Daftar Isi

Daftarisi.......................................................................................................... 1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latarbelakang..................................................................................... 2

.........................................................................................................................

1.2 Maksuddantujuan............................................................................... 3

BAB II PEMBAHSAN

2.1 Pengertian ULTRASONIC MACHINING........................................ 4

2.2 Mekasnisme removal material pada USM danPemodelan................. 7

2.3 Parameter dari Ultrasonic Machining................................................ 9

2.4 Keuntungandari Ultrasonic Machining.............................................. 10

2.5 Kekurangandari Ultrasonic Machining.............................................. 11

2.6 Aplikasidari Ultrasonic Machining.................................................... 11

2.7 Analisadancontohperhitungan............................................................ 11

BAB III KESIMPULAN

3.1 Kesimpulan......................................................................................... 13

LAMPIRAN

Lampiran.................................................................................................. 14

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LatarBelakang

Perkembanganteknologi industrimoderen telah melahirkan penciptaan

berbagai macam material baru.Memungkinkan materialtersebutmemiliki kekuatan

tinggi,antara lain stainless dan baja tahan panas,baja paduan, titanium, keramik,

komposit, dan material non logam lainnya. Bahan-bahan ini mungkin tidak cocok

untuk metode permesinankonvesional, karena chipping atau patah dari lapisan

permukaan, sehingga menghasilkan kualitas produk yang buruk.

BerbagaibentukNon Conventional Machinery

telahditemukandandikembangkan.Klasifikasi proses pengerjaan non

konvensionaldapatdilakukanmenurutbeberapaaspek, diantaranya : energi yang

dibutuhkan, mekanisme proses pengerjaan, transformasienergiuntuk proses

pengerjaan, dan media untuktransformasienergi.

Berdasarkanaspekklasifikasitersebutterdapatbeberapaistilah yang

mempergunakansingkatan, antara lain : AJM (Abrasive Jet Machining),

USM (Ultrasonic Machining), CHM (Chemical Machining), ECM (Electro

Chemical Machining), ECG (Electro Chemical Grinding ), EDM (Electro

Discharge Machining),LBM ( Laser Beam Machining), IBM (Ion Beam

Machining), dan PAM (Plasma arc Machining).

Banyak dari masalah ini dan yang sejenis dapat berhasil diselesaikan dengan

menggunakan teknologi ultrasonik. USM (ULTRASONIC MACHINING)

menggunakan mekanisme drive baru untuk mengubah ultrasonik atau getaran dari

tumbukanpartikelabrasif yang digetarkandgnfrekwensitinggi.

2

Penggunaan ultrasonik untuk proses pemesinan dari bahan keras dan rapuh

dikenal sejak 1950-an. Proses kerja mesin ultrasonik dilakukan dengan

menundukkan alat untuk kombinasi dari dua gerakan. Sebuah gerakan mengemudi

diperlukan untuk membentuk w / p. Frekuensi getaran (ultrasonik) tinggi tertentu,

frekuensi arah dan intensitas kemudian ditumpangkan.

Pembangunan mesin dan unsur-unsurnya sangat bergantung pada proses yang

dilakukan oleh alat ini. Oleh karena itu parameter yang optimal yang diperlukan

untuk satu set tertentu dari operasi yang diperlukan untuk dipelajari dalam rangka

untuk menghasilkan kualitas yang dibutuhkan mesin dalam waktu yang

dibolehkan dan sumberdayanya.

1.2 MaksuddanTujuan

1. Mengetahuipengertiandarimesin Ultrasonic machining.

2. Mengetahui proses permesinan Ultrasonic Machining.

3. MengetahuiProduk-produkdari Ultrasonic Machining

3

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian ULTRASONIC MACHINING

Mesin ultrasonik merupakanjenis proses permesinan non-konvensionaldimana

proses pengerjaan material dilakukanolehpartikel-partikel abrasive yang

digetarkanolehpahatdenganfrekuensi ultrasonik (19 ~ 25 kHz) . Partikel-

partikeliniakanmenumbuk material bendakerja, sehinggaakanmengikis

materialsdikit demi sedikit.

Gambar. 2.1 secara singkat menggambarkan proses USM

Dalam mesin ultrasonik, pahatbergetar pada frekuensi ultrasonik (19 ~ 25

kHz)denganamplitudosekitar15-50Pmselama proses pengerjaan.

Pahatakanditekan ke bawah dengan kekuatan tekansebesarFsecarakonstan.Antara

pahat dan benda kerjakemudiandiseprotkan partikel abrasif keras, umumnya

partikel yang disemprotlandalam bentuk bubur berbasis air. Partikel abrasif

bertindak sebagai indenters dan indent antarapahatdanbendakerja. USM

4

digunakan untuk bahan yang memiliki konduktor listrik yang buruk. Dengan

demikian USM tidak dapat diproseselektrokimia dan electro discharge machining

(ECM dan ED)}.

Struktur mekanik dasar UltrasonicMachining sangat mirip dengan sebuah

mesin bor. Namun, memiliki fitur tambahan untuk melaksanakan USM bahan

pekerjaan rapuh. Benda kerja yang terpasang pada wakil, yang dapat terletak di

posisi yang diinginkan di bawah alat menggunakan tabel sumbu 2. Tabel tersebut

selanjutnya dapat diturunkan atau dinaikkan untuk mengakomodasi pekerjaan

ketebalan yang berbeda.

• Feed motion untuk memberikan kekuatan pakan ke bawah pada alat ini

selama mesin

• Transduser, yang menghasilkan getaran ultrasonik

• Horn atau konsentrator, yang mekanis menguatkan getaran dengan amplitudo

yang diperlukan dari 15 - 50 pM dan menampung alatdi ujungnya

5

Gambar 2.3 skemamesin Ultrasonic Machining

Getaran-getaran ultrasonik dihasilkan oleh transduserdariamplifier.

Transduser untuk USM dibedakanmenjadi 3 berdasarkanprinsipkerjanya :

piezoelectricefek

magnetostrictive efek

Electrostrictive efek

Transduser magnetostrictive yang paling populer dan kuat di antara semua.

Tanduk atau konsentrator adalah gelombang-panduan, yang menguatkan dan

konsentrat getaran untuk alat dari transduser.

6

Gambar. 2.3 transduser Magnetostriktif

Horn atau konsentrator dapat menjadi bentuk yang berbeda seperti;

Gambar. 2.4 menunjukkan tanduk berbeda yang digunakan dalam USM

2.2MekanismeRemoval material padaUSMdanpemodelan

Seperti telah disebutkan sebelumnya, USM umumnya digunakan untuk

material yang getas. Removal material terutama terjadi karena lekukan dari grit

abrasif keras pada material getas. Partikel yang

bergetarakanmenyebabkantabrakandengan material

danmenyebabkankontakhertzian.Tekanan kontak Hertzianakan

mengembangmenjadi lekukan.Antara celah-celah lekukanterebutakanterjadi

peningkatan stres dan akhirnya menyebabkan material terkikis. di bawah setiap

situs interaksi individu antara grit abrasif dan benda kerja. Bahan pahat harus

7

sedemikian rupa sehingga lekukan oleh partikel abrasif tidak menyebabkan

kegagalan getas. Dengan demikianpahatbiasanyaterbuat dari bahan yang keras,

kuat dan ulet seperti baja, stainless steel dan paduan logam ulet.

Saatinisemua partikelabrasive dianggap mempunyai bentuk dan ukuran

yang sama.. Sebuah partikel abrasif dianggap bola tetapi dengan tonjolan bola

lokal seperti ditunjukkan padagambardibawahini..Lebih lanjut diasumsikan bahwa

tonjolan bola lokal memiliki diameter db,

seragamdanyangberhubungandengangrit diameter dengan db = μdg2. Jadi

partikelabrasif ditandai dengan μ dan dg.

Gambar. 2.5 Partikel-partikel abrasif ditandai oleh diameter pasir rata-rata dg

Selama indentasi oleh abrasive grit ke benda kerja, partikel abrasive

akanmenabrakpermukaanbendakerjadan ditandai dengan db. Sedangkan

kedalaman identasi pada benda kerja ditandai dengan δw. Sebagai hasil indentasi,

zona kontak antara partikel abrasive dan benda kerja akan terbentuk sebesar 2 x

diameternya.Akibat dari indentasi sebagian benda kerja akan terkikis pada

permukaanynya sebesar setengah diameter partikel abrasive.

8

Gambar. 2.3 menunjukkan interaksi antara pasir kasar dan benda kerja dan alat.

JenisAbrasive slurry :

Boron

termahal, cocokuntuk tungsten carbide, tool steel

silicon

palingbanyakdigunakan

alumina

cepataus, cocokuuntuk glass, germanium, ceramic

diamond

cocokuntuk diamond, ruby

Ukuranabarasive: (200 2000) grit

Liquid media berfungsisebagai:

- media transfer energiantara tool – bendakerja

- sebagaipendingin

- media pembawa abrasive danhasilperautan

- density yang sama abrasive

- sifatpembasahan yang baikuntukbendakerja, tool,dan abrasive

- konduktivitasdanspesifikpanas yangbaik

- viskositasrendah, sebagaimembawa abrasive denganbaik

9

- tidakkorosif

-

2.3 Parameters dari Machining Ultrasonic

KinerjadariUtrasonic machining dipengaruhiolehbeberapa parameter

sepertiberikut

Amplitudoosilasi alat (a 0)

Frekuensi osilasi alat (f)

Alat bahan

Jenis abrasif

Butir ukuran atau ukuran grit abrasive - d0

Pakan kekuatan – F

Contact bidang alat – A

Volume konsentrasi abrasif dalam bubur air – C

Rasio kekerasan benda kerja terhadap kekerasan alat; λ = σw / σt

10

GambarEffect Machining Parameter MRR

2.4 Keuntungan Ultrasonic Machining:

1. USMdapatdiguakanuntuk material kerasseperti:

Kaca

Rekayasakeramik

CVD SiC ( chemical vapor deposition silicon carbide

PCD ( diamond polycrystalline )

2. dapatdigunakanuntukmemprosesberbagaibentukfitur.

3. Tidak seperti convensional metode pemesinan , mesin ultrasonik

menghasilkan sedikit bahkantidak ada zona panas yang terkena.

11

4. Proses pemesinan merupakan nonthermal, nonchemical, dan nonelectrical,

sehinggatidak mengubah prope rties metalurgi, kimia atau fisik dari benda

kerja.

5. Para mesin bagian dengan fitur mesin yang sudah ada sebelumnya atau

metalisasi mungkin tanpa mempengaruhi integritas fitur yang sudah ada

sebelumnya atau permukaan benda kerja.

6. Mamapumenghasilkan surface finish

0,2mikrometerdankekasaranpermukaan 0,8 mikrometer.

7. Dapat menghasilkanpeningkatan produktivitastiga sampailima kali

lipatdibandingkan dengan metodekonvensional

danmesinmesinkompleksgeometri.

2.5 Kekurangan Ultrasonic Machining

1. Mesin Ultrasonic memiliki MRR relatif rendahbiasanya kurang dari 50

mm3/min.

2. Partikel abrasive dapat kembali ke permukaansehinggamembatasi akurasi,

terutama untuk lubang kecil.

3. Luas mesin dan kedalaman potong yang cukup terbatas

2.6Aplikasi Ultrasonic Machining

1. Digunakanuntukpaduanmesinlogamkeras dang etas, semi konduktor,

kaca ,keramikdankarbidadll.

2. Digunakanuntukputaranmesin, persegi,

lubangberbentuktidakteraturdanpermukaantayangan.

2.7AnalisadanContohperhitungan

1. Glass is being machined at a MRR of 6 mm3/min by Al2O3 abrasive grits

having a grit diameter of 150 mikron. If 100 mikron grits were used, what

would be the MRR..?

2. Untuk masalah di atas, dari awalpengaturanfrekuensidinaikkan dari20kHz

sampai25kHz.TentukanMRRbaru.

12

3. Untukmasalah pertama, kekuatan pakanmeningkat sebesar 50% seiring

denganpenurunankonsentrasisebesar 70%. Apa yang akan menjadiefek

padaMRR.

Solusi ;

1. MRR α C1 /4 F3/4ao

3/4 A1 /4d gf

σ w3/4(1+λ)3 /4 μ3 /4

Maka MRR = kdgtetapisemua variable lain tidakberubah.

MRR1

MRR2

=dg1

dg2

=¿MRR2=MRR1

dg1

dg2

MRR2 = 60 x100150

=4mm3/min

2. MRR α C1 /4 F3/4ao

3/4 A1 /4d gf

σ w3/4(1+λ)3 /4 μ3 /4

MRR = kfsemua variable lain tetapsama

MRRNEW = f newf old

.MRROLD=2520x 6=7.5mm3/min

3. MRR α C1 /4 F3/4ao

3/4 A1 /4d gf

σ w3/4(1+λ)3 /4 μ3 /4

MRR = kc1/4F3/4semua variable tetapkonstan

MRRNEW=¿

¿(0.3)1 /4 x (1.5)3 /4 x 6=6.02mm3/min

13

BAB III

KESIMPULAN

3.1 Kesimpulan.

1. Mesin Ultrasonic memiliki MRR relatif rendahbiasanya kurang dari 50

mm3/min.

2. USMdapatdiguakanuntuk material kerasseperti:

Kaca

Rekayasakeramik

CVD SiC ( chemical vapor deposition silicon carbide

PCD ( diamond polycrystalline )

3. Mesin Ultrasonic Machining memilikikeragamangemetripotong.

4. Memilikikeakuratandimensi yang baikyaitu ± 0.025mm

14

LAMPIRAN

Ultrasonic Machining Machine

15

ContohProduk Ultrasonic machining

16