prosesmanufaktur06
DESCRIPTION
aaaaTRANSCRIPT
1
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
TI-2121: Proses Manufaktur
Dasar-dasar Pembentukan Logam
LaboratoriumLaboratorium SistemSistem Produksi Produksi www.www.lspitblspitb.org .org
©©20032003
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 2
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
1. Hasil Pembelajaran• Umum:
Memberikan mahasiswa pengetahuan yang komprehensif tentang dasar-dasar proses pemesinandan mesin perkakas, proses forming dan molding, metrology dan aplikasi terhadap kualitas produk dananalisis system manufaktur.
• Khusus:Memberikan pemahaman terhadap proses pembentukanlogam, serta perilaku logam saat pembentukan
2
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 3
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Istilah• Metal forming = pembentukan logam• Plastic deformation = deformasi plastik• Yield strength = kekuatan yield• Sheet metal = plat logam
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 4
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Pembentukan logam• Mengubah bentuk suatu logam menggunakan
gaya yang melebihi kekuatan yield, sehingga logam tersebut terdeformasi plastik
• Hasil/bentuk deformasi bergantung pada die yang digunakan
• Gaya/tenaga yang digunakan TekanTarikTekuk
3
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 5
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Klasifikasi Pembentukan Logam
• Bulk = area-to-volume ratio yang rendah
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 6
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Operasi Deformasi Bulk
(a) Rolling (b) Forging (c) Extrusion (d) Drawing
4
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 7
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Operasi Plat Logam
(a) bending (b) drawing (c) shearing
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 8
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Rolling (1)
5
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 9
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Rolling (2)• Ketebalan benda kerja berkurang dengan gaya tekan yang
diberikan oleh dua rol secara berlawanan• Mesin rolling
Sering disebut rolling millsUkuran mesin sangat besar (massive)Harga mesin mahal, sehingga cocok untuk proses produksi masal (jumlah banyak dan produk standar)
• Hot rollingProses rolling dilakukan pada temperatur tinggiKeuntungan:
– bebas dari residual stress – Isotropic
Kerugian– Toleransi rendah– Karakteristik permukaan: oxide scale
• Cold rollingMengurangi ketebalan lebih lanjut dari hot rollingMenguatkan logam, meningkatkan toleransi dan bebas oxide scale
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 10
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Rolling Mills
6
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 11
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Proses Rolling (1)• Bahan mentah
Cast steel ingot yang baru mengalami solidifikasi
• Proses pemanasanIngot dimasukkan ke dalam tungku agar temperatur ingot merata Sering disebut proses soakingTungku yang digunakan disebut soaking pitsTemperatur rolling ± 1200°C
• Proses pengerolanPengerolan membentuk salah satu dari tiga bentuk lanjutan: bloom, billets atau slabBentuk lanjutan di atas, dirol kembali hingga membentuk produk akhir
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 12
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Proses Rolling (2)
• Proses pengerolanBloom: memiliki penampang kotak dengan dimensi > 150x150mmBillet: dirol dari bloom dan memiliki penampang kotak dengan panjang sisi > 40mmSlab: dirol dari ingot atau bloom, memiliki penampang empat persegi panjang dengan dimensi lebar > 250mm dan ketebalan > 40mm
7
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 13
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Konfigurasi Rolling Mills
(a)two-high (b)three-high (c) four-high (d) cluster mill (e) tandem rolling mill
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 14
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Jenis Rolling Lainnya (1)• Thread rolling
Cold rollingKecepatan produksi: 8 unit/detikKeuntungan: material terbuang sedikit, ulir lebih kuat, permukaan ulir lebih rata dan tahan terhadap kelelahan (fatique)
8
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 15
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Jenis Rolling Lainnya (2)• Ring rolling
Hot rolling untuk ring berdiameter besarCold rolling untuk ring berdiameter kecilContoh produk: roda kereta api, ring pipa dll.
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 16
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Jenis Rolling Lainnya (3)• Roll piercing
Hot rollingUntuk membentuk pipa berdinding tebalSering disebut: rotary tube piercing atau proses Mannesmann
9
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 17
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Forging• Proses deformasi dengan memberikan tekanan
secara tiba-tiba atau bertahap pada material menggunakan dua dies
• Untuk membuat komponen otomotif, aerospace dll, dengan kekuatan yang tinggi
• Mis: crank shaft, gear, komponen turbin dll.• Gaya tekan
Tiba-tiba: menggunakan mesin forging hammerBertahap: menggunakan mesin forging press
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 18
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Jenis Operasi Forging
(a) open-die forging: die rata, aliran material tidak terkendali(b) impression-die forging: die memilliki bentuk, aliran material terarah + flash(c) flashless forging: die tertutup, aliran material terarah - flash
10
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 19
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Operasi Open-Die Forging
(a) fullering: mengurangi luas penampang dan meratakan logam, bentuk die convex
(b) edging: mirip fullering, bentuk die concave(c) cogging: mengurangi luas penampang hingga ukuran yang
dikendaki
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 20
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Operasi Impression-Die Forging
(1) just prior to initial contact with raw workpiece(2) partial compression(3) final die closure, causing flash to form in gap between die plates
11
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 21
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Operasi Flashless Forging
(1) just before initial contact with workpiece(2)partial compression(3) final punch and die closure
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 22
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Mesin Forging
12
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 23
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Terminologi dalam Forging
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 24
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Proses Forging Lainnya (1)• Upsetting & Heading
(1) wire stock is fed to the stop(2) gripping dies close on the stock and the stop is retracted(3) punch moves forward(4) bottoms to form the head
13
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 25
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Proses Forging Lainnya (2)• Upsetting & Heading (contoh)
(a) Heading a nail using open dies(b) Round head formed by punch(c & d) Heads formed by die(e) Carriage bolt head formed by punch and die
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 26
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Proses Forging Lainnya (3)• Swaging & Radial Forging
14
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 27
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Proses Forging Lainnya (4)• Swaging & Radial Forging (contoh)
(a) Reduction of solid stock(b) Tapering a tube(c) swaging to form a groove on a tube(d) Pointing of a tube(e) Swaging of neck on a gas cylinder
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 28
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Proses Forging Lainnya (5)• Roll forging
15
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 29
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Proses Forging Lainnya (6)• Hubbing
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 30
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Trimming• Untuk menghilangkan flash (shearing process)
16
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 31
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Extrusion• Proses pembentukan dengan mendorong material untuk
mengalir melalui die terbuka• Keuntungan
Produk dengan berbagai bentuk penampang dapat dibuatStruktur granular dan kekuatan material baikToleransi produk baikMaterial scrap sedikit
• Hot extrusionMaterial: aluminum, copper, magnesion, zinc, tinGaya yang diperlukan berkurang, kecepatan ram tinggiPerlu lubrikasi mis: glass
• Cold extrusionMaterial: low carbon steel, stainless steelKekuatan meningkat (strain hardening), toleransi akurat,
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 32
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Jenis Extrusion (1)• Direct extrusion
17
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 33
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Jenis Extrusion (2)• Indirect extrusion
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 34
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Contoh Produk Extrusion
18
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 35
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Proses Extrusion Lainnya (1)• Impact extrusion
(a) forward (b) backward (c) combination of forward and backward
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 36
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Proses Extrusion Lainnya (2)• Hydrostatic extrusion
19
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 37
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Cacat Pada Extrusion
(a) Centerburst; internal crack akibat dari tensile stress pada garis pusat benda. Penyebab: sudut die yang tajam, rasio extrusi yang rendah, impurities dari material
(b) Piping; terjadi pada direct extrusion. Nama lain: tailpipe, fishtailing(c) Surface cracking; akibat temperatur kerja yang tinggi, kecepatan extrusi
tinggi, friksi yang tinggi
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 38
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Wire & Bar Drawing• Proses pengurangan luas penampang dengan
menarik material melalui die• Bar drawing: diameter besar• Wire drawing: diameter kecil• Umumnya cold-working operation• Keuntungan:
Dimensi akurat mudah dicapaiPermukaan baikKekuatan dan kekerasan meningkatMudah di setup untuk economical batch atau mass production
20
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 39
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Peralatan Drawing
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 40
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Tube Drawing (1)• Without mandrel (tube sinking)
21
TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 41
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Tube Drawing (2)• With mandrel
(a) fixed mandrel (b) floating plug