BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Untuk menerapkan ilmu yang telah diperoleh dibangku kuliah khususnya mata kuliah

Mesin Perkakas CNC,tentang cara menggunakan mesin bubut TU-2A.Pemahaman mahasiswa

mengenai mesin bubut CNC perlu diperdalam dengan mengikuti praktikum CNC. Latihan

merencanakan mengetahui bagian-bagian dari mesin bubut TU-2A yang ada di laboratorium

CNC jurusan teknik mesin serta bisa menggunakannya merupakan bagian dari proses

pembelajaran yang ada di laboratorium CNC.

Dalam praktikum CNC ini dapat dikatakan sebagai sarana dalam belajar merancang suatu

profil yang dapat dikerjakan dengan bubut TU-2A,dimana proses pelaksanaanya telah

ditunjang oleh teori-terori yang didapat dari mata kuliah mesin perkakas CNC.

1.2 Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan laporan tugas akhir praktikum CNC ini adalah belajar

memahami dan mengerti tentang teori mesin bubut CNC TU – 2A serta cara penggunaan

mesin bubut CNC TU-2A .

1.3 Sistematika Penulisan

Susunan penulisan laporan akhir praktikum mesin bubut TU-2A meliputi:

BAB I : PENDAHULUAN

Membahas mengenai masalah yang melatar belakangi laporan akhir, tujuan dari

pelaksanaan praktikum dan pembuatan laporan akhir serta sistematika penulisan

laporan.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Membahas teori-teori yang berhubungan dengan praktukim CNC mesin bubut

TU-2A.

BAB III : PEMBAHASAN

Membahas mengenai prosedur praktikum dan proses pembuatan listing, gambar

profil bubut,serta cara menggunakan mesin bubut TU-2A.

BAB IV : ANALISA DAN KESIMPULAN

Membahas tentang hasil yang diperoleh dari praktikum serta analisa yang

berhubungan dengan pelaksanaan praktikum.

Daftar Pustaka

Berisi referensi buku yang menjadi acuan dalam penulisan laporan akhir ini.

Lampiran

Berisi tugas tambahan dan keterangan-keterangan yang berhubungan dengan

penulisan laporan akhir ini.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Mesin Konvensional

Mesin konvensional adalah mesin yang membutuhkan tools/pahat tajam, keras dan

tangguh, perlu biaya potong yang besar, terjadi penumpukan panas yang dapat merusak

struktur mikro benda kerja, tidak dapat digunakan secara produktif pada material yang

sangat keras dan ukuran terkecilnya terbatas.

II.1.1 Konvensional Manual

Manual adalah hampir seluruh proses pemesinan dilakukan oleh operator. Ciri

utama dari mesin ini adalah tidak dilibatkanya computer sebagai sistem kontrolnya, atau

proses pemotongannya dilakukan secara manual.

Mesin konvensional memiliki beberapa jenis diantaranya :

a. Proses bubut.

b. Proses freis.

c. Proses skrap.

d. Proses gurdi.

e. Proses gerinda.

f. Proses gergaji

Pahat yang bergerak relatif terhadap benda kerja akan menghasilkan gerak dan

sementara itu permukaan benda kerja secara bertahap akan terbentuk menjadi komnponen

yang dikehendaki. Pahat tersebut dipasangkan pada suatu jenis mesin perkakas dan dapat

merupakan salah satu dari berbagai jenis pahat/perkakas potong disesuaikan dengan cara

pemotongan dan bentuk akhir dari produk. Untuk sementara, dapat kita klasifikasikan

dua jenis pahat yaitu pahat bermata potong jamak dan bermata potong tunggal.

Gerak relatif pahat terhadap benda kerja dapat dipisahkan menjadi dua macam

komponen gerak yaitu gerak potong dan gerak makan. Berdasarkan gambar teknik,

dimana dinyatakan spesifikasi geometri suatu produk komponen mesin, salah satu atau

beberapa jenis proses pemesinan yang telah disinggung diatas harus dipilih sebagi suatu

proses atau urutan proses yang digunakan untuk pembuatnya.

Bagi suatu tingkatan proses ukuran objektif ditentukan dan pahat harus

membuang sebagian material benda kerja sebagai ukuran objektif yang dicapai. Hal ini

dapat dilaksanakan dengan cara menentukan penampang geram (sebelum dipotong).

Selain itu, setelah berbagi teknologi aspek ditinjau, kecepatan pembuangan geram dapat

dipilih supaya waktu pemotongan sesuai dengan yang diinginkan. Pekerjaan seperti ini

akan ditemui dalam setiap perencanaan proses pemesinan. Untuk itu perlu dipahami lima

elemen dasar proses pemesinan yaitu :

1. Kecepatan potong ( cutting speed) : v (m/min).

2. Kecepatan makan (feeding speed) : Vf (mm/min)

3. Kedalaman potong (depth of cut) : a (mm)

4. Waktu peemotongan : tc (min)

5. Kecepatan penghasilan geram : Z ( cm3

/min)

a. Proses Bubut

Proses pembubutan merupakan proses pembuatan material (benda kerja) dengan

cara membuang sebagian material dalam bentuk geram akibat gerak relatif pahat

terhadap benda kerja yang diputar pada spindel dan path dihantarkan ke benda kerja.

Gambar 2.2 Mesin Bubut Manual

(htpp:// nanafrmana.blogspot.com/2012/11/pengertian-dan-gambar-mesin-bubut.html )

Elemen dasar mesin bubut :

1. Kepala tetap

Kepala tetap adalah bagian dari mesin bubut yang letaknya disebelah kiri mesin, dan

bagian inilah yang memutar benda kerja yang didalamnya terdapat transmisi roda

gigi.

2. Kepala lepas

Bagian dari mesin bubut yang letaknya disebelah kanan dari mesin bubut, yang

berfungsi untuk memotong benda kerja yang panjang.

3. Alas mesin

Alas mesin berfungsi untuk tempat kedudukan kepal lepas, tempat kedudukan eretan

dan tempat kedudukan penyangga diam.

4. Eretan

Eretan adalah alat yang digunakan untuk melakukan proses pemakanan pada benda

kerja dengan cara menggerakkan kekiri dan kekanan sepanjang meja.

Elemen dasar proses bubut :

- Kecepatan potong

Vc=π . D . n1000 (m/min)

- Kecepatan makan

Vf = f.n.Zph (mm/min)

- Waktu pemotongan

Teff =

Lt .ZVf (min)

Dimana Z =

Do−Di2 a

Tc =

LtVf (min)

- Kedalaman potong

A=Do−Di2 (mm)

- Kecepatan penghasilan geram

Z = f.a.Vc ( cm3

/min)

b. Proses freis

Mesin freis adalah jenis mesin perkakas yang mempunyai keistimewaan tersendiri

karena mesin freis salah satu jenis mesin yang dapat melakukan berbagai macam

bentuk pada benda kerja.

Prinsip kerja mesin freis adalah gerak potong dilakukan oleh pahat yang berasal

dari putaran spindel dan gerak makan oleh benda kerja yang berasal dari gerakan meja

kerja secara translasi sebagai pembawa benda kerja.

Pada mesin freis terdapat dua jenis pemakanan yaitu :

- Up milling

Arah gerak potong yang dilakukan oleh pahat berlawanan dengan arah gerak

makan yang dilakukan oleh benda kerja.

- Down milling

Arah gerak potong yang dilakukan oleh pahat searah dengan arah gerak makan

yang dilakukan benda kerja.

Gambar 2.3 Mesin Freis

(htpp:// imatamega.blogspot.com/2

012/02/jual-mesin-milling-bekas-di-jakarta.html)

c. Proses Skrap

Mesin skrap adalah mesin dengan pahat pemotong yang bergerak translasi bolak-

balik (gerak potong). Dengan menggerakkan meja menyilang dari pahat (gerak

makan), maka akan menyebabkan terpotongnya permukaan logam sehingga menjadi

rata.

Gambar 2.4 Mesin Skrap

(htpp:// cyber1803.blogspot.com/2013/12/pengertian-mesin-sekrapmilling.html )

d. Proses Gurdi

Gurdi adalah sebuah pahat yang ujungnya berputar dan yang memiliki satu atau

beberapa tepi potong dan alur yang berhubungan continue disepanjang badan gurdi.

Gambar 2.6 Mesin Gerinda

(htpp:// peralatanteknik.indonetwork.co.id/

2069653/mesin-gerinda-duduk-bosch-gbg-8-bench-

grinder-8-inch.html)

Gambar 2.5 Mesin Gurdi

(www.teknikmesin.net/2012/02/mesin-bordrilling.html)

e. Proses Gerinda

Pada dasarnya mesin gerinda itu berguna untuk menggerinda permukaan benda

kerja sehingga rata dan halus, khususnya untuk mengasah pahat potong dari mesin-

mesin perkakas. Bentuk mesin ini ada yang duduk dan ada yang berdiri, yang

dimaksud dengan mesin gerinda yang duduk ialah yang pemasangannya dengan diikat

dengan baut pada bangku kerja, sedangkan mesin gerinda yang berdiri ialah mesin

gerinda yang terpasang pada kakinya yang tinggi.

Gambar 2.7 Gergaji

(anggatekel.blogspot.com/2012/09/penggunaan –mesin-gergaji

.html)

f. Proses Gergaji

Fungsi utama mesin gergaji ialah untuk memotong benda kerja dalam jumlah

banyak. Macam-macam mesin gergaji adalah sebagai berikut :

- Mesin gergaji datar

- Mesin gergaji pita

- Mesin gergaji bundar

II.1.2. Konvensional Semi otomatis

Semi otomatis adalah proses pemesinan dilakukan sebagian oleh operator dan

sebagian oleh mesin.

II.1.2.1 Mesin Bubut TU-2A

Gambar 2.8 Mesin Bubut TU-2A

(mesin.itats.ac.id/mesi-bubut-cnc-tu-2a)

Mesin TU-2A ini dirancang hanya untuk training, bukan untuk produksi. Oleh karena itu

mesin ini mempunyai keterbatasan kemampuan. Komputer mesin ini tidak mempunyai

hardisk yang dapat menyimpan data (program) sehingga program harus disimpan pada kaset

yang dilengkapi dengan discdrive juga, sehingga program dapat disimpan didalam disket

yang dapat dipanggil kembali saat diperlukan.

Spesifikasi mesin bubut TU-2A

Motor penggerak sumbu utama atau spindel adalah motor arus searah dengan

kecepatan putar yang bervariasi.

Spesifikasi mesin bubut TU-2A adalah sebagai berikut :

Merk : EMCO TU-2A

Jenis : Bubut CNC

Spindel utama : 600-4000 rpm

Jumlah pahat : 3 pahat luar + 3 pahat dalam

Penampang pahat maks 12 x12 mm

Benda kerja : Diameter maksimum 80 mm

Panjang maksimum 300 mm

Daya spindel utama : Input 500 W

Output 300W

Dalam pemilihan harga variabel proses harus memperhatikan kemampuan mesin

yang digunakan. Apakah hasil yang diinginkan dari pemilihan variabel proses tersebut

dapat dipenuhi atau tidak oleh mesin yang digunakan.

1.Benda kerja : Aluminium

2. Pahat : Karbida

3. Kecepatan potong: Pembubutan 150 – 200 m/min

Pemotongan 60 – 80 m/min

4.Besar asutan : Pembubutan 0,02 – 0,1 mm/min

(Kec. Pemakanan) Pemotongan 0,01 – 0,02 mm/min

Batasan-batasan diatas yang merupakan kemampuan mesin bubut TU-2A harus

dipertimbangkan oleh seorang pemrogram jika hendak menggunakan mesin bubut TU-

2A ini.

Prinsip kerja belum

II.1.2.1.1 Tujuan Mesin Bubut TU-2A

Memberikan gambaran tentang penggunaan Mesin Bubut TU-2A, pengenalan

terhadap panel-panel yang ada pada mesin bubut TU-2A, dan penentuan variabel proses

pemotongan.

II.1.2.1.2 Sistem persumbuan CNC TU-2A

Koordinat pada mesin CNC adalah koordinat ruang sehingga ada tiga sumbu x,y

dan z tetapi pada mesin bubut gerakan yang terjadi hanya dua sumbu saja maka koordinat

titik yang dituliskan hanya dua sumbu saja. Sumbu x merupakan ukuran diameter benda

kerja dan sumbu z merupakan arah longitudinal benda kerja. Sedangkan sumbu y tidak

ada, sebab tidak akan mengalami perubahan harga selama pemesinan.

Gerakan untuk membuat profil pada benda kerja dalam hal ini adalah gerakan

pahat atau eretan pada mesin CNC dinyatakan dalam sisitem koordinat ini. Dalam bentuk

perubahan koordinat titik yang digerakkan.

Sisitem koordinat pada mesin bubut TU – 2A, positif dan negatifnya dapat dilihat

pada gambar berikut :

Gambar 2. 29 Sistem Sumbu Pada Bubut

(mutiamanarisa.worpress.com/2010/09/30/program-dan-bagian-program-cnc/)

II.1.2.1.3 Sistem Koordinat

Ada dua jenis sistem koordinat, yaitu :

1. Sistem koordinat mesin

Sistem koordinat mesin mengacu pada titik yang terletak pada mesin yang letak

titik tersebut dibuat atau ditetapkan oel pembuat mesin tersebut. Sehingga mesin

tersbut tidak bisa dipindahkan oleh pembuat program CNC. Mesin TU-2A ini tidak

mempunyai hardisk atau media penyimpan data didalam komputer mesin sehingga

tidak bisa menyimpan memori maka oleh pembuat mesin ini ditetapkan bahwa titik

nol adalah titik tempat kedudukan saat mode manual mulai diaktifkan sehingga setiap

kita memulai mode manual selalu harga koordinat yang ditubjukan mesin (0,0).

2. Sistem koordinat benda kerja

Letak titik nol biasanya direncanakan oleh pembuat program dan hal ini harus

dicantumkan atau didefinisikan diawal program, tentu saja hal ini harus

dikomunikasikan dengan operator seandainya pemogram tidak sama dengan

operator.

Selain kedua sistem kordinat diatas bentuk dan posisi pahat harus juga

dikomunikasikan pada mesin supaya profil yang direncanakan sesuai dengan yang

dihasilkan mesin.

Koordinat pada mesin CNC adalah koordinat ruang sehingga ada tiga sumbu x,

y dan z tatapi pada mesin bubut gerakan yang terjadi hanya dua sumbu saja. Sumbu x

merupakan ukuran diameter benda kerja dan sumbu z merupakakn arah longitudinal

benda kerja. Sedangkan sumbu y tidak ada sebab tidak akan mengalami perubahan

harga selama permesinan.

Sistem koordinat pada mesin bubut TU-2A, positif dan negatifnya dapat dilihat

pada gambar berikut.

Gambar 2.9 Sistem Sumbu Pada Bubut

(mutiamanarisa.worpress.com/2010/09/30/program-dan-bagian-program-cnc/)

Referensi titik nol

Mode Koordinat Absolute

Titik referensi (0,0) ditentukan oleh perpotongan sumbu x dan sumbu y. Jadi

koordinat semua titik mengacu pada titik (0,0).

Mode Koordinat Incramental

Titik referensi ditentukan oleh koordinat titik sebelumnya. Dimana titik yang

sebelumnya dianggap titik (0,0) dan koordinat titik selanjutnya dihitung dari titik

sebelumnya tersebut.

y

Absolut Inkramental

3 B A. (4,2) (4,2)

2 A B. (2,3) (-2,1)

1 C C. (1,1) (-1,-2)

1 2 4 x

II.1.2.1.4 Jenis – Jenis Pahat Mesin Bubut TU-2A

Proses permesinan dengan mesin bubut arah gerak pemahanan pahat harus

diperhatikan. Kesalahan arah gerak pemakanan ini dapat mengakibatkan pahat tidak

memotong benda kerja tetapi hanya membenturnya saja sebab bukan mata potong yang

makan tetapi punggung pahat.

Berdasarkan arah gerak pemakanan pahat dapat dibedakan menjadi pahat kanan

dan pahat kiri, Pahat kanan memiliki arah gerak kekiri, sedangkan pahat kiri memiliki

arah gerak kekanan. Dari letak mata potngnya dapat ditentukan jenis pahat tersebut

yaiotu apabila telapak tangan ditelungkupkan diatas pahat dan ibu jari terletak pada sisi

yang ada mata potongnya maka pahat tersebut dikatakan pahat kanan, apabila sebaliknya

dapat dikatakan pahat kiri.

Gambar 2.10 Sudut Pemakanan

Modul CNC ITENAS

Pahat kanan dan pemakanan

Contoh Pengunaan

Sudut pemasangan γ = 930 pahat dipasang lurus (γ = 930).

1. Pembubutan memanjang, melintang menyudut.

Sampai dengan γ = 900

Catatan :

Dalam pemotongan “a” pada pembubutan melintang tidak boleh di program melebihi

0,3 mm. Jika tidak, jalannya pahat sangat buruk.

Gambar 2.11 Pembubutan Memanjang

Modul CNC ITENAS

2. Pembubutan bentuk

Pembubutan bentuk tidak boleh melebihi 300 jika tidak, tidak ada sudut bebas.

Gambar 2.12 Pembubutan Bentuk

Modul CNC ITENAS

3. Radius

Gambar 2.13 Radius

Modul CNC ITENAS

Gambar 2.14 Sudut kelonggaran pahat

Modul CNC ITENAS

Pahat kiri dan pemakanan

1. Pembubutan memanjang melintang tirus

Dengan γ=93° dalamnya pemotongan tidak boleh melebihi 0,3 mm karena ujung

potong tidak lagi memotong.

Gambar 2.15 Pahat kiri

Modul CNC ITENAS

1. Membubut bentuk

Minimal 2 ° , maksimal 30 ° .

Gambar 2.16 Pembubutan Bentuk

Modul CNC ITENAS

3. Radius

Gambar 2.17 Radius

Modul CNC ITENAS

Selain kedua jenis pahat diatas ada jenis pahat yang lain yaitu pahat netral yang

dapat makan kearah kiri dan kanan, pahat ulir untuk membuat ulir serta pahat alur yang

berguna untuk membuat alur atau memotong benda kerja.

Selain pengolongan tersebut, ada juga pembagian jenis lain yaitu pahat luar untuk

pemotongan luar dan pahat dalam untuk pemotongan dalam.

Gambar 2.18 Pahat luar

Modul CNC ITENAS

Pahat Netral

1. Pembubutan memanjang menyudut

Gambar 2.19 Pembubutan memanjang dan menyudut

Modul CNC ITENAS

2. Pembubutan bagian radius

Gambar 2.20 Pembubutan bagian radius

Modul CNC ITENAS

Pahat pada mesin TU-2A dipegang oleh revolver pahat sehingga dapat memegang

beberapat pahat sekaligus, setiap pahat diberi nomor sesuai dengan tempatnya direvolver.

Secara program diperintahkan pada mesin untuk menggunakan pahat nomor yang

diinginkan.

Gambar 2.21 Revolver Pahat

Modul CNC ITENAS

Dalam program CNC, program membayangkan gerakan pahat sebagai lintasan

sebuah titik (pahat dianggap sebagai titik). Pada krenyataannya pahat bukanlah sebuah

titik tetaspi sebuah benda yang mempunyai ukuran. Oleh sebab itu agar profil yang

diinginkan sesuai dengan profil yang terjadi maka mesin harus diberi tahu mengenai data

pahat.

Data pahat ini berupa nomor pahat, panjang pahat, diameter pahat dan sebagainya.

Semua ini dinformasikan pada mesin dalam bentuk koordinat x dan koordinat z.

Data pahat

Data pahat yang ingin dilihat adalah besarnya sumbu x dan sumbu z. Hal ini

disebabkan tidak samanya panjang setiap pahat terutama program memerlukan beberapa

jenis pahat.

Salah satu pahat dijadikan sebagai referensi, dengan demikian data pada pahat

tersebut dibuat sumbu x dan sumbu z sama dengan nol (ingat cara menolkan sumbu).

Kemudian data tersebut ditabelkan untuk kemudian diberitahukan pada mesin saat

membuat program yang menggunakan pahat yang bersangkutan.

Prosedur pengambilan data pahat adalah sebagai berikut :

Pasang perkakas optis pahat didepan revolver pahat.

Gerakkan pahat referensi (pahat no 1) kegaris persilangan.

Jika ujung pahat sudah terletak pada garis persilangan atau penunjukkan z dan z ke

nol. Hati-hati penunjukkan pahat terbalik.

Mundurkan revolver pahat secukupnya agar dapat dilakukan pergantian pahat dengan

bebas tanpa tabrakkan.

Ganti pahat dengan yang lain (pahat no 2).

Atur agar bayangan ujung pahat tepat pada garis silang.

Lihat dan catat harga x dan harga z pada kedudukan ini. Inilah harga data pahat yang

harus dimasukkan pada program.

Catatan :

Data yang terlihat pada optis posisinya terbalik.

Gambar 2.22 Ujung Pahat Yang Terlihat Pada Perkakas Optis

Modul CNC ITENAS

Gambar 2.23 Bentuk dan Posisi Mata Pahat

Modul CNC ITENAS

Gerakan mesin yang terjadi selama proses pemesinan dengan mesin CNC sepenuhnya diatur oleh

sistem kontrol mesin. Sistem kontrol menterjemahkan dari masukkan oleh pemrogram. Sebuah

program harus berisi semua informasi yang diperlukan mesin untuk mewujudkan proses

pemesinan yang diinginkan.

Gerakan untuk membentuk profil pada benda kerja biasanya dibayangkan sebagai

gerakan sebuah titik didalam ruang, gerakan ini dapat dilakukan oleh pahat atau benda

kerja. Pada kenyataannya benda kerja maupun pahat bukanlah merupakan sebuah titik

tetapi adalah sebuah benda yang mempunyai dimensi maupun profil.

II.1.2.1.5 Titik Aman Pahat

Titik aman pahat pada mesin bubut TU- 2A didapat dari rumus

((12

xDB)+2)x 2 xsm

Dimana:

DB= Diameter benda

SM = Skala mesin

Karena diameter benda kerja pada saat praktikum 22 mm dan skala mesin 1:100

maka titik aman pahat menjadi:

CNC Manual

x z x z

2600 200 200 200

II.1.2.1.6 Setting Nol

Hidupkan mesin, aktikan mode manual dan perhatikan harga x dan z, titik pada saat

kedudukan mulai diaktifkan mode manual titik tersebutlah yang dianggap oleh mesin

sebagai titik nol. Letak titik nol benda kerja direncanakan dan dinformasikan pada mesin

melalui kode G92, penentuan letak nol benda kerja.

Penentuan sumbu x

Gerakan pahat searah sumbu x secara manual diluar benda kerja dan jaga jangan

sampai terjadi proses pemotongan kemudian nolkan sumbu x dengan menekan del.

Gambar 2.24 Penentuan sumbu X

Modul CNC ITENAS

Penentuan sumbu z

Sentuhkan pahat pada benda kerja dengan cara menggerakan sumbu z secara

manual. Pada kedudukan tersebut tekan tombol del sehingga kedudukan tersebut

dianggap sebagai titik nol oleh mesin.

Gambar 2.25 Penentuan sumbu Z

Modul CNC Itenas

II.1.3 Konvensional Otomatis

Konvensional otomatis adalah proses pemesinan yang hampir seluruh prosesnya

dilakukan oleh komputer, mulai dari penggantian pahat hingga pengerjaan benda kerja,

disini operator hanya menghidupkan dan membuat program pada komputer setelah itu

pengerjaan sesuai dengan program, contoh :

II.1.3.1 ATC (Automatic Tooling Charge)

Automatic Tool Charge (ATC) merupakan sebuah sistem penggantian

pahat otomatis. pemilihan pahat secara otomatis dilakukan oleh unit pengontrol

mesin (Machine Control Unit) dan penggantian pahat dilakukan oleh robot

sehingga ATC kadang disebut juga sebagai Roobotic Tool Charge, Robot Tool

Charge, Robot Coupler, Robotic Coupler dan Robotic Connector.Dengan

penggunaan ATC maka penggantian pahat dapat dilakukan secara cepat sehingga

menurunkan waktu non produktif.

Gambar 2.26 ATC( http://belajarmachining.blogspot.com )

II.1.3.2 APC (Automatic Pallet Charge)

Automatic Pallet Charge (APC) merupakan sebuah sistem penggantian

benda kerja secara otomatis. Dengan sistem inibenda kerja dapat dipasang atau

dibongkar diluar mesin sewaktu proses pemesinan benda kerja lain sedang

berlangsung. Alat bantu pemegang (fixture) yang dipasang di atas pallet

direncanakan sesuai dengan bentuk dan ukuran benda kerja dan jumlah fixture

sesuai dengan jumlah pallet.

Gambar 2.27 Mesin APC

( http://belajarmachining.blogspot.com )

II.2 MESIN NON KONVENSIONAL

Mesin perkakas NC sebenarnya serupa dengan mesin perkakas biasa (non NC,

konvensional) yang terdiri atas berbagai jenis sesuai dengan proses yang bisa dilakukan

misalnya, untuk proses pemesinan dapat ditemukan mesin NC jenis bubut (turning), freis

(milling), koter (bor ring), gurdi (Drilling), gerinda (Grinding). Untuk proses pengelasan biasa

ditemukan mesin jenis NC untuk pemotongan (Flame cutting) dan pengelasan titik (spot

welding).

Berbagai mesin NC untuk proses non tradisional/Non konvensional misalnya proses erosi

bunga api (Spark-erode/ Elektro discharge machining, EDM), pemesinan dengan berkas laser

(Laser beam machining) serta proses pemesinan dengan jet air(water jet machining). Proses

pengontrolan geometri di permudah dengan adany mesin ukur koordinat (CMM, Coordinate

Measuring machine).

Mesin NC tersebut diatas memerlukan berbagai perangkat lunak (program) dalam

pengoperasiannya, misalnya program system operasi (operating system), program – program

kelengkapan (utility programs) dan program-program aplikasi khusus (special application

programs) bagi computer pengontrolnya. Program-program tersebut dibuat oleh pembuat

sistem kontrol besrta pembuat mesin pada saat system control (computer) disatukan dengan

mesin perkakas. Penggunaan mesin NC secara tak langsung dan langsung dapat memanfaatkan

program-program tersebut ketika mesin NC digunakan untuk membuat produk.

Dibandingkan dengan mesin kon vensional yang setaraf dan sejenis mesin NC dikatakan

lebih teliti(Accurate), lebih tepat(Pricise), lebih luwes(Flexible), dan

lebihbproduktif(Productive). Konstruksi mesin perkakas NC secara umum l;ebih baik dengan

transmisi daya yang kompak dan pemakaian elemen pembimbing serta penggerak yang lebih

teliti, pemakaian elemen pengukur jarak gerakan yang teliti dengan rangkaian control tertutup

serta kemungkinan penerapan teknik kompensasi kesalahan yang terprogram menaikan ketelitian

gerakan pahat relatif terhadap benda kerja.

II.2.1 Jenis – Jenis Mesin Non Konvensional

II.2.1.1 Elecrochimical Machining (ECM)

Electrochemical machine (ECM) adalah suatu mesin perkakas yang

digunakan untuk pemakanan atau pemotongan benda kerja dengan menggunakan

proses kimia elektrik. Biasanya digunakan untuk produksi massal dan untuk benda

kerja yang memilki tingkat kekerasan tinggi atau benda kerja yang sulit dikerjakan

oleh mesin – mesin konvensional. ECM menggunakan bahan konduktif elektrik

yang terbatas sehingga cocok semua bahan benda kerja. ECM dapat memotong

sudut yang kecil ataupun rongga yang sangat sulit pada baja yang keras dan

batang – batang Eksotis seperti titanium, hastelloy , kovar ,inconel dan karbit.

Gambar 2.28 mesin ECM

Proses ECM :

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.

Gambar 2. 29 Sketma ECM

( http://dharmawanadi.blogspot.com/2014/05/electrochemical-machining-

ecm.html)

Skematik prosesnya seperti sebuah katode yang direaksikan dengan anoda

(elektrolite positif). Tekanan elektrolitenya diinjeksikan pada temperature tertentu ke

area pemakanan. Tingkat pemekanannya sama pada tingkat pencairan bahan.

Ataupun disesuaikan dengan titik lebur dari benda yang akan dibuat.untuk toleransi

yang digunakan didalam dan diluarnya adalah 0,03 inci. berikut Skema dari proses

ECM

Proses dalam ECM lebih luas digunakan untuk memproduksi bentuk benda

yang sudah sangat rumit dan presisi dengan penyelesaian akhir permukaan yang

bagus bagi material mesin seperti kipas turbin. Secara lebih luas dan efektive pula

digunakan untuk

II.2.1.2 Water Jet Machining (EJM)

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. Water jet

adalah sebuah alat yang digunakan dalam proses pemotongan dingin yang

menggunakan tekanan yang sangat tinggi dengan air sebagai medianya dan

tambahan bahan abrasive.

Proses WJM :

Air dan polimer 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 energi 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. Kecepatan tinggi air yang keluar dari permata

menciptakan ruang hampa yang menarik abrasive dari garis kasar, yang kemudian

bercampur dengan air dalam tabung pencampuran.

Water jet adalah sebuah alat yang digunakan dalam proses pemotongan

dingin yang menggunakan tekanan yang sangat tinggi dengan air sebagai medianya

dan tambahan bahan abrasive (biasanya antara 20.000 sampai dengan 90.000 psi)

dengan tekanan yang sangat tinggi melalui lubang sempit,maka menghasilkan

kecepatan yang sangat tinggi pula(tekanan antara 20.000 dan 60.000 Pounds per

Square Inch (PSI) (1.300-6.200 bar). Ini terpaksa melalui lubang kecil di permata,

yang biasanya 0,007 “untuk 0,020″ dengan diameter (0,18-0,4 mm). Ini menciptakan

kecepatan yang sangat tinggi, sangat tipis berkisar (yang adalah mengapa sebagian

orang menyebut waterjets sebagai “air laser”) sedekat mungkin dengan kecepatan

suara (sekitar 600 mph atau 960 km / jam).

Gambar 2.30 Sketma WJM

(http://febriantotito.blogspot.com/2013/06/water-jet-machining.html)

II.2.1.3 Electric Discharge Machining (EDM)

EDM singkatan electrical discharge machining, dalam bahasa sehari-hari

kadang-kadang juga disebut sebagai spark machining, erosi percikan, terbakar, atau

kawat erosi adalah suatu proses manufaktur yang mana ingin membentuk suatu

objek, yang disebut benda kerja, dapat diperoleh dengan menggunakan percikan

listrik.

Electrical Discharge Machining (EDM) adalah proses pemotongan logam

yang  dilakukan dengan penciptaan ribuan kotoran per detik. listrik mengalir di

antara elektroda dan benda kerja dalam cairan dielektrikum. Pada saat proses

pemotongan, akan muncul uap logam yang sangat kecil pada wilayah erosi. EDM

dapat digunakan pada bahan yang konduktif listrik, termasuk bahan-bahan eksotis

seperti Waspaloy atau Hastaloy, yang sangat sulit dikerjakan mesin dengan

menggunakan metode konvensional.

Proses 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 dinamakan

cairan dielectric (dielektrikum). Walaupun cairan dielektrikum 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 elektroda 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. Situasi tersebut dapat membentuk DC

arc, yang mana dapat merusak elektrode dan benda kerja.

Gambar 2.31 Sketma EDM

(http://agungadi13.blogspot.com/2013_01_01_archive.html)

II.2.1.4 Chemical Machining (CHM)

Proses CHM merupakan proses korosi yang terkendali atau secara selektif

yang terjadi pada suatu benda kerja. Adanya reaksi kimia yang mengubah metal

tersebut menjadi senyawa geram yang mengandung unsur metal benda kerja

tersebut.

Zat pelarut yang digunakan proses CHM dapat bersifat asam atau senyawa

kimia yang bersifat basa. Proses dapat terjadi dengan menyemprotkan pelarut kimia

kebagian yang akan dilarutkan atau benda kerja direndam dalam zat pelarut.

Pengatur rate of removal dilakukan dengan mengatur kosentrasi, komposisi dan

kondisi pengerjaan dari pelarut zat kimia (etching solution). Proses ini digunakan

untuk pembuatan lubang, celah, blanking operation dan engraving(pembuatan huruf

dan bentuk-bentuk ukuran).

Proses chemical machining (CHM) memiliki beberapa langkah untuk

menghasilkan bagian mesin. Berikut merupakan proses chemical machining (CHM):

a. Bahan Benda kerja harus dibersihkan pada awal proses chemical

machining (CHM). Pembersihan operasi dilakukan untuk menghilangkan minyak,

lemak, debu, karat atau substansi dari permukaan material. Proses pembersihan yang

baik menghasilkan adhesi baik dari bahan masking. Ada dua metode pembersihan

yaitu metode mekanik dan metode kimia. Proses pembersihan yang paling

banyak digunakan adalah metode kimia karena kerusakan lebih kecil dibandingkan

metode mekanik.Pembersih mesin ultrasonic diterapkan menggunakan larutan

pembersih khusus dan pemanasan yang bermanfaat selama proses pembersihan.

b. Langkah selanjutnya lapisan benda kerja dibersihkan dengan

menggunakan bahan masking

c.  Pemilihan masking tergantung pada material, jumlah yang dihasilkan,

dan ukuran benda kerja yang menerima proses chemical machining (CHM).

d.  Etching merupakan tahap paling penting untuk menghasilkan komponen

yang dibutuhkan dari bahan. Tahap ini dilakukan oleh jenis etsa merendam mesin.

Bahan benda kerja terbenam ke dalam etsa dan yang menemukan adalah

mesin.Proses ini umumnya dilakukan pada temperature tinggi yang bergantung pada

bahan benda kerja. Kemudian benda kerja tersebut dibilas agar etsa bersih dari

permukaan mesin.

e. Bahan pembersih masking adalah bahan untuk menghapus masking dari

bagian benda kerja.