TI-2121: Proses Manufaktur

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

TI-2121: Proses Manufaktur Dasar-dasar Pembentukan Logam

Laboratorium Sistem Produksi www.lspitb .org www.lspitb.org ©2003


1. Hasil Pembelajaran •

Umum: Memberikan mahasiswa pengetahuan yang komprehensif tentang dasar-dasar proses pemesinan dan mesin perkakas, proses forming dan molding, metrology dan aplikasi terhadap kualitas produk dan analisis system manufaktur.

•

Khusus: Memberikan pemahaman terhadap proses pembentukan logam, serta perilaku logam saat pembentukan

TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6

2

1


Istilah • • • •

Metal forming = pembentukan logam Plastic deformation = deformasi plastik Yield strength = kekuatan yield Sheet metal = plat logam


3


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 Tekan Tarik Tekuk


4

2


Klasifikasi Pembentukan Logam

•

Bulk = area-to-volume ratio yang rendah TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6

5


Operasi Deformasi Bulk

(a) Rolling (b) Forging (c) Extrusion (d) Drawing TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6

6

3


Operasi Plat Logam

(a) bending (b) drawing (c) shearing TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6

7


Rolling (1)


8

4


Rolling (2) • •

•

•

Ketebalan benda kerja berkurang dengan gaya tekan yang diberikan oleh dua rol secara berlawanan Mesin rolling Sering disebut rolling mills Ukuran mesin sangat besar (massive) Harga mesin mahal, sehingga cocok untuk proses produksi masal (jumlah banyak dan produk standar)

Hot rolling Proses rolling dilakukan pada temperatur tinggi Keuntungan: – bebas dari residual stress – Isotropic Kerugian – Toleransi rendah – Karakteristik permukaan: oxide scale

Cold rolling Mengurangi ketebalan lebih lanjut dari hot rolling Menguatkan logam, meningkatkan toleransi dan bebas oxide scale TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6

9


Rolling Mills


10

5


Proses Rolling (1) •

Bahan mentah Cast steel ingot yang baru mengalami solidifikasi

•

Proses pemanasan Ingot dimasukkan ke dalam tungku agar temperatur ingot merata Sering disebut proses soaking Tungku yang digunakan disebut soaking pits Temperatur rolling ± 1200°C

•

Proses pengerolan Pengerolan membentuk salah satu dari tiga bentuk lanjutan: bloom, billets atau slab Bentuk lanjutan di atas, dirol kembali hingga membentuk produk akhir TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6

11


Proses Rolling (2)

•

Proses pengerolan Bloom: memiliki penampang kotak dengan dimensi > 150x150mm Billet: dirol dari bloom dan memiliki penampang kotak dengan panjang sisi > 40mm Slab: dirol dari ingot atau bloom, memiliki penampang empat persegi panjang dengan dimensi lebar > 250mm dan ketebalan > 40mm TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6

12

6


Konfigurasi Rolling Mills

(a)two-high (b)three-high (c) four-high (d) cluster mill (e) tandem rolling mill TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6

13


Jenis Rolling Lainnya (1) •

Thread rolling Cold rolling Kecepatan produksi: 8 unit/detik Keuntungan: material terbuang sedikit, ulir lebih kuat, permukaan ulir lebih rata dan tahan terhadap kelelahan (fatique)


14

7



Ring rolling Hot rolling untuk ring berdiameter besar Cold rolling untuk ring berdiameter kecil Contoh produk: roda kereta api, ring pipa dll.


15



Roll piercing Hot rolling Untuk membentuk pipa berdinding tebal Sering disebut: rotary tube piercing atau proses Mannesmann


16

8


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 hammer Bertahap: menggunakan mesin forging press


17


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 TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6

18

9


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

19


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


20

10


Operasi Flashless Forging

(1) just before initial contact with workpiece (2)partial compression (3) final punch and die closure


21


Mesin Forging


22

11


Terminologi dalam Forging


23


Proses Forging Lainnya (1) •

Upsetting & Heading

(1) (2) (3) (4)

wire stock is fed to the stop gripping dies close on the stock and the stop is retracted punch moves forward bottoms to form the head TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6

24

12



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

25



Swaging & Radial Forging


26

13


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


27



Roll forging


28

14



Hubbing


29


Trimming •

Untuk menghilangkan flash (shearing process)


30

15


Extrusion • Proses pembentukan dengan mendorong material untuk •

mengalir melalui die terbuka Keuntungan

Produk dengan berbagai bentuk penampang dapat dibuat Struktur granular dan kekuatan material baik Toleransi produk baik Material scrap sedikit

• Hot extrusion

Material: aluminum, copper, magnesion, zinc, tin Gaya yang diperlukan berkurang, kecepatan ram tinggi Perlu lubrikasi mis: glass

• Cold extrusion

Material: low carbon steel, stainless steel Kekuatan meningkat (strain hardening), toleransi akurat,


31


Jenis Extrusion (1) •

Direct extrusion


32

16


Jenis Extrusion (2) •

Indirect extrusion


33


Contoh Produk Extrusion


34

17


Proses Extrusion Lainnya (1) •

Impact extrusion

(a) forward (b) backward (c) combination of forward and backward TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6

35


Proses Extrusion Lainnya (2) •

Hydrostatic extrusion


36

18


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

37


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 dicapai Permukaan baik Kekuatan dan kekerasan meningkat Mudah di setup untuk economical batch atau mass production


38

19


Peralatan Drawing


39


Tube Drawing (1) •

Without mandrel (tube sinking)


40

20


Tube Drawing (2) •

With mandrel (a) fixed mandrel (b) floating plug


41

21

TI-2121: Proses Manufaktur

Recommend Documents