Makalah Pemesinan Kering Dry MachiningPemesinan Kering Dry Machining

Oleh:I Gede Mahayatra

PENDAHULUAN

A.Latar Belakang

Pada proses pemesinan gesekan antara pahat potong dan benda kerja menimbulkan panas yang dapat mempengaruhi keakuratan ukuran, penyelesaian permukaan, aliran geram (chips) yang bermuara pada kualitas produk. Cairan pendingin (metal cutting fluids) digunakan pada proses pemesinan untuk memberikan pelumasan dan pendinginan. Cairan pendingin telah menjadi kebutuhan penting bagi proses pemesinan dalam puluhan tahun terakhir.

Akhir-akhir ini, cairan pemotongan bekas (cairan pemotongan yang telah habis masa pakainya) sebagai buangan dari industri pemotongan logam mendapat perhatian serius karena mengancam kelestarian lingkungan. Jutaan gallon cairan pemotongan bekas dihasilkan dari industri pemotongan logam setiap tahunnya. Cairan pemotongan bekas ini biasanya hanya dimasukkan ke dalam kontainer dan ditimbun di bawah tanah.

Sebagai industri yang menggunakan banyak cairan pemotongan saat proses fabrikasi komponen mesti mempertimbangkan masalah pencemaran lingkungan tersebut. Untuk mengatasi hal ini, maka para pakar pemesinan merekomendasikan suatu strategi yang cukup ekstrim yaitu dengan pemesinan kering (pemesinan tanpa menggunakancairan pemotongan) atau dari sudut pandang lingkungan, strategi ini disebut dengan pemesinan hijau (green machining)

B.TujuanTujuan dari pembuatan makalah ini adalah senbagai berikut:1.Mempelajari proses pemesinan kering.2.Mempelajari kelebihan dan kekurangan proses pemesinan kering.

BAB IIPEMBAHASAN

A.Pemesinan Kering (Dry Machining)Pemesinan kering (Dry Machining) adalah proses pemesinan yang tidak mengunakan fluida pendingin dalam proses pemotonganya. Fenomena kegagalan pahat dan penggunaan cairan pemotongan merupakan salah satu masalah yang telah banyak dikaji dan mendapat perhatian dalam kaitannya yang sangat berpengaruh terhadap kekasaran permukaan hasil pengerjaan, ketelitian geometri produk dan mekanisme keausan pahat serta umur pahat. melaporkan bahwa umumnya cairan pemotongan bekas disimpan dalam kontainer dan kemudian ditimbun di tanah. Selain itu, masih banyak praktek yang membuang cairan pemotongan bekas langsung ke alam bebas. Hal ini jelas akan merusak lingkungan.

Pilihan alternatif dari pemesinan basah adalah pemesinan kering, karena selain tidak ada cairan pemotongan bekas dalam junlah besar yang akan mencemari lingkungan juga tidak ada kabut partikel cairan pemotongan yang akan membahayakan operator dan juga serpihan pemotongan tidak terkontaminasi oleh residu cairan pemotongan. Pemesinan kering mempunyai beberapa masalah yang antara lain, gesekan antara permukaan benda kerja dan pahat potong, kecepatan keluar serpihan, serta temperatur potong yang tinggi dan hal tersebut semuanya terkait dengan parameter pemesinan.

Secara umum industri pemesinan pemotongan logam melakukan pemesinan kering adalah untuk menghindari pengaruh buruk akibat cairan pemotongan yang dihasilkan oleh pemesinan basah. Argumen ini secara khusus didukung oleh penelitian yang telah dilakukan Mukun et. al., (1995) secara kuantitatif menyangkut pengaruh buruk pemesinan basah dengan anggapan pada pemesinan kering tidak akan dihasilkan pencemaran lingkungan kerja dan ini berarti tidak menghasilkan kabut partikel cairan pemotongan. Oleh sebab itu perlu diketahui pentingnya pemesinan kering dilakukan dalam proses. pertimbangan hal diatas pakar pemesinan mencoba mencari solusi dengan suatu metode pemotongan alternatif dan mereka merumuskan bahwa pemesinan kering (dry cutting) yang dari sudut pandang ekologi disebut dengan pemesinan hijau (green machining) merupakan jalan keluar dari masalah tersebut. Melalui pemesinan kering diharapkan disamping aman bagi lingkungan, juga bisa mereduksi ongkos produksi.

Pemesinan kering direkomendasikan penggunaanya untuk mengatasi masalah pencemaran lingkungan akibat limbah cairan pendingin, maka para pakar pemesinan merekomendasikan dengan pemesinan kering. Selain karena alasan masalah pencemaran lingkungan hal lain yang menjadi alasan dipakainya metode pemesinan kering adalah untuk meng hemat biaya produksi.

Gambar 1. Ongkos Produksi secara umum (Sumbes: Balzers Inc)

Pemesinan kering di akui mampu mengatasimasalah pada dampak yang telah di uraikan diatas. Pilihan alternatif dari pemesinan basah adalah pemesinan kering, karena selain tidak ada cairan pemotongan bekasdalam jumlah besar yang akan mencemari lingkungan juga tidak ada kabut partikelcairan pemotongan yang akan membahayakan operator dan juga serpihan pemotongan tidak terkontaminasi oleh residu cairan pemotongan. Pemesinan kering mempunyai beberapa masalah yang antara lain, gesekan antara permukaan bendakerja dan pahat potong, kecepatan keluar geram, serta temperatur potong yang tinggidan hal tersebut semuanya terkait dengan parameter pemesinan

Konsep pemesinan kering ini sebenarnya biasa dilakukan oleh industri manufaktur. Dari aspek proses pemesinan, pemesinan kering berarti pemotongan logam dilakukan pada suhu dan gesekan yang relative tinggi. Sejak akhir tahun 1970 penggunaan proses pembubutan keras (hard turning) dijadikan inovasi berikutnya untuk mengatasi permasalahan yang ada, hal ini terbukti melalui proses pembubutan keras dapat mereduksi waktu pemesinan hingga 60 % (Thonsoff, et.al, 1995).

Sebagai ganti fungsi cairan pendingin, proses pemesinan kering dilakukan dengan metode-metode berikut ini:1.Metode Pemotongan yang BaruMetode ini dapat dilakukan dengan mengubah sudut pahat potong, mengubah bahan pahat dan menyepuh pahat (tool coating). Sudut pahat potong didesign agar menghasilkan gram yang lebih tipis dan terputus-putus (discontinue), sehingga mengurangi gaya pemotongan dan mengurangi panas yang timbul. Pengurangan gaya potong dan panas yang timbul akan memperpanjang umur pahat.Sebagai contoh pengubahan bahan pahat, penggunaandiamond-like carbon(DLC) pada pemesinan aluminium yang memberikan hasil kekasarn permukaan yang sama untuk proses pemesinan dengan cairan pendingin dan proses pemesinan kering.

2.Metode Pendinginan yang BaruPendinginan udara pada pemesinan kering telah diuji sebagai solusi untuk mencapai pemesinan dengan umur pahat yang lebih panjang, berkurangnya kerusakan pahat dan meminimalisir timbulnya panas pada mata pahat.

B.Kelebihan Proses PemesinanKeuntungan dari penggunaan pemesinan kering adalah sebagai berikut:1.Ramah lingkungan, karena tidak menggunakan cairan pendingin.2.Penanganan produk dan gram lebih mudah karena tidak tercampur dengan cairan pendingin.3.Ongkos produksi yang lebih murah karena tidak memerlukan pembelian, penyimpanan, dan penanganan limbah cairan pendingin.4.Tidak diperlukan pompa untuk memompa cairan pendingin sehingga dapat menghemat listrik.5.Dapat digunakan secara luas pada hampir seluruh pemesinan seperti pembubutan, pengefreisan sampai penggrindaan.6.Dapat digunakan dalam pemotongan berbagai material, dari yang lunak sampai yang keras, dengan berbagai jenis pahat,

C.Kekurangan Pemesinan KeringSalah satu tantangan terbesar pada pemesinan kering adalah pembuangan geram. Menurut Manager Produk Carboloy Inc, Dennis Mc Namara, permasalahan utama pada pemesinan kering adalah temperatur pahat potong yang tinggi dan proses pembuangan geram yang kurang baik sehingga beresiko dapat menimbulkan cacat pada benda kerja. Selain itu proses pembuangan geram dapat membahayakan operator sehingga dibutuhkan pelindung, penyekat dan kolektor debu.

Pada proses pemesinan material yang sangat keras, harus digunakan pahat yang jauh lebih keras daripada pahat yang umum digunakan untuk memotong material yang sama pada metode pemesinan basah. Selain itu pada proses pemesinan kering kedalaman potong (depth of cut) harus dikurangi agar gesekan yang timbul tidak terlalu besar, hal ini bertujuan untuk mengurangi panas yang timbul akibat gesekan antara pahat dan benda kerja. Masalah lain yang muncul pada pemesinan kering biasanya pada material tertentu kekasaran permukaan produk dengan metode pemesinan kering tidak sehalus produk dengan metode pemotongan dengan menggunakan cairan pendingin.

BAB VSIMPULAN

Dari hasil pembahasan pemesinan kering terbukti mampu memberikan solusi yang baik demi terwujudnyaclean production,diantaranya:

1.Tidak terdapat permasalahan-permasalahan yang diakibatkan oleh penggunaan cairan pendingin seperti kebocoran, kontaminasi gram, dan pencemaran lingkungan.2.Hasil pemesinan yang memiliki kualitas yang sama dengan proses pemesinan dengan cairan pendingin.3.Ongkos pemesinan yang lebih murah dibandingkan ongkos pemesinan dengan cairan pendingin.

Proses pemotongan logam, yang dikenal sebagai proses pemesinan konvensional, menggunakan memotong cairan untuk memberikan pelumasan, pendinginan dan penghapusan chip yang mudah. Efek jangka panjang dari pemotongan cairan pembuangan ke lingkungan menjadi semakin jelas. Penelitian juga telah membuktikan bahaya kesehatan pada pekerja manufaktur yang bersentuhan langsung dengan memotong cairan. Perumusan aturan yang ketat dan pembatasan penggunaan dan pembuangan cairan pemotongan telah meningkatkan biaya yang terkait dengan pemotongan cairan digunakan untuk antara 7% dan 17% dari total biaya produksi. Proses pemesinan kering dipertimbangkan dalam tesis ini, menggunakan alat berlapis berlian untuk mesin aluminium menghilangkan memotong cairan dari proses pemotongan. Itupeningkatan kehidupan alat dalam mesin kering dan penghapusan lengkap memotong cairan dari proses tersebut manfaat dari alat berlapis berlian dikenal. Meskipun keunggulan ini telah didokumentasikan, tidak ada yang sampai saat ini telah mempertimbangkan dampak lingkungan dari seluruh siklus hidup baik mesin basah atau kering. Dalam penelitian ini, analisis makro siklus hidup tingkat (LCA), alat analisis sistem untuk mengevaluasi dampak lingkungan selama masa hidup suatu produk atau proses, yang digunakan untuk membandingkan kinerja lingkungan dari proses pemesinan konvensional atau basah menggunakan alat karbida uncoated dan proses pemesinan kering menggunakan alat berlapis berlian karbida pada tingkat makro. Analisis biaya ini proses pemesinan juga disertakan di sini untuk memberikan panduan yang lebih tepat bagi produsen pesawat Wichita lokal dan untuk industri manufaktur pada umumnya. Hasil menunjukkan bahwa mesin kering melampaui proses pemesinan basah dalam hal dampak lingkungan pada tingkat makroDeskripsiTesis (MS) - Wichita State University, College of Engineering, Departemen Industri dan Teknik ManufakturThe metal cutting process, known as conventional machining process, utilizes cutting fluids to provide lubrication, cooling and easy chip removal. The long-term effects of cutting fluids disposal into the environment are becoming increasingly evident. Research has also proven the health hazards on manufacturing workers who come in direct contact with cutting fluids. The formulation of stringent rules and restrictions on use and disposal of cutting fluids has increased the cost associated with cutting fluids use to between 7% and 17% of total manufacturing cost. The dry machining process considered in this thesis, using diamond-coated tools for the machining of aluminum eliminates cutting fluids from the cutting process. The improvement in tool life in dry machining and complete elimination of cutting fluids from the process are known benefits of the diamond-coated tools. Even though these advantages have been documented, no one to date has considered the environmental impacts of the entire life cycle of either wet or dry machining. In this research, a macro level life cycle analysis (LCA), a systems analysis tool for evaluating environmental impacts over the life span of a product or process, is used to compare environmental performance of the conventional or wet machining process using uncoated carbide tools and the dry machining process using diamond-coated carbide tools at a macro level. A cost analysis of these machining processes is also included here to provide more informed guidelines for the local Wichita aircraft manufacturers and for the manufacturing industry in general. The results indicate that the dry machining surpasses the wet machining process in terms of environmental impacts at a macro levelDescriptionThesis (M.S.)--Wichita State University, College of Engineering, Dept. of Industrial and Manufacturing Engineeringhttps://translate.google.com/#auto/id/The%20metal%20cutting%20process%2C%20known%20as%20conventional%20machining%20process%2C%20utilizes%20cutting%20fluids%20to%20provide%20lubrication%2C%20cooling%20and%20easy%20chip%20removal.%20The%20long-term%20effects%20of%20cutting%20fluids%20disposal%20into%20the%20environment%20are%20becoming%20increasingly%20evident.%20Research%20has%20also%20proven%20the%20health%20hazards%20on%20manufacturing%20workers%20who%20come%20in%20direct%20contact%20with%20cutting%20fluids.%20The%20formulation%20of%20stringent%20rules%20and%20restrictions%20on%20use%20and%20disposal%20of%20cutting%20fluids%20has%20increased%20the%20cost%20associated%20with%20cutting%20fluids%20use%20to%20between%207%25%20and%2017%25%20of%20total%20manufacturing%20cost.%20The%20dry%20machining%20process%20considered%20in%20this%20thesis%2C%20using%20diamond-coated%20tools%20for%20the%20machining%20of%20aluminum%20eliminates%20cutting%20fluids%20from%20the%20cutting%20process.%20The%0A%20improvement%20in%20tool%20life%20in%20dry%20machining%20and%20complete%20elimination%20of%20cutting%20fluids%20from%20the%20process%20are%20known%20benefits%20of%20the%20diamond-coated%20tools.%20Even%20though%20these%20advantages%20have%20been%20documented%2C%20no%20one%20to%20date%20has%20considered%20the%20environmental%20impacts%20of%20the%20entire%20life%20cycle%20of%20either%20wet%20or%20dry%20machining.%20In%20this%20research%2C%20a%20macro%20level%20life%20cycle%20analysis%20(LCA)%2C%20a%20systems%20analysis%20tool%20for%20evaluating%20environmental%20impacts%20over%20the%20life%20span%20of%20a%20product%20or%20process%2C%20is%20used%20to%20compare%20environmental%20performance%20of%20the%20conventional%20or%20wet%20machining%20process%20using%20uncoated%20carbide%20tools%20and%20the%20dry%20machining%20process%20using%20diamond-coated%20carbide%20tools%20at%20a%20macro%20level.%20A%20cost%20analysis%20of%20these%20machining%20processes%20is%20also%20included%20here%20to%20provide%20more%20informed%20guidelines%20for%20the%20local%20Wichita%20aircraft%20manufacturers%20and%20for%20the%20manufacturing%20industry%20in%20general.%20The%20results%20indicate%20that%20the%20dry%20machining%20surpasses%20the%20wet%20machining%20process%20in%20terms%20of%20environmental%20impacts%20at%20a%20macro%20level%0ADescription%0AThesis%20(M.S.)--Wichita%20State%20University%2C%20College%20of%20Engineering%2C%20Dept.%20of%20Industrial%20and%20Manufacturing%20Engineering