PERMESINAN (MACHINING)

Machining adalah salah satu proses manufaktur yang menjadi terminologi untuk setiap proses penghilangan material (volume reduction). Dibagi atas dua kategori yaitu traditional machining dan onn traditional machining. Traditional machining seperti turning, milling, dan drilling. Istilah machining identik dengan metal cutting. Prinsip dasar dari proses ini adalah penghilangan material berlebih (dari desain atau spesifikasinya) dengan menggunakan tools yang lebih keras melalui proses deformasi plastis.

Syarat-syarat material yang bisa dikenakan proses permesinan :

Keuletan yang rendah, nilai exponensial strain-hardening rendah, fracture toughness rendah.

Shear strength rendah (TS rendah), kekerasan rendah. Inklusi, membuat lebih lunak pada temperatur tinggi Konduktivitas suhu tinggi

Keunggulan Proses Permesinan

Keragaman material kerja. Karena hampir semua logam dapat dipotong, demikian pula plastik dan plastik komposit

Keragaman geometri potong. Fitur standar: lubang, slot, step, dll. Sedangkan fitur non standar antara lain tap hole, T slot.

Keakuratan dimensi. Toleransi hingga 0.025 mm Permukaan potong yang baik. Kakasaran permukaan hingga 0,4m

Kelemahan proses permesinan

Material terbuang karena setiap proses permesinan akan menghasilkan gram, dan gram adalah waste yang harus dibuang

Waktu pemotongan~waktu pemotongan relatif lebih lama dibandingkan dengan proses lainnya seperti casting atau forging

MachinabilityMachinability adalah sifat sistem yang mengindikasikan seberapa mudah suatu material dapat di-mesin dengan biaya yang rendah. Machinability dianggap sebagai sifat dari material. Ukuran kuantitatif dari machinability adalah :

Machinability index : rating rata-rata yang dituliskan sebagai perbandingan dengan material acuan. Ukuran ini dapat menimbulkan kesalahpahaman.

Umur hidup tool: waktu service dalam satuan menit atau detik sampai ke kegagalan total seperrti tool megalami patah atau retak dalam kecepatan potong tertentu, atau volume material yang berhasil dipisahkan sebelum kegagalan total

Permukaan akhir produk yang diproduksi pada kecepatan potong dan makan terstandarisasi

Ukuran lain berdasar kekuatan potong, tenaga, suhu, atau chip formationFaktor-Faktor yang mempengaruhi permesinan

Parameter Pengaruh dan hubunganKecepatan potong, kedalaman potong, pemakanan, caitan pemotongan

Gaya, tenaga, kenaikan suhu, umur tool, bentuk chip (geram), hasil akhir permukaan

Sudut Tool Seperti di atas; mempengaruhi arah aliran geram, katahanan terhadap kerusakan tool

Continuous chip Hasil akhir permukaan baik, gaya potong yang tetap, tidak diharapkan dalam permesinan otomatis

Built-up edge chip Hasil akhir permukaan jelek, bentuk tipis dapat melindungi permukaan tool

Discontinuous chip Diinginkan dalam kemudahan penghilangan geram, gaya potong yang berfluktuasi, dapat mempengaruhi hasil hasil akhir permukaan dan menyebabkan getaran

Kenaikan suhu Mempengaruhi umur tool, mempengaruhi timbulnya aus dan keakuratan dimensi, dapat menyebabkan kerusakan pada permukaan

Keausan tool Mempengaruhi hasil akhir permukaan, keakuratan dimensi, naiknya suhu, kekuatan dan gaya

Machinability Berhubungan dengan umur hidup tool, hasil akhir permukaan, gaya dan tenaga.

TRADITIONAL MACHINING (TM)1. Turning

Pahat bermata tunggal memotong/menghilangkan material dari benda kerja yang berputar untuk menghasilkan bentuk silindris.

Figure : Three most common machining processes: (a) turning,

2. MillingUntuk memotong permukaan benda kerja dilakukan oleh pahat yang berputar dengan ujung pemotong yang bergerak melintasi benda kerja. Terdiri dari dua jenis: peripheral milling and face milling

Figure (c) peripheral milling, and (d) face milling.

Tipe pemotongan milling

3. DrillingDigunakan untuk menghasilkan lubang berpenampang lingkaran dengan menggunakan pahat yang berputar yang memiliki dua ujung pemotong.

Mesin Drilling

NON TRADITIONAL MACHINING (NTM)Non traditional machining adalah kumpulan proses permesinan yang bertujuan untuk menghilangkan material (material removal) dengan menggunakan berbagai macam teknikseperti energi mekanik, suhu, elektrik, dan energi kimia (atau kombinasi dari energi-energi tersebut) tetapi tidak menggunakan alat potong seperti yang terdapat pada cara yang konvensional. Alasan mengapa NTM diperlukan adalah : Kebutuhan untuk mengembangkan proses permesinan dengan sifat-

sifat khusus yang tidak dapat dilakukan oleh metode konvensional Kebutuhan adanya geometri benda kerja yang kompleks yang tidak

bisa dibuat dengan menggunakan proses permesinan konvensional Kebutuhan untuk menghindari kerusakan permukaan yang biasanya

terjadi pada permesinan konvensional.Menurut energi yang digunakan, Non traditional machining dapat dibedakan menjadi empat macam, yaitu Mechanical yang menggunakan aliran abrasive atau cairan atau keduanya dengan kecepatan tinggi, Electrical yakni energi elektrokimia digunakan untuk mengurangi/menghilangkan material, Thermal yakni energi suhu diberikan terhadap bagian kecil permukaan benda kerja sehingga menyebabkan bagian tersebut hilang akibat fusi dan atau vaporization,

Chemical yakni bahan kimia secara selektif memindahkan material dari benda kerja.1. Mechanical Energy Process

a. Ultrasonic Machining Bahan abrasive yang terdapat dicairan digerakkan dalam

kecepatan tinggi dengan tool yang bergetar dalam amplitudo rendah dan frekuensi tinggi

Osilasi peralatan tegak lurus terhadap bidang kerja Peralatan melakukan pemakanan dengan kecepatan rendah Digunakan untuk material yang getas, keras seperti keramik,

kaca, dan karbida dan juga dapat digunakan untuk logam tertentu semisal stainless steel dan titanium.

Digunakan untuk “Coining Operation”b. Water Jet Cutting

Menggunakan tekanan tinggi, aliran air dengan kecepatan tinggi yang diarahkan ke permukaan benda dengan tujuan memotong dan proses ini tidak cocok untuk material getas

Biasanya digabungkan dengan CNC atau robot industri untuk mengarahkan nozzle

Tidak cocok dipergunakan pada material yang getas Keuntungan yang didapat adalah tidak menimbulkan polusi dan

tidak meninggalkan bekas pembakaran di permukaan bendac. Abrasive Water Jet Cutting

Prinsip sama dengan waer jet cutting, hanya ditambahkan partikel abrasiv pada aliran

Metode ini harus memperhatikan parameter-parameter tambahan antara lain tipe abrasive, ukuran grit dan tingkat aliran (flow rate)

d. Abrasive Jet Machining Penggunaan aliran gas kecepatan tinggi yang mengandung

partikel abrasive kecil Biasa digunakan secara manual oleh operator yang

mengarahkan nozzle dan digunakan sebagai proses finishing Digunakan untuk material yang tipis dan material getas seperti

glass, silicin, mica, ceramics. Lebih banyak digunakan untuk proses finishing daripada pemotongan.

2. Electrochemical Machining ProcessPenggabungan kombinasi energi elektik dan kimia untuk materi rimoval. Benda kerja harus conductor.

a. Electrochemical Machining (ECM) Material dihilangkan dengan dissolusi anodik, menggunakan

elektrodeyang berada dekat benda kerja tapi dipisahkan secara dengan elektrolit yang mengalir.

Material di pisahkan dari benda kerja yang berfungsi sebagai anode (Kutub Positif), dipindahkan ke alat katode (kutub negatif) dalam suatu tempat elektrolit. Materila yang dijadikan sebagai elektrode antara lain Cu, Kuningan dan stainless steel.

b. Electrochemical Deburring (ECD) Adaptasi dari ECM untuk memindahkan serpihan atau logam

yang menempel pada ujung lubang sisa drilling konvensional.c. Electrochemical Grinding (ECG)

Bentuk khusus ECM dimana roda gerinda dengan material konduktif digunakan untuk memindahkan/menghilangkan bagian permukaan benda kerja

Digunakan untuk proses gerinda jarum operasi dan benda yang mudah dipecah.

3. Thermal Energy ProcessTemperatur local yang tinggi dan material dihilangkan dengan fusion atau vaporization proses ini menimbulkan kerusakan matalurgi dan fisik terhadap permukaan benda yang baru. Klasifikasi thermal energy process adalah :

a. Electric discharge machining Digunakan untuk material yang bersifat konduktif Kekerasan dan kekuatan material bukan menjadi factor

penghalang pada proses EDM Rate penghilangan material berhubungan dengan titik lebur

materialb. Electric discharge wire cutting

Menggunakan kawat sebagai electrode yang memotong benda kerja dengan celah potongan yang kecil

Cocok untuk komponen cetakan stampingc. Electronic beam machining

Menggunakan aliran electron kecepatan tinggi yang difokuskan ke permukaan benda kerja untuk memindahkan material dengan melelehkan dan memanaskan

Menggunakan bantuan gun yang dapat menimbulkan kecepatan aliran elektron sebesar 75% dari kecepatan cahaya

Cocok untuk micromachining seperti drilling lubang sedalam 0.05 mm dan memotong slot hanya sampai lebar 0.025 mm dan membuat lubang dengan rasio lebih besar dari 100:1

Bisa digunakan untuk semua jenis materiald. Laser beam machining

Menggunakan energi cahaya dari laser untuk menghilangkan material dimana cahaya dihasilkan oleh emisi radiasi.

Laser mengkonversi energi listrik menjadi sorotan cahaya koheren dengan sifat-sifat monokromatik (panjang gelombang satu) dan collimated (sinar cahaya hamper parallel sempurna).

Digunakan untuk proses drilling, slitting, scribing, dan operasi marking, drilling lubang kecil

Material yang biasa digunakan antara lain material dengan kekuatan dan kekerasan yang tinggi, logam lunak, keramik, kaca, plastik, dll

e. Plasma arc machining Menggunakan aliran plasma (panas tinggi, gas yang diionisasi

secara elektrik) yang beroperasi pada suhu tinggi untuk memotong logam dengan cara melelehkan.

Kebanyakan aplikasinya dipergunakan pada proses pemotongan logam datar

Pembuatan lubang yang mnegikuti alur Banyak dipergunakan dalam pemotongan lembaran logam dan

dapat dilakukan untuk logam konduktif.

4. Chemical Machining

a. Chemical Milling Menghilangkan material dengan tujuan pengurangan berat Cocok untuk part besar dimana sejumlah besar bagiannya

diperlukan untuk dihilangkan Menggunakan metode maskant cut dan peel

b. Chemical blanking Menggunakan erosi kimia untuk memotong lembaran logam tipis Menggunakan metode maskant photoresist atau screen resist

c. Photochemical Machining Menggunakan metode masking photoresist Digunakan secara luas di industri elektronik dan proses fabrikasi

PCB