TUGAS MK. TEKNIK PEMBENTUKAN LOGAM 2

Andri Dwi Maryanto (2613071007)

JURUSAN TEKNIK METALURGI UNIVERSITAS JENDERAL ACHMAD YANI BANDUNG 2011SHEET METAL FORMING

Definisi : Proses pembentukan logam dengan mempergunakan gaya tekan untuk mengubah bentuk dan atau ukuran dari logam yang dikerjakan. Sheet metal forming termasuk dari proses pembentukan logam (metal forming) Kararakteristik: Proses Pembentukan Plat Logam merupakan proses cold working (pengerjaan dingin)

dimana bentuk awal material yang digunakan adalah berbentuk lembaran (sheet) dan tidak butuh dinaikkan suhunya untuk merubah bentuk melainkan dengan tetap menjaga suhu ruang (suhu normal). Efek dari proses Cold Working ini mempengaruhi alat / tools (dies) yang digunakan pada

proses khususnya pemotongan (blanking; pierching dll), alat tersebut haruslah tajam dan kuat, bila tidak, akan mudah terjadi aus dan berakibat tumpul atau pecah. Kelompok proses:

Proses pemotongan (shearing) : memberi perlakuan tekan pada plat logam hingga pada

area deformasi patah / break.

Proses pembentukan (forming) : memberi perlakuan tekan pada plat logam hingga pada area deformasi plastik

Proses akhir (finishing) : proses tambahan yang dilakukan pada tahap akhir guna

menyempurnakan produk.

Proses pemotongan (shearing)

Proses pemotongan lembaran logam dari yang berbentuk lembaran besar menjadi berukuran yang lebih kecil sesuai ukuran yang dibutuhkan pada proses selanjutnya. Pemotongan yang dilakukan yaitu dengan memberi perlakuan tekan pada plat logam hingga pada area deformasi patah / break.

Pada saat punch memberikan tekanan pada material, terjadi retak pada kedua permukaan bagian atas dan bawah benda kerja. Lalu menjalar dengan cepat retak dari bagian atas dan bawah akan bertemu, terjadilah pemisahan bagian. Pemotongan Konvensional

Pemotongan yang menghasilkan produk yang tidak sempurna, karena terdapat daerah yang terdeformasi dan patah khususnya pada bagian permukaan.

Pemotongan yang menghasilkan bagian pinggir yang rapih atau halus (smooth)

Dengan adanya pelat penekan dengan tonjolan keluar (pressure plate with protrusion) atau sering disebut bead, serta punch yang memberi gaya yang berlawanan dengan gaya pemotongan (opposing punch), hasilnya energi pemotongan terlokalisasi dan benda kerja terpotong dengan baik. Beberapa proses pemotongan, antara lain: a. Blanking Merupakan proses pemotongan lembaran logam yang bertujuan mendapatkan hasil potongnya (blank, bagian yang terlepas dari material induk).Pada umumnya hasil potongan jatuh ke bagian bawah dies (produk / hasil terlepas)

b. Pierching

Proses pemotongan untuk mendapatkan bentuk lubang dan sering juga disebut sebagai proses punching. Bentuk lubang yang dihasilkan bisa bulat atau bentuk lainnya, bergantung pada kebutuhan.Bila dilihat dari bagian material yang digunakan/tidak digunakan (scrap) maka proses pierching adalah kebalikan dari proses blanking.

c. Perforating Proses membuat lubang dalam jumlah yang banyak secara berulang-ulang. Lubanglubang tersebut dapat merupakan dekorasi atau berfungsi untuk saluran gas, udara atau cairan.

d. Notching

Merupakan proses pemotongan yang dilakukan untuk menghilangkan sisi luar sebuah produk dan hanya memotong bagian bagian tertentu saja. Proses ini biasa juga terdapat pada proses awal pembuatan box / kotak

e. Slitting Proses penyobekan plat dari dalam keluar tanpa membuang part (tidak terjadi scrap).

f. Lancing Proses pemotongan pada suatu part dan pada saat yang bersamaan terjadi pula proses bending, pada proses ini tidak terbentuk scrap. Contoh hasil dari proses ini adalah pada lubang angin di daun pintu lemari locker.

Proses pembentukan (forming) Yaitu proses perubahan bentuk tanpa adanya patah. Beberapa proses pembentukan, antara lain: DIE BENDING

Merupakan proses penekukan antara punch dan V die

BENDING

Merupakan proses penekukan dengan mengunakan punch pada satu sisi luar produk. Bending merupakan proses pembentukan yang mengubah lembaran benda kerja yang lurus menjadi melengkung.

CNC bending and forming machine

CURLING DAN WIRING

Merupakan proses pengerolan pada satu sisi lembaran logam yang bertujuan untuk memperkuat sisi suatu komponen. Bila pada proses ini melibatkan kawat sebagai penguat maka proses tersebut dikenal dengan wiring. Cylinder curling machine

FORM STAMPING / EMBOSSING Proses embossing adalah proses pembentukan yang dilakukan hanya pada dua sisi material. pada embossing kontur pada sisi yang berlawanan merupakan kebalikan dari sisi lainnya. Aluminum Foil Embossing Machine

STAMPING Proses stamping atau coining digunakan untuk membuat kontur pada dua sisi permukaan benda kerja dengan cara penekanan. Kontur pada sisi yang satu bukan merupakan kebalikan kontur sisi lainnya tetapi merupakan bentuk kontur yang berbeda.

DEEP DRAWING

Proses deep drawing dapat didefinisikan sebagai pembentukan lembaran logam (sheet metal) menjadi sebuah komponen yang berongga (cup, bejana, mangkuk) yaitu dengan cara menekan benda kerja dengan menggunakan punch (penekan) masuk ke arah dies (cetakan). Pada proses ini ketebalan akhir benda kerja kurang lebih sama dengan ketebalan awalnya.

STRETCHING

Stretching merupakan proses pembentukan yang meliputi perentangan benda kerja terhadap

punch. Pada proses ini terjadi terjadi gaya tarik pada dua sumbu (biaksial). Karena pada proses ini tidak terjadi aliran material, maka luas benda yang dihasilkan akan lebih besar dibandingkan dengan luas benda kerja awal. Sebagai akibatnya adalah timbulnya penipisan di seluruh lembaran.

Gambar skematik dari proses pembentukan stretch. Kulit aluminum (aluminum skins) untuk komponen pesawat terbang dapat dibuat dengan proses ini.

RESTRIKING

Merupakan proses lanjutan untuk membuat suatu bentuk menjadi lebih baik dan hanya dilakukan pada bagian tertentu saja.

Spinning Proses operasi pembentukan dingin (cold-forming) dimana terdapat cakram yang berputar yang memberikan tekanan pada benda kerja, dan pada akhirnya membentuk suatu bentuk bulat simetris.

Finishing Proses Meliputi proses-proses tambahan yang berguna untuk membersihkan, memberikan perlindungan permukaan ataupun memberikan unsur estetika. Metal Forming Proses manufaktur untuk menciptakan sebuah produk dengan cara pembentukan. Klasifikasi:

Operasi Deformasi Bulk

Operasi Plat Logam

1. ROLLING

Ketebalan benda kerja berkurang dengan gaya tekan yang diberikan oleh dua rol secara berlawanan Mesin rolling

Sering disebut rolling mills Ukuran mesin sangat besar (massive) Harga mesin mahal, sehingga cocok untuk proses produksi masal (jumlah banyak dan produk standar)

Hot rolling : Proses rolling dilakukan pada temperatur tinggi Keuntungan:

bebas dari residual stress Isotropic Toleransi rendah Karakteristik permukaan: oxide scale

Kerugian

Cold rolling

Mengurangi ketebalan lebih lanjut dari hot rolling Menguatkan logam, meningkatkan toleransi dan bebas oxide scale

Proses : Bahan mentah

Cast steel ingot yang baru mengalami solidifikasi Ingot dimasukkan ke dalam tungku agar temperatur ingot merata Sering disebut proses soaking Tungku yang digunakan disebut soaking pits

Proses pemanasan

Temperatur rolling 1200C Pengerolan membentuk salah satu dari tiga bentuk lanjutan: bloom, billets atau slab Bentuk lanjutan di atas, dirol kembali hinggamembentuk produk akhir

Proses pengerolan

1. FORGING

Proses deformasi dengan memberikan tekanan secara tiba-tiba atau bertahap pada material menggunakan dua dies Untuk membuat komponen otomotif, aerospace dll, dengan kekuatan yang tinggi Mis: gear, komponen turbin dll. Gaya tekan

Tiba-tiba: menggunakan mesin forging hammer Bertahap: menggunakan mesin forging press

Jenis proses :

Open-Die Forging

Impression-Die Forging

Flashless Forging

Mesin Forging

1. EXTRUSION

Proses pembentukan dengan mendorong material untuk mengalir melalui die terbuka Keuntungan

Produk dengan berbagai bentuk penampang dapat dibuat Struktur granular dan kekuatan material baik Toleransi produk baik Material scrap sedikit Material: aluminum, copper, magnesion, zinc, tin Gaya yang diperlukan berkurang, kecepatan ram tinggi Perlu lubrikasi

Hot extrusion

Cold extrusion

Material: low carbon steel, stainless steel Kekuatan meningkat (strain hardening), toleransi akurat.

Jenis Ekstrusi

1. WIRE & BAR DRAWING

Proses pengurangan luas penampang dengan menarik material melalui die

Bar drawing: diameter besar Wire drawing: diameter kecil Umumnya cold-working operation Keuntungan:

Dimensi akurat mudah dicapai Permukaan baik Kekuatan dan kekerasan meningkat Mudah di setup untuk economical batch atau mass production

Tube Drawing

Magnetic Pulse Forming (Pembentukan Pulsa Magnet) menggunakan medan magnet yang bertentangan untuk memberikan gaya pada benda kerja (logam lembaran) ke mandrel (penekan) atau bentuk lainnya. Pertama-tama, medan magnet dari koil menghasilkan lucutan arus yang sangat tinggi. Kapasitor digunakan untuk menyimpan muatan arus dari lucutan arus yang sebelumnya telah terbentuk. Medan magnet yang bertentang didekatkan dengan benda kerja, terjadi arus induksi yang menyebabkan terjadinya pembentukan logam dengan bantuan tekanan pada cetakan. Tekanan berkisar 50 Kpsi. Diaplikasikan pada proses ; fritting untuk ujung pipa, embossing dan pembentukan.

Kelebihan :

- Proses cepat, kurang dari 0,1 detik Sifat mampu bentuk meningkat bagi beberapa material Proses tanpa adanya kontak langsung Tidak diperlukan pelumas Rendahnya pembentukan springback Cacat wrinkling dapat dihindari (sedikit)

Keterbatasan

: Hanya untukmaterial yang konduktif

Produk

Superplastic forming Prosesnya berdasarkan beberapa logam dapat dibentangkan (stretching) secara perlahan-lahan, melampaui batas normalnya pada suhu yang tinggi. Suhu tinggi ini memaksudkan agar tegangan alir dari bahan (lembaran logam-baja) lebih rendah dari temperatur normal. Karakteristik ini

memungkinkan proses pembentukan yang sangat dalam yang biasanya akan terjadi kegagalan. Paduan yang dapat dibentuk dengan proses superplastik dapat dibentangkan (stretching) pada suhu yang lebih tinggi, beberapa kali dari panjang awal tanpa terjadi kegagalan. Pembentukan superplastik dapat menghasilkan bentuk yang kompleks.

Proses dimulai dengan menempatkan lembaran logam yang akan dibentuk dalam cetakan SPF (Super Plastic Forming) , Benda kerja dipanaskan dan kemudian diberikan gas yang bertekanan , lalu benda kerja akan terdeformasi plastis memenuhi cetakan dan pada akhirnya membentuk sesuai dengan bentuk cetakan.

Keuntungan

:

a. Kinerja structural meningkat.

b. Sifat mampu bentuk meningkat, dapat dibentuk menjadi bentuk yang kompleks. c. Hemat biaya d. Ramah lingkungan

Material yang dapat diproses SPF ialah: 1. Titanium alloys 2. Aluminum alloys 3. Bismuth-tin alloys 4. Zinc-aluminum alloys 5. Stainless steel 6. Aluminum-lithium alloys