modul praktikum pembentukan logam (aa)

TEKNIK PEMBENTUKAN LOGAM

MODUL PRAKTIKUM

Oleh :

ABRIANTO AKUAN, ST., MT.

LABORATORIUM TEKNIK PRODUKSIJURUSAN TEKNIK METALURGI

FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS JENDERAL ACHMAD YANI

BANDUNG2009

@@ Teknik Metalurgi – UNJANI 1

PETUNJUK PRAKTIKUM

I. MAKSUD DAN TUJUAN

Praktikum teknik pembentukan logam merupakan penerapan

teori-teori yang pernah diberikan dalam perkuliahan. Tujuan utama

dari praktikum ini adalah sebagai berikut:

Mengetahui beberapa proses atau teknik pembentukan logam

dalam pembuatan produk logam.

Mengetahui besaran-besaran atau parameter proses yang

terlibat dan berpengaruh terhadap kualitas produk yang

dihasilkan.

Merencanakan dan membuat barang jadi melalui teknik

pembentukan logam.

Mengetahui cacat-cacat yang terjadi dalam proses pembentukan

logam.

Mengetahui cara-cara pengujian sifat mampu bentuk

(formability) dalam proses pembentukan logam.

Dengan melakukan praktikum ini, diharapkan peserta (praktikan)

memiliki pengalaman praktek dalam proses produksi/manufaktur

melalui proses pembentukan logam.

II. PERATURAN PRAKTIKUM

2.1 Tata Tertib

Tidak dibenarkan memakai sandal, sepatu sandal dan

sejenisnya.

Tas dan barang-barang yang digunakan selama praktikum harus

disimpan ditempat yang telah disediakan.

Dilarang melakukan praktikum tanpa seijin instruktur yang

bersangkutan.


Selama berada dilaboratorium dilarang merokok, makan dan

minum.

Praktikum harus menjaga keamanan dan ketenangan selama

berada dilaboratorium.

Diwajibkan memakai jas laboratorium dalam setiap melakukan

praktek.

2.2 Kehadiran

Praktikan yang tidak mengikuti satu kali praktikum dianggap

gagal dan harus mengulang seluruh mata kuliah praktikum pada

kesempatan berikutnya.

Waktu pelaksanaan praktikum diatur oleh jadwal yang

ditentukan kemudian. Praktikan diharuskan menyerahkan

formulir kehadiran kepada instruktur pada setiap melakukan

praktek.

2.3 Pemakaian Alat

Periksa kelengkapan alat sebelum melakukan praktek.

Setiap pemakaian alat harus seijin instruktur.

Kehilangan atau kerusakan alat adalah tanggung jawab satu

kelompok peserta praktikum.

Setiap akhir praktikum, ruangan dan alat-alat yang digunakan

harus dibersihkan.

Sebelum meninggalkan laboratorium, praktikan harus lapor

pada instruktur untuk memeriksa alat-alat yang telah

digunakan.

2.4 Tugas dan Laporan

Laporan praktikum diisi pada logbook yang telah disediakan.

Sebelum dan sesudah praktikum akan diadakan responsi dan

ujian akhir praktikum. Adapun waktu dan tempat ditentukan

kemudian.


Setiap praktikum harus mengumpulkan dan mengisi logbook

praktikum secara perorangan setelah seluruh praktikum

diselesaikan.

Logbook praktikum diisi dengan tulisan tangan.

2.5 Penilaian

Sistematika penilaian mengikuti aturan sebagai berikut:

1. Nilai Ujian = 15 %

2. Nilai Kehadiran = 25 %

4. Nilai Laporan = 20 %

5. Nilai Presentasi = 40 %

III. KESELAMATAN KERJA

3.1 Ringkasan Umum

Keselamatan kerja merupakan target pertama dalam setiap

proses produksi terutama proses penempaan logam, karena dalam

proses ini kita akan berhadapan dengan bahaya-bahaya yang mungkin

terjadi diantaranya:

Terkena percikan scale dari benda kerja.

Terkena jilatan api atau panas dari pembakaran tungku

pemanas.

Risiko terjadinya kebakaran.

Bahaya potensial ini diharapkan tidak akan menjadi bahaya riil apabila

semua peraturan keselamatan telah diikuti dengan seksama dan

selalu bekerja menurut prosedur serta tata cara yang aman dan

benar. Dengan demikian kita akan terhindar dari bahaya dan tempat

kita bekerja menjadi tempat yang aman.


3.2 Ketentuan dan Prosedur Keselamatan

Siapkanlah bahwa keadaan lingkungan kerja dan peralatannya

siap untuk dipakai, dan periksa kembali peralatan sebelum

bekerja.

Pakailah pakaian kerja dengan alat pelindung diri (APD) lainnya

yang diperlukan.

Bekerjalah sesuai petunjuk yang ada.

Tanyakanlah pada instruktur/asistant anda, bila kurang jelas

dalam bekerja.

Berhati-hatilah dalam penggunaan alat-alat perlengkapan serta

posisi dalam bekerja.

Usahakan nyala api dalam kondisi yang baik.

Jauhkan bahan-bahan yang mudah terbakar dari api.

Usahakan benda kerja yang akan ditempa, dalam keadaan

bersih bebas dari air oli dan bahan lainnya yang dapat

menyebabkan percikan atau ledakan.

Bersihkan lantai pasir tempat proses penempaan dari air,

kotoran dan sebagainya.

Jaga jarak aman anda dengan tungku pemanas dan peralatan

lain pada saat penempaan benda kerja.

Gunakan selalu alat pelindung diri (APD): sarung tangan kulit,

apron, helm, kacamata, sepatu kerja, masker tang jepit, ear

plug dan lain sebagainya.

Tidak diperbolehkan memegang peralatan dan produk tempa

tanpa alat pelindung diri (APD) selama proses penempaan

sedang berjalan.


MODUL 1

PENEMPAAN LOGAM

Menempa adalah suatu pekerjaan membentuk, memendekkan

atau memanjangkan dan melengkungkan benda kerja logam dalam

keadaan panas dengan jalan pemukulan atau dengan cara penekanan

lain. Tujuan dari pemanasan ialah agar benda itu menjadi lunak,

sehingga mudah dibentuk atau dikerjakan. Pada umumnya bahan-

bahan yang dapat ditempa adalah paduan ferro (besi baja) serta

logam-logam non ferro.

Bahan bakar diperlukan untuk memanaskan benda kerja dalam

Dapur Tempa. Pemakaiannya tergantung dari jenis Dapur Tempa yang

digunakan. Faktor-faktor dalam memilih bahan bakar adalah:

- Nilai pembakarnya tinggi (lihat tabel).

- Debu dari sisa pembakaran yang terjadi sedikit sekali.

- Bahan bakar harus ekonomis dan mudah didapat.

- Efisiensi dalam melakukan pengerjaan.

Bahan bakar padat yang biasa digunakan adalah arang kayu, batu

bara dan kokas. Sedangkan bahan bakar gas yang sering digunakan

adalah gas elpiji atau gas minyak bumi yang dicairkan.

Tabel nilai kalori bahan bakar.

Bahan Bakar Nilai Kalori/gram

Arang Kayu Rata-rata: 7.200

Batu bara 5.650-8.200

Gas elpiji 10.400-10.800

Yang paling utama untuk menimbulkan panas dalam bahan bakar

adalah hidrogen, nilai kalori pembakarannya bisa mencapai 34.000

kalori/gram. Sedangkan Karbon bisa mencapai 5.100 kalori/gram.

Makin banyak kadar Hidrogennya makin besar pula kesempatan untuk

membakar secara cepat.


Tabel Komposisi unsur bahan bakar.

Bahan BakarKarbon(C), %

Hidrogen(H), %

Oksigen(O2), %

Arang Kayu 56 12 2

Batu Bara 54 6 10

Elpiji 54 14 2

Selain bahan bakar, udara merupakan unsur yang penting

dalam proses pembakaran, karena gabungan dari unsur tersebut

merupakan faktor terpenting untuk kelangsungan dari hidupnya nyala

api. Kekurangan ataupun kelebihan udara dapat mengakibatkan

pembakaran tidak sempurna, sehingga nilai kalori dari

pembakarannya juga dapat berkurang. Oleh karena itu

penghembusan udara secara mekanis akan lebih baik karena dapat

memperoleh/menghasilkan udara yang konstan dan bisa diatur sesuai

yang dibutuhkan. Sedangkan yang secara manual, udara yang

dihembuskan kurang dapat menjamin untuk sesuai yang dibutuhkan.

Kalau kita perhatikan pada Tabel komposisi bahan bakar, maka

penghembusan udara secara manual ini kurang cocok/sesuai. Bila

yang digunakan batubara sebagai bahan bakar, karena kadar hidrogen

yang terkandung relatif sedikit, maka otomatis kecepatan

pembakarannya akan berkurang dan api dapat mudah mati/padam.

1.1 Prosedur Percobaan

1. Siapkan bahan baku yang akan digunakan, dengan ukuran

tertentu.

2. Timbang benda kerja sebelum dan setelah proses pemanasan

sehingga akan didapatkan data prosentase kehilangan beratnya.

3. Tentukan temperatur pengerjaannya sesuai dengan jenis benda

kerja dan prosesnya.


4. Bahan baku dimasukkan kedalam dapur pemanas.

5. Panaskan bahan hingga mencapai temperatur prosesnya.

6. Lakukan penempaan secara bertahap sampai bentuk yang

diinginkan tercapai (lihat subbab rencana kerja).

7. Catat lamanya pemanasan dan besarnya deformasi pada setiap

tahapan proses tempanya.

8. Setelah bentuk tercapai, benda kerja dicelup ke air/oli dan

panaskan kembali (temper) diikuti pendinginan di udara

terbuka.


1.2 Langkah Pemanasan Benda Kerja

Setelah segala persyaratan keselamatan kerja terpenuhi, serta

semua peralatan-peralatan yang akan dipergunakan telah siap untuk

dipakai, maka pekerjaan menempa sudah dapat dimulai. Dibawah ini

adalah langkah-langkah dalam menyalakan api tungku:

Bila batubara/kokas atau arang kayu yang tersedia dalam

bentuk yang relatif besar, Sebaiknya dipecah menjadi bentuk

yang lebih kecil kurang lebih 1 inch3.

Letakkan majun yang sudah dibatasi minyak tanah ditengah

tungku.

Letakkan arang kayu secukupnya diatas majun tersebut.

Hidupkan blower utama untuk penghisapan asap/debu dan

kemudian api mulai dinyalakan, dengan membakar majun

tersebut.

Hidupkan blower untuk penghembusan udara pada proses

pembakaran kedalam tungku. Buka blower handle serta atur

kebutuhan udara yang diperlukan.

Bila arang kayu telah membara, kita mulai meletakkan kokas

(batubara) diatasnya sambil memperhatikan ”Udara” dengan

mengatur blower handle, karena batubara akan mati atau

padam bila udara terlalu besar ataupun kecil.

Setelah kokas/batubara membara maka kita sudah dapat

memanaskan Benda Kerja pada tungku tersebut.

Hati-hatilah dalam pengambilan dan peletakkan benda kerja

pada tungku Usahakan NYALA API yang KONSTAN !!!.


Posisi benda kerja

1.3 Temperatur Pemanasan Ideal Benda Kerja

Suhu benda kerja dapat dikira-kira/dibandingkan dengan Tabel

dibawah ini.

Tabel warna nyala benda kerja.

Temperatur (oC) Warna Nyala Benda Kerja

1300 Putih

1200 Kuning keputih-putihan

1100 Kuning kemerah-merahan

1000 Merah terang

900 Merah Jambu

800 Merah

600 Merah gelap

500 Coklat

Pada dasarnya proses pemanasan benda-benda kerja (baja)

dapat mengakibatkan perubahan struktur didalam baja itu sendiri.

Maka harus betul-betul diperhatikan atau temperatur idealnya. Suhu

terlalu tinggi dapat mengakibatkan benda kerja mengelupas dan


retak-retak, sehingga permukaannya akan menjadi kasar. Sebaliknya

bila suhunya terlalu rendah, benda kerja akan sulit

dikerjakan/ditempa, karena benda kerja tersebut masih dalam

keadaan keras.

1.4 Rencana Kerja

a. Pengerjaan membentuk silinder dari benda kerja berbentuk segi

empat (balok) dengan menggunakan palu pembulat. Diperlukan

tenaga yang cukup besar untuk pemukulannya.

b. Pengerjaannya dilakukan tanpa palu pembulat.

Benda kerja berbentuk blok dirubah menjadi bentuk octagonal

Dari octagonal, garis-garis sikunya secara halus untuk dibentuk

menjadi silinder.

c. Langkah-langkah membentuk segi empat dari benda kerja

berbentuk silinder.


d. Pemotongan, untuk memotong logam-logam yang panas pada

benda kerja tempa, biasanya dikerjakan dengan Hardie & Hot set

sedangkan untuk logam-logam yang dingin biasanya menggunakan

”Cold set”.

1. Hardie

- Lekukkan sekeliling tepinya diatas sisi hardie.

- Selanjutnya dipatahkan diatas sisi anvil.

2. Cold set

- Sudut ketajamannya ± 60o


3. Hot set

- Sudut ketajamannya ± 30o

e. Meregangkan

Biasanya untuk meregangkan bentuk balok. Dikerjakan dengan

menggunakan palu peregang, seperti terlihat dalam gambar.

Perlu diperhatikan yaitu selain tenaga peregangan, penjepitan

juga harus kuat. Dan posisi palu peregang atas dan bawah

harus sejajar berimpit guna mencegah terjadinya loncatan

benda kerja yang diakibatkan oleh gaya kopel.

√

X

X


Untuk menghaluskan permukaannya, dapat dikerjakan dengan

menggunakan palu perata.

f. Perataan

Posisi palu perata waktu digunakan untuk menghaluskan

permukaan yang kasar.

Untuk menghaluskan permukaan batang silinder, bisa juga

digunakan palu pembulat yang diameternya sesuai dengan

diameter batang silindernya.


g. Langkah kerja membuat penitik

Bentuklah ujungnya menjadi segi empat runcing yang pendek.

Perhatikan sudut antara benda kerja dan permukaan anvil.

Bentuk segi empat yang runcing dibuat lebih panjang lagi

(sesuai dengan yang diperlukan).

Untuk membentuk suatu bentuk runcing, cukup dipukul secara

lemah.

Dibentuk menjadi Octagonal.


Dari Octagonal dibentuk menjadi bentuk bulat.

Pecah akibat pemukulan yang salah.

h. Membentuk sebuah lingkaran

Ukur panjang benda kerja sepanjang ∏ D yang diminta dari

salah satu ujungnya dan ditandai dengan penitik.

Bengkokkan menjadi sisi persegi panjang.

Lengkungkan sisi ujung atas dari ukuran 1D pada ujung Anvil.


Lengkungkan secara terus menerus.

Lengkungkan sisi ujungnya hingga membentuk sebuah

lingkaran.

Penyambungan sisi ujungnya hingga membentuk sebuah

lingkaran.

Terbentuklah sebuah lingkaran.


i. Menggulung dan melilit

Setelah benda kerja dipanaskan lalu dipanjangkan diatas tanduk

Anvil.

Lakukan perataan dan ujungnya dilancipkan pada permukaan

Anvil.

Mulailah proses penggulungan dengan melekukkan ujungnya

pada sudut permukaan Anvil.


Selanjtnya penggulungan dapat dilakukan diatas permukaan

Anvil.

Untuk lebih lengkap lagi, penggulungan dapat dikerjakan

dengan cara seperti ini:

Menggunakan Horn

Menggunakan Scroll Tacil


j. Twisting

Bagian yang akan dikerjakan harus dipanaskan secara merata.

Memulai pengerjaan dengan tekanan memutar seketika.


MODUL 2

PENARIKKAN KAWAT

Penarikkan kawat (wire drawing) adalah salah satu proses

pembentukkan logam untuk memperkecil diameter dengan cara

penarikkan kawat melalui lubang cetakan (dies).

Energi deformasi =Vol . ∫σ . δε

F1l1 = A1 . l1 ∫σ . δε

Gaya penarikan, F =A1 ∫σ . δε

Tegangan Penarikan , σi = F/Ai =∫σ . δε

Jika gesekan diperhitungkan dan dengan anggapan kondisinya adalah

plane strain, maka besarnya gaya penarikan adalah:

B

m

kk

D

D

B

BAF

2

0 11

mk

10 ∫σ . δε

B = cot

μ = koefisien gesek

= semi cone angle


2.1 Prosedur Percobaan:

A. Persiapan Mesin

1. Bersihkan semua peralatan yang ada dan di daerah sekitar

mesin penarikkan kawat mesin.

2. Periksa oli di semua gear box dan bagian-bagian yang

memerlukan oli atau stempet (grease).

3. Pasang dies pada dudukan dies sesuai urutan rencana ukuran

dies.

4. Posisi pemasangan dies adalah bagian sudut yang lebih besar

berada di sebelah datangnya kawat (pay off), seperti gambar

berikut ini:

5. Masukkkan power listrik di panel dan jalankan mesin dalam

keadaan kosong, serta hidupkan lubricant selama 5-10 menit.

6. Periksa konsentrasi dan temperatur lubricant.

B. Persiapan Bahan

1. Siapkan kawat (baja/tembaga/alumunium) dengan panjang

2000 mm untuk percobaan penarikan kawat.


2. Ujung kawat sepanjang kira-kira 20-25cm dilakukan penyerutan

sampai diameter tertentu.

C. Proses Penarikkan Kawat

1. Siapkan mesin penarikan kawat.

2. Pasang cetakan untuk reduksi yang pertama.

3. Perkecil diameter salah satu ujung kawat (gunakan mesin

serut/roll), sehingga kawat dapat dilewatkan pada cetakan.

4. Ujung kawat yang telah diserut dimasukkan kedalam dies

sampai ujung kawat tersebut muncul dari dies minimal 20 cm.

5. Pasang bagian pengait rantai penarik di capstan ke kawat yang

akan ditarik.

6. Hidupkan mesin, dan lakukan penarikkan pelan-pelan sampai

rantai penarik menjepit kawat dan hidupkan lubricant.

7. Lakukan penarikan hingga 1500 mm, ukur besarnya gaya

penarikan dengan membaca dial indicator pada strain gauge

kemudian dikonversikan dengan menggunakan kurva kalibrasi.

8. Buka rantai penarik dan buka lilitan kawat pada capstan.

10.Ulangi tahap 1 sampai 9 tersebut diatas untuk mencoba reduksi

pada cetakan yang lainnya.

2.2 Standar Kerja Mesin Penarikkan Kawat

1. Mesin penarikkan kawat, mesin serut dan sekitarnya harus

bersih.

2. Oli di gear box dan grease pada mesin serut harus selalu

diperiksa.

3. Semua coil kawat harus diletakkan ditempat yang telah

ditentukan.

4. Bersihkan dies setiap akan mulai penarikan dari geram dan

pengotor lainnya. Perhatikan pemasangan dies jangan sampai

terbalik (sudut yang besar menghadap pay off).


5. Periksa motor penggerak setiap pertama mau menjalankan

mesin tarik, terutama shielspring dan karbon brass.

6. Tombol manual (jog) tidak boleh dimatikan sebelum capstan

berjalan satu putaran, terutama waktu mulai proses.

7. Bila ada perubahan bunyi di mesin, mesin secepatnya

dimatikan, dan mesin diperiksa.

8. Waktu proses penarikan berjalan lubricant harus dihidupkan dan

dipastikan mengenai semua permukaan capstan dan lilitan

batang kawat.

9. Konsentrasi lubricant 8-12% dengan temperatur kerja 35-45oC.

10.Jika ada kawat yang kusut, matikan mesin dan perbaiki serta

rapikan, baru kemudian mesin dapat dijalankan lagi, jangan

sampai dipaksakan mesin jalan terus.

11.Batang kawat yang keluar dari mesin penarikkan kawat harus

bersih dari sisa lubricant.

12.Perhatikan hasil penarikan, baik diameter, bentuk dan kondisi

permukaan batang kawat.

13.Setelah selesai penarikan coil kawat diikat sebanyak beberapa

lilitan, dan beri tanda spesimen.

14.Hati-hati jaga keselamatan kerja terutama waktu memasang

rantai penarik di awal proses dan waktu melepaskan lilitan di

capstan pada akhir proses.


MODUL 3

PEMBENGKOKKAN PELAT

Pada proses pembengkokkan pelat atau lembaran Logam, yang

menjadi ukuran keberhasilannya adalah radius bengkokan minimum

yang belum menimbulkan retakan pada daerah deformasi. Ukuran ini

sangat tergantung pada tebal dan keuletan lembaran tersebut.

Masalah lain yang perlu diperhatikan dalam proses bending yaitu

spring back. Deformasi yang terjadi pada benda kerja selama ditekan

pada dies terdiri atas deformasi elastis dan plastis. Bila benda kerja

tersebut dikeluarkan dari dies, maka deformasi yang terjadi hanyalah

deformasi plastisnya. Dengan demikian bentuk benda kerja tidaklah

persis sama dengan bentuk dies. Sehingga bentuk dies dan metoda

deformasinya perlu dikoreksi.

Fenomena spring back secara skematis ditunjukkan pada

Gambar dibawah ini yang besarnya spring back atau pemulihan

deformasi elastis tergantung pada:

Kekuatan luluh dan tegangan alir

Modulus elastisitas

Deformasi total dan tebal pelat


Mekanisme spring back pada proses bending

Pengaruh kekuatan material yang berbeda terhadap besarnya

spring back yaitu material yang lebih kuat akan memberikan spring

back yang lebih besar. Sedangkan pengaruh modulus elastisitas,


material yang kurang kaku (modulus elastisitasnya lebih kecil) maka

spring back yang terjadi akan lebih besar, serta pengaruh besarnya

deformasi total dan tebal pelat terhadap spring back yang terjadi,

pelat yang lebih tebal atau proses deformasi yang besar, akan

mengalami deformasi total yang lebih besar dan akan memberikan

spring back yang lebih besar pula.

Prosedur Percobaan:

1. Siapkan spesimen pelat dengan ketebalan tertentu untuk proses

bending, catat geometri dan spesifikasi materialnya.

2. Lakukan proses bending dengan sudut: 45 dan 90.

3. Catat fenomena yang terjadi pada saat benda kerja dikeluarkan

dari cetakan, dan lakukan pengukuran sudut bending-nya.

4. Lakukan tahap 1 sampai 3 tersebut diatas untuk jenis atau

ketebalan pelat yang lainnya.


MODUL 4

PENGUJIAN DEEP DRAWABILITY

Proses deep drawing adalah proses pembentukan lembaran

logam dari bentuk 2 dimensi menjadi bentuk 3 dimensi melalui

penekanan lembaran pada suatu cetakan.

Geometri proses deep drawing, secara skematis dilukiskan pada

Gambar dibawah ini, proses deep drawing yang murni terjadi bila

ujung punch berbentuk datar sehingga bagian lembaran dibawah

ujung punch tidak mengalami deformasi, sedangkan bagian dinding

mengalami penarikkan. Dilain pihak bila ujung punch membentuk

bagian dari bola, maka proses keseluruhannya adalah gabungan

antara deep drawing dan stretching (Gambar dibawah).

Geometri proses deep drawing.

Tinjauan tahapan deformasi berikut ini didasarkan pada proses

deep drawing murni (Gambar dibawah ini).


Tahapan deformasi pada proses deep drawing.

Bagian flens (flange) akan mengalami pengecilan diameter. Hal

ini dimungkinkan oleh tegangan tarik dalam arah radial (Gambar

dibawah ini). Selain itu muncul pula dengan sendirinya tegangan

tekan dalam arah tangensial. Tegangan tangensial tekan inilah yang

dapat menimbulkan buckling pada flens. Bila ini terjadi maka

terbentuklah keriput pada flens, dan proses deep drawing akan gagal.

Oleh karena itu maka keriput harus dihindari dengan jalan

memberikan tegangan tekan pada permukaan flens. Gaya tekan ini


diberikan oleh pemegang bakalan (blank holder). Pada saat proses

deep drawing berlangsung, dinding tabung mengalami penarikkan.

Drawability dari suatu lembaran logam dinyatakan dengan

perbandingan diameter bakalan, do maksimum yang masih bisa

diproses menjadi tabung berdiameter, di. Batas proses deep drawing

tersebut dikenal dengan nama LDR (limiting drawing ratio).

LDR = do/dimaks

Besarnya LDR dibatasi oleh gaya penarikan yang dapat ditahan oleh

dinding tabung. Secara teoritis, batas deep drawing adalah:

LDR = do/dimaks = e = 2,7

Jika pengaruh bending dan unbending serta pengaruh gesekan antara

benda kerja dengan perkakas diperhitungkan, maka persamaan diatas

dikoreksi menjadi:

LDR = e

dimana menyatakan faktor efisiensi deformasi, bila radius dies kecil

ataupun koefisien gesekan cukup besar maka akan mengecil. Harga

yang diambil dari kondisi deep drawing yang wajar adalah 0,7.

Dengan angka tersebut maka LDR akan berkisar sekitar dua.

Persamaan lain untuk menyatakan LDR yang dihubungkan

dengan parameter rasio regangan plastis material, R yang

menunjukkan nilai ketahanan material terhadap penipisan adalah:

LDR = do/di maks = exp o,w/o,f = exp [(R+1)/2]

atau,

LDR = do/di maks = exp [1/(1+)] . [(R+1)/2]

dimana adalah faktor proses, biasanya sekitar 0,2-0,3 yang

tergantung pada geometri proses atau perkakas dan kondisi

gesekannya.


Parameter sifat mampu bentuk lembaran logam adalah strain

hardening coefficient (n) dan plastic strain ratio (R) yaitu sifat-sifat

yang muncul bila logam dikenai deformasi plastis. Cara yang praktis

untuk mengamati sifat logam yang dideformasi plastis adalah dengan

pengujian tarik. Pengujian non simulasi ini hanya bersifat teoritis

karena hanya membandingkan keadaan tegangan dan regangan

material tanpa pendekatan pada kondisi proses yang sesungguhnya.

Harga strain hardening coefficient dapat diukur melalui

pengujian tarik dengan daerah pengukuran yang teliti terletak antara

ys dan uts. Kurva antara ys dan uts dapat didekati dengan

persamaan Y=aXn dengan harga n berkisar antara 0-1. Sehingga

bentuk persamaannya dapat dituliskan sebagai: =K n

persamaan ini disebut tegangan alir (flow stress) yang

memperlihatkan kenaikan kekuatan akibat deformasi plastis. Bila

persamaan tersebut dinyatakan dalam skala log Vs log maka

kemiringannya akan menunjukkan harga n.

log = log K + n log

n = d log / d log

Prosedur untuk mengukur dan menghitung harga n untuk lembaran

baja dapat dilakukan dengan menggunakan standar ASTM E.646-78.

Data elongation (e) dan reduction in area (q) menandakan

bahwa deformasi spesimen yang diuji tarik tidak hanya terjadi pada


arah memanjang, melainkan juga pada arah lebar dan tebal. Hal ini

berarti dari pengujian tarik, dengan sedikit modifikasi dapat dilakukan

pengukuran harga R. Plastic strain ratio, R diukur dan dihitung pada

daerah antara ys dan uts, harga R dapat dinyatakan sebagai berikut:

R = w/t = ln (wi/wo) / ln (ti/to)

Pengukuran regangan dalam arah tebal secara langsung akan

memberikan kesalahan yang besar, dan akan lebih teliti jika regangan

dalam arah tebal dihitung dari perubahan bentuk pada arah panjang

dan lebar dengan prinsip volume konstan, dengan demikian dapat

dituliskan:

t = ln (lo wo/li wi)

sehingga:

R = w/t = ln (wi/wo) / ln (lo wo/li wi)

Untuk menghitung harga rata-rata dari R, maka pengukurannya

dilakukan pada spesimen dengan arah 0o, 45o, dan 90o terhadap arah

pengerolan:

Rm = (R0+2R45+R90) / 4

Harga planar anisotropi dinyatakan dengan persamaan:

R = (R0-2R45+R90) / 2

Prosedur untuk mengukur dan menghitung harga R lembaran baja

dapat dilakukan dengan menggunakan standar ASTM E.517-74.


Salah satu orientasi spesimen untuk menentukan R.

Pengujian mampu bentuk lembaran logam, selain dilakukan

melalui pengujian non simulasi, dapat pula melalui pengujian simulasi

yang dilakukan dengan pendekatan terhadap kondisi proses dimana

hasilnya akan lebih memberikan gambaran mengenai mampu bentuk

material.

Berbagai macam pengujian simulasi sheet metal forming

dimaksudkan untuk mendapatkan koreksi (gambaran) antara

kenyataan proses sheet metal forming dengan pengujian simulasi

tersebut. Proses sheet metal forming yang dapat dipandang sebagai

gabungan proses bending, stretching dan deep drawing. Oleh karena

itu banyak dikembangkan metoda uji yang diharapkan dapat

mengungkapkan secara cepat sifat mampu bentuk dalam proses-

proses sheet metal forming tersebut.


Uji simulasi untuk deep drawing telah dikembangkan oleh Sachs

dalam pengujian wedge drawing test dan yang lebih sering dipakai

adalah Swift cup drawing test yang skemanya terlihat pada Gambar

dibawah ini.

Swift cup drawing test.

Metoda lainnya yang juga popular adalah Olsen, Erichsen dan

Fukui cup drawing test seperti yang ditunjukkan pada Gambar berikut

ini.

Fukui cup drawing test.

Pada simulasi Swift test, menggunakan punch yang ujungnya

datar yang berarti deep drawing murni, dan pada Fukui test dipakai

punch yang ujungnya merupakan bagian dari permukaan bola, yang

berarti gabungan antara deep drawing dan stretching. Yang menjadi

ukuran deep drawability dalam Swift test adalah LDR. Hal ini berarti

bahwa Swift test menggunakan blank dengan berbagai diameter.

Dalam Fukui test dipakai satu ukuran diameter blank, do. Ukuran yang

dipakai untuk menyatakan deep drawability adalah diameter benda uji

minimal sebelum terjadinya retakan. Dengan uji simulasi tersebut

diatas dapat dengan cepat dihasilkan data sifat mampu bentuk, tetapi


seringkali tidak memiliki korelasi yang baik dengan kenyataan press

forming di industri. Hal ini disebabkan oleh perbedaan dalam kondisi

gesekannya atau perbedaan dalam perbandingan tebal pelat atau

lembaran dengan ukuran benda kerja.

Prosedur Percobaan:

1. Siapkan peralatan/cetakan pengujian deep drawability dan

mesin pengujian tarik.

2. Berilah pelumasan pada peralatan/cetakan uji.

3. Buatlah keping lembaran logam (blank) dengan variasi

diameter: 40, 45, 50, 55 dan 60 mm.

4. Lakukan pengujian deep drawability untuk setiap keping yang

telah disiapkan.

5. Amati dan catat hasilnya.

modul praktikum pembentukan logam (aa)

Education