TUGAS PROSES PRODUKSI 2

Nama : Robertus Bellarminus

NPM : 30408752

Kelas : 2ID03

PERMESINAN ELEKTROKIMIA/ ELECTROCHEMICAL

MACHINING

PENJELASAN PROSES

Permesinan Elektrokimia/ Electrochemical Machining (ECM)

adalah salah satu proses permesinan non-tradisional yang menemukan

aplikasi lebih sebagai alat untuk meningkatkan dan insinyur

manufaktur mempelajari lebih lanjut tentang hal ini. Pertama, industri

aerospace yang menemukan kegunaan hal ini; lalu aplikasinya

ditemukan dalam bidang otomotif, peralatan kelistrikan, permesinan,

peralatan militer, dan bahkan pada industri peralatan medis.

Permesinan Elektrokimia adalah sebuah pengendalian, proses

penghilangan logam dengan hampir tidak memakai peralatan. Tidak

seperti proses konvensional. ECM mengikis atom logam dengan atom.

Hal ini dapat dianggap sebagai solusi untuk berbagai masalah

pengikisan logam seperti pembuatan lubang, pembuatan radius benda

kerja, permesinan kontur, dan permesinan heliks (barel senapan).

ECM peralatan produksi biasanya dibangun untuk memenuhi

tugas mesin tertentu, meskipun kadang-kadang alat mesin standar

akan dimodifikasi. Instalasi lengkap terdiri dari mesin, sistem

kelistrikan, sistem elektrolit, dan sistem elektroda. Jenis mesin

tergantung pada benda kerja. Haruskah mesin menjadi stasiun-stasiun

tunggal atau kembar? Haruskah vertikal atau horizontal? Haruskah

mesin otomatis atau memiliki tabel pengindeksan atau beberapa

peralatan khusus lainnya?

ECM menggunakan kelistrikan, bahan kimia, dan beberapa

komponen mekanik. Cara kerjanya yaitu kutub katoda dihubungkan

dengan benda kerja. Tegangan yang digunakan yaitu 5 – 20 Volt DC

dengan kutub negatifnya dihubungkan ke peralatan benda kerja.

Electrolyte dipompakan ke dalam tabung peralatan kerja dengan

tekanan tinggi. Pada saat yang sama, secara teknik electrolyte akan

memakan benda kerja menjadi bentuk partikel kecil-kecil.

Berikut ini adalah penjelasan beberapa perbedaan dan

kesamaan antara proses ECM dan elektroplating, mesin debit listrik

dan penggilingan kimia.

Electroplating, tentu saja, metode umum yang digunakan untuk

finishing logam (kadang-kadang bukan logam), umumnya

menambahkan lapisan tipis dari bahan stainless atau material keras

untuk melindunginya terhadap korosi. EDM terutama digunakan untuk

keperluan perkakas seperti pembuatan lubang atau permesinan baja

keras. Penggilingan elektrokimia agak mirip dengan ECD di kedua

proses adalah kebalikan dari elektroplating. Alih-alih menambahkan

logam untuk bagian, ini deplate dua proses. Penggilingan ini dilakukan

untuk logam konduktif sangat tipis, dan umumnya digunakan untuk

menghapus hanya beberapa ribu inci dari logam. Sebuah langkah foto

ecthing mempersiapkan permukaan yang sangat banyak seperti papan

sirkuit, dan kemudian tidak dilindungi (tabir) daerah yang deplated.

Peralatan ECM harus didisain sedemikian rupa agar proses pada

daerah yang ingin dilubangi bisa berjalan lancar dan rata. Aliran cairan

yang tidak lancar akan menyebabkan permukaan yang jelek dan tidak

rata. Aliran yang tidak benar akan menyebabkan permukaan selesai

yang jelek, dan operasi tidak dapat diandalkan. Perkakas yang tidak

dirancang dengan benar untuk memasok aliran cukup dapat merusak

elektroda atau benda kerja akibat loncatan bunga apinya.

STRAIGHT FLOW TOOLING

Metode umum yang digunakan untuk mengalirkan electrolyte

yaitu mengalirkannya pada sebuah tabung dengan memberi sedikit

lubang atau slot pada bagian ujungnya untuk tempat elektroda

dihubungkan. Electrolyte akan mengalir melewati elektroda dan keluar

antara tabung dengan benda kerja yang telah terlubangi. Namun

ternyata metoda ini memiliki kerugian yaitu:

1. Electrolyte menyebabkan striation dan hasil yang kurang bagus.

2. Aliran dari dalam yang akan keluar menjadi tidak lancar.

3. Elektroda kompleks bisa berakhir dengan daerah yang tidak

memiliki electrolyte.

4. Electrolyte bisa terciprat kemana-mana pada jenis aliran semacam

ini.

REVERSE FLOW TOOLING

Beberapa masalah yang dihadapi pada straight flow tooling dapat

diatasi dengan metode reverse flow tooling. Electrolyte masuk ke

dalam tabung di sekitar peripheral perangkat kemudian sampah yang

dihasilkan bisa dialirkan melalui lubang yang ada pada katoda. Pintu

keluar pembuangan ini dihubungkan oleh sebuah selang untuk ke tanki

electrolyte yang telah terpakai. Prosedur ini menghasilkan:

1. Hasil akhir yang lebih baik.

2. Keseragaman dan hasil potong yang lebih terprediksi.

3. Bebas dari cipratan cairan.

4. Pengoperasian yang lebih bersih.

5. Aliran secara langsung yang dapat mencegah erosi yang tidak

diinginkan.

KARAKTERISTIK REVERSE FLOW TOOLING

Secara garis besar, karakteristik peralatannya dijelaskan sebagai

berikut. Clamp digunakan untuk memegang alat kerja terhadap

serpihan hasil pekerjaan nantinya. Dam bisa terbuat dari brass,

stainless steel, atau green glass. Jika dam terbuat dari metal, plat

green glass harus aman dari hasil benda kerja.

Untuk mencegah hilangnya proses etching benda kerja, sebuah

plat dapat diletakkan pada ujung dam. Hasil pemotongannya mencapai

0.030” lebih besar dari biasanya. Ini dilakukan untuk memastikan

aliran electrolyte di sekitar elektroda.

Green glass plat tidak harus berbentuk sangat tipis karena dia

meneruskan tekanan hidrostatis secara langsung ke benda kerja.

Walau demikian, sisi dari dam harus tetap kuat terhadap tekanan

hidrostatis ini.

SISTEM ECM ELECTROLYTE

Electrolyte dipompa melalui celah perangkat, dan membawa

keluar serpihan metal milik benda kerja dan panas yang dihasilkan

oleh electrolytic action. Electrolyte ditampung pada sebuah wadah

yang telah disaring secara rutin sedangkan tekanan dikontrol dan

diregulasikan. Untuk mempertahankan karakteristik electrolyte

supaya konstan, nilai PH, konsentrasi, dan temperatur diregulasikan

dengan menggunakan tiga unit regulasi.

Sampah hasil pengikisan digabungkan ke electrolyte sebagai

metal hydroxide dan bisa dihilangkan dengan tekanan gravitasi

dengan metode sentrifugal atau settling tank. Normalnya, lumpur

basah dapat ditekan hingga 50% menjadi solid block. Sebelum masuk

ke filter press, lumpur basah bisa dianggap sebagai PH yang netral

untuk menghilangkan polusi lingkungan.

APLIKASI PRODUKSI ECM

Rata-rata pemecahan material yang dilakukan ECM bisa

diprediksikan dengan melihat persamaan electrochemical. Persamaan

tersebut yaitu:

Dimana,

ZWE = volume metal yang dihilangkan per satuan waktu.

e = konstanta electrochemical pada material.

I = arus

= efisiensi arus

= density material.

Dari persamaan diatas dapat juga dihitung kecepatan alat saat

bekerja, yaitu:

Dimana,

Vf = kecepatan alat memakan benda kerja.

A = luas daerah pemakanan.

I/A = density arus.

ELEMEN PADA PROSES ECM

Elemen pada proses ECM yaitu:

(i) Katoda.

(ii) Anoda pada benda kerja.

(iii) Sumber tegangan DC.

(iv) Electrolyte.

Berikut ini merupakan pembahasan setiap elemen secara detail.

Katoda

Keakurasian bentuk alat kerja mempengaruhi keakurasian hasil

kerja. Jika alat kerja yang digunakan memiliki bentuk permukaan yang

rata maka hasil akhir yang didapat pada benda kerja juga akan

memiliki bentuk permukaan yang rata.

Jenis material yang biasa ditemukan sebagai katoda yaitu

aluminium, brass, perak, copper, karbon, stainless steel, monel, dan

plastik. Ketajaman alat tidak menjadi masalah selama material mudah

dibentuk oleh mesin.

Anoda Benda Kerja

Tidak ada spesifikasi khusus pada alat ini kecuali merupakan

konduktor kelistrikan. Karakteristik bahan kimia pada benda kerja

mempengaruhi rata-rata jumlah pengikisannya. Rata-rata pengikisan

proporsional terhadap berat atom dan berbanding terbalik terhadap

valensinya.

DC Power dan Sistem Kontrol

Pada proses dibutuhkan tegangan rendah yaitu 2 sampai 2 volt

dan jarang yang mencapai 30 volt. Arus normal yang digunakan paling

tinggi 800 amp/cm2. Tegangan tiga fase 220 VAC diubah menjadi

tegangan DC dengan menggunakan transformator step down dan

penyearah. Pelindung sirkuit transformer, penyearah, dan pada mesin

itu sendiri disedikan terhadap terjadinya short circuit dan overload.

Kondisi-kondisi ini bisa terjadi pada saat penggunaan yang tidak benar

atau ketidakpasan antara elektroda dengan benda kerja.

Electrolyte

Electrolyte memiliki beberapa fungsi yaitu:

(i) Melengkapi sirkuit kelistrikan antara alat dengan benda kerja.

(ii) Menyebabkan reaksi mesin yang diingkan terjadi.

(iii) Membawa panas yang dihasilkan selama proses kimia

berlangsung.

(iv) Membawa produk hasil reaksi.

Kesemua faktor tersebut harus dipertimbangkan ketika memilih

electrolyte untuk kegunaan tertentu dan pengalamanan praktek akan

menjadikannya lebih baik lagi.