Proses Deep Drawing ¾ Definisi Drawing

Gambar. 9.78 Proses drawing www.substech.com • Kontak Awal Pada gambar 2.A, punch bergerak dari atas ke bawah, blank dipegang oleh nest agar tidak bergeser ke samping, kontak awal terjadi ketika bagian-bagian dari die set saling menyentuh lembaran logam blank saat kontak awal terjadi belum terjadi gaya-gaya dan gesekan dalam proses drawing. • Bending Selanjutnya lembaran logam mengalami proses bending seperti pada gambar 2. B, punch terus menekan kebawah sehingga posisi punch lebih dalam melebihi jari-jari R dari die, sedangkan posisi die tetap tidak bergerak ataupun berpindah tempat, kombinasi gaya tekan dari punch dan gaya penahan dari die menyebabkan material mengalami peregangan sepanjang jari-jari die, sedangkan daerah terluar dari blank mengalami kompresi arah radial. Bending merupakan proses pertama yang terjadi pada rangkaian pembentukan proses drawing, keberhasilan proses bending ditentukan oleh aliran material saat proses terjadi. • Straightening Saat punch sudah melewati radius die, gerakan punch ke bawah akan menghasilkan pelurusan sepanjang dinding die lembaran logam akan mengalami peregangan sepanjang dinding die. Dari proses pelurusan sepanjang dinding die diharapkan mampu menghasilkan bentuk silinder sesuai dengan bentuk die dan punch. • Compression Proses compression terjadi ketika punch bergerak kebawah, akibatnya blank tertarik untuk mengikuti gerakan dari punch, daerah blank yang masih berada pada blankholder akan mengalami compression arah radial mengikuti bentuk dari die. • Tension Tegangan tarik terbesar terjadi pada bagian bawah cup produk hasil drawing, bagian ini adalah bagian yang paling mudah mengalami cacat sobek tore, pembentukan bagian bawah cup merupakan proses terakhir pada proses drawing. ¾ Komponen Utama Die Proses drawing mempunyai karateristik khusus dibandingkan dengan proses pembentukan logam lain, yaitu pada umumnya produk yang dihasilkan memiliki bentuk tabung yang mempunyai ketinggian tertentu, sehingga die yang digunakan dalam juga mempunyai bentuk khusus, proses pembentukan berarti adalah proses non cutting logam. Produk yang dihasilkan dari drawing bervariasi tergantung dari desain die dan punch, gambar 9.79 menunjukkan beberapa jenis produk draw piece hasil drawing. Gambar 9.79. Beberapa macam bentuk draw piece Gambar. 9.80. Langkah Proses Deep Drawing Lyman,1968 Pada satu unit die set terdapat komponen utama yaitu : 1. Punch 2. Blankholder 3. Die Sedangkan komponen lainya merupakan komponen tambahan tergantung dari jenis die yang dipakai. Bentuk dan posisi dari komponen utama tersebut dapat dilihat pada gambar berikut. Gambar 9.81. Bagian Utama Die Drawing www.subtech.com • Blank holder Berfungsi memegang blank atau benda kerja berupa lembaran logam, pada gambar diatas blankholder berada diatas benda kerja, walaupun berfungsi untuk memegang benda kerja, benda kerja harus tetap dapat bergerak saat proses drawing dilakukan sebab saat proses drawing berlangsung benda kerja yang dijepit oleh blank holder akan bergerak ke arah pusat sesuai dengan bentuk dari die drawing. Sebagian jenis blank holder diganti dengan nest yang mempunyai fungsi hampir sama, bentuk nest berupa lingkaran yang terdapat lubang di dalamnya, lubang tersebut sebagai tempat peletakan dari benda kerja agar tidak bergeser ke samping. • Punch Punch merupakan bagian yang bergerak ke bawah untuk meneruskan gaya dari sumber tenaga sehingga blank tertekan ke bawah, bentuk punch disesuaikan dengan bentuk akhir yang diiginkan dari proses drawing, letak punch pada gambar berada di atas blank, posisi dari punch sebenarnya tidak selalu diatas tergantung dari jenis die drawing yang digunakan. • Die Merupakan komponen utama yang berperan dalam menentukan bentuk akhir dari benda kerja drawing draw piece, bentuk dan ukuran die bervariasi sesuai dengan bentuk akhir yang diinginkan, kontruksi die harus mampu menahan gerakan, gaya geser serta gaya punch. Pada die terdapat radius tertentu yang berfungsi mempermudah reduksi benda saat proses berlangsung, lebih jauh lagi dengan adanya jari-jari diharapkan tidak terjadi sobek pada material yang akan di drawing. ¾ Variabel Proses Drawing Variabel yang perlu diperhatikan ada beberapa hal dalam melakukan proses drawing, variabel yang mempengaruhi proses drawing antara lain : • Gesekan Saat proses drawing berlangsung gesekan terjadi antara permukaan punch, dies drawing dengan blank, gesekan akan mempengaruhi hasil dari produk yang dihasilkan sekaligus mempengaruhi besarnya gaya yang dibutuhkan untuk proses pembentukan drawing, semakin besar gaya gesek maka gaya untuk proses drawing juga meningkat, beberapa faktor yang mempengaruhi gesekan antara lain : x Pelumasan Proses pelumasan adalah salah satu cara mengontrol kondisi lapisan tribologi pada proses drawing, dengan pelumasan diharapkan mampu menurunkan koefisien gesek permukaan material yang bersinggungan. x Gaya Blank Holder Gaya blank holder yang tinggi akan meningkatkan gesekan yang terjadi, bila gaya blank holder terlalu tinggi dapat mengakibatkan aliran material tidak sempurna se- hingga produk dapat mengalami cacat. x Kekasaran Permukaan Blank Kekasaran permukaan blank mempengaruhi besarnya gesekan yang terjadi, semakin kasar permukaan blank maka gesekan yang terjadi juga semakin besar. Hal ini disebabkan kofisien gesek yang terjadi semakin besar seiring dengan peningkatan kekasaran permukaan. x Kekasaran Permukaan punch, die dan blank holder Seperti halnya permukaan blank semakin kasar permukaan punch, die dan blank holder koefisien gesek yang dihasilkan semakin besar sehingga gesekan yang terjadi juga semakin besar. • Bending dan straightening Pada proses drawing setelah blank holder dan punch menempel pada permukaan blank saat kondisi blank masih lurus selanjutnya terjadi proses pembengkokan material bending dan pelurusan sheet sepanjang sisi samping dalam dies straightening. Variabel yang mempengaruhi proses ini adalah :. x Radius Punch Radius punch disesuaikan dengan besarnya radius die, radius punch yang tajam akan memperbesar gaya bending yang dibutuhkan untuk proses drawing. x Radius Die Radius die disesuaikan dengan produk yang pada nantinya akan dihasilkan, radius die berpengaruh terhadap gaya pembentukan, bila besarnya radius die mendekati besarnya tebal lembaran logam maka gaya bending yang terjadi semakin kecil sebaliknya apabila besarnya radius die semakin meningkat maka gaya bending yang terjadi semakin besar. • Penekanan Proses penekanan terjadi setelah proses straghtening, proses ini merupakan proses terakhir yang menetukan bentuk dari bagian bawah produk drawing, besarnya gaya tekan yang dilakukan dipengaruhi oleh : x Drawability Drawability adalah kemampuan bahan untuk dilakukan proses drawing, sedangkan nilainya ditentukan oleh Limiting drawing ratio maks E , batas maksimum maks E adalah batas dimana bila material mengalami proses penarikan dan melebihi nilai limit akan terjadi cacat sobek craking. x Keuletan logam Semakin ulet lembaran logam blank semakin besar kemampuan blank untuk dibentuk ke dalam bentuk yang beranekaragam dan tidak mudah terjadi sobek pada saat proses penekanan, keuletan logam yang kecil meng- akibatkan blank mudah sobek x Tegangan Maksimum material Material blank yang mempunyai tegangan maksimum besar mempunyai kekuatan menahan tegangan yang lebih besar sehingga produk tidak mudah mengalami cacat, material dengan tegangan maksimum kecil mudah cacat seperti sobek dan berkerut. x Ketebalan Blank Ketebalan blank mempengaruhi besar dari gaya pe- nekanan yang dibutuhkan, semakin tebal blank akan di- butuhkan gaya penekanan yang besar sebaliknya bila blank semakin tipis maka dibutuhkan gaya yang kecil untuk me-nekan blank. x Temperatur Dengan naiknya temperatur akan dibutuhkan gaya pe- nekanan yang kecil hal ini disebabkan kondisi material yang ikatan butirannya semakin meregang sehingga material mu-dah untuk dilakukan deformasi. • Diameter blank Diemeter blank tergantung dari bentuk produk yang akan dibuat, apabila material kurang dari kebutuhan dapat me- nyebabkan bentuk produk tidak sesuai dengan yang diinginkan, namun bila material blank terlalu berlebih dari kebutuhan dapat menyebabkan terjadinya cacat pada produk seperti kerutan pada pinggiran serta sobek pada daerah yang mengalami bending. • Kelonggaran Kelonggoran atau cleaerence adalah celah antara punch dan die untuk memudahkan gerakan lembaran logam saat proses drawing berlangsung. Untuk memudahkan gerakan lembaran logam pada waktu proses drawing, maka besar clearence tersebut 7 - 20 lebih besar dari tebal lembaran logam, bila celah die terlalu kecil atau kurang dari tebal lembaran logam, lembaran logam dapat mengalami penipisan ironing dan bila besar clearence melebihi toleransi 20 dapat mengakibatkan terjadinya kerutan. • Strain Ratio Strain ratio adalah ketahanan lembaran logam untuk mengalami peregangan, bila lembaran memiliki perbandingan regangan yang tinggi maka kemungkinan terjadinya sobekan akan lebih kecil. • Kecepatan Drawing Die drawing jenis punch berada diatas dengan nest dapat diberi kecepatan yang lebih tinggi dibandingkan jenis die yang menggunakan blank holder, kecepatan yang tidak sesuai dapat menyebabkan retak bahkan sobek pada material, masing-masing jenis material mempunyai karateristik berbeda sehingga kecepatan maksimal masing- masing material juga berbeda. Tabel berikut adalah kecepatan maksimal beberapa jenis material yang biasa digunakan untuk sheet metal drawing. Tabel 9.2 : Jenis material dan kecepatan maksimal draw dies Material Kecepatan Alumunium 0,762 ms Brass 1,02 ms Copper 0,762 ms Steel 0,279 ms Steel, stainless 0,203 ms Lyman,1968 ¾ Karakteristik Proses Deep Drawing Gambar. 9.82 Metoda Penekanan Gaya Tunggal Lyman,1968 Gambar 9.83 Metoda Penekanan Gaya Ganda Lyman,1968 ¾ Keuntungan Proses deep drawing yang digunakan untuk memproduksi komponen-komponen dari bahan pelat ini mempunyai keuntungan diantaranya adalah : x Produksi dapat dikerjakan dalam jumlah besar. x Kualitas hasil produksi mempunyai ketelitian yang tinggi. x Sifat mampu tukar interchange ability komponen yang diproduksi lebih baik jika dibandingkan secara manual. x Proses pengerjaannya sederhana. Kelemahan dalam pembentukan Kelemahan proses deep drawing ini diantaranya adalah apabila dilakukan pengerjaan komponen dalam jumlah kecil, hal ini tidak menguntungkan sebab proses pembuatan dies dan punch memerlukan biaya yang relatif besar. Analisis tekanan stopper dan gaya tekan harus teliti sebab apabila ini tidak tepat maka kemungkinan produksi akan mengalami kegagalan. Kegagalan ini terjadi akibat benda kerja mengalmi keriput atau robek pada bagian sisi penahan. ¾ Aplikasi Gambar 9.84. Pembuatan mangkuk pada proses Deep Drawing Pada gambar di atas merupakan gambar mangkuk dengan radius tertentu. Bentangan mangkuk tersebut dapat dihitung dengan pendekatan penarikan diagonal pada segitiga yang terbentuk. Diagonal ini dapat dihitung dengan pendekatan segitiga siku-siku. Metoda lain untuk menghitung bentangan mangkuk ini dapat dihitung atau dicari secara grafis yakni dengan membagi kecil- kecil lengkungan mangkuk lalu dipindahkan pada keadaan lurus. Hasil proyeksi ini merupakan panjang yang sesungguhnya dari bentang-an mangkuk tersebut. Contoh Aplikasi Hasil Produk Deep Drawing: Gambar 9.85. Contoh Produk Deep Drawing

9.12. Proses Squeezing Tekanan

Mesin penekan adalah suatu penekan aksi tunggal yang mempunyai landasan yang sempit dan sangat panjang. Kegunaan utama penekan ini adalah untuk membentuk benda-benda yang panjang melengkung, seperti saluran dan lembaran bergelombang. Gambar. 9.86 Mesin Press ¾ Definisi Pembentukan-hydro karet rubber hydroforming adalah modifikasi dari penumbuk dan cetakan konvensional, di mana bantal karet berfungsi sebagai cetakan. Pembentukan karet, atau proses Guerin. Suatu blok pembentuk Penumbuk diletakkan pada alas mesin penekan hidraulis aksi tunggal, dan suatu lapisan karet yang tebal diletakkan dalam kotak penahan yang terletak di pelat atas penekan. Apabila bahan diletakkan diatas blok pembentuk dan kemudian karet ditekankan, maka karet akan mentransmisikan tekanan yang hampir-hampir hidrostatis ke bahan tersebut. Tekanan yang besarnya kira-kira 1500 psi cukup untuk sebagian besar komponen. Dan tekanan lokal yang tinggi dapat diperoleh dengan menggunakan peralatan bantu. 1 Proses Verson-Wheelon menggunakan kantong karet yang lunak yang diisi cairan bertekanan. Karena tekanan pembentukan empat hingga lima kali lebih besar dibandingkan dengan proses Guerin, proses Verson- Wheelon ini dapat digunakan untuk membentuk. ¾ Proses Sebagian besar pembentukan lembaran logam dengan laju produksi dilakukan pada mesin pres, dikendalikan secara mekanis atau hidrolik. Pada pres mekanis, energi disimpan pada roda gila dan dipindahkan kepada peluncur yang dapat bergerak pada saat langkah torak pres. Pres mekanis biasanya beraksi cepat dan mempunyai langkah yang pendek sedangkan pres hidrolis beraksi lambat, tetapi mempunyai langkah yang lebih panjang Mesin pres biasanya digolongkan sesuai dengan jumlah peluncur yang dapat dioperasikan secara bebas. Pada pres aksi tunggal, hanya terdapat 1 peluncur, yang biasanya berkerja dalam arah vertikal. Pada mesin press aksi ganda, terdapat 2 peluncur. Aksi yang kedua, biasanya digunakan untuk mengoperasikan pemegang, yang mencegah terjadinya keriput pada penarikan dalam. Pres aksi tiga dilengkapi 2 gerakan diatas cetakan dan yang satu di bawah cetakan. Perkakas utama yang digunakan pada mesin pres pengerjaan logam adalah pelubang dan cetakan. Pelubang adalah pekakas cembung yang berpasangan dengan cetakan cekung. Pada umumnya pelubang merupakan elemen gerak. Karena biasanya diperlukan penyebarisan teliti antara pelubang dan cetakan, maka akan lebih mudah apabila keduanya dipasang secara permanen pada subpres, atau dudukan cetakan, yang dengan segara dapat dipasang pada pres. Suatu hal penting yang harus diperhatikan pada perkakas-perkakas untuk pembentukan lembaran logam adalah seringnya diperlukan klem penekan atau pemegang bawah, untuk mencegah keriput logam. Penekanan kebawah dilakukan dengan cincin pemegang bawah yang dijalankan oleh aksi kedua pres-gerak-ganda. Akan tetapi dengan menggunakan pegas mekanis dan silinder udara bantu, penekanan kebawah dapat dilakukan pada mesin pres aksi-tunggal. Cetakan gabungan dirancang untuk melaksanakan beberapa operasi pada bahan yang sama dalam satu langkah mesin pres. Karena rumit, cetakan gabungan mahal dan operasi kerja lebih lambat dibandingkan dengan cetakan tunggal. Cara lain adalah penggunaan cetakan transfe, disini suatu benda kerja berpindah dari satu tempat ketempat berikutnya dalam pres. Bahan pembuat cetakan tergantung pada beban kerja yang direncanakan. Pada indusri pesawat terbang, dimana volume produksi umumnya rendah, perkakas sering kali dibuat dari paduan seng, kirkskite, dari kayu atau dari resin epokti. Sedangkan untuk yang tahan lama, dipelukan peralatan dari baja perkakas. ¾ Karakteristik Proses Squeezing Proses squeezing atau proses dengan penekanan ini merupakan proses pembentukan yang sangat berkembang, sebab proses ini mempunyai karakteristik produksi dalam jumlah besar. ¾ Peralatan yang Digunakan Peralatan yang digunakan pada sistem pembentukan dengan pressing ini pada dasarnya sama dengan komponen-komponen pada proses Deep Drawing. Dies merupakan komponen dasar cetakan profile yang diinginkan. Punch pada proses pressing digantikan oleh karet untuk melakukan proses penekanan. Pelat diletakkan diantara dies dan karet. Selanjutnya karet ditekan dengan menggunakan tekanan silinder hidraulik sampai men-capai bentuk dies bagian bawah. Gambar. 9.88. Produksi dari proses pressing mangkuk. dalam jumlah besar. Gambar.9.87 Mesin Squeezing sistem hidrolik Gambar. 9.89. Peralatan Mesin Press www.answers.com ¾ Aplikasi Aplikasi hasil produksi proses squeezing ini dapat dilihat seperti pada gambar 9.92 dimana terlihat body mobil, cupper bagian depan mesin. Proses ini dilakukan dengan menggunakan bahan lembaran pelat tipis baja carbon rendah. Pelat dipotong sesuai dengan bentuk profil yang diinginkan dan diletakkan diatas dies atau cetakan yang sudah terbentuk. Rubber atau karet penekan menekan mengikuti profil yang ada pada sies. Gambar. 9.90. Hasil Produk Jadi Proses Squeezing Kereta Api Cepat Dan Mobil