk

pemotongan material selain batuan adalah juga telah dipelajari oleh beberapa ilmuan peneliti. Kemapuan

pemotongan pada tekanan sampai 10.000 atm telah dilaporkan untuk berbagai sasaran material yang

sangat luas. Material yang sangat luas tersebut seperti kayu, tembaga, karet, alumunium, perunggu, dan

baja. Studi yang baru telah dilaporkan oleh Neusen dan La Brush, pengelupasan material yang efektif

adalah sebagai fungsi dari tekanan masuk nosel dan jarak antara nosel dan sasaran.

Peralatan Pemotongan WJM

Pompa sebagai sumber tekanan dan nosel sebagai pembentuk pancaran adalah bagian yang mendasar

pada setiap system pemotongan dengan pancaran. Perlengkapan lainnya seperti perpipaan, fitting,

dan valves. Adapun penjelasan dari peralatan-perlatan tersebut adalah sebagai berikut:

Pompa

Penekanan cairan sebesar 1500 dan 4000 Mn/m2 biasanya dilakukan oleh salah satu dari gerakan

langsung secara mekanis terhadap plumper berdiameter kecil atau dengan penguat (internsifier).Tekanan

fluida yang cukup besar menggerakan piston berpenampang besar dimana pada langkah baliknya

menggerakan ram berdiameter kecil yang menampakan fluida pemotong.

Pada tekanan tersebut permasalahan itamanya adalah mengatasi kebocoran (sealing) akibat tekanan

tinggi dari ram, sedangkan masalah kerusakan komponen mekanis dapat dibatasi oleh unsure hidup dari

perlatan tersebut. Beberapa cara penyelesaian telah diketemukan salah satu diantaranya adalah

memebrikan paking tekanan tinggi yang dapat digantikan secara cepat dengan kemudahan untuk

mendapatkannya. Alternative lainnya conventional fabric back, paking karet sintetis dapat dilumasi dengan

menambahkan seluble oil sampai 5% kepada air yang dipompakan. Namun oil ini mungkin tidak cocok

dengan material yang dipotong dan pembuangan limbah fluidanya dapat juga menjadikan pertimbangan

yang menyulitkan.

Ram untuk gerak bolak-balik (reciprocating ram) dapat dilingkupi dengan fitting sleeve tertutup yang

panjang. Dengan rancangan yang benar dan pembuatan yang presisi kebocoran fluida melewati

kelonggaran seal dapat dikurangi serendahnya 2% dari unit pengiriman rata-rata pada tekanan 30KN/cm2.

Membuat komponen dari logam keras menjadikan seal mempunyai umur hidup yang panjang dan cocok

untuk berbagai jenis fluida pemotong termasuk air murni. Metode lain adalah menggunakan

dua seal berkelonggaran kecil pada ram. Melalui gerak pemakanan (feeding)pada ruang antara seal dan

oli yang sangat kental pada tekanan tinggi, kebocoran dapat terkurangi, namun sebagian kecil oli akan tak

terelakkan keluar fluida pemotong melalui seal bagian dalam (innerseal).

Perpipaan (Tubing)

Pipa tekanan tinggi yang digunakan untuk mengirim fluida dari satu system ke komponen lainnya adalah

berdinding tebal dengan perbandingan antara diameter luar dan diameter dalam sedikitnya 5 dan kadang-

kadang lebih tinggi dari 10. Pipa dapat dibuat dari baja stainless bor dinding pejal atau dinding kompsit

dengan baja stainless didalamnya dan baja karbon sebagai kulitnya. Perpiapaan dapat digunakan untuk

melawan fluida pda tekanan lebih tinggi dari pada tegangan yield material pipa melalui pemakian proses

yang dikenal dengan autofrottaging atau self hooping.

Penyambung Pipa (Tube Fitting)

Garis kontak antara logam dengan logam adalah teknik yang biasa dipakai untuk mendapatkan

penyekatan fluida dalam penyambungan pipa tekanan tinggi, yang diberikan oleh penarikan bentuk konis

masuk kedalam rongga yang melingkupinya (Rounded socket). Konis mungkin dikerjakan langsung pada

pipanya atau bentuk konis yang dipasangkan dapat dipakai. Pada tekanan yang lebih tinggi, rancangan

konis yang replaceable adalah yang kebanyak digunakan.

Valves

Kebanyak valves untuk tekanan tinggi adalah tipe jarum (needle type). Aliran utama yang melewatinya

dikontrol oleh bentuk konis yang terpasang tetap pada ujung jarum terhadap dudukannya. Seal kelenjar

(Gland Seal) biasanya dibutuhkan untuk mengurangi kebocoran sepanjang batang tangkai.

Nosel

Nosel berari mengubah tekanan tinggi dari cairan menjadi pancaran dengan kecepatan tinggi sesuai

dengan berbagai keinginan dari perancang. Untuk erosi minimum maka material nosel harus sangat keras,

sebaliknya untuk memberikan bentuk kontur yang halus material harus ulet dan mudah dikerjakan. Nosel

dapat dibuat dari sintered diamond atau sappire dan dapat digunakan untuk bagian yang dipasangkan

pada pemegang baja yang jelas membutuhkan tegangan dan keuletan. Diamond, tungsten carbide, dan

baja special telah digunakan untuk membuat nosel yang berkualitas. Suatu nosel dengan diameter keluar

0,05 – 0,35 mm akan memberikan pancaran koheren dengan panjang sampa 3 – 4 cm. Metode untuk

menaikan panjang pancaran adalah dengan menambahkan kepada air pemotong sebanyak 1% bahan

polymer dengan mata rantai panjang (a long chain polymer) seperti polyethylene- oxide dengan berat

molekuler 4 milyar, yang akan menghasilkan viskositas fluida yang sangat tinggi.

Dengan bahan penambah seperti itu pancaran koheren akan sampai mencapai panjang 600x diameternya.

Melewati titik pisah (break-up point) beberapa gaya pemotongan masih memungkinkan dikonsentrasi inti

cairan dengan pancaran berlubang melingkupinya.

Rincian Proses

Air dan polymer dicampur secara tepat dan campuran tersebut dikirm ke intensifier dimana tekanan

dinaikan. Penguat hidrolis (hidrolik intesifer) menaikan intensitas tekanan air dan memberikannya ke

akumualtor hidrolis (penampung reservoir), selama itu energy tidak dibutuhkan secara kontinyu. Selama

periode tak ada proses (idle-periode) energy disimpan didalam akumualtor dan diberikan keluar selama

pemotongan.

Air bertekanan yang datang dari akumulator dikontrol oleh papan control darimana air itu pergi ke nosel

setelah melewati valves pembuka dan penutup (stop-star). Aliran pancaran keluar dari nosel memotong

benda kerja, dan selanjutnya dikumpulkan dalam system saluran.

Keuntungan-Keuntungan WJM

1. Air adalah murah, tidak beracun, langsung dapat digunakan dan tidak menjadikan masalah

pembuangannya.

2. Pancaran air mendekati secara ideal dengan pahat bermata potong satu.

3. Berbagai bentuk / kontur dapat dibuat. Lagipula operasi memungkinkan dilaksanakan pada bidang

horizontal maupun vertical.

4. Proses memberikan hasil pemotongan yang bersih dan tajam.

5. Tidak seperti metode permesinan konvensional, metode ini tidak menimbulkan panas. Konsekuensinya

tidak ada kemungkinan adanya welding dari material dibelakang pemotongan sebelumnya. Juga tidak

membahayakan terhadap degradasi panas material.

6. Dustless atmosphere – terutama menguntungkan untuk pemotongan material isolasi sepertifiberglass dan

asbestos yang menhasilkan debu.

7. Suara dapat diminimumkn bila unit daya dan pompa dijauhkan dari titik pemotngan.

8. Tidak ada komponen yang bergerak sehingga mengurangi perawatan yang dibutuhkan.

9. Pancaran membawa keluar semua sisa pemotongan sehingga tidak ada permasalahan polusi.

10. Fluida dapat digunakan kembali (re-used) dengan menyaring keluar bahan padat yang terbawa.

11. Hanya jumlah sedikit fluida yang dibutuhkan (sekitar 100 – 150 liter/jam).

Pemakaian Praktiks WJM

Penambagan batu bara telah dilakukan dirusia, cina, polandia, cekoslowakia, kanada dan jerman.

Sementara eksperimen-eksperimen yang berhubungan degan masalah tersebut telah dilaksanakan di

negara-negara lain. termasuk inggris. Pada kebanyakan tambang pemakaian tekanan air dibawah 3,5

KN/cm2 dikombinasikan dengan nosel berdiameter lebar. Sejumlah ebrsar air yang digunakan juga

membantu membawa pecahan batu bara dari permukaan. Dari tambang di kanada, dicatat bahwa dua

orang pekerja dpat menghasilkan 2.250 ton batu bara dalam satu shift dengan menggunakan cara

penambangan hidrolis.

Pengembangan selanjutnya diarahkan pada pengkombisian pancaran air dengan metode mekanis untuk

pemotongan batu bara dan batuan. Pancaran tekanan tinggi memotong tempat yang lemah dari material,

hal ini memudahkan proses pemotongan (relative terhadap pemtongan konvensional) untuk memcahkan

batu vara atau batuan. Sebagai contoh ESSO (perusahaan minyak) ,menggunakan pahat pengebran

berputar (roller drilling bits) konvensional dimana ditambahakan pancaran dalam beberapa pengetesan

sumur minyaknya dua sampai tiga kali leapt akan dicapat kenaikan kecepatan pengeboran dengan

memakai 6 nosel masing-masing berdiameter 3,3 mm, beroperasi pada tekanan 7 – 10 Kn/cm2. Sementara

pahat bor berdiamater 222 mm.

Sarjana perkeretaapian Jepang telah melakukan pengetesan bor perkusif (Percussive Drill) yang

dioperasikan bersama 2 – 4 nosel berdiamter 0,2 – 0,4 mm dioperasikan pada tekanan 40 KN/cm2untuk

mencapai lubang berdiameter 35 – 215 mm dengan kecepatan pengeboran 2 – 5 kali kecepatan normal.

Pemerintah jepang tertarik pada metode ini untuk memantu pengeboran lorong-lorong bawah tanah bagi

pembangunan jaringan rel kereta api kecepatan tinggi. Metode yang hampir sama telah digunakan untuk

membongkar konstruksi, beton bertulang memotong alur anti selip dilandasan pesawat terbang atau

dijalan-jalan raya, membuat parit dan pemasangan kabel.

Pengertian Electrochemical Machining (ECM)

Electro Chimical Machining (ECM) adalah sebuah metode untuk mengolah bentuk logam melalui proses

elektrokimia ( proses elektrolisis dan prosesvolta). Pada ECM proses elektrokimia yang digunakan adalah

proses elektrolisis yaitu proses yang dapat mengubah energi lisrik menjadi energi kimia. Proses Elektrolisis

Menggunakan Hukum Faraday I Dan II.

Prinsip kerja ECM yaitu benda kerja dihubugkan dengan sumber arus searah yang bermuatan positif

sedangkan pahat dibuhungkan dengan sumber arus yang bermuatan positif dan cairan elektrolit dialirkan

diantara pahat dan benda kerja. Sehingga terjadilah proses pengerjaan material benda kerja karena

adanya reaksi elektrokimia dan juga reaski kimia. Electro Chimical Machining(ECM) terdiri dari pahat

katoda dan anoda.

Syarat-syarat proses ECM yaitu pahat bermuatan negative dan benda kerha bermuatan positif celah

antara pahat dan benda kerja yang berfungsi sebagai aliran cairan elektrolit (sel elektrolit). Sel elektrolit

yang terbentuk diantara pahat dengan benda kerja inilah yang membentuk terjadinya reaksi elektrokimia

dan reaski kimia. Fungsi dari cairan elektrolit dalam proses ECM, yaitu:

1. Sebagai media untuk memungkinkan terjadinya proses pengerjaan material.

2. Sebagai fluida pendingin selama proses ECM berlangsung

3. Untuk menghanyutkan bagian-bagian daripada material benda kerja yang telah dikerjakan.

Pemilihan cairan elektrolit berdasarkan beberapa faktor sebagai berikut:

1. Bersifat sebagai konduktor listrik

2. Tidak korosif terhadap peralatan

3. Tidak beracun dan tidak membahayakan operator

4. Mempunyai sifat kimia yang stabil, sehingga memungkinkan terjadinya reaksi elektro kimia yang stabil

selama proses ECM beerlangsung.

Proses ECM bisa dipergunakan untuk segala macam metal, paduan logam dan material bersifat konduktor

listrik. Komposisi dan struktur kimia, titik lelah, kekerasan dan sifat-sifat fisik material lainnya tidak

mempengaruhi proses pengerjaan ECM. Bentuk permukaanbenda kerja yang kompleks dapat dikerjakan

dengan proses ECM sehingga proses ini cocok untuk pembuatan cetakan. Proses pengerjaan dengan

ECM meliputi operasi-operasi, diantaranya: finishing, deburring, honing,countouring,deep hole drilling.

Proses pengerjaan dengan ECM bebas dari segala bentuk tegangan maupun geramsehingga

memungkinkan tidak terjadinya circuit-circuit antara pahat dan benda kerja. Surface finish yang bisa

dicapai dalam proses ECM berkisar 0,2-0,8 μ m.

Prinsip dasar dari pada ECM. adapun persyaratan untuk memungkinkan berlangsungnya proses ECM,

ialah:

1. Pahat bermuatan negative dan benda kerja bermuatan positif.

2. Celah antara pahat dengan benda memungkan aliran cairan elektrolit yang selanjutnya akan berfungsi

sebagai suatu sel-elektrolit.

Jenis cairan elektrlit yang dipergunakan adalah Na Cl; Na N03; N2Cl0. Besarnya gap antara pahat dngan

benda kerja 50 : 300 jam. Sel elektrolit yang terbentuk diantara pahat dengan benda kerja inilah yang

memebentuk terjadinya reaksi elektro-kimia dan reaksi kimia. Bila energi listrik yang dibutuhkan telah

cukup(sekitar 6 ev) maka ion metal yang terdapat pada permukaan benda kerja akan tertarik kedalam sel

elektrolit. Ion metal yang bermuatan positif ini akan bereaksi dengan non negative dari sel elektrolit dan

membentuk senyawa metal hidroksida. Sehingga dengan demikian terjadilah proses pengerjaan material

benda kerja secara pelarutan anodis.

Sirkulasi Cairan Elektrolit

Adanya proses peralutan anodis daripada material benda kerja maka terbentuklah senyawa metal

hidroksida yang bercampur dengan cairan elektrolit semacam lumpur. Cairan yang berlumpur ini kemudian

diendapkan dalam bak pengendap. Keluar dari bak pengendap ini, cairan elektrolit tersebut kemudian

dijernihkan dengan mempergunakan centrifuge dan akhirnya baru dialirkan kedalam reservoir elektrolit.

Dengan mempergunakan pompa, cairan elektrolit ini dialirkan kedalam celah antara benda kerja dengan

pahat.

Proses Elektro Kimia Dari Pada ECM

Dua macam reaksi yang terjadi didalam proses ECM yaitu:

Reaksi elektro kimia pada anoda dan katoda yang meliputi proses-proses sebagai berikut:

1. Proses larutan pada anoda.

2. Proses reduksi-oksidasi.

3. Proses pelapisan pada katoda.

4. Proses pembentukan gas

Reaksi kimia pada cairan elektrolit terjadi pada lapisan batas antara permukaan bend kerja dengan cairan

elektrolit dan perpindahan ion-ion terjadi secara:

1. Difusi, pergerakan ion karena adanyamedanlistrik.

2. Proses konveksi karena aliran elektrolit.

Pemilihan Elektrolit

Fungsi dari pada cairan elektrolit didalam proses ECM yaitu:

1. Sebagai media untuk memungkintan terjadinya proses pengerjaan material.

2. Sebagai fluida pendingin selama proses ECM berlangsung.

3. Untuk menghanyutkan bagian-bagian daripada material benda kerja yang telah dikerjakan.

Pemilihan cairan elektrolit berasarkan beberapa faktor sebagai berikut:

1. Besifat sebagai konduktor listrik.

2. Tidak koresif terhadap peralata dan pahat pada peralatan ECM .

3. Tidak beracun dan tidak membahayakan operator.

4. Mempunyai sifat kimia yang stabil, sehingga memungkinkan terjadinya reaksi elektro kimia yang stabil

selama proses ECM berlangsung.

Cairan yang terlalu bersifat basa atau asam sekali tidak dapat dipergunakan dalam proses ECM. Karena

beberapa pertimbangan sebagai berikut:

1. Mengurangi reaksi elektro kimia pada elektroda-elektroda.

2. Korosit terhadap peralatan dari pada mesin ECM.

3. Berbahaya terhadap operator.

CHEMICAL MACHINING

Berlainan dengan proses-proses non-konvensional yang perkembangannya baru mulai intensif sejak

berakhirnya perang Dunia II maka proses chemical machining pada prinsipnya telah dipergunakan di

dalam peradaban manusia sejak jaman dulu. Misalnya orang-orang Mesir kuno telah mempergunakan

proses chemical machining ini untuk pembuatan dkorasi dari logam. Sebenarnya secara tidak langsung,

teknik pengerjaan inipun telah dikenal oleh orang-orang Indonesia sejak jaman peradaban Hindu. Misalnya

teknik pembuatan keris oleh para Mpu pada jaman tersebut. Hanya kalau dilihat dari periode sekarang ini

maka teknik pengerjaan chemical machining pada jaman dulu lebih cenderung sebagai pekerjaan yang

bersifat seni, karena pengetahuan para Mpu maupun orang-orang Mesir kuno dibidang pengetahuan kimia

sangat terbatas.

Kemudian teknik pengerjaan ini dikembangkan orang untuk pemakaian percetakan dan barulah pada

periode perang Dunia II proses chemical machining ini dikembangkan lebih intensif untuk proses produksi

masa. Pemakaian proses ini, misalnya dalam industri pesawat terbang untuk mengurangi berat sayap

dengan jalan melarutkan bagian-bagian yang tidak penting dari pada sayap tersebut. Pada proses

elektronika, proses ini dipergunakan untuk pembuatan printed circuitdari pada suatu rangkaian elektronik.

Prinsip-Prinsip Dasar Proses CHM

Pada dasarnya proses CHM ini adalah suatu bentuk proses korosi yang terjadi pada suatu metal akibat

adanya suatu reaksi kimia yang mengubah metal tersebut secara kimiawi menjadi senyawa geram yang

mengandung unsure metal tersebut.

Klasifiksi dan Seleksi dari pada Etchant Resistant Materials.

Di dalam proses pengerjaan secara relatif, dibutuhkan suatu material pelindung pada bagian benda kerja

tersebut, sedemikian rupa sehingga tidak terjadi reaksi kimia antara bagian yang terlindung itu dengan zat

pelarut kimia. Material pelindung inilah yang disebut dengan etchant resistant material atau lebih dikenal

dengan istilah maskant. Berdasarkan cara pemakaiannya, makamaskant ini dapat diklasifikasikan sebagai

berikut:

Cut and peel maskant.

Cut and peel maskant, karakteristiknya dapat diuraikan sebagai berikut:

a. Seluruh permukaan benda kerja dilapisi dengan maskant ini. Caranya dengan menyemprotkan ataupun

dengan membenamkan benda kerja tersebut ke dalam maskant.

b. Tebalnya lapisan maskant pada permukaan benda kerja bervariasi, antara 20-200 µm.

c. Lapisan maskant pada daerah yang akan dikerjakan kemudian dipotong dan dikupas. Untuk

memudahkan dan untuk menjaga ketelitian ukuran maka dipergunakan mal yang bentuk dan ukurannya

telah disesuaikan dengan bagian pada permukaan benda kerja tersebut yang akan mengalami reaksi

kimia.

d. Sifat dan tebal lapisan maskant pada permukaan benda kerja memungkinkan proses pengerjaan

dengan CHM bias mencapai kedalaman tetap 10 mm.

e. Dengan mempergunakan maskant tipe ini, maka proses pengerjaan CHM secara bertingkat dapat

dilakukan.

Material dari pada cut and peel maskant ini adalah:

a. Senyawa organik vinyl.

b. Senyawa organik yang senyawa dasarnya adalah butyl.

c. Neoprene.

Cut and peel maskant ini banyak dipergunakan dalam industri pesawat terbang. Material benda kerjanya

adalah titanium dan baja paduan. Keuntungan-keuntungan diperoleh dengan

mempergunakan maskant jenis ini, diantaranya adalah:

a. Kemampuan untuk melakukan proses pengerjaan pada elemen-elemen mesin dengan bentuk yang

tidak teratur (irregular-shape).

b. Cocok untuk elemen-elemen mesin yang membutuhkan kedalaman proses pengerjaan sampai 10 mm.

c. Kemampuan untuk menghasilkan suatu bentuk permukaan yang bertingkat pada permukaan benda

kerja.

Pembatasan di dalam pemakaian maskant tipe cut and peel:

a. Maskant ini tidak cocok untuk dipergunakan pada benda kerja yang tipis karena memungkinkan

terjadinya deformasi pada bagian-bagian tertentu dari pada benda kerja tersebut pada saat penarikan

lapisan maskant dari permukaan benda kerja itu.

b. Ketelitian ukuran benda kerja yang dihasilkan terbatas maksimum sekitar 130 µm.

Photoresist maskant

Maskant jenis ini sangat sensitive terhadap sinar ultraviolet. Benda kerja dilapisi photoresist

maskant dengan cara menambahkan ataupun menyemprotkan maskant tersebut pada permukaan benda

kerja dan kemudian dikeringkan. Karena photoresist maskant mempunyai ketahanan yang kurang

terhadap reaksi kimia, maka proses CHM yang terjadi hanya mampu menghasilkan ke dalam proses

pengerjaan sekitar 2 mm. Beberapa keuntungan dari pada photoresist maskant:

a. Memungkinkan proses CHM bisa dilakukan pada material yang sangat tipis.

b. Ketelitian benda kerja bias tinggi sekitar 15 µm.

c. Kecepatan produksi dari pada proses CHM dengan mempergunakan maskant ini bias dipertinggi

dengan teknik fotografi.

Faktor-faktor yang menentukan di dalam pemilihan maskant diantaranya adalah:

a. Daya tahan maskant terhadap zat pelarut kimia (etchant).

b. Maskant tersebut mudah dilepaskan pada akhir proses pengerjaan.

c. Bentuk dan ukuran benda kerja yang akan diproses.

d. Pertimbangan ekonomi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan zat pelarut kimia (etchant-solution) tersebut dengan

memperhatikan fungsi dari pada zat pelarut kimia itu sendiri.

a. Jenis material benda kerja.

b. Jenis maskant yang dipergunakan.

c. Besarnya rate of metal removal yang diinginkan.

d. Kondisi pengerjaan (terutama pengaruh temperatur).

e. Surface finish yang diinginkan.

f. Pertimbangan ekonomi yang terlibat dalam proses pengerjaan ini.

Beberapa kekurangan dari pada photoresistant maskant diantaranya:

a. Karena terlalu tipisnya lapisan maskant ini pada permukaan benda kerja maka mengurangi kedalaman

yang bias dicapai oleh proses CHM.

b. Pelekatan yang tidak sempurna dari pada lapisan photoresistant maskant pada permukaan benda kerja,

kecuali jika sebelumnya permukaan benda kerja yang akan dilapisi dibersihkan secara hati-hati.

c. Sensitive terhadap sinar, kotoran dan debu, dan mudah rusak terhadap cara penggunaan yang kurang

berhati-hati.

d. Proses pelapisan maskant ini jauh lebih kompleks dibandingkan dengan maskant cut and peel.

Screen-print maskant

Sebelum maskant ini dipasangkan pada permukaan benda kerja terlebih dahulu permukaan tersebut diberi

tirai dengan semacam sutera (silk). Dengan teknik fotografi permukaan tirai tersebut diberi zat pelapis

sesuai dengan pola dari pada bagian-bagian yang akan mengalami proses pengerjaan CHM. Kemudian

barulah material benda kerja tersebut dicelupkan ke dalam maskantdan maskant ini tidak akan melekat

pada bagian-bagian yang telah dilapisi dan proses CHM hanya terjadi pada bagian-bagian ini. Jadi urutan

pengerjaan dengan mempergunakan screen-printmaskant adalah sebagai berikut:

a. Benda kerja dibersihkan dari debu dan minyak.

b. Pemasangan print-screen maskant seperti yang telah diuraikan di atas.

c. Pengerjaan dari pada pola bagian-bagian yang akan mengalami proses pengerjaan CHM, dan juga

pengeringan maskant.

d. Pelaksanaan proses CHM.

Dalam hal ini karakteristik dari pada screen-print maskant terletak diantara photoresist maskantdan cut and

peel maskant. Dengan mempergunakan screen-print maskant, maka kedalaman proses pengerjaan bias

mencapai 2 mm dan ketelitian + 100 µm.

Pembatasan-Pembatasan Dalam Proses CHM

Terdapat beberapa pembatasan dalam proses CHM. Berikut merupakan pembatasan dalam proses CHM:

1. Membutuhkan keahlian operator yang relative tinggi.

2. Uap yang berasal dari zat pelarut kimia (etchant) adalah sangat korosif sehingga peralatan-peralatan yang

dipergunakan dalam proses ini harus benar-benar terlindung.

3. Dalamnya proses pengerjaan sangat terbatas.

4. Produktifitas relative rendah

5. Proses CHM tidak tergantung kepada kekerasan benda kerja. Selama proses berlangsung tidak terjadi

perubahan sifat fisik material benda-benda kerja.

6. Proses CHM sangat fleksibel untuk segala bentuk benda kerja.

Kesimpulan Dari Pada Proses CHM

Proses CHM ini bisa dipergunakan untuk pembuatan lubang atau celah. Lubang atau celahdibuat

untuk balnking-operation dan engraving (pembuatan huruf atau bentuk-bentuk ukiran).

Keuntungan Proses CHM

Proses CHM memiliki beberapa keuntungan. Berikut merupakan keuntungan proses CHM:

1. Set-up dan perkakas yang dipergunakan relatif murah.

2. Tidak terjadi bekas-bekas geram pada bagian tepi dari pada benda kerja yang dikerjakan.

3. Pelat tipis dapat dikerjakan tanpa terjadi deformasi (perubahan bentuk).

4. Ketelitian pengerjaan bertambah semakin tipisnya benda kerja.

5. Perkembangan dari permesinan material benda kerja yang semakin keras serta desain produk

yang semakin kompleks juga tuntutan produktivitas yang semakin tinggi mengakibatkan timbulnya

anggapan bahwa proses permesinan konvensional dengan menggunakan perkakas potong dan

perautan secara mekanis menjadi tidak ekonomis lagi dan ketinggalan dalam ketelitian serta

kualitas permukaan hasil pengerjaannya untuk jenis material dan tuntutan tersebut diatas.

6. Penggunaan material yang semakin keras untuk suatu produk akan berkakibat terhadap kenaikan

biaya permesinan yang semakin tinggi. Apabila tidak dilakukan penerapan hasil penelitian

pengembangan teknologi permesinan khususnya pada perautan logam, maka kenaikan biaya

permesinan tidak dapat dihindari. Oleh sebab itu, penggunaan mesin-mesin non konvensional

dibutuhkan dalam proses produksi yang menggunakan material yang lebih kompleks lagi.

7. Penggunaan proses permesinan non konvensional yang efisien diperlukan dipahami mengenai

seluk-beluk dari permasalahan permesinan. Metode proses permesinan non konvensional yang

akan dipakai tidak dapat digantikan oleh proses permesinan konvensional. Metode yang dipilih

cocok atau tepat untuk kondisi yang diberikan serta tidak akan efesien untuk kondisi yang lain.

Macam-macam mesin non konvensional terdiri dari Abrasive Jet Machining (AJM), Chemical

Machining (CHM), Electrochemical Machining (ECM), Ultrasonic Machining (USM), Water Jet

Machining (WJM), dan lain sebagainya

ABRASIVE JET MACHINING

Abrasive jet machining adalah sebuah proses pemesinan yang menggunakan bahan abrasive yang

didorong oleh gas kecepatan tinggi atau air bertekanan tinggi untuk mengikis bahan dari benda

kerja. Kegunaannya meliputi pemotongan bahan panas-sensitif, rapuh, tipis, atau keras. Khusus

digunakan untuk memotong bentuk yang rumit atau bentuk bentuk tepi tertentu.

Abrasive jet machining (AJM), juga digunakan untuk pengerjaan bahan yang sangat keras atau bahan

yang sulit untuk di proses menggunakan mesin metode konvensional.

Proses

Bahan dikikis oleh partikel abrasif halus, biasanya sekitar 0,001 di (0,025 mm) diameter, didorong

oleh cairan kecepatan aliran tinggi, gas umum adalah udara atau inert gas . Tekanan untuk gas

berkisar 25-130 psig (170-900 kPag) dan kecepatan bisa setinggi 300 m / s.

Macam-macam proses WJM dan AWJM:

• WJM - Murni

• WJM - dengan stabilizer

• AWJM - entrained - tiga fasa - abrasif, air dan udara

• AWJM - dibekukan - dua tahap - abrasif dan air

o Langsung memompa

o tidak langsung memompa

o Bypass memompa

Namun dari semua varian proses di atas, metodologi pengerjaan dasar tetap sama. Air dipompa

pada tekanan cukup tinggi, 200-400 MPa (2000-4000 bar) menggunakan teknologi intensifier.

Intensifier bekerja pada prinsip sederhana amplifikasi tekanan menggunakan silinder hidrolik yang

berbeda penampang seperti yang digunakan dalam "Rami Bell Presses". Ketika air pada tekanan

tersebut dikeluarkan melalui lubang nozel (umumnya 0,2-0,4 mm diameter), energi potensial air

diubah menjadi energi kinetik, menghasilkan jet kecepatan tinggi (1000 m / s).

Aplikasi dan bahan, yang umumnya mesin menggunakan WJ dan AWJ, diberikan di bawah ini:

Aplikasi

• Cat penghapusan • Membersihkan

• Memotong material lunak • Memotong daging beku

• Tekstil, Industri kulit • Massa Imunisasi

• Pembedahan • peening

• Memotong • Pocket Penggilingan

• Drilling • Menghidupkan

• Membongkar Pabrik Nuklir

Bahan

• Baja • Non-ferrous paduan

• Ti paduan, paduan Ni- • Polimer

• sarang • Komposit Matriks Logam

• Keramik Komposit Matriks • Beton

• Batu - Granit • Kayu

• plastik Diperkuat Polimer Logam • Laminasi

• Kaca Laminasi Serat Metal