CH 1 MATERIAL PROPERTIS

1.1 Secara garis besar material teknik dikelompokan menjadi 3 bagian :

1. Logam

a. Ferros

b. Non Ferros

2. Non Logam

a. Polimer

b. Keramik

3. Komposit

1.2 Struktur Kristal pada Material

1. Body-center-Cubic ( iron, chromium, molybdinum, tantalum, tungsten,)

2. Face-center-Cubic ( gamma iron, silver, gold, platinum)

3. Hexagonal Close Packed (magnesium, alpha, titanium, zinc, zirconium)

1.3 Cacat Kristal

1. Cacat Titik

2. Cacat Garis

3. Cacat Bidang

CH 2 &3 MATERIAL PROPERTIES and PHYSICAL PROPERTIES

2.1 Sifat Material

1. Sifat Mekanik

Kekuatan tarik-tekan

Keuletan-ketangguhan-lunak

Keras-getas

Strain hardening

2. Sifat Fisik – Sifat Kimia

Titik cair

Konduktivitas panas dan titik

Massa jenis

Warna

Ketahan korosi

3. Sifat Teknologi

Mampu mesin

Mampu cor

Mampu las

Mampu bentuk

2.2 Pengujian Material

1. Pengujian merusak

Uji tarik

Uji Keras

Uji Impact

Uji mulur

Uji Lelah

2. Pengujian tidak merusak

Metode liquid penetrant

Metode dengan partikel magnet

Metode dengan arus Eddy

Metode penyinaran

Metode Ultrasonic

CH 4 METAL ALLOY BY HEAT TREATMENT

4.1 Metal Alloy (Logam paduan)

1. Baja Carbon

Baja carbon rendah

Baja carbon sedang

Baja carbon tinggi

2. Baja Paduan

3. Besi cor

4.2 Heat Treatment

Perlakuan panas material sampai suhu austenite yang merubah sifat logam

kemudian didinginkan dengan media pendingin.

4.3 Proses Heat Treatment

1. Anealling yang membentuk fase perlit

2. Quenching yang membentuk fase martensit

3. Normalizing

4. Tempering yang membentuk fase bainit

CH 5 FERROS

5.1 FERROS

1. Baja

Baja carbon rendah

Baja carbon sedang

Baja carbon tinggi

2. Baja paduan

3. Besi cor

5.2 Proses Pembuatan Logam

1. Blast Furnance

2. Electric Furnance

3. Basic Oxygen process

4. Casting

5.3 Aplikasi Penggunaan Logam

1. Baja Paduan

Aircraff forgings, turbin, fittings untuk Steel 4140,8740

Automobil bodies untuk steel 1010

Axles untuk steel 1040, 4140

Ball bearing and races untuk steel 52100

Etc

CH 6 NON FERROS

6.1 Karakteristik Non Ferros

1. Non Ferros paduan

Memiliki nilai ketahanan korosi yang baik, dapat di aplikasikan pada

temperatur tinggi, lebih mahal daripada besi dan plastik

2. Alumunium

Nilai kekuatannya tinggi, nilai ketahanan korosi yang baik, bagus untuk

proses manufaktur

3. Magnesium

Nilai kekuatannya tinggi , logam yang ringan

4. Superalloys

Memiliki ketahanan korosi yang baik terhadap perubahan temperatur

5. Copper

Memiliki termal konduktifitas yang baik, nilai ketahanan korosi yang baik.

6. Titanium

Nilai kekuatan dan ketahanan yang baik terhadap perubahan temperatur yang

tinggi.

5.1 Aplikasi yang digunakan

1. Chassis mobil

2. Turbin pesawat

3. Manufaktur bangunan

4. Chassis pesawat

5.

CH 7 POLIMER

7.1 Pengertian

Polimer adalah rantai berulang dari atom yang panjang, terbentuk dari pengikat

yang berupa molekul identik yang disebut monomer. Sekalipun biasanya merupakan

organik (memiliki rantai karbon), ada juga banyak polimer inorganik. Contoh terkenal

dari polimer adalah plastik dan DNA.

 Dalam kehidupan sehari-hari, kita pasti banyak menggunakan polimer buatan.

Berikut ini beberapa contoh polimer buatan di sekitar kita :

1. Karet propertis

2. Kain

3. Woll

4. Polivinil Clorida

5. Keramik

6. Orlon

7. Teflon

7.2 Jenis-Jenis Polimer

1. Thermoplastics

2. Thermosets

3. Elatomers

CH 8 CHERAMIC DAN DIAMOND

8.1 TIPE DAN KARAKTERISTIK UMUM KERAMIK

8.2 Contoh penggunaan keramik

1. Bearing keramik

2. Elektroda

3. Graphite

4. Etc

CH 9 KOMPOSIT

Struktur komposit (Composite) merupakan struktur yang terdiri dari dua

material atau lebih dengan sifat bahan yang berbeda dan membentuk satu

kesatuan sehingga menghasilkan sifat gabungan yang lebih baik. Umumnya

srtuktur komposit berupa :

1. Kolom baja terbungkus beton / balok baja terbungkus beton (Gambar

1.a/d).

2. Kolom baja berisi beton/tiang pancang (Gambar 1.b/c).

3. Balok baja yang menahan slab beton (Gambar 1.e).

(a) (b) (c)

(d) (e)

Gambar 1. Macam-macam Struktur Komposit

CH 10,11,12 METAL CASTING

10.1 Proses-proses casting

1. Sand mold

2. Sheld mold

3. Evaporative pattern

4. Cluster mold

5. Ceramic mold

6. Investment

7. Permanent mold

8. Die

9. Sentrifugal

Metal casting sendiri memiliki pengertian pembentukan produk logam dengan

menggunakan cetakan ataupun pattern sesuai dengan metode tertentu.

Biasanya metode ini digunakan untuk memproduksi dalam skala besar.

Metal casting biasanya digunakan pada pembuatan perangkat mesin industri,

baut, alat-alat otomotif, spesial tool dan lain sebagainya.

CH. 13

Rolling

Rolling atau dalam bahasa Indonesia teknik disebut pencanaian adalah proses reduksi atau

pengurangan luas penampang atau pengurangan ketebalan atau proses pembentukan logam

melalui deformasi dengan melewatkan benda kerja pada satu pasang roll yang berputar

dengan arah berlawanan. Skematika dari proses pencanaian ditunjukkan pada gambar di

bawah:

Celah atau gap antara dua roll yang berputar lebih kecil daripada ketebalan H0 bar atau logam

yang akan masuk. Benda kerja terjepit diantara dua roll, sehingga timbul gaya gesek yang

diperlukan untuk menggigit dan menarik benda kerja,  bar atau lembaran agar dapat melewati

roll.

Batang atau lembaran logam yang melewati roll berputar akan mengalami tegangan tekan dan

tegangan geser permukaan. Tegangan geser menimbulkan tegangan gesek antara permukaan

roll dengan benda kerja. Gaya gesek ini bertanggung jawab untuk menarik benda kerja agar

dapat masuk ke dalam celah roll. Deformasi akan menghasilkan benda kerja menjadi

bertambah panjang dengan luas penampang atau tebal yang menurun.

Jumlah deformasi atau reduksi yang dicapai dalam operasi pencanaian flat/datar  biasanya

dihitung dari pengurangan ketebalan dan dapat ditentukan dengan menggunakan formula

sebagai berikut:

R = 100% x  ( H0 - H1) / H0

R = besar reduksi dinyatakan dalam persen,

H1 = tebal benda kerja setelah rolling, tebal akhir

H0= tebal benda kerja sebelum rolling, tebal awal

Mesin yang digunakan untuk melakukan proses pencanaian logam disebut  Rolling Mill

Stand atau biasa disebut mill stand saja. Mill Stand pada Rolling mill terdiri dari satu pasang

roll yang digerakkan oleh motor listrik yang mentransmisikan gaya torsi melalui gigi dan

cardans. Roll dilengkapi dengan bantalan dan dipasang dalam stand dengan mekanisme

screw-down.

Mill stand dibatasi oleh nilai maksimum dari roll separating force dan torsinya. Sedangkan

Jumlah maksimum deformasi (reduksi ketebalan) yang dapat dicapai pada single rolling pass

(satu kali reduksi) ditentukan oleh roll separating force maksimum, torsi maksimum,

diameter work roll, koefisien gesekan, kekuatan mekanik benda kerja, dan lebarnya benda

kerja yang  di-rolling.

Roll  berdiameter kecil akan menghasilkan bidang kontak rolling menjadi kecil, sehingga

mengakibatkan rendahnya nilai absolut dari maximum roll separating force dan torsi.

Sehingga akan membatasi besarnya deformasi yang diperlukan untuk mencapai pengurangan

ketebalan tertentu.

CH 14 Forging

Forging merupakan proses pembentukan logam secara plastis dengan

memberikan gaya tekan pada logam yang akan dibentuk atau bisa juga

disebut dengan terminology.

Kelebihan:

1. Cocok untuk produksi masal, kuat , dan Efisien.

2.Waktu penempaan singkat

3.Struktur kristal halus.

Kelemahan:

1. kurang presisi, untuk barang presisi diperlukan proses lain.

2.Timbulnya inklusi kerak

3.Tidak ekonomis

Jenis-jenis forging:

1. Hammer Forging

2. Drop Forging

3. Press Forging

4. Upset Forging

5. Roll Forging

CH 15 Extrussion

Proses ekstrusi adalah proses dimana logam dibentuk dengan cara menekannya

melalui rongga cetakan. Tekanan yang digunakan sangat besar. Proses ini dapat

digunakan untuk membuat batang silinder, tabung atau profil-profil tertentu.

Ada dua jenis proses ekstrusi, yaitu ekstrusi langsung (direct extrusion) dan ekstrusi tidak

langsung (indirect extrusion, back extrusion). Secara skema dapat dilihat pada gambar di

bawah ini.

CH 16 Forming

Karakteristik Forming Proses

CH 17 Metal Powder

Langkah-langkah proses metal powder

CH 18 Proses Keramik, Kaca dan Superkonduktor

Karakteristik Bahan Keramik, Kaca dan Superkonduktor

Langkah Proses Keramik, Kaca dan Superkonduktor

CH 19 Pembentukan dan pembuatan plastik serta komposit.

Karakteristik pembentukan plastik dan komposit

Bagan Proses pembuatan

CH 20 Rapid Prototyping of Mechanical Properties

20.1 Karakteristik Prototyping Technologi

20.2 Langkah lagkah prototyping Technologi

1. Computational Steps2. Stereolithography

20.3 Contoh aplikasi produk dari prototyping technologi

1. Gigi palsu2. Gips kaki , tangan palsu3. Etc

CH 21 MACHINING

Machining adalah proses pembuatan benda kerja dengan perautan (menghilangkan material yang tidak diinginkan dari benda kerja dalam bentuk chip).

Jika benda kerjanya logam maka seringkali dikenal dengan metal cutting atau metal removal.

Proses Pembentukan Chip

Ada 7 Proses dasar dalam pembentukan chip , yaitu : Shaping, Turning, Milling, Drilling, Sawing, Broaching, dan Grinding (Abrasive Machining).

Dalam proses metal cutting akan selalu dijumpai istilah : Speed, Feed dan Depth of Cut untuk menjelaskan masalah tersebut ilustrasinya akan menggunakan proses Turning.

SPEED (V) adalah gerakan potong utama dimana berhubungan dengan kecepatan putar benda kerja terhadap pahat potong.

Satuannya: Surface Feet Per Minute (SFPM) , Inch Per Minute ( In/M ) , Meter Per Minute (M/M).

FEED adalah sejumlah material yang hilang per putaran. Dalam proses turning gerakan Feed sejajar dengan sumbu putar benda kerja.

Satuannya : Inch Per Putaran (In/Rev), Inch Per Cycle , Inch Per Minute, Inch Per Tooth.

DEPTH OF CUT (DOC) menyatakan perpindahan pahat terhadap kedalaman permukaan benda kerja. Biasanya Depth of Cut dinotasikan d.Besarnya Depth of Cut

d = ( D1-D2 ) / 2Dimana : D1 = diameter mula-mula D2 = diameter akhir

 

CH 22 CUTTING TOOLS

Pahat Bubut

Pahat bubut memiliki bentuk bermacam-macam, tentunya disesuaikan dengan

kebutuhan. Prosesnya adalah benda kerja yang akan dibubut bergerak berputar

sedangkan pahatnya bergerak memanjang, melintang atau menyudut tergantung

pada hasil pembubutan yang diinginkan.

Berikut ini bentuk pahat bubut jenis HSS untuk penggunaan luar :

Keterangan:

a.       pahat kiri

b.      Pahat potong

c.       Pahat kanan

d.      Pahat rata

e.       pahat radius

f.       pahat alur

g.      Pahat ulir

h.      Pahat muka

i.        Pahat kasar

 Selain pahat bubut luar, pada proses pembubutan juga sering menggunakan pahat bubut dalam. Pahat jenis ini digunakan untuk membubut bagian dalam atau memperbesar lubang yang sebelumnya telah dikerjakan dengan mata bor. Bentuknya juga bermacam-macam dapat berupa pahat potong, pahat alur ataupun pahat ulir, ada yang diikat pada tangkai pahat.Bentuk ada yang khusus sehingga tidak diperlukan tangkai pahat.Contoh pemakaian pahat bubut dalam ketika memperbesar lubang dan membubut rata bagian dalam.

2. Mata Bor Mata bor digunakan untuk pengeboran aneka metal seperti plat besi, almunium,

kuningan, plastik, acrylic, dan lain-lain. Mata bor standar berbentuk cylinder rata

(Straight Shank) digunakan pada bor tangan, bor duduk atau mesin produksi

lainnya, biasanya ukurannya 3 – 16 mm. Sedangkan untuk bentuk khusus, hanya

berbeda pada bagian pangkal seperti kerucut (Taper Shank) digunakan sesuai

dengan mesin bor atau mesin produksi lainnya. Pada mesin bubut harus dilengkapi

dengan sarung (Morse Taper Shank Sleeve) yang disesuaikan dengan diameter

lubang spinder pada kepala lepas.

3. Reamer / Peluas 

Reamer dipergunakan untuk memperhalus lubang pada benda kerja, hal ini dibutuhkan kehalusan sesuai ketentuan. Sebelum dilakukan pereameran terlebih dahulu di bor, hasil pereameran antara 0,004 – 0,012” (0,1016 – 0,3048 mm).

4. Bor Senter (BS)

Bor senter digunakan untuk membuat lubang senter diujung benda kerja sebagai

tempat kedudukan senter putar atau tetap yang kedalamannnya disesuaikan dengan

kebutuhan yaitu sekitar 1/3 ÷ 2/3 dari panjang bagian yang tirus pada bor senter

tersebut.Pembuatan lubang senter pada benda kerja diperlukan apabila memilki

ukuran yang relatif panjang atau untuk mengawali pekerjaan pengeboran.

5. Kartel (Knurling)

Kartel adalah suatu alat yang digunakan untuk membuat alur-alur kecil pada

permukaan benda kerja, agar tidak licin yang biasanya terdapat pada batang-batang

penarik atau pemutar yang dipegang dengan tangan.Hasil pengkartelan ada yang

belah ketupat, dan ada yang lurus tergantung gigi kartelnya.

CH 23,24 TURNING DAN MILLING

TURNING

Mesin Turning atau disebut mesin bubut ini adalah mesin yang berfungsi untuk

membuat benda perkakas, dimana benda kerjanya (material) berupa silinder. Pada

mesin ini, benda (material)nya yang berputar sedangkan mata pahatnya diam.

benda yang sering dibuat melalui mesin turning adalah roda, ulir, pulley, rumah

bearing, dan lain-lain.

Mesin turning memiliki RPM yang berbeda-beda sesuai dengan kebutuhan

pengguna. mulai  75 RPM  hingga 2000 RPM. Mata pahatnya pun berbeda-beda

tergantung dari desain alat yang dibuat. mesin ini mempunyai 2 sumbu koordinat,

yaitu x (sumbu yang tegak lurus dengan sumbu chuck / tempat tool) dan z (sumbu

chuck/tempat meletakkan benda kerja). bentuk mata pahat dari mesin turning adalah

mirip dengan pisau yang fungsinya untuk menggores benda kerja.

Prinsip Kerja Mesin Bubut

Mesin bubut adalah mesin perkakas yang berfungsi untuk membubut permukaan

bulat (silindris), membubut penampang benda kerja, membubut ulir, membubut alur,

membubut permukaan benda konis dan membubut dalam.  Prinsip gerakan

utamanya adalah gerakan berputar. Gerakan inilah yang dimanfaatkan untuk

pemotongan logam

Ukuran dan kapasitas mesin bubut ditentukan oleh

–         Jarak antara kedua ujung senter kepala tetap dan kepala lepas

–         Tinggi garis senter mesin terhadap alas mesin

Mesin Bubut adalah suatu MESIN PERKAKAS yang digunakan untuk memotong

benda yang diputar. Bubut sendiri merupakan suatu proses pemakanan benda kerja

yang sayatannya dilakukan dengan cara memutar benda kerja kemudian dikenakan

pada pahat yang digerakkan secara translasi sejajar dengan sumbu putar dari benda

kerja. Gerakan putar dari benda kerja disebut gerak potong relatif dan gerakkan

translasi dari pahat disebut gerak umpan

Gb 1.1 Mesin Bubut

Dengan mengatur perbandingan kecepatan rotasi benda kerja dan kecepatan

translasi pahat maka akan diperoleh berbagai macam ulir dengan ukuran kisar yang

berbeda. Hal ini dapat dilakukan dengan jalan menukar roda gigi translasi yang

menghubungkan poros spindel dengan poros ulir.

RODA GIGI penukar disediakan secara khusus untuk memenuhi keperluan

pembuatan ulir. Jumlah gigi pada masing-masing roda gigi penukar bervariasi

besarnya mulai dari jumlah 15 sampai dengan jumlah gigi maksimum 127. Roda gigi

penukar dengan jumlah 127 mempunyai kekhususan karena digunakan untuk

konversi dari ULIR METRIK KE ULIR Inchi

Prinsip Kerja Mesin Bubut

Poros spindel akan memutar benda kerja melalui piringan pembawa sehingga

memutar roda gigi pada poros spindel. Melalui roda gigi penghubung, putaran akan

disampaikan ke roda gigi poros ulir. Oleh klem berulir, putaran poros ulir tersebut

diubah menjadi gerak translasi pada eretan yang membawa pahat. Akibatnya pada

benda kerja akan terjadi sayatan yang berbentuk ulir.

Pekerjaan-pekerjaan yang umumnya dikerjakan oleh mesin bubut antara lain:

1. Membubut luar

2. Membubut dalam

3. Membubut tirus

4. Membuat Permukaan

5. Memotong

6. Membuat ulir

7. Membuat lubang pada senter

Bagian-bagian mesin bubut

Bagian-bagian mesin Bubut

Mesin bubut terdiri dari meja (bed) dan kepala tetap (head stock). Di dalam kepala

tetap terdapat roda-roda gigi transmisi penukar putaran yang akan memutar poros

spindel. Poros spindel akan menmutar benda kerja melalui cekal (chuck). Eretan

utama (appron) akan bergerak sepanjang meja sambil membawa eretan lintang

(cross slide) dan eretan atas (upper cross slide) dan dudukan pahat. Sumber utama

dari semua gerakkan tersebut berasal dari motor listrik untuk memutar pulley melalui

sabuk (belt).

MILLING

Mesin Milling adalah mesin yang berfungsi untuk membuat benda perkakas, dimana

benda kerjanya (materialnya) diam dan mata pahatnya yang bergerak. mata pahat

yang dipakai berbentuk seperti mata bor akan tetapi mempunyai sedikti perbedaan

yaitu dilihat dari ujung mata pahatnya sendiri. Ujung mata pahat milling mempunyai

tekstur datar yang berfungsi untuk meratakan dan bukan untuk melubangi.

Mesin milling mempunyai 3 sumbu koordinat, yaitu x, y (tempat meletakkan benda

kerja) dan z (sumbu poros tool). Kecepatan putar mata pahat milling bervariasi mulai

dari RPM rendah hingga RPM yang sangat tinggi. RPM rendah biasanya digunakan

pada awal dan proses pembentukan alat yang dibuat. Kemudian pada  waktu akhir

(finishing), RPM dinaikkan untuk memperhalus benda yang dibuat.

PAHAT MESIN FRAIS

JENIS-JENIS MESIN FRAIS

Mesin Frais Horizontal

Adalah mesin frais yang poros utamanya sebagai pemutar dan pemegang alat

potong pada posisi mendatar.

Mesin ini termasuk type knee, namum bentuknya sama dengan mesin frais

universal. Biasanya digunakan untuk mengerjakan permukaan datar dan alur. Type

lain dari mesin ini adalah mesin frais type bed. Type bed ini lebih kuat karena meja

mesin ditahan sepenuhnya oleh sadel yang terpasang pada lantai.

Mesin Frais Vertikal

Adalah mesin frais dengan poros utama sebagai pemutar dengan pemegang alat

potong dengan posisi tegak.

Poros utama mesin frais tegak di pesang pada kepala tegak (vertical head spindle).

Posisi kepala ini dapat dimiringkan kearah kiri atau kanan maksimal 600. Biasanya

mesin ini dapat mengerjakan permukaan bersudut, datar, beralur, melobang dan

dapat mengerjakan permukaan melingkar atau bulat.

Mesin Frais Universal

Adalah mesin yang pada dasarnya gabungan dari mesin frais horizontal dan mesin

frais vertikal.mesin ini dapat mengerjakan pekerjaan pengefraisan muka, datar,

spiral, roda gigi, pengeboran dan reamer serta pembuatan alur luar dan alur dalam.

Untuk melaksanakan pekerjaannya mesin frais dilengkapi dengan peralatan yang

mudah digeser, diganti dan dipindahkan. Peralatan tambahan etrsebut berupa meja

siku (fixed angular table), meja miring (inclinable universal table), meja putar (rotery

table) dan kepala spindel tegak (vertical head spindel).

CH 25 MACHINING TOOLS

Mesin perkakas adalah alat mekanis yang ditenagai, biasanya digunakan untuk

mempabrikasi komponen metal dari sebuah mesin. Kata mesin perkakas biasanya

digunakan untuk mesin yang digunakan tidak dengan tenaga manusia , tetapi

mereka bisa juga di gerakan oleh manusia bila dirancang dengan tepat. Para ahli

sejarah teknologi berpendapat bahwa mesin perkakas sesungguhnya lahir ketika

keterliabtan manusia dihilangkan dalam proses pembentukan atau proses

pengecapan dari berbagai macam peralatan. Mesin bubut pertama dengan kontrol

mekanis langsung terhadap alat potongnya adalah sebuah bubut potong ulir

bertahun 1483.[1] .Mesin bubut ini membentuk aliran ulir pada kayu.