BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pemesinan Laju Tinggi, Keras, dan Kering
Pemesinan laju tinggi, keras dan kering merupakan inovasi baru dalam industri manufaktur. Hal ini disebabkan dalam prosesnya menggunakan tiga
kondisi yang berbeda yaitu proses pemesinan yang menggunakan laju pemotongan yang tinggi dengan kecepatan potong sebesar 5
– 10 kali lebih besar daripada proses konvensional, menggunakan material yang memiliki kekerasan
diatas 45 HRC dan tidak menggunakan cairan pendingin
coolant
pada saat pemotongan berlangsung. Inovasi pemesinan seperti ini merupakan inovasi yang
dibutuhkan untuk meningkatkan produktivitas dengan biaya produksi yang murah dibandingkan dengan menggunakan pahat intan. Selain itu, inovasi ini juga
diharapkan mampu mengurangi pencemaran lingkungan karena sama sekali tidak menggunakan cairan pendingin pada prosesnya.
Dilatarbelakangi untuk meningkatkan produktivitas dengan waktu yang cepat proses pemesinan kecepatan tinggi menjadi inovasi pilihan untuk
memproduksi suatu bentuk material yang diinginkan. Dengan kecepatan potong yang tinggi, maka volume pelepasan material dari material induk akan meningkat
sehingga akan diperoleh penghematan waktu pemesinan yang cukup berarti. Disamping itu, pemesinan kecepatan tinggi mampu menghasilkan produk yang
halus serta permukaannya lebih presisi. Perbedaan pendapat mengenai defenisi tentang proses pemesinan
kecepatan tinggi yang dikemukakan oleh para ahli tidak menjadi halangan untuk tetap dikembangkannya proses pemesinan tersebut. Sebagian besar para ahli
menyatakan bahwa kecepatan potong merupakan
va riable
penentu terhadap defenisi dari proses pemesinan kecepatan tinggi. Salomon 1931 menyatakan
bahwa proses pemesinan kecepatan tinggi adalah proses pemesinan dengan kecepatan potong sebesar 5
– 10 kali lebih besar daripada proses konvensional Schulz, 1999. Namun ada juga ahli pemesinan lainnya yang menyatakan bahwa
Universitas Sumatera Utara
proses pemesinan kecepatan tinggi ditentukan berdasarkan jenis bahan yang digunakan.
Gambar 2.1 Kecepatan Potong pada Proses Laju Tinggi Sumber : Schmitz, T and Davies, M. 2003
Bergerak dari pernyataan diatas, jika bahan benda kerja yang digunakan untuk proses bubut dengan kekerasan antara 45 - 70 HRC, maka hal tersebut dapat
disebut sebagai proses bubut keras
hard turning
. Material yang keras memiliki sifat
abra sive
, dan nilai kekerasan atau rasio modulus young yang tinggi. Akibat dari semua itu, maka proses bubut keras membutuhkan alat potong yang jauh
lebih keras dan tahan terhadap
abrasive
dibanding poses bubut biasa. Proses bubut keras juga dapat menjadi solusi untuk mengurangi waktu produksi melalui
pengurangan jumlah prosestahapan,
setup
peralatan dan waktu untuk inspeksi karena proses bubut keras dapat dilakukan pada mesin yang sama dengan proses
bubut konvensional, peralatan yang sama dapat digunakan dan tanpa membutuhkan tambahan sebuah mesin gerinda Yuliarman, 2008. Pembubutan
keras telah dimanfaatkan secara praktis oleh industri manufaktur di benua Amerika dan Eropa untuk memproduksi suatu komponen dari logam dalam
rangka meningkatkan kualitas dan daya saing produk secara menyeluruh Kiswanto dkk, 2005.
Universitas Sumatera Utara
Keuntungan yang dapat diraih dengan menerapkan teknologi proses bubut keras antara lain pembubutan material lunak dan keras dilakukan pada mesin yang
sama, pembuangan material 4 - 6 kali lebih besar dari proses gerinda dan penanganan limbah pemesinan lebih mudah.
Proses bubut keras dapat dilakukan terhadap berbagai macam jenis logam seperti baja paduan
steel alloy
, baja untuk bantalan
bea ring steel
,
hot and cold work tool steel, high speed steel, die steel
dan baja tuang yang dikeraskan Baggio, 1996
Pemesinan laju tinggi dan pembubutan keras biasanya dilakukan dengan media pendingin berupa cairan yang berfungsi untuk mengurangi aus pahat.Selain
itu, cairan pemotongan juga bermanfaat untuk membersihkan serpihan dari daerah pemotongan. Namun pada awal tahun 1996 cairan pemotongan dari proses
pemesinan menjadi masalah serius disebabkan regulasi Undang – undang
Lingkungan hidup. Hal ini mengawali inovasi terbaru dalam proses pemesinan yaitu pemesinan kering
dry machining
. Pemesinan kering atau dalam dunia manufaktur dikenal dengan pemesinan hijau
green machining
merupakan suatu cara proses pemesinan atau pemotongan logam tanpa menggunakan cairan
pendingin melainkan menggunakan partikel udara sebagai media pendingin selama proses pemesinan berlangsung untuk menghasilkan suatu produk yang
diinginkan dengan maksud untuk mengurangi biaya produksi, meningkatkan produktivitas serta ramah lingkungan. Proses pemesinan kering pada industri
manufaktur sekarang ini masih sedikit, hal ini disebabkan teknologi yang ada sekarang ini hanya mampu digunakan untuk proses pemakanan yang kecil
sehingga hanya dipakai untuk proses penghalusan
finishing
. Selain itu, kurang tegaknya undang-undang lingkungan hidup dan masih minimnya pahat yang
direkomendasikan untuk pemesinan kering juga membuat industri manufaktur masih tetap bertahan pada sistem yang lama yaitu proses pemesinan basah
Molinary and Nouari 2003, Grzesik and Nieslony 2003. Ada tiga faktor yang menyebabkan pemesinan kering menjadi menarik dibicarakan yaitu:
1. Pemesinan kering hanya dipilih untuk mengatasi masalah pemutusan atau
penguraian rantai ikatan kimia yang panjang dengan waktu paruh yang
Universitas Sumatera Utara
sangat lama
non biodegradable
yang potensial untuk merusak lingkungan.
2. Teknik pemesinan kering sangat potensial untuk mengurangi biaya
produksi. Hasil riset menunjukkan bahwa pada industri otomotif Jerman, biaya cairan pemotongan 7
– 20 dari biaya pahat total. Jumlah ini adalah dua sampai empat kali lebih besar dari biaya pahat potong.
3. Satu diantara cara pemesinan yang tidak menimbulkan limbah dan
pengabutan udara serta tidak menimbulkan sisa pada serpihan adalah pemesinan kering Sreejith and Ngoi 2000, Sokovic and Mijanovic 2001.
Pemesinan kering bertujuan untuk mencapai peningkatan kemampuan mesin dengan mengurangi koefisien gesekan dan panas selama proses
pemotongan. Sekarang ini material berlapis telah ditemukan untuk menjamin suksesnya pemesinan kering. Dalam studi literatur dinyatakan bahwa pengaruh
cairan pemotongan yang digunakan terhadap dampak lingkungan pertama sekali dianalisa dan dipublikasikan Klocke and Eisenblatter 1997. Mereka melaporkan
bahwa pemesinan kering dapat dilakukan dengan hasil yang diharapkan pada besi tuang, karbon dan baja tuang.
Graham 2000 juga melaporkan bahwa perubahan dari pemesinan yang menggunakan cairan pemotongan ke pemesinan kering dapat dilakukan untuk
beberapa logam seperti baja, besi tuang dan aluminium. Namun harus dipahami dalam hal ini bahwa perubahan tersebut akan menyebabkan keuntungan yang ada
pada pemesinan basah tidak terjadi pada proses pemesinan kering. Pemesinan basah merupakan pemesinan yang pada prosesnya dilakukan dengan cairan
pendingin. Fungsi utama dari cairan pendingin adalah untuk menurunkan suhu pemotongan dengan mengurangi gaya gesek dan sebagai media pembawa panas
dari daerah pemotongan juga berfungsi sebagai pembawa geram. Dengan turunnya suhu pemotongan tersebut maka umur pahat akan meningkat. Hal
tersebut akan berbeda dengan pemesinan kering dimana pada prosesnya pemesinan kering dapat menyebabkan gaya gesek yang besar pada proses
pemesinan sehingga suhu pemotongan menjadi tinggi dan pada akhirnya akan menurunkan umur pahat. Dari pemaparan di atas dapat dinyatakan hubungan
geometri geram yang terbentuk dari pemesinan basah dan kering, bahwa pada
Universitas Sumatera Utara
pemesinan basah suhu pemotongan cenderung lebih rendah sehingga dimungkinkan geometri geram yang terbentuk memiliki tebal geram yang lebih
tipis dengan jarak antar puncak gergaji yang renggang dibanding pada pemesinan kering.
Sebagai informasi berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Varadarajanet. al 2001. Perbandingan bentuk geram yang dihasilkan dari
pemesinan kering dan basah dapat dilihat pada tabel 2.1 Tabel 2.1 Bentuk geram yang dihasilkan dari proses pemesinan kering dan basah
Kecepatan Pemotongan mmin 40
53 80
91 120
Pemesinan Kering
Pemesinan Basah
Sumber :Varadarajan et. al, 2001
Streejith and Ngoi 2000 di dalam kertas kerjanya juga dinyatakan bahwa pemesinan kering untuk masa yang akan datang sangat diharapkan. Selain itu,
Graham 2000, Streejith and Ngoi 2000 melaporkan bahwa pemesinan yang sukses untuk masa yang akan datang adalah pemesinan kering dengan
menggunakan pahat potong karbida berlapis, CBN, Sialon dan PCD. Pemesinan kering meniadakan kebutuhan untuk pembuangan dan
pembelian cairan pendingin, menghapus ditutupnya produksi pembersih pemesinan dan meningkatkan keselamatan dan kesehatan pekerja. Pemesinan
kering juga akan memberikan lebih bersih lingkungan benda kerja seperti adanya minyak yang melekat pada benda kerja. Selain itu, geram akan menjadi tak
terkontaminasi.
Universitas Sumatera Utara
2.2 Proses Pembubutan
Kategori