______________________________________________Mengenal EDM
Teknik Pemesinan 455
A. Gambaran Singkat EDM
sal mula EDM Electrical Discharge Machining adalah pada tahun 1770, ketika ilmuan Inggris Joseph Priestly menemukan
efek erosi dari percikan arus listrik. Pada tahun 1943, ilmuwan Rusia B. Lazarenko dan N. Lazarenko memiliki ide untuk memanfaatkan
efek merusak dari percikan arus listrik untuk membuat proses yang terkontrol untuk pemesinan secara elektrik bahan konduktif.
Gambar 14.1. Proses pengerjaan benda kerja dengan EDM Dari : Wikipedia.
Dengan adanya ide tersebut proses EDM telah lahir. Lazarenko bersaudara menyempurnakan proses dengan cara menempatkan cairan
tidak konduktif di mana percikan listrik terjadi di antara dua konduktor, cairan tersebut dinamakan dielektrik dielectric. Rangkaian listrik yang
membuat peristiwa tersebut terjadi digunakan sebagai nama proses ini. Pada saat ini telah banyak unit EDM digunakan yang lebih maju dari
pada milik Lazarenko. Pada saat ini ada dua macam mesin EDM yaitu : EDM konvensional Biasanya disebut Sinker EDM atau Ram EDM dan
Wire EDM.
B. Cara Kerja EDM
Mengetahui tentang apa yang terjadi di antara elektrode dan benda kerja dapat sangat membantu operator EDM dalam banyak hal.
Pengetahuan dasar teori EDM dapat membantu dalam memecahkan masalah yang timbul troubleshooting, misalnya dalam hal pemilihan
kombinasi benda kerjaelektrode, dan pemahaman mengapa pengerjaan yang bagus untuk satu benda kerja tidak selalu berhasil untuk yang
A
______________________________________________Mengenal EDM
Teknik Pemesinan 456
berikutnya. Deskripsi berikut ini menjelaskan tentang kombinasi apa yang telah diketahui dan apa yang telah ada dalam terori tentang proses EDM.
Pada saat ini beberapa teori tentang bagaimana EDM bekerja telah mengalami kemajuan selama beberapa tahun, sebagian besar
mendukung model thermoelectric. Sembilan ilustrasi berikut menunjukkan tahap demi tahap apa yang telah diyakini terjadi selama satu siklus EDM.
Gambar di sebelahnya menunjukkan harga relatif dari tegangan dan arus pada titik yang diambil.
Gambar 14.2. Pada Proses awal EDM, elektrode yang berisi
tegangan listrik didekatkan ke benda kerja elektrode positif
mendekati benda kerjaturun. Di antara dua elektrode ada minyak
isolasi tidak menghantarkan arus listrik, yang pada EDM
dinamai cairan dielektric. Walaupun cairan dielektrik
adalah sebuah isolator yang
bagus, beda potensial listrik yang cukup besar menyebabkan cairan membentuk partikel yang bermuatan, yang menyebabkan tegangan listrik
melewatinya dari elektrode ke benda kerja. Dengan adanya graphite dan partikel logam yang tercampur ke cairan dapat membantu transfer
tegangan listrik dalam dua cara : partikel-partikel konduktor membantu dalam ionisasi minyak dielektrik dan membawa tegangan listrik secara
langsung, dan partikel-partikel dapat mempercepat pembentukan tegangan listrik dari cairan. Daerah yang memiliki tegangan listrik paling
kuat adalah pada titik dimana jarak antara elektrode dan benda kerja paling dekat, seperti pada titik tertinggi yang terlihat di gambar. Grafik
menunjukkan bahwa tegangan beda potensial meningkat, tetapi arusnya nol.
Gambar 14.3. Ketika jumlah partikel bermuatan meningkat,
sifat isolator dari cairan dielektrik menurun sepanjang tengah jalur
sempit pada bagian terkuat di daerah tersebut. Tegangan me-
ningkat hingga titik tertinggi tetapi arus masih nol.
______________________________________________Mengenal EDM
Teknik Pemesinan 457
Gambar 14.4. Arus mulai muncul ketika cairan berkurang sifat
isolatornya menjadi yang paling kecil. Beda tegangan mulai me-
nurun.
Gambar 14.5. Panas muncul secara cepat ketika arus listrik meningkat,
dan tegangan terus menurun drastis. Panas menguapkan seba-gian
cairan, benda kerja, dan elektrode, dan jalur discharge mulai terbentuk
antara elektrode dan benda kerja.
Gambar 14.6. Gelembung uap melebar ke samping, tetapi
gerakan melebarnya dibatasi oleh kotoran-kotoran ion di sepanjang
jalur discharge. Ion-ion tersebut dilawan oleh daerah magnet listrik
yang telah timbul. Arus terus meningkat, dan tegangan menu-
run.
Gambar 14.7. Sebelum berakhir, arus dan tegangan menjadi stabil,
panas dan tekanan di dalam gelembung uap telah mencapai
ukuran maksimal, dan sebagian logam telah dihilangkan. Lapisan
dari logam di bawah kolom dis- charge pada kondisi mencair, tetapi
masih berada di tempatnya karena tekanan dari gelembung uap. Jalur
______________________________________________Mengenal EDM
Teknik Pemesinan 458
discharge sekarang berisi plasma dengan suhu sangat tinggi, sehingga terbentuk uap logam, minyak dielektrik, dan karbon pada saat arus lewat
dengan intensif melaluinya.
Gambar 14.8. Pada akhirnya, arus dan tegangan turun menjadi nol.
Temperatur turun dengan cepat, tabrakan gelembung dan menye-
babkan logam yang telah dicairkan lepas dari benda kerja.
Gambar 14.9. Cairan dielektrik baru masuk di antara elektrode
dan benda kerja, menyingkirkan kotoran-kotoran dan mendinginkan
dengan cepat permukaan benda kerja. Logam cair yang tidak ter-
lepas membeku dan membentuk lapisan baru hasil pembekuan
recast layer.
Gambar 14.10. Logam yang terlepas membeku dalam bentuk
bola-bola kecil menyebar di cairan dielektrik bersama-sama dengan
karbon dari elektrode. Uap yang masih ada naik menuju ke
permukaan. Tanpa waktu putus yang cukup, kotoran-kotoran yang
terbentuk akan terkumpul mem- bentuk percikan api yang tidak
stabil. Situasi tersebut dapat
membentuk DC arc, yang mana dapat merusak elektrode dan benda kerja.
Sumber : Courtesy EDM Tech. Manual, Poco Graphite Inc. Urutan waktu ONOFF adalah satu siklus EDM yang dapat diulang
sampai ribuan kali per detik. Penjelasan di atas hanyalah satu siklus yang muncul pada satu waktu tertentu. Apabila siklus tersebut dipahami, maka
akan dapat dikendalikan jangka waktu dan intensitas dari pulsa ONOFF yang membuat EDM bekerja dengan baik
.
______________________________________________Mengenal EDM
Teknik Pemesinan 459
C. Perkembangan Penggunaan EDM