Bab I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Didewasa seperti sekarang ini selain sumber daya manusia yang siap bersaing dalam menjawab tantang di masa mendatang terlebih lagi memasuki di era pasar bebas juga lah harus didukung dengan peralatan industri yang putakhir juga agar pekerjaan yang dilakukan dengan permesinan mudah dan penndapatkan hasil yang maksimal . Di era globalisasi seperti saat ini peralatan- peralatan yang digumakan dalam industri khusnya peralatan yang digunakan untuk memotong lagam didalam industri yang sangat berhubungan erat dengan logam , telah di ciptakan dengan teknologi yang sangat canggih. Makalah ini berisi materi praktis tentang teknologi teknoligi perkakas pemotong logam yang meliputi perhetungan perhetungan kecepatan pemotongan , macam macam jenis pemotongan yang digunakan dalam pemotongan logam yang sangat berpengaruh dalam dunia perindustrian yang sedang mengalami kemajuan pesat pada era globalisasi seperti saat ini . Masuknya permesinan dalam proses produksi menandai tahap industri modern. Bahasa marx terhadap permesianan mengandung dua tema ,pertama permesinan menggantikan peran pekerja dan sekaligus anak anak dan wanita masuk ke angkatan kerja. permintaan akan tenaga kerja berkurang sedangkan angkatan kerja meningkat. Cadangan kerja hyang mengagur senantiasa di perbahuri Cadangan tenaga kerja yang menganggur senantiasa diperbaharui. Kekuatan berunding para pekerja amat merosot. Kedua, sebagai pemantapan kecendrungan itu, mekanisasi mengakhiri pemusnahan keterampilan pekerja bebas (merdeka) dan menundukan mereka kepada kekuasaan kapital. Permesinan yang prinsipnya dapat meringankan kerja, malah mengintensifkan kerja.

1.2 Manfaat Dan Tujuan Penulisan 1. Manfaat penulisan : Dapat mengetahui macam macam alat pemotong logam . Dapat mengetahui fungsi dari berbagai alat pemotong logam . Dapat mengetahui bagai mana perawatan alat alat pemotong logam .

Dapat mengetahui bagai mana cara menghitung pemotongan pada logam . Dapat mengetahui bagai mana cara mengoprasikan alat pemotong logam .

2. Tujuan Penulisan. Adapun tujuan penulisan makalah ini adalah sebagai berikut : Memperluas pengetahun tetang ilmu permesinan. Menambah wawasan tentang perkembangan permesinan khusunya tentang teknologi perkakas pemotong logam . Menambah pengetahuan tentang cara- cara pengoprasian perkakas pemotong logam . Menambah wawasan tentang bagaimana menghitung pemotongan pada logam .

1.3 Metode Penulisa Dalam menyusun makalah pengrtahuan bahan teknik diperlukan data data yang relavan yang sesuai dengan pokok bahasan makalah pengetahuan bahan teknik. Untuk itu penulis dalam mengumpulkan data ini memggunakan cara cara sebagai berikut : 1. Metode studi literatur, yaitu mencari data melalui buku-buku yang ada dan berkaitan dengan judul yang dipilih. 2. Metode interview, yaitu mengajukan pertanyaan kepada dosen pembimbing , kepada rekan rekan mahasiswa yang ada hubungannya dengan masalah yang dibahas. 3. Metode studi pustaka, yaitu menganalisa secara konteks data dan masalah yang diperoleh dari lapangan untuk kemudian menyusun dalam suatu kesimpulan.

1.4 Pembatasan Masalah

Dalam makalah pengetahuan bahan teknik II penulis membatasi permasalahanya hanya pada konsep teknologi perkakasa pemotong logam yang ada di dunia industri pada saat ini. Dalam makalah ini penulis membahas di antaranya sebagai berikut : 1. Perkakas pemotong logam 2. Teknologi perkakas pemotong logam .

Bab II PEMBAHASAN

2.1 Perkakas Pemotong Logam. Mengerti tentang prinsip pemotongan dengan baik akan membantu dalam proses produksi yang ekonomis.Prinsip pemotongan banyak digunakan pada pembubutan, penyerutan, pengetaman, pemfris-an ataupun pengeboran. Komponen-komponen dibuat dengan membuang sebagian logam dalam bentuk serpihan kecil.

Gambar 1. Sekematis dari pembentukan serpihan dengan menggunakan model pahat mata tunggal orthogonal .

Untuk mengitung gaya gaya yang berkerja pada perkakas di gunakan alat yang di sebut dynamometer. Jenis dynamometer yang sering digunakan adalah jenis dynamometer elektronika. Tranduser dan sebuah platform dikombinasikan untuk mengukur satu, dua atau tuga gaya atau torsi. Benda kerja di letakan pada platform.

Gambar 2. Dynamometer yang di gunakan di guakan untuk mengkur momen dorongan gurdi.

Gaya gaya yang biasa yang berkerja pada perkakas potong yang bisa di ukur dengan dynamometer di perlihatkan pada gambar digambar dibawah ini yaitu gaya potong ,tangensial , dan radial .

Gambar 3. Gaya gaya yang berkerja pada ujung alat pemotong logam dengan messin bubut .

Gambar 4. Distribusi gaya gaya pada perkakas pemotong .

Daya yang diperlukan pada proses pemesinan secara praktis bisa dicari dengan alat wattmeter atau ammeter Daya kuda juga bisa dihitung dari pengukuran gaya-gaya oleh dinamometer dan Fc. Daya kuda yang didapat adalah daya pada spindel.

HP = F V 33.000 Keterangan: F= gaya potong lb(N)

V= kecepatan potong ft / min (m / s) Daya pada motor ( HP)

HPm = HPs /E Keterangan : E = Efisiensi penggerak spindel, % Laju pelepasan logam bisa dicari dengan rumus :

Q = 12 x t x ft x Vc3 3

dimana :

Q = laju pelepasan logam, in /min (mm /min) t = kedalaman potong, in. (mm) ft = hantaran, in. per putaran (mm/rev.) Vc = kecepatan potong, ft/min (m/s)

Kadang-kadang digunakan daya satuan yang persamaannya adalah

P = HP Q3 3

dimana : P = daya satuan , hp/in. /min (W/mm /s)

2.2 Jenis Dan Bentuk Alat Potong Secara garis besar alat potong (tool) dibedakan menjadi 2 (dua), yaitu alat potong dengan satu mata potong (single point cutting tool) dan alat potong dengan banyak mata potong (multi point cutting tool). Alat potong dengan satu mata potong terdapat pada mesin bubut dan sekrap, sedangkan alat potong dengan banyak mata potong terdapat pada mesin frais dan gerinda. Ketajaman alat potong sangat tergantung pada bentuk dan bahan alat potong tersebut. Bentuk alat potong sangat dipengaruhi oleh nilai atau besarnya sudut-sudut yang ada pada ujung mata potong tersebut, misalnya sudut potong (rake angle) dan sudut pembebasan (relief

angle). Sudut potong terdiri dan back rake angle dan side rake angle, sedangkan sudut pembebasan terdiri dari end relief angle dan side relief angle.

2.3 Bentuk Dan Sudut Pahat

Gambar 6. Nomenklatur untuk pahat pemotong sisi kanan. Tabel 1. Sudut pahat dan kecepatan memotong untuk pahat baja kecepatan tinggi.. Bahan Sudut pengaman samping, derjat 12 10 10 12 10 12 10 15 12 15 Sudut garuk samping, derjat 14 14 12 22 12 15 0 14 0 0 Sudut garuk belakang, derjat 16 16 8 16 5 35 0 8 0 0 Sudut ruang bebas ujung, derjat 8 8 8 8 8 8 8 12 8 12 kecepatan memotong, m/min 30 20 15 45 15 140 75 35 35 25

Baja lunak 1020 Baja karbon menengah 1035 Baja karbon menengah 1090 Stok ulir, 1112 Besi cor Aluminium Kuningan Logam monel Plastik Fiber

2.4 Bahan Alat Potong Bahan yang banyak digunakan didalam perkakas pemotong adalah sbb:

a. Baja Karbon Tinggi. Digunakan selama beberapa tahun terutama sebelum dikembangkannya baja pahat kecepatan tinggi. Kandungan karbon berkisar 0,80 sampai 1,20% dan baja ini mempunyai kemampuan baik untuk dikeraskan. Pada kekerasan maksimum maka baja agak rapuh dan kalau dikehendaki sedikit keuletan, maka harus dikorbankan kekerasannya. Baja ini akan kehilangano

kekerasannya pada suhu 300 C, maka tidak sesuai untuk pekerjaan kecepatan tinggi dan tugas berat.

b. Baja Kecepatan Tinggi Baja ini mengandung unsur paduan yang tinggi sehingga mempunyai kemampuan dikeraskan sangat baik dan tetap mempertahankan tepi pemotongan yang baik sampai suhuo

sekitar 650 C. Kemapuan sebuah pahat untuk mencegah pelunakanpada suhu tinggi dikenal sebagai kekerasan merah. Baja pahat pertama yang mempertahankan tepi pemotongan sampai hampir kekerasan merah dikembangkan oleh Fred W. Taylor dan M. White pada tahun 1900. Caranya adalah dengan menambahkan Wolfram 18% dan Chrom 5,5% kepada baja sebagai unsur pemadu utamanya. Unsur pemadu lainnya untuk baja ini adalah vanadium, molibden dan kobalt. Beberapa jenis baja kecepatan tinggi al : 1. Baja kecepatan tinggi 18-4-1. Baja ini mengandung wolfram 18%, chrom 4% dan vanadium 1%. 2. Baja kecepatan tinggi Molibden. Baja molibden seperti 6-6-4-2 mengandung wolfram 6%, molibden 6%, khrom 4% dan vanadium 2%, mempunyai ketahanan dan kemampuan memotong sangat baik. 3. Baja kecepatan sangat tinggi. Baja ini mengandung kobalt yang ditambahkan dengan kadar 2 sampai 15%. Unsur kobalt akan meningkatkan efisiensi pemotongan

pada suhu tinggi. Bahan ini biasanya mahal sehingga hanya digunakan untuk operasi pemotongan berat yang beroperasi pada tekanan dan .

c. Paduan Cor Bukan Besi Sejumlah bahan paduan bukan besi yang mengandung unsur paduan utama seperti kobalt, chrom dan tungsten dengan sedikit unsur pembentuk karbida (1 sampai 2%) seperti tantalum, molibden atau boron adalah bahan yang sangat baik digunakan sebagai baha perkakas potong. Paduan ini dibentuk dengan cor dan mempunyai kekerasan merah yang tinggi yaituo

sampai suhu 925 C. Terhadap baja kecepatan tinggi maka bahan ini dapat dipakai dengan kecepatan dua kali lebih besar. Namun bahan ini rapuh, tidak tanggap terhadap perlakuan panas. Perkisaran elemen paduan adalah wolfram 12 sampai 15%, kobalt 40 sampai 50% dan chrom 15 sampai 35%.

d. Karbida Perkakas karbida yang hanya mengandung wolfram karbida dan kobalt (94% wolfram karbida dan 6% kobalt) adalah cocok untuk memesin besi cor dan semua bahan lain kecuali baja. Untuk memesin bahan baja ditambahkan titanium dan tantalum karbida. Kekerasan merah bahan karbida mengungguli bahan lain karena dapat mempertahankano

tepi potong pada suhu diatas 1200 C. Selain itu merupakan bahan yang palin keras dan mempunyai kekuatan kompresi yang sangat tinggi. namun bahan ini rapuh, tidak tanggap terhadap perlakuan panas.

e. Intan Intan digunakan sebagai pahat mata tunggal dan digunakan untuk pemotongan ringan dan kecepatan tinggi, harus didukung dengan kaku karena intan mempunyai kekerasan dan kerapuhan yang tinggi. Perkakas ini digunakan untukbahan keras yang sulit dipotong dengan bahan perkakas yang lain atau untuk pemotongan ringan dengan kecepatan tinggi pada bahan yang lebih lunak yang ketelitian dan penyelesaian permukaannya dipentingkan.

f. Keramik Serbuk aluminium oksida (salah satu bahan keramik) dengan beberapa bahan tambahan dibuat sebagai sisipan pahat pemotong. Sisipan ini diapitkankepada pemegang pahat atau diikatkan padanya dengan epoxy resin. Bahan ini mempunyai kekuatan kompresi yango

tinggi tetapi agak rapuh. Titik pelunakan keramik pada umumnya adalah diatas 1100 C. Keramik mempunyai konduktivitas panas yang rendah sehingga memungkinkan pahat beroperasi pada kecepatan potong tinggi dan mengambil pemotongan yang dalam.

2.5 Bentuk Serpihan dan Penimbunannya Serpihan pahat digolongkan ke dalam tiga jenis seperti gambar 9. Jenis I, serpihan tidak kontinyu atau terputus-putus, menunjukan suatu kondisi yaitu logam didepan pahat diretakkan menjadi potongan-potongan agak kecil. Serpihan jenis ini didapatkan dalam memesin bahan rapuh seperti besi cor dan perunggu. Serpihan tidak kontinyu bisa juga didapatkan pada bahan ulet kalau koefisien geseknya tinggi. Jenis II adalah jenis kontinyu dan adalah jenis ideal dari serpihan. Dalam hal ini logam diubah bentuknya secara kontinyu dan meluncur dipermukaan pahat tanpa retak. Serpihan jenis ini timbul pada kecepatan potongan tinggi dan agak sering kalau pemotongannya dilakukan dengan pahat karbida. Jenis III adalah ciri serpihan yang dimesin dari bahan ulet yang mempunyai angka gesekan tinggi. Pada saat dimulai pemotongan, beberapa bahan tertegak didepan tepi pemotongan. Beberapa bagian benda kerja ada kalanya menempel pada perkakas. Pada saat proses pemotongan berlangsung, serpihan mengalir diatas tepi ini dan naik di sepanjang permukaan pahat. Secara periodik tempelan benda kerja pada perkakas lepas dan ikut bersama serpihan atau menempel pada benda yang dibubut. Karena peristiwa ini kehalusan permukaannya tidak sebaik tipe serpihan jenis II.

Gambar 7. Jenis serpihan dasar. A. Tidak kontinyu, B. Kontinyu, C. Kontinyu dengan tepi yang terbangun. Dari penelitian didapatkan bahwa 97% dari kerja yang diberikan pada pemotongan diubah dalam bentuk panas. Gambar 11. menunjukkan tiga daerah pembangkitan panas. Variabel yang paling berpengaruh terhadap pembangkitan panas adalah kecepatan pemotongan.

Gambar 8. Perkiraan sumber panas dalam tiga daerah, A. Bidang geser, B. Bidang gesek, C. Bidang permukaan. Dalam membubut kecepatan tinggi pada proses produksi, pengendalian dan pembuangan serpihan menjadi penting untuk melindungi operator maupun pahat. Serpihan yang panjang dan keriting akan membelit di sekeliling benda kerja dan pahat. Tepi tajamnya serta kekuatan tariknya yang tinggi menyebabkan pengeluaran dari daerah kerja menjadi sulit dan berbahaya terutama ketika mesin beroperasi. Pematah serpihan akan mengerutkan dan meninggikan tegangan serpihan sehingga serpihan akan terpotong-potong pendek untuk

mempermudah pengeluarannya. Gambar 9. Memperlihatkan jenis-jenis pematah serpihan.

Gambar 9. Pematah serpihan yang digunakan pada perkakas mata tunggal.

2.6 Gaya Gaya Pemotongan Proses pemotongan terjadi oleh karena adanya alat potong yang mengaruk/menggesek benda kerja dengan sudut potong (rake angle) , yang diukur terhadap garis normal permukaan yang dipotong (lihat gambar 5.3). Untuk mencegah efek rubbing pada permukaan benda akerja, maka alat potong diberi sudut pembebasan yang disebut clearance angle ().

Gambar 10.Proses Pemotongan Secara Ideal Jika dimisalkan alat potong bergerak dengan kecepatan potong v, ketebalan pernakanan h, dan oleh karena adanya deformasi akibat gaya geser maka terbentuklah tatal (chip) dengan ketebalan hc maka rasio pemotongan rc adalah:

dimana 1 adalah panjang permukaan benda kerja yang akan dipotong, dan 1c adalah panjang tatal yang terbentuk. Dalam kenyataannya hc akan selalu lebih besar dari pada h, sehingga nilai rc < 1. Pada saat terjadi pemotongan, maka bidang potong tatal akan membentuk sudut geser ~ yang besarnya sangat tergantung pada sudut potong. Nilai ~ akan semakin besar apabila nilai semakin kecil atau negatif (seperti gambar 5.5b). Semakin kecil sudut ~ akan semakin kecil nilai rc, dan nilai ini akan mempengaruhi efisiensi dari proses pemotongan. Dari gambar dapat juga ditentukan bahwa:

Oleh karena volume tatal yang terbentuk adalah konstan, maka nilai rc dapat dinyatakan sebagai:

Dengan demikian maka antara rc dan ~ sangat berkaitan atau saling mempengaruhi, dan nilai ini akan mempengaruhi gaya atau energi yang dibutuhkan dalam proses pemotongan. Gaya-gaya yang terjadi pada saat proses pemotongan dapat dilihat seperti pada Gambar 5.4 di bawah. Terdapat dua gaya yaitu gaya pemotongan Pc yang bekerja pada arah pemotongan (paralel dengan permukaan benda kerja), dan Pt yaitu gaya yang menyebabkan permukaan benda kerja selalu menempel pada ujung alat potong. Kemudian jika ditinjau terhadap alat potong itu sendiri, maka terdapat gaya PR yaitu resultan antara Pt dan Pc, serta gaya F yaitu gaya gesek antara permukaan alat potong dengan tatal. Hubungan antara gaya-gaya tersebut dan sudut potong (rake angle) adalah sbb.

Gambar 11. Gaya gaya yang terjadi pada saat proses pemotongan

Dari gaya-gaya tersebut maka dapat dihitung energi atau daya yang diperlukan dalam proses pemotongan. Apabila gaya pemotongan Pc dibagi dengan penampang tatal, maka akan didapat suatu besaran yang disebut tekana spesifik pemotongan (Pc). yaitu:

Kemudian energi yang digunakan untuk menghilangkan tatal setiap satu satuan volume disebut energi pemotongan spesifik (E1 yang dirumuskan sebagai:

Satuan dan besaran di atas adalah J/m3 atau W.s/m3 yang merupakan nilai karaktenistik dari setiap bahan yang dipotong. Nilai E1 untuk bermacam-macam bahan dapat dilihat pada tabel 5.2 di atas.

6.7 Media Pendingin Proses pemotongan dapat ditingkatkan dengan cara memberikan pelumasan/pendniginan (cair. padat, atau gas) pada titik persinggungan antara mata alat potong dan benda kerja. Dalam berbagai bentuk proses pemotongan, panas akan terjadi oleh karena adanya gesekan antara mata alat potong dengan permukaan benda kerja, serta pada bidang geser antara tatal dan benda kerja (lihat gambar 5.4). Dengan memberikan pelumasan/pendinginan pada titik-titik tersebut maka panas akan dapat dikurangi, sehingga umur alat potong dapat ditingkatkan. Secara lengkap pelumasan/pendinginan yang baik akan dapat: Mengurangi gesekan antara alat potong, tatal, dan benda kerja. Mengurangi suhu/panas yang terjadi pada alat potong atau benda kerja. Memperbaiki permukaan benda kerja. Menambah umur alat potong. Mengurangi kemungkinan terjadinya korosi pada permukaan benda kerj a. Apapun bentuknya,pendingin/pelumas haruslah mempunyai sifat-sifat tidak mudah menguap, tidak beracun, tidak berbusa, dan tidak mudah terbakar, serta rnempunyai konduktivitas panas yang tinggi. Jenis pendingin/pelumas yang dapat digunakan untuk berbagai macam bahan benda kerja adalah: Baja Besi tuang Aluminium Kuningan : larutan air oli : udara yang bertekanan, atau tanpa pendingin sama sekali : kerosene atau air soda : minyak parafin, atau tanpa sama sekali

2.7 Umur Alat Pemotong Dalam teknologi perkakas pemotong terdapat dua aspek utama yang harus diperhatikan, yaitu : gaya potong, dan temperatur. Gaya potong yang terlalu besar, melebihi kemampuan yang dimiliki material perkakas akan dapat menyebabkan keretakan/patah pada perkakas, sedang temperatur akan meningkat bila gaya gesek antara perkakas dengan serpihan/benda kerja terlalu besar, sehingga perkakas menjadi lunak dan mudah rusak akibat mengalami deformasi plastik. Tiga jenis penyebab kerusakan yang mungkin terjadi pada proses pemotongan: Kerusakan karena retak/patah (fracture failure), terjadi bila gaya potong (Fc) terlalu tinggi. Kerusakan karena temperatur (temperature failure), terjadi bila temperatur akibat gesekan terlalu tinggi. Aus karena pemakaian berulang-ulang (gradual wear); pemakaian yang berulangulang dapat menyebabkan ketajaman perkakas berkurang. Ketajaman berkurang menyebabkan efisiensi pemakaian berkurang dan temperatur meningkat akibat gaya gesekan bertambah, maka akan terjadi kerusakan seperti pada point 2.

Keausan Perkakas Biasanya terjadi bila pemakaian dilakukan secara berulang-ulang seperti ditunjukkan dalam gambar 12

Gambar 12. Diagram perkakas pemotong yang mengalami keausan

Terdapat dua jenis keausan pada perkakas, yaitu : keausan dalam bentuk lubang (crater wear), dan keausan pada panggul (flank wear). Keausan dalam bentuk lubang, yaitu keausan yang terjadi pada permukaan garuk perkakas berupa lubang kecil yang disebabkan oleh kenaikan temperatur (akibat pergesekan antara serpihan dengan permukaan garuk perkakas) sehingga terjadi proses defusi, adesif, abrasif/pengikisan, dan akhirnya terbentuklah lubang kecil pada permukaan garuk perkakas. Keausan panggul, yaitu keausan yang terjadi pada bagian yang melengkung (panggul) perkakas akibat adanya pengikisan.

Mekanisme terjadinya keausan pada perkakas : 1. Abrasif, terjadi karena adanya pengikisan pada perkakas akibat pengerjaan benda kerja yang keras. 2. Adesi, terjadi akibat adanya gaya tekan dan panas yang tinggi sehingga perkakas mengalami keausan akibat adanya partikel-partikel kecil material perkakas yang lepas dari permukaannya dan melekat pada bagian benda kerja. Hal ini biasa terjadi antara serpihan dengan permukaan garuk perkakas. 3. Difusi, prosesnya hampir sama dengan adesi, tetapi disini yang melepaskan diri adalah atom-atom material perkakas, berdifusi menuju serpihan sehingga kekerasan perkakas berkurang. Bila proses ini berlanjut secara terus-menerus, maka akan mudah mengalami adesi dan abrasi. Difusi adalah merupakan penyebab terjadinya keausan dalam bentuk lubang (crater wear) pada perkakas. 4. Deformasi plastik; karena adanya peningkatan temperatur yang tinggi akibat gesekan, maka material perkakas menjadi lunak dan mudah mengalami deformasi plastik. Deformasi plastik merupakan penyebab utama terjadinya keausan panggul (flank wear). 5. Keausan perkakas akan bertambah cepat bila kecepatan potong dan temperatur tinggi.

Umur Perkakas dan Persamaan Umur Perkakas Taylor

Umur perkakas didefinisikan sebagai panjang waktu potong dimana perkakas masih dapat digunakan. Gambar 8.2 menunjukkan kurve hubungan antara keausan dan waktu potong perkakas. Tiga daerah yang biasanya digunakan untuk mengidentifikasi laju keausan perkakas, yaitu : 1. Periode peretakan (break-in period), yaitu periode keausan yang terjadi sesaat setelah pengoperasian, dimana pada periode ini keausan perkakas berjalan sangat cepat terutama pada bagian tajam dari ujung perkakas; 2. Daerah keausan konstan (steady-state wear region); daerah ini menggambar-kan laju keausan sebagai fungsi linear terhadap waktu; 3. Daerah kerusakan (failure region); pada periode ini laju keausan perkakas berjalan dengan cepat sehingga temperatur potong bertambah tinggi dan efisiensi proses pemesinan berkurang, dan akhirnya perkakas menjadi rusak akibat temperatur tinggi.

Gambar 13. Keausan perkakas sebagai fungsi waktu pemotongan

Kemiringan (slope) kurve pada daerah keausan konstan dipengaruhi oleh : material benda kerja, dan kondisi pemotongan. Material yang lebih keras akan menyebabkan peningkatan laju keausan (kemiringan kurve bertambah). Kondisi pemotongan dengan menambah kecepatan potong, hantaran, dan kedalaman potong juga akan menyebabkan peningkatan laju keausan. Gambar 14. memperlihatkan kurve keausan perkakas dengan beberapa kecepatan yang berbeda.

Gambar 14. Kurve keausan perkakas dengan beberapa kecepatan yang berbeda

Dengan bertambahnya kecepatan potong, maka laju keausan juga bertambah, sehingga tingkat kerusakan yang sama akan dicapai dalam waktu yang lebih cepat.

Persamaan Umur Perkakas Taylor Bila tiga harga umur perkakas dalam gambar 8.3 diplot kembali pada grafik hubungan antara kecepatan potong terhadap umur perkakas (dalam bentuk grafik logaritme natural), maka hubungan tersebut akan berbentuk garis lurus seperti ditunjukkan dalam gambar 8.4.

Gambar 15. Hubungan antara kecepatan potong terhadap umur perkakas (dalam bentuk grafik logaritme natural)

Hubungan ini ditemukan oleh F.W. Taylor pada sekitar tahun 1900, sehingga persamaannya disebut persamaan umur perkakas Taylor, yaitu :

vT n = C

dimana :v = kecepatan potong, ft/menit (m/menit); T = umur perkakas, menit; n dan C adalah parameter yang nilainya tergantung pada hantaran, kedalaman potong, material benda kerja, material perkakas, dan kreteria umur perkakas yang digunakan. Nilai n lebih dipengaruhi oleh material perkakas, sedang nilai C lebih tergantung pada material benda kerja dan kondisi pemotongan. Dalam gambar 8.4 n ditunjukkan oleh kemiringan kurve, sedang C menunjukkan nilai kecepatan potong setiap 1 menit umur perkakas. Pada persamaan di atas terlihat bahwa satuan pada ruas kiri tidak konsisten dengan satuan pada ruas kanan. Agar satuannya konsisten, maka persamaan tersebut harus dirubah menjadi : vT n = C(Tref) n dimana ;Tref = 1 menit bila v dalam ft/menit (m/menit), dan T dalam menit, tetapi bila v dalam ft/detik (m/detik), dan T dalam detik, maka Tref = 1 detik. Persamaan umur perkakas Taylor dapat diformulasikan dengan memasukkan pengaruh dari hantaran, kedalaman potong, dan kekerasan benda kerja : vT nf md pH q = K(Tref) n(fref) m(dref) p(Href) q dimana :f = hantaran, in (mm); d = kedalaman potong, in (mm); H = kekerasan, skala kekerasan; m, p dan q adalah parameter yang nilainya ditentukan secara eksperimen; K analog dengan C; fref, dref, Href adalah nilai referensi dari hantaran, kedalaman potong, dan kekerasan.

Dalam prakteknya sangat sulit menerapkan rumus di atas, maka untuk menyederhanakan sebagian parameter biasanya diabaikan, seperti misalnya dengan mengabai-kan kedalaman potong dan kekerasan, sehingga rumus di atas dapat dirubah menjadi: vT nf m = K(Tref) n(fref) m Kreteria umur perkakas dalam industri : Terdapat 9 kreteria yang biasa digunakan dalam operasi pemesinan produksi, yaitu : 1. Kerusakan total (complete failure), yaitu kerusakan total pada mata potong seperti kerusakan karena retak/patah, kerusakan karena temperatur, atau karena aus akibat pemakaian terusmenerus sampai patah. 2. Inspeksi keausan panggul atau keausan lubang secara visual yang dilakukan oleh operator mesin. Kreteria ini hanya dapat dilakukan oleh seseorang yang telah memiliki keakhlian di bidang tersebut; 3. Uji mata potong dengan menggunakan kuku jari tangan yang dilakukan oleh operator; 4. Perubahan suara selama operasi, hal ini juga ditentukan oleh operator; 5. Serpihan berserabut dan susah dibuang; 6. Degradasi pada penyelesaian permukaan benda kerja; 7. Peningkatan pemakaian daya selama operasi, dapat diukur dengan wattmeter yang dihubungkan dengan mesin perkakas; 8. Menghitung bendakerja/part yang dikerjakan. Operator diminta untuk menggantikan perkakasnya setelah mengerjakan part dalam jumlah tertentu; 9. Kumulatif waktu potong, hampir sama dengan menghitung bendakerja, hanya disini yang dimonitor panjang waktu potong perkakas.

Kualitas perkakas ditentukan oleh 2 faktor, yaitu : material perkakas, dan geometri perkakas. Material perkakas yang digunakan harus dapat mengatasi gaya potong dan panas akibat gesekan yang dialami, serta akibat pemakaian yang berulang-ulang. Geometri perkakas harus dibuat sedemikianrupa sehingga dapat mengurangi terjadinya gesekan antara perkakas dengan benda kerja.

Material Perkakas Untuk mengatasi tiga jenis kerusakan yang mungkin terjadi pada perkakas, maka sifat mekanik yang perlu diperhatikan dalam memilih material perkakas adalah : 1. Ketangguhan, untuk menhindari kerusakan akibat keretakan, maka material perkakas harus memiliki ketangguhan yang tinggi. Ketangguhan adalah kemampuan material untuk menyerap energi tanpa menyebabkan terjadinya kerusakan. Biasanya ditunjukkan oleh kombinasi antara kekuatan dan keuletan material. 2. Kekerasan merah (hot hardness), yaitu kemampuan material untuk memper-tahankan kekerasannya pada temperatur tinggi. Hal ini diperlukan karena akan terjadi panas yang tinggi pada saat perkakas tersebut dioperasikan (lihat gambar 8.5). 3. Tahan aus, tidak hanya ditentukan oleh kekerasan dari material, tetapi juga ditentukan oleh kehalusan dari permukaan material, komposisi kimia dan cara pengerjaan material, dan ada atau tidaknya digunakan cairan pendingin.

Gambar 16 Kekerasan merah untuk beberapa jenis material

Material perkakas yang biasa digunakan adalah : 1. Baja karbon dan baja paduan rendah, sekarang jarang digunakan karena tidak memiliki kekerasan merah yang tinggi. 2. Baja kecepatan tinggi, mengandung paduan tinggi, mempunyai kemampuan dikeraskan sangat baik, dan tetap mempertahankan tepi pemotongan yang baik sampai suhu 650OC. 3. Paduan kobalt cor, mengandung kobalt sekitar 40% sampai dengan 50%. Ketahanan ausnya lebih baik daripada baja kecepatan tinggi, tetapi tidak sebaik karbida sementit.

Ketangguhannya lebih baik daripada karbida, tetapi tidak sebaik baja kecepatan tinggi. Kekerasan merahnya terletak diantara baja kecepatan tinggi dan karbida sementit. 4. Karbida sementit, memiliki kekerasan merah yang terbaik diantara material perkakas yang lain yaitu mencapai 1200O

C, tetapi material ini sangat rapuh sehingga didalam

pengopersiannya perlu didukung dengan sangat kaku untuk mencegah keretakan. 5. Keramik, dibuat dari serbuk halus oksida aluminium (Al2O3) yang dipres dengan tekanan tinggi dan disinter dengan temperatur tinggi tanpa bahan pengikat, biasanya ditambah-kan dengan sejumlah kecil oksida yang lain seperti oksida zirconium. Sangat baik digunakan untuk penyelesaian permukaan, tetapi tidak baik untuk operasi pemotongan kasar karena ketangguhannya rendah. 6. Intan sintetik (syntetic diamonds); intan dikenal sebagai material yang keras, kekerasannya mencapai tiga sampai empat kali kekerasan karbida tungsten atau oksida aluminium. Perkakas pemotong intan sintetik dibuat dari intan polikristalin, yaitu serbuk halus kristal intan disinter pada temperatur tinggi dan dipres sesuai dengan bentuk yang diinginkan, tanpa bahan pengikat. Intan sintetik digunakan mesin kecepatan tinggi untuk non-ferrous dan untuk pengerjaan abrasif material non-logam seperti serat gelas dan grafit.

Geometi Perkakas Dalam hal ini hanya akan dibahas mengenai geometri perkakas mata tunggal seperti ditunjukkan dalam gambar 8.6. Terdapat 7 elemen geometri perkakas mata tunggal, yaitu : 1. Sudut garuk belakang/back rake angle ( b), fungsinya untuk mengatur arah aliran serpihan pada permukaan garuk; 2. Sudut garuk samping/side rake angle ( s), fungsinya sama yaitu untuk mengatur arah aliran serpihan pada permukaan garuk; 3. Sudut pengaman ujung/end relief angle (ERA), fungsinya untuk memberikan ruang bebas antara perkakas dengan permukaan benda kerja (bagian bawah) yang dipotong agar tidak terjadi pergesekan; 4. Sudut pengaman samping/side relief angle (SRA), fungsinya untuk memberikan ruang bebas antara perkakas dengan permukaan benda kerja (bagian samping) yang dipotong agar tidak terjadi pergesekan;

5. Sudut mata potong samping/side cutting edge angle (SCEA), fungsinya untuk menentukan panjang mata perkakas yang masuk ke dalam benda kerja (besar hantaran dan kedalaman potong perkakas ke dalam benda kerja), untuk mengurangi terjadinya gaya kejut; 6. Sudut mata potong ujung/end cutting edge angle (ECEA), fungsinya untuk memberikan ruang bebas antara perkakas dengan permukaan benda kerja yang baru dihasilkan agar tidak terjadi gesekan; 7. Jari-jari ujung/nose radius (NR), fungsinya agar dihasilkan permukaan dengan texture yang baik.

Gambar 17.Tujuh elemen geometri perkakas mata tunggal

Pemutus Serpihan (Chip Breakers) Serpihan berbentuk benang sering terjadi khususnya bila benda kerja ulet dibubut dengan kecepatan potong tinggi. Serpihannya dapat membahayakan operator mesin dan merupakan gangguan dalam penyelesaian benda kerja. Untuk menghindarkan hal tersebut sering digunakan pemutus serpihan sehingga terpotong pendek-pendek, seperti ditunjukkan dalam gambar 8.7. Terdapat dua jenis pemutus serpihan yang sering digunakan yaitu : jenis alur/groove type, alur dibuat pada perkakas itu sendiri (gambar 8.7 a); jenis sumbat (apitan)/obstruction type, merupakan komponen terpisah yang diapitkan pada perkakas (gambar 18 b).

Gambar18. Dua cara pemutusan serpihan dalam perkakas mata tunggal

Pengaruh Material Perkakas pada Geometri Perkakas Baja kecepatan tinggi memiliki kekuatan dan ketangguhan yang terbaik diantara material perkakas yang lain, tetapi kekerasan merahnya lebih rendah dibandingkan dengan paduan kobalt, karbida sementit, dan keramik. Ditinjau dari harga pembuatan baja kecepatan tinggi relatif lebih murah dibandingkan material yang memiliki kekerasan tinggi. Oleh karena itu kadangkala diperlukan perubahan geometri perkakas agar memiliki sifat mekanik yang lebih unggul dengan harga yang lebih murah. Beberapa alternatif cara memegang dan menempatkan mata potong untuk perkakas mata tunggal ditunjukkan dalam gambar 19. berikut ini.

Gambar 19 Tiga cara memegang dan menempatkan mata potong untuk perkakas mata tunggal

Perkakas padat (solid tool), biasanya untuk perkakas yang menggunakan baja kecepatan tinggi; Sisipan terpatri (brazed insert), yaitu menyisipkan mata potong karbida sementit dengan cara mematri pada tangkai perkakas, dimana tangkainya dibuat dari baja kecepatan tinggi;

Sisipan yang diklem secara mekanik (mechanically clamped insert), yaitu menyisipkan mata potong karbida sementit, keramik, atau material keras yang lain dengan cara mengklem pada tangkai perkakas, dimana tangkainya dibuat dari baja kecepatan tinggi.

2.8 Kecepatan potong dan pemakanan Kecepatan potong (cutting speed) adalah suatu besaran yang dimiliki oleh setiap bahan yang menyatakan seberapa besar kecepatan alat potong dapat melewati permukaan bahan benda kerja tersebut, dengan satuan meter/menit. Selain ditentukan oleh jenis bahan benda kerja, juga ditentukan oleh jenis bahan alat potong yang digunakan. Semakin keras bahan benda kerja maka semakin kecil nilai kecepatan potongnya, sebaliknya semakin keras bahan alat potong maka semakin besar nilai kecepatan potong. Berdasarkan besaran ini maka dapat ditentukan putaran benda kerja atau putaran alat potong bila diameter benda kerja atau alat potong diketahui, dengan menggunakan rumus:

2.9 Energi Mekanik (mechanical energy) Ada 2 (dua) metode proses pemotongan dengan menggunakan energi ini, yaitu metode geser/iris dan erosi. Metode geser/iris adalah metode pemotongan yang terjadi pada permesinan tradisional, sedangkan metode erosi dapat terjadi pada abrasive jet machining (AJM), ultrasonic machining (USM), dan water jet machining (WJM). Metode AJM dan USM sudah banyak digunakan dalam 20 tahun terakhir ini, sedangkan metode WJM masih dalam taraf penelitian. a. Abrasive Jet Machining (AJM) AJM adalah proses pemotongan/pengikisan logam dengan menggunakan media/partikel yang bersifat abrasive, yang ditembakkan dengan kecepatan sangat tinggi, antara 200 - 300 m/det. Metode jauh berbeda dengan sand blasting. Dalam AJM partikel-partikel abrasinya jauh lebih halus dari pada sand blasting, dan juga prosesnya lebih terkontrol. AJM mempunyai prinsip kerja seperti pada gambar di bawah.

Pemotongan/pengikisan yang terjadi diakibatkan oleh karena adanya tembakan partikelpartikel halus yang bersifat abrasive dengan kecepatan tinggi melalui media gas atau udara. Keberhasilan pada proses ini dapat diukur melalui kecepatan pemakanannya (material removal rate) dan kekasaran permukaan yang dihasilkannya (surface roughness). Kedua variabel tersebut sangat dipengaruhi oleh: partikel abrasinya (ukuran, kekuatan, bentuk, komposisi, dsb.) gas atau udara (tekanan, kecepatan, komposisi, dsb.) nosel (ukuran,jarak, sudut kemiringan, dsb.)

Memang sampai saat ini belum ada yang menemukan hubungan yang pasti antara ketiga faktor di atas dengan keberhasilan proses AJM ini. Partikel abrasi yang sering digunakan dalam proses ini adalah aluminium oksid, atau silikon carbide, dengan ukuran diameter antara 15 - 40 m. Ukuran partikel yang terlalu kecil tidak baik digunakan oleh karena partikel akan terbang sehingga kemungkinan tidak akan tepat mengenai sasaran yang diinginkan. Sedangkan ukuran partikel yang terlalu besar juga tidak baik, oleh karena permukaan yang dihasilkan akan kasar dengan bentuk yang tidak teliti. Penggunaan ulang partikel bekas sebaiknya jangan dilakukan, karena tidak akan mendapatkan hasial yang baik. Partikel bekas kemungkinan sudah mengandung kotoran/serbuk hasil pengikisan, sehingga akan mengurangi kemampuan partikel dalam melakukan pengikisan. Selain itu juga partikel bekas sudah mengalami perubahan bentuk, semula bentuknya tajam (sharp edge) menjadi tumpul (round edge). Proses AJM dapat digunakan untuk bermacam-macam pengerjaan, antara lain: Pemebersihan (cleaning) Apabila digunakan untuk membersihkan permukaan logam, berarti AJM berfungsi sebagai sand blasting. Untuk hal tersebut maka partikel yang digunakan harus lebih lunak dari pada aluminium oksid atau silikon carbide, misalnya dolomit atau sodium bikarbonat. Pembuatan cetakan (mold) Untuk cetakan-cetakan yang kecil dan presisi, maka AJM sangat tepat. Kecepatan pemakanan proses AJM sangat kecil, yaitu antara 10 - 20 mm3/menit, sehingga untuk cetakancetakan yang besar maka proses ini tidak efektif Kuarsa, batu safir, mika, kaca, dan bentuk kristal lainnya dapat diproses dengan AJM ini. Pengujian erosi (abrasive testing) Proses ATM juga bisa digunakan untuk melakukan pengujian erosi/ keausan untuk bermacam-macam bahan. Tetapi selain kegunaan-kegunaan di atas, proses AJM juga mempunyai banyak kelemahan, antara lain: - kecepatan pemakanan yang sangat kecil - harga partikel abrasi yang sangat mahal - harus tersedia kompresor yang dapat menghasilkan tekanan 80 psi b. Ultrasonic Machining (USM)

USM dirancang untuk mengerjakan benda-benda yang keras dan getas. Prinsip kerja USM pada dasarnya hampir sama dengan AJM, hanya saja partikel abrasinya tidak ditembakkan, akan tetapi digetarkan dengan sebuah transduser melalui tool (lihat gambar 5.7 di bawah).

Transduser bergetar dengan frekwensi yang sangat tinggi, yaitu antara 20 30 KHz pada amplitudo 0,05 0,15 mm. Transduser akan menggetarkan tool, dan tool akan menggetarkan lumpur partikel (cairan korosif dan boron carbide), dan akhimya lumpur partikel akan melakukan pengikisan pada benda kerja. Jadi pengikisan dalam hal ini disebabkan oleh karena 2 hal, yaitu korosi oleh cairan dan pukulan oleh partikel. Kecepatan pemakanan yang dihasilkan pada proses sangat dipengaruhi banyak faktor, diantaranya yaitu tingkat kekerasan bahan tool, jenis cairan dan jenis partikel, serta frekwensi dan amplitudo getaran. Seperti juga pada proses permesinan yang lain, tidak ada penelitian yang pasti yang menemukan hubungan fungsional antara faktor-faktor/variabel-variabel tersebut di atas. c. Waler Jet Machining (WJM) Proses WJM masih dalam taraf pengembangan, oleh karena banyaknya kelemahan pada proses ini. Kelemahan-kelemahan tersebut diantaranya adalah harus tersedianya pompa yang dapat memompakan air dengan kecepatan 600 900 m/det. Selain itu bila medianya berupa air, dan dengan kecepatan sebesar itu maka air akan berubah fasa, yang akibatnya akan mengurangi kemampuan pengikisannya. Oleh karena medianya berupa air, maka proses ini hanya dapat digunakan untuk mengerjakan baneda-benda yang lunak, misalnya kayu, plastik, dan sebagainya. 1. Energi Elekfro-Kimia (electro-chemical machining) atau ECM ECM merupakan pengikisan logam yang didasarkan pada proses pelapisan logam (electroplating). Perbedaannya adalah bahwa pada proses ECM benda kerja dianggap sebagai anoda, sedangkan tool sebagai katoda (hal ini kebalikan dan pada electroplating). Oleh karena

itu efek yang terjadi bukannya melapisi, akan tetapi mengikis (deplaling). Prinsip kerja proses ECM secara lengkap dapat dilthat seperti pada gambar 5.8 Dalam proses ini ketelitian dan tool sangat penting, karena bentuk dan kekasaran permukaan yang dihasilkan sangat ditentukan oleh bentuk dan kekasaran dari tool itu. Oleh karena itu agar proses pembuatan/pembentukan tool mudah, maka tool sebaiknya dibuat dari bahan yang lunak, misalnya tembaga, grafit, dan sebagainya. Selain itu juga bahan tool harus mudah mengahantarkan arus listrik (konduktor). Kemudian elektrolit juga mempunyai peranan yang sangat penting, karena selain berfungsi sebagai pendingin, elektrolit juga berfungsi sebagai pengisi gap antara tool dan benda kerja, sehingga arus tetap mengalir. Oleh karena itu elektrolit juga harus barupa cairan yang bersifat konduktor, misalnya kerosene atau larutan sodium chlorida.

Pengikisan/pemotongan yang terjadi pada proses ini diakibatkan oleh karena reaksi antara elektrolit dan akibat yang ditimbulkan oleh arus listrik. Oleh karena itu kecepatan pengikisan/pemakanan spesifik sangat dipengaruhi oleh : (a) jenis logam yang dipotong/dikikis, (b) jenis elektrolit, (c) rapat arus, dan (d) temperatur. Jika dirumuskan secara mateinatis maka kecepatan pengikisan tersebut diakibatkan oleh hukum Ohm dan hukum Faraday tentang pelapisan logam.

Hukum Faradday menyatakan bahwa 1 Faraday = 96.500 coulomb atau 96.500 amp.detik, sehingga volume pengikisan (v) yang terjadi:

Pada saat terjadi pengikisan/pemotongan, suhu elektrolit akan semakin tinggi. Dengan semakin tinggi suhu elektrolit maka pengikisan/pemotongan akan semakin cepat, sehingga gap (1) antara tool dan benda akerja semakin lebar. Jika hal ini terjadi, maka hambatan/resistansi akan semakin besar (lihat rumus diatas), sehingga rapat arus akan semakin menurun. Dengan penurunan rapat arus maka pengikisan akan semakin lambat. Demikian dan seterusnya, sehingga kecepatan pengikisan menjadi konstan secara otomatis. Dengan proses seperti dijelaskan di atas, maka ECM mempunyai beberapa kelebihan bila dibandingkan dengan proses permesinan tradisional, antara lain: Bahan keras ataupun lunak dapat dipotong dengan proses ini, asalkan bersifat konduktor. Tool bisa dibuat dari bahan yang lunak (asal bersifat konduktor), sehingga ongkos pembuatannya rendah. Peningkatan suhu yang terjadi relatif rendah, sehingga tidak akan mengubah struktur kristal logam, atau tidak menimbulkan tegangan sisa pada permukaan benda kerja. Multiple operation bisa dilakukan secara sekaligus, sehingga menghemat ongkos produksi. Bisa menghasilkan permukaan yang halus dengan angka kekasaran 0,125-0,250m. 2. Energi kimia (Chemical Machining) atau CHM Proses CHM sesungguhnya merupakan proses pengikisan logam yang sudah lama diketahui orang. Namun penggunaan secara luas dan modern baru dilaksanakan sekitar Perang Dunia (PD) II, yaitu untuk pembuatan pesawat terbang. Dalam pelaksanaannya proses ini dapat

di bedakan menjadi 2 (dua), yaitu chemical blanking dan chemical contouring / chemical engraving. Chemical blanking adalah proses pengikisan logam dimana pengikisan tersebut tembus hingga membentuk lubang. Sedangkan chemical engraving adalah pengikisannya tidak sampai tembus, tetapi hanya pada satu permukaan saja (lihat gambar di bawah).

Pada dasarnya proses CHM ini memanfaatkan reaktifitas suatu zat cair (asam atau basa/alkalin) terhadap logam tertentu. Dengan rnencelupkan logam ke dalam zat-zat reaktif tersebut di atas (yang sering juga disebut zat etsant), maka proses pengikisan/pemotongan akan terjadi. Agar pengikisan/pemotongan tersebut terjadi pada bagian-bagian tertentu saja, tidak secara keseluruhan, maka diperlukan zat-zat tertentu sebagai pelindung (maskan atau resist) untuk bagian yang tidak dipotong/dikikis. Oleh karena itu keefektifan pengikisan sangat tergantung pada 2 (dua) hal, yaitu jenis zat etsant danjenis zat maskan. Secara umum proses CHM rnempunyai tahapan-tahapan sebagai berikut Pembersihan (Cleaning) Sebelum diproses, sebaiknya seluruh permukaan benda kerja dibersihkan terlebih dahulu dari segala kotoran atau minyak/oli yang menempel. Proses ini bisa dilakukan dengan menggunakan air panas atau larutan tertentu, apabila kotorannya berupa minyak/oli. Kemudian setelah itu benda kerja dikeringkan dengan sinar matahari atau oven. Pemberian maskan/zat pelapis (Masking) Maskan digunakan untuk menutupi bagian-bagian tertentu pada permukaan benda kerja yang tidak diinginkan adanya pengikisan. Oleh karena itu maskan harus terbuat dari bahan yang : (a) tahan terhadap reaksi kimia, (b) tahan terhadap suhu tinggi, (c) mudah rnenggunakannya/menempelkannya, dan (d) mudah mengelupasnya. Bahan maskan yang paling sering digunakan adalah zat elastorner (sejenis karet sintetis yang cair), yaitu dengan cara mengoleskan atau menyemprotkan pada permukaan benda kerja.

Penggambaran (Scribing) Pada bagain-bagian tertentu yang ingin diproses/dikikis, maskan harus dikelupas dengan menggunakan pisau/cutter atau alat lain yang sesuai untuk itu. Yang harus diperhatikan dalam proses ini adalah bahwa penggambaran jangan sampai menghasilkan goresan yag besar, karena akan semakin membesar sehingga akan menurunakn kualitas hasil. Pencelupan (Etching) Pernilihan zat etsan yang digunakan pada proses ini sangat dipengaruhi oleh : (a) bahan yang dikikis/dietsa, (b) bahan maskan yang digunakan, (c) kedalaman pemakanan yang diharapkan, (d) kekasaran permukaan yang diinginkan, dan (d) polusi yang dihasilkan, serta (e) harga. Dengan pertimbangan-pertimbangan itu maka jenis zat etsan yang digunakan pada berbagai macam logam adalah seperti pada tabel 5.4 di bawah.

Yang harus diperhatikan dalam proses ini adalah bahwa bak yang digunakan harus dapat menampung seluruh permukaan benda kerja yang diproses. Tetapi juga jangan sampai terlalu besar karena akan memboroskan zat etsan

Pencucian (Rinsing) Setelah proses etching selesai, yaitu setelah benda kerja mencapai ketebalan tertentu, maka benda kerja dicuci dengan air yang mengalir, untuk menghilangkan sisa-sisa etsant yang masih menempel.

Pengelupasan (Demasking) Maskan yang masih menempel dikelupas untuk diadakan permiksaan secara keseluruhan. Yang perlu diperhatikan adalah sebelum maskan dikelupas, periksa betul apakah ketebalan benda sudah sesuai yang diinginkan, karena proses etching ulang adalah hal yang tidak mungkin dilakukan. Dari tahapan-tahapan proses di atas, maka dapat disimpulkan bahwa proses CHM rnempunyai beberapa kelebihan bila dibandingkan dengan permesinan tradisional, antara lain: o Permukaan yang luas dapat dikikis/dipotong dengan proses ini dengan hasil yang cukup rata. o Bahan yang keras dan tipis dapat dikerjakan dengan proses ini. o Dapat mencapai toleransi yang tinggi dari permukaan yang halus. o Tidak memerlukan operator yang terampil o Biaya produksi raltif murah. Selain harga zat etsan dan maskan yang cukup mahal, proses ini juga mempunyai kekurangan, antara lain: o Kecepatan pemakanan/pengikisan sangat rendah o Kedalaman pemakanan juga terbatas. o Menimbulkan polusi, sehingga membahayakan operator. o Memerlukan tempat yang cukup luas.

3.

Energi Termo-Elektrik (thermo-electric machining) Yang termasuk dalamproses permesinan ini adalah electrical discharge machining (EDM), electron beam machining (EBM), laser beam machining (LBM), plasma arc machining (PAM), dan sebagainya. Proses permesinan di atas disebut sebagai thermo-electric machining oleh karena energi yang digunakan untuk mengikis/ memotong logam adalah energi panas yang dihasilkan oleh listrik.

Dalam proses EDM proses pengikisan logam terjadi oleh karena adanya loncatan bunga api listrik (electrical spark) antara benda kerja dan elektroda (tool). Loncatan bunga api tersebut diakibatkan oleh proses pengosongan kondensor yang dipasang paralel dengan benda kerja dan elektroda. Apabila kondensor dialiri arus searah yang melalui resistor,maka voltase kondensor

akan naik sehingga dapat mengatasi hambatan cairan (dielectric fluid) antara elektroda dan benda kerja (lihat gambar 5.10)

Permesinan EDM dapat digunakan untuk mengerjakan benda kerja-benda kerja yang terbuat dari bahan keras maupun lunak, yang penting bahan tersebut dapat mengalirkan arus listnk. Oleh karena elektroda tidak selalu bersentuhan dengan benda kerja, maka elektroda dapat dibuat dari bahan yang lunak, misalnya tembaga, grafit, dan sebagainya, sehingga mudah dalam pembentukannya. Untuk memberi hambatan listrik antara elektroda dan benda kerja, maka selama proses benda kerja dicelupkan dalam suatu larutan/lcairan yang bersifat dielektrik, misalnya kerosene. Selain sebagai hambatan listrik, kerosene ini bisa juga digunakan sebagai cairan pembersih dan cairan pendingan (coolant). Dalam proses EBM, aliran elektron dengan kecepatan tinggi (akibat dipercepat oleh medan magnet) menumbuk permukaan benda kerja. Energi kinetik elektron kemudian diubah menjadi energi panas yang akan mencairkan benda kerja, dan terjadilah

pengikisan/pemotongan. Sedangkan pada proses LBM, energi listrik digunakan untuk menghasilkan kilatan cahaya (flash of light). Kilatan cahaya tersebut kemudian diperkuat oleh batang ruby yang mengandung ion crom, lalu difokuskan dengan susunan lensa tertentu dan terjadilah sinar yang mempunyai kekuatan/intensitas tinggi untuk memanaskan /mencairkan logam.

Dari gambar di atas dapat dijelaskan bahwa laser, singkatan dari light amplication by stimulated emission of radiation, adalah cahaya monokhromatik yang diperkuat oleh ion-ion crom dari dalam batang ruby. Energi yang dilepaskan oleh ion-ion tersebut akan memperbesar/memperkuat intensitas cahaya yang meninggalkan batang, dan kemudian difokuskan pada benda kerja.

Laser batang ruby akan sangat efisien apabila dioperasikan dalam keadaan dingin. Oleh karena itulah digunakan nitrogen cair yang bersuhu -190C. Sedangkan kilatan cahaya akan bekerja dengan baik apabila dalam keadaan panas, karena itulah udara panas (hot air) digunakan. Dari pembangkit sinar laser, kemudian laser dibawa oleh nozle untuk diarahkan pada benda kerja yang akan dipotong atau dibentuk (lihat gambar 5.11 di bawah). Selain bisa memotong bahan-bahan yang sangat keras, laser juga tidak menimbulkan panas yang terlalu besar di daerah sekitarnya (heat affected zone). Tetapi keterbatasan sinar laser adalah harga peralatan yang sangat mahal dan efisiensi rendah oleh karena pengoperasian yang rumit.

Bab III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Setelah penulis menyelesekan makalah pengetahuan bahan taknik II dengan tema teknologi perkakas potong maka dari itu penulis menyimpulkan : 1. Perkakas potong telah masuk pada dunia industri dan menadai mesuknya industri modern yang menggatikan pekerjaan manusia , sehingga pekerjaan manusia menjadi ringan dan memungkiinkan anak anak dan wanita masuk dalam dunian industri tersebut . 2. Perkakas potong di bagi manjadi 2 yaitu perkakas potong dengan menggunakan mesin konvesional dan perkakas potong dengan mengunakan energy mekenik . 3. Perkakas pemotong logam juga memiliki batas batas pemakaian . 4. Bahan perkakas pemotong logam juga mempengaruhi kekuatan dan ketajaman pemotongan logam tersebut. 5. Gaya gaya yang perkerja pada perkakas pemotong logam juga mempengaruhi pada proses pemotongan logam . 3.2 Saran Saran Adapun setelah penulis menyimpulkan makalah penghetahuan bahan taknik II dengan tema Teknologi Perkakas Pemotong Logam maka penulis dapat memberikan saran sebagai berikut : 1. Hendaknya perawatan pada perkakas pemotong logam di lakukan secara rutin dan teratur. 2. Kerusakan pada perkakas pemotongan logam akan menimbulkan kecacatan pada hasil produksi dan mengakibatkan ketidak puasan konsumen yang menggunakan hasil produksi kita. 3. Seandenya banyak keluhan dari konsumen yang complain tidak puas terhadap hali produksi kepada pihak produsen maka seharusnya pihak produksi menanggapi

dengan positip.

Daftar Pustaka

firdaus.(2010). Pengetahuan bahan teknik II .Palembang : politeknik negeri sriwijaya karmin .(2011). Pengrtahuan bahan teknik II . palembang . tidak di terbitkan daryus asyari.(2004).proses produksi II. Jakarta :universitas darma persada tidak ada nama .( 2001). Teknologi perkakas pemotong logam .jakarta .ui