bab isi proses produksi new
TRANSCRIPT
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
WJM cocok untuk memotong plastik, makanan, insulasi
karet,karpet dan headliners, dan tekstil. Bahan yang keras (Harder)
seperti seperti kaca, keramik, beton, dan komposit tangguh dapat
dipotong dengan menambahkan
abrasive ke airan jet air bertekanan pada mesin air jet abrasive
(AWJM),yang pertama kali dikembangkan pada tahun 1974 untuk
membersihkan logam sebelum pengobatan permukaan
logam. Penambahan abrasive ke air jet ditingkatkan untuk
penghapusan material dan menghasilkan kecepatan tingkat
pemotongan antara 51 dan 460 mm / min. Umumnya, AWJM
pemotongan 10 kali lebih cepat dibandingkan konvensional
mesin metode material komposit.mengklaim bahwa air jet abrasive
lebih kuat daripada jet air murni kali.
Perkakas pemotong logam jenis Abrasive Water Jet
Machining (AWJM) saat ini tiba-tiba saja menjadi populer di
pasaran karena mesin ini bisa melakukan pekerjaan cepat untuk
program kendali komputer (CNC) dan bisa membuat waktu
pengerjaan berjalan singkat. Mesin ini cepat untuk mengatur,
menelusuri bagian-bagian suku cadang yang tergolong rumit dan
menawarkan perpindahan cepat di sekitar medan kerja. Mesin ini
dilengkapi dengan alat yang bisa digunakan baik untuk operasi
primer ataupun sekunder dan bisa membuat bagian rumit dengan
cepat dari hampir semua keluaran suku cadang dari berbagai
bahan dan jenis material.
1
Gambar 1.1 Mesin AWJM CNC
Salah satu keunggulan utama ari mesin ini adalah bahwa
mesin pemtong logam jenis ini tidak membuat panas material,baik
itu benda kerja maupun area kerja. Segala macam bentuk rumit
mudah dibuat dengan AWJM. Mesin ini dengan cepat telah berubah
menjadi mesin pembuat uang,dalam arti kata banyak keuntungan
finansial dari penggunaan mesin ini untuk proses produksi.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dari pengetahuan tentang seluk beluk mesin
pemotong logam Abrasive Water Jet machinig (AWJM) adalah
sebagaui berikut:
1. Agar pembaca/mahasiswa memiliki persiapan untuk bersaing di
dunia usaha khususnya dibidang produksi.
2. Agar pembaca/mahasiswa tidak canggung andai bertemu
dengan mesin ini baik didunia kerja atau bukan,dan telah
memiliki dasar pengetahuan tentang mesin AWJM ini.
2
BAB II
Abrasive Water Jet Machining (AWJM)
2.1 Pengertian
Abrasive Water Jet Machining (AWJM) adalah suatu mesin
pemotong logam yang teah dikembang menjadi mesin dengan
sistem kendali komputer (CNC),dimana gerakan pemtongannya
ialah penembakan air bertekanan tinggi ke benda kerja yang mana
dircampur dengan pasir abrasive.Sehingga ketika campuran ini
menyentuh material kerja,terjadilah proses pemotongan logam
akibat gesekan dan tekanan tinggi oleh air dan pasir abrasive
tersebut.
Gambar 2.1 Mesin AWJM
2.2 Prinsip Kerja Mesin AWJM
Penting untuk memahami bahwa jet abrasif bukan hal yang
sama seperti jet air biasa meskipun mereka hampir sama.
Teknologi Jet Air pemotong logam telah ada sejak awal 1970-an
atau lebih, dan jet abrasif memperpanjang konsep tentang sepuluh
tahun kemudian. Teknologi Keduanya menggunakan prinsip
menekan air dengan tekanan yang sangat tinggi, dan
memungkinkan air untuk mengalir melalui suatu celah kecil yang
biasanya disebut lubang pencekik (orifice).Jet air menggunakan
3
daya keluaran dari tekanan air dari celah orifice untuk memotong
barang lembut seperti permen, tetapi tidak efektif untuk memotong
bahan lebih keras seperti logam.
Gambar 2.2 Pemotongan material lunak oleh mesin Jet air
Sedangkan pada AWJM sistem penekanan air nya tergolong
mirip,hanya saja pada tekanan air tersebut dicampurkan pasir
garnet yang tajam,dinamakan juga pasir abrasive (abrasive dalam
bahasa ingrris berarti menggosok,mengikis..).sehingga bisa
dikatakan konstruksi tool-nya sedikit berbeda dengan tool jet air
biasa.
Gambar 2.3 Pasir garnet
Konstruksi tool untuk AWJM bisa dilihat pada gambar
Gambar 2.4 dibawah ini.Bahwa tool pada AWJM ini memiliki 2
saluran masuk an satu saluran keluar. Dalam AWJM, aliran air jet
4
juga berfungsi untuk mempercepat partikel abrasif, bukan
air untuk menyebabkan pengikisan(removal) material melainkan
pergesekan partikel . Setelah jet air murni dibuat,
abrasive ditambahkan baik menggunakan metode injeksi atau
penangguhan
ditunjukkan pada. Parameter penting dari abrasive adalah
material struktur dan kekerasan, perilaku mekanik, bentuk butiran.
ukuran butir, dan distribusi.
Gambar 2.4 Tool untuk AWJM
Proses pemotongan logam oleh AWJM ini bisa diihat pada
gambar dibawah ini.Terlihat pasir abrasive yang diboncengi oleh air
bertekanan tinggi menabrak permukaan material sehingga butiran
halus pasir-pasir abrasive tersebut mengikis secara partikel dari
permukaan material benda kerja,karena terus
menerus,makapelepasan materila berangsur sedikit demi
5
sedikit.Karena didorong oleh air yang bertekan dan berkecepatan
tinggi,proses ini menjadi lebih cepat.
Gambar 2.5 Skema Pemotongan logam Oleh AWJM
Gambar 2.6 Proses Pemotongan logam Oleh AWJM
Air yang masuk ke inlet tool biasanya bertekanan antara
20000 dan 60000 Pounds Per Square Inch (PSI). Ini dipercepat
melalui dinding kecil di lubang orifice yang biasanya berdiameter
0,18 hingga 0.4 mm. Hal ini menciptakan variasi bentuk kecepatan
yang sangat tinggi dari aliran air tersebut. AWJM menggunakan
suatu saluran lain pada tool dimana saluran ini akan dihubungkan
dengan ruang campur (Mixing) di dalam tool.Orifice sauran itu juga
6
dibentuk dengan diameter tertentu sinar yang sama air untuk
mempercepat partikel kasar yaitu pasir granite sehingga dengan
kecepatan yang cukup dpat melakukan pengikisaan permukaan
materila sehingga terjadilah prosses pemotongan logam.
2.3 Bagian-Bagian Utama Mesin AWJM
Komponen dari mesin pemotong logam AWJM meliputi :
• Sistem Abrasive Pengiriman
• Sistem Kontrol
• Pompa
• Nozzle
• Sistem Motion
Gambar 2.7 Bagian-bagian dari mesin AWJM
7
Gambar 2.8 Mekanisme sistem aliran dan transportasi pada AWJM
Gambar 2.9 Konstruksi susunan komponen-komponen AWJM
konvensional
2.4 Tool dan Pompa Supply
1. Nozzle
Tool digunakan sebagai media penembak dari aliran air + pasir
abrasive bertekanan tinggi.Tool disini juga bisa dikatakan sebagai nozzel
yang mana nozzle itu dapat didefinisikan sebagai pemercepat aliran
fluida.
8
Gambar 2.10 Bagian-bagian Nozzle pada AWJM
Gambar 2.11Nozzle standar OMAX
2. Pompa Supply hydraulic
Proses pemotongan jet air dimulai dengan pompa intensifier, yang
menciptakan tekanan ultra tinggi (lebih dari 50.000 psi) tekanan air yang
dibutuhkan untuk memotong bahan keras.Pompa intensifier
menggunakan tekanan hidrolik atas sistem air. Sebuah motor besar
tenaga kuda drive dengan pompa hidrolik dapat menciptakan kekuatan
tekanan hidrolik pada piston dalam silinder. Tekanan hidrolik diperkuat
9
oleh rasio silinder hidrolik yang lebih besar yang dimana akan mendorong
piston kecil ke silinder yang telah diisi dengan air, sehingga menciptakan
tekanan air ultra-tinggi.
Gambar 2.12 Motor Penggerak untuk penghasil tekanan hidrolik
3. Air-Jet-Intensifier
Air bertekanan dikirim ke kepala pemotongan oleh salah satu
tabung dengan tekanan tinggi atau sedang.
Gambar 2.13 water jet Intensifier
10
Gambar 2.14 Pompa tripleks tenaga kuda (crankshafts)
Air tekanan tinggi diterapkan pada sebuah lubang dengan diameter
yang khas mulai dari 0,005 inchi ke 0,020 inchi. Lubang ini dibuat dalam
sebuah diamond atau safir yang digunakan untuk menahan abrasi air
yang bertekanan tinggi. lubang menciptakan aliran air berkecepatan dan
bertekanan tinggi yang digunakan untuk memotong material.
Setelah air keluar dari orifice yang kasar dimana dapat
ditambahkan untuk aliran air sebagai alat potong untuk bahan yang
keras. Ketika memotong bahan yang keras, termasuk baja, stainless steel,
aluminium, batu, kayu, plastik, gelas, dan sebagainya, itu merupakan
pemotongan actual yang menggunakan jenis tindakan seperti
menggergaji mekanis.
Gambar 2.15 Proses AWJM seperti penggergajian mekanis
2.5 Sistem Pengiriman Abrasive
Abrasive merupakan sebuah laju aliran sederhana dari pasir
granite yang halus secara konstan.Semua itu diperlukan untuk
kelancaran proses pemotongan yang akurat. Sistem konstruksi
pengiriman abrasive yang modern dirancang untuk menghilangkan
getaran dan penggumpalan pasir granite.Hal ini merupakan persoalan
11
yang rawan pada padatan sistem metering katup pengiriman abrasive
konstruksi sebelumnya.
Gambar 2.16 Sistem metering katup pengiriman abrasive
2.6 Sistem Kontrol
Secara historis, mesin pemotongan jet air abrasif telah
menggunakan sistem kontrol tradisional CNC yang mana sering dikenl
dengan nama "G-code". Namun, ada gerakan cepat dari teknologi ini
untuk sistem jet abrasif, terutama untuk aplikasi mesin jangka pendek
dan terbatas untuk produksi toko. G-code merupakan pengendali yang
dikembangkan untuk memindahkan alat pemotong kaku, seperti pabrik
akhir atau pemotong mekanis. Tingkat umpan untuk alat ini umumnya
diselenggarakan konstan atau bervariasi hanya dalam kenaikan tersendiri
untuk sudut dan kurva. Setiap kali perubahan dalam tingkat pemasukan
perintah(Command) pemrograman.
12
Gambar 2.17 Contoh pemakaian CNC G-Code
Air jet atau jet abrasif pasti bukan merupakan alat pemotong
kaku yang menggunakan tingkat feed konstan akan menghasilkan berat
undercutting atau lancip di sudut-sudut dan di sekitar kurva. Selain itu,
perubahan langkah membuat diskrit tingkat masukan juga akan
mengakibatkan pemotongan tidak rata di mana transisi terjadi. Perubahan
dalam tingkat pakan sudut dan kurva harus dibuat lancar dan secara
bertahap, dengan laju perubahan ditentukan oleh jenis bahan yang
potong, ketebalan, geometri bagian dan sejumlah parameter nozzle.
2.7 Proses kemampuan
Variabel proses umum termasuk tekanan, diameter nozzle,
penyanderaan jarak jenis, kasar, nomor grit, dan laju benda kerja pakan.
Sebuah abrasive jet memotong air melalui lembaran 356,6-mm-tebal
beton atau baja perkakas 76,6-mm-tebal plat di 38 mm / menit dalam
single pass.Kekasaran permukaan yang dihasilkan berkisar antara 3,8 dan
6,4 pM, sementara toleransi dari ± 0,13 mm diperoleh. Repeatability dari
± 0,04 mm, kuadrat dari 0,043 m mm /, dan kelurusan 0,05 mm per
13
sumbu. Foundry pasir sering digunakan untuk memotong dan gerbang
bangun. Namun, garnet, yang merupakan bahan abrasif yang paling
umum, adalah 30 persen lebih efektif daripada pasir.
Gambar 2.18 Suku cadang hasil dari proses AWJM
Selama mesin dari kaca tingkat pemotongan 16,4 mm3/min
tercapai yang 4 sampai 6 kali untuk logam. Kekasaran permukaan
tergantung pada benda kerja bahan, ukuran grit, dan jenis abrasive.
Bahan dengan laju penyisihan tinggi menghasilkan kekasaran permukaan
yang besar. Untuk alasan ini, butiran halus digunakan untuk mesin logam
lunak untuk mendapatkan kekasaran yang sama sebagai yang keras.
Penurunan kekasaran permukaan, di lebih kecil ukuran butir, berkaitan
dengan mengurangi kedalaman potong dan pelat badan kaku chip lintas
bagian. Selain jumlah yang lebih besar dari butir per unit bubur volume,
semakin banyak yang jatuh pada area permukaan unit. Sebuah cairan
pembawa yang terdiri dari air dengan aditif anti korosi telah kerapatan
yang jauh lebih besar daripada udara. Hal ini memberikan kontribusi
untuk ercepatan lebih tinggi butir gandum dengan kecepatan yang lebih
tinggi dan meningkat akibat Tingkat penghasilan geram. Selain itu,
menyebar cairan pembawa atas permukaan Proses mekanis 45 Side feed
14
Tekanan generasi Abrasive reservoir Air nozzle Fokus tabung Machining
kepala Air Benda kerja Air Abrasive penyimpanan Lumpur Penangguhan
Suspensi nosel Feed Tengah Gambar 2.27 Injection dan jet suspensi.
pengisian rongga dan membentuk sebuah film yang menghambat
tindakan mencolok butir. Menonjol dan bagian atas penyimpangan
permukaan adalah yang pertama terpengaruh, dan meningkatkan kualitas
permukaan. Kaczmarek (1976) menunjukkan bahwa penggunaan air jet
udara satu untuk mendapatkan izin, rata-rata, nomor kekasaran yang
lebih tinggi demi satu, dibandingkan dengan efek dari jet udara. Dalam
WJM tinggi kecepatan Inconel, Hashish (1992) menyimpulkan bahwa
kekasaran meningkat pada tingkat umpan yang lebih tinggi serta di
lumpur yang lebih rendah aliran tarif. Advanced air jet dan mesin AWJ
sekarang tersedia di mana beban komputer desain dibantu komputer
(CAD) gambar dari lain sistem. Komputer menentukan titik awal dan akhir
dan urutan operasi. Operator kemudian masuk jenis material dan alat
offset data. Komputer menentukan tingkat pakan dan melakukan
pemotongan. sistem mesin lainnya beroperasi dengan modem dan CAD /
computer-aided manufacturing (CAM) kemampuan yang memungkinkan
transfer dari CATIA, AUTOCAD, IGES, dan format DXF. Komputer
menjalankan sebuah program yang menentukan, dalam hitungan detik,
bagaimana meminimalkan sampah ketika memotong dari balok atau plat
2.8 Limbah AWJM
Waterjets yang lebih ramah lingkungan Abrasivejets biasanya
menggunakan garnet sebagai bahan abrasif. Garnet adalah mineral non-
reaktif yang lembam secara biologis. Satu-satunya masalah dengan
waterjets adalah ketika Anda memotong bahan yang berbahaya (seperti
timah). Waterjets lebih aman karena tidak ada asap berbahaya, seperti
logam menguap, dan tidak ada resiko kebakaran. Jarak antara akhir nosel
waterjet dan bahan biasanya sangat kecil, walaupun hati-hati diperlukan
ketika nozel waterjet dinaikkan.
15
2.9 Keuntungan AWJM dibandingkan EDM
EDM singkatan dari Electrical Discharge Machining dan digunakan
untuk mesin elektrik bahan konduktif, seperti baja dan titanium. Busur
listrik cepat discharge antara elektroda dan bahan benda kerja.Rangkaian
busur menghilangkan logam dengan pelelehan dan menguap itu, pada
dasarnya mengikis logam menggunakan listrik. Partikel yang memerah
pergi dengan terus menerus beredar non-melakukan fluida, seperti air
deionisasi atau minyak tanah. EDM dapat membuat bentuk rumit dalam
bahan keras yang sulit untuk mesin dengan menggunakan metode
tradisional.
Keuntungan WATERJETS adalah, meskipun bagian atas
dapat dilakukan dengan menggunakan EDM, namun waterjets jauh lebih
cepat untuk membuatnya dari pada meggunakan EDM. Waterjets bisa
dianggap seperti mesin EDM super-cepat dengan kurang presisi. Ini
berarti bahwa banyak bagian dari kategori yang sama, bahwa EDM akan
melakukan dapat melakukannya lebih cepat dan lebih murah di
abrasivejet, jika toleransi tidak ekstrim. Teknologi baru memungkinkan jet
Abrasive untuk memperoleh toleransi hingga + / 003 "-. (0.075mm).
BAB III
ICE JET MACHINING (IJM)
3.1 Pendahuluan
16
Kelemahan utama dari WJM adalah rendahnya efisiensi transfer
energy antara jet dan benda kerja. Hal ini menghasilkan tingkat potong
rendah,yang membatasi penggunaan air jet untuk memesin material yang
relatif lembut. Untuk setiap pembentuan bahan untuk kepentingan
rekayasa, AWJM memang dapat digunakan. Namun, efisiensi energi AWJM
masih rendah. Pencampuran air dan abrasive jet terbatas untuk diameter
minimum yang dapat digunakan.disamping itu walaupun limbah AWJM
bisa ditangani,akan tetapi dampak negatife cukup besar terhadap
lingkungan.IJM merupakan salah satu solusi dari kelemahan ini.
3.2 Proses Deskripsi
Dalam mesin es jet (IJM), abrasive akan diganti dengan partikel es
yang membentuk jet es. Karena kekerasan partikel es kurang daripada
abrasive, tingkat material yang akan dipisahkan lebih rendah dari yang
diharapkan,dibandingkan dengan AWJM. Namun demikian, pengurangan
biaya dan dampak terhadap lingkungan tergolong amat baik. IJM
digunakan dalam makanan,
elektronik, medis, dan ruang industri di mana kontaminasi
mustahil diharapkan terjadi.
Partikel es yang dihasilkan baik menggunakan pembekuan aliran (<500
pM) atau
partikel es pasokan (> 500 pM) di ambil dari air sungai. Dalam kasus
terakhir es
kubus, dipasok dari sebuah icemaker, diberi hantaran untuk sebuah
penggiling. Solid CO2
ditambahkan untuk mencegah serpihan es untuk mencair seperti
ditunjukkan pada Gambar dibawah ini.Es yang telah hancur kemudian
dihantarkan melalui nosel mesin. Sebelumnya nosel airan
17
Gambar 3.1 bagian IJM menurut Geskin et al. (1995).
Air tersebut juga didinginkan dengan melewati kumparan yang terendam
nitrogen cair. Geskin et al. (1995) melaporkan sebuah peningkatan yang
substansial dalam karakteristik mesin dikarena oleh jebakan es di dalam
nosel pemotong (lihat Tabel 2.7).
BAB IV
Magnetic Abrasive Finishing (MAF)
18
4.1 Pendahuluan
Proses Polishing yang dibantu oeh medan magnet(Magnetic
Abrasive Finishing) adalah proses nonkonvensional di mana kekuatan
proses memesin dikendalikan oleh medan magnet. Dengan demikian,
proses polishing finishing dicapai tanpa perlu biaya yang mahal,cukup
kaku untuk menjaga ketelitian,sangat presisi, minim getaran yang tak
diinginkan,dan peralatan mesin yang bekerja bebas dari kesalahan
dengan memasukkan elemen magnetik polishing yang diperlukan ke
dalam peralatan mesin yang ada.
Ada dua jenis polishing yang dibantu medan magnet: magnet
abrasif finishing (MAF), yang menggunakan sikat abrasive magnetik
untuk proses-proses akhir setelah selesai permesinan, dan polishing
float magnetik (cairan magnetis penggilingan), yang menggunakan
cairan magnetik yang merupakan dispersi koloid subdomain partikel
magnetik dalam suatu pembawa zat cair dengan abrasive. Meskipun MAF
berasal di Amerika Serikat selama empat puluhan, akan tetapi MAF itu
merupakan bekas rancangan Uni Soviet dan Bulgaria yang banyak
memiliki kegiatancpembangunan yang terjadi diakhir lima puluhan dan
enam puluhan. Selama delapan puluhan orang Jepang mengikuti
pekerjaan dan penelitian yang dilakukan untuk berbagai aplikasi
polishing.
4.2 Sistem mesin
Sebuah silinder benda kerja dijepit ke dalam cekaman dari
kumparan yang menyediakan gerakan berputar. benda kerja bisa berupa
(baja) magnet atau bukan magnetik seperti material keramik, garis
medan magnet melalui benda yang dikerjakan. Gerak getaran aksial
diperkenalkan di medan magnet oleh osilasi gerak kutub magnet relatif
terhadap benda kerja. A campuran abrasive halus diadakan dalam bahan
19
ferromagnetic (magnet abrasif konglomerat, Gambar. 2,30) yang
memperlihatkan antara benda kerja dan kepala magnetik dimana proses
finishing diberikan oleh medan magnet. Biasanya ukuran dari pasir
abrasive magnetik yang masih kasar adalah 50 sampai 100 mikron dan
abrasivenya itu sndiri berada pada ukuran 1 sampai 10 mikron.
Gambar 4.1 MAF skematis.
Gambar 4.2 Tipikal magnetik abrasif konglomerat.
Dengan bahan kerja nonmagnetik, abrasive magnetik dihubungkan satu
sama lain secara magnetis antara kutub N magnet dan kutub S sepanjang
garis kekuatan magnet, abrasive membentuk magnet fleksibel yag bisa
bergeser kearah mana pun.Dalam rangka mencapai sirkulasi seragam
20
dari abrasive, pasir abrasive magnetik diaduk secara berkala. Fox et al.
(1994) menyatakan seperti tabel berikut bahwa beberapa kondisi MAF
yang menyebabkan kedua permukaan dan tepi finishing:
4.3 Bahan proses penghapusan
MAF beroperasi dengan sikat kasar magneto dimana butir abrasive
mengatur diri dengan partikel besi yang membawa mereka untuk
bergerak fleksibel memenuhi dengan kontur permukaan kerja yang
diinginkan. Partikel abrasif dipertemukan secara rapat terhadap
permukaan benda kerja, sedangkan gerak osilasi pendek stroke dilakukan
dalam arah aksial benda kerja. kontak kuas MAF bertindak atas
permukaan menonjol unsur-unsur yang membentuk permukaan dalam
arah penyimpangan. Sementara permukaan cacat seperti goresan, noda
keras, berbaring baris, dan tanda alat bisa dihilangkan, kesalahan bentuk
seperti meruncing, perulangan, dan goresan tanda dapat diperbaiki
dengan kedalaman terbatas 20 mikron.
Jalur penghapusan material dan permukaan akhir tergantung pada
kecepatan keliling benda kerja, kerapatan fluks magnetik, bekerja
clearance, bahan benda kerja , ukuran konglomerat abrasive magnetik
termasuk Jenis abrasive yang digunakan, dan ukuran butir dan fraksi
volume konglomerat.
Permukaan selesai rata-rata (Ra) dari batang tanah dapat
diselesaikan untuk sekitar 10 nm. Meningkatnya fluks kerapatan magnetik
dapat meningkatkan tingkat finishing. Tinggi penghapusan dan kecepatan
21
Roller Sampai dengan 1,3 m / s, kerapatan medan magnet Tesla (T)
adalah 0-0,53, Tekanan magnetik Abrasive tipe 80% Fe (40) + 20% SiC
(1200) adalah 0-30 kPa, Getaran frekuensi Pelumas kering adalah 12-25
Hz.
Peyelesaian yang terbaik diperoleh dengan meningkatkan getaran
aksial amplitudo dan frekuensinya. Getaran aksial dan kecepatan rotasi
memiliki pengaturan tersendiri untuk dipertimbangkan sehingga diperoleh
pola terbaik yang akan memberikan hasil terbaik dan menyelesaikan
tingkat penghapusan yang tinggi. Pada tahun 2004 telah dianjurkan
tingkat tegangan tinggi sekitar 11,5 V, kesenjangan kerja rendah sekitar
1,25 mm, dan kecepatan rotasi tinggi sekitar 180 rpm.
4.4 Aplikasi
1. Poles bola dan rol.
Finishing Konvensional bola keramik, ialah untuk aplikasi bantalan,
menggunakan kecepatan rendah dan diamond polishing abrasive (dengan
intan) sebagai media polishing. Waktu proses yang lama dan
mengeluarkan biaya yang cukup mahal dari hasil abrasive berlian karena
memang untuk biaya pemrosesan tinggi. Berlian abrasive pada beban
tinggi dapat mengakibatkan lubang dalam, goresan, dan microcracks.
Akibatnya tingginya biaya pengolahan dan kurangnya mesin yang
memiliki keterbatasan sistem mungkin bentuk kendala saat ini. Untuk
meminimalkan permukaan kerusakan, kondisi polishing yang lembut
sangat diperlukan, yaitu rendahnya tingkat hantaran maka akan
dikendalikan kekuatan dan abrasive untuk prose yang tidak lebih sulit
daripada bahan kerja. Perkembangan terakhir di MAF melibatkan
penggunaan medan magnet untuk dukungan slurries abrasif dalam
memoles bola keramik dan bantalan rol (Gbr. 2.31). Sebuah medan
magnet, biji-bijian mengandung abrasive dan sangat feromagnetik
22
partikel halus dalam cairan tertentu seperti air atau minyak tanah,
mengisi ruang dalam cincin panduan. Bola keramik antara drift poros dan
pelampung. The abrasif butir, bola keramik, dan float (terbuat dari
nonmagnetik material) ditangguhkan oleh kekuatan magnet. Bola adalah
preset terhadap poros penggerak berputar dan dipoles oleh mekanik
abrasi tindakan. Karena kekuatan diterapkan oleh butiran abrasif adalah
sangat kecil dan terkendali, tindakan polishing sangat halus. The proses
ekonomis, dan permukaan yang dihasilkan mempunyai cacat sedikit atau
tidak ada.
Gambar 4.3 Magnetic finishing bola.
2. Finishing permukaan tube.
Sistem perpipaan gas dan cair yang dituntut Bersih perlu memiliki
kemampuan dalam mencegah kontaminan dari mengumpulkan bahan-
bahan yang diproduksi. Bila pipa yang ramping, sulit untuk menghasilkan
permukaan yang halus dengan cara menghemat biaya. Elektrolit finishing
memiliki banyak masalah yang terkait dengan tingginya biaya
23
pengendalian proses kondisi dan membuang elektrolit tanpa pencemaran
lingkungan.
Gambar 2.32 menunjukkan tampilan dua dimensi skematik dari
internal finishing dari sebuah tabung nonferromagnetic menggunakan
MAF. The magnetik abrasive, di dalam tabung, yang dipusatkan terhadap
zona finishing oleh magnet lapangan, menghasilkan gaya magnet yang
diperlukan untuk finishing. Dengan memutar tabung pada kecepatan yang
lebih tinggi, abrasive magnetik membuat batin permukaan halus. Gambar
2.33 menunjukkan kasus tabung ferromagnetik finishing dimana fluks
magnetik sebagian besar mengalir ke tabung (bukan melalui bagian
dalam tabung) karena permeabilitas magnetik tinggi mereka. Dalam
kondisi demikian, hampir tidak abrasive tetap dalam penyelesaian zona
ketika tabung diputar. Geskin et al. (1995) mencapai cermin finishing dan
dihapus Bentuk tanpa menurunkan akurasi dari bentuk.
Gambar 4.4 Magnetic finishing tabung bukan magnetik.
24
Gambar 4.5 Magnetic finishing tabung magnetik.
3. Aplikasi MAF lainnya.
Proses ini dapat diterapkan di banyak bidang lainnya antara lain :
1. Polishing komponen halus seperti papan sirkuit tercetak.
2. Penghapusan lapisan oksida dan lapisan pelindung.
3. Chamfering dan menghaluskan roda gigi.
4. Otomatis polishing bentuk rumit.
5. Poles permukaan datar.
BAB V
Elektrokimia Drilling
5.1 Pendahuluan
Pengeboran Elektrokimia (ECDR) menghasilkan diameter mulai dari 1
sampai 20 mm, dengan menggunakan tingkat pakan dari 1 hingga 5 mm /
menit. Seperti ditunjukkan dalam Gambar. 4,21, sebuah elektrode tubular
digunakan sebagai alat katodik. elektrolit ini dipompa dari pusat alat dan
keluar melalui celah samping mesin, terbentuk antara dinding alat dan
lubang dibor. Machining terjadi pada saat kepadatan tinggi di celah
interelectrode frontal antara permukaan alat dan benda kerja. Side
pembubaran elektrokimia bertindak lateral antara dinding samping alat
25
dan komponen. Yang dihasilkan diameter lubang Oleh karena itu lebih
besar dari alat oleh Cd overcut, yang
Gambar 5.1 ECDR konfigurasi.
dapat dihitung, seperti ditunjukkan pada Gambar. 4.22, dengan :
Cd=dw−dt
Dimana dt adalah diameter alat dan dw adalah diameter benda kerja.
Untuk akurasi mesin tinggi dan kebesaran diametral kecil, pakan tinggi
Tingkat direkomendasikan. Dalam kondisi seperti itu, tingkat
penghapusan yang tinggi dan kualitas permukaan yang lebih baik juga
terjamin. Metode makan elektrolit mempengaruhi overcut.Dalam hal ini,
modus arus balik elektrolit di bawah tekanan belakang 0,6-2
MPa,ditunjukkan pada Gambar. 4.22, mengurangi overcut. Prosedur ini
flushes jauh produk-produk gas dari elektrolisis dari celah mesin tanpa
26
mencapai zona sisi-mesin. Peningkatan tekanan kesenjangan
meningkatkan konduktivitas elektrolit, yang meningkatkan proses
pembubaran karena peningkatan mesin saat ini. Tekanan tinggi
mengurangi ukuran gelembung gas hidrogen, yang menurut Rumyantsev
dan Davydov (1984), meningkatkan konduktivitas elektrolit. tekanan
elektrolit kembali jugamenghilangkan garis aliran dalam mesin
permukaan. Kerugian utama dari sistem tersebut, selain perkakas biaya,
adalah peningkatan kekuatan hidrolik. Soliman et al. (1986) dan Rashed
et al. (1986) menyimpulkan bahwa menggunakan isolasi alat yang tepat
mengurangi efek samping-mesin, yang dalam gilirannya membatasi
pelebaran kesenjangan samping. Pasivator elektrolit seperti sebagai
NaNO3 dapat menghasilkan overcuts lebih kecil, yang meningkatkan
proses akurasi. Laju aliran elektrolit memiliki efek diucapkan pada
overcut. Penggunaan alat berputar selama ECDR dapat mengurangi
kesalahan bundar karena kondisi homogen menjamin aliran elektrolit
dalam kesenjangan samping. Dalam ECDR bagian dari arus melalui hasil
kesenjangan interelectrode dalam pembubaran anodik pada tingkat yang
diatur oleh hukum Faraday tentang Isolasi, Elektrolit masuk, Tekanan
ruang, Elektrolit masuk
Gambar 5.2 Lubang pengeboran menggunakan kembali tekanan.
27
elektrolisis. Youssef et al. (1989) melihat bahwa mesin arus
linier dengan kecepatan umpan alat meningkat. Memicu terjadi pada kritis
feed rate dimana kecepatan maju alat terhadap benda kerja yang
lebih besar dari laju disolusi anodik. Dalam keadaan seperti ini,
kesenjangan frontal menurun ke nilai kritis di mana memicu terjadi,
menyebabkan kerugian, baik alat dan benda kerja. Kerja eksperimental
dari Rashed et al. (1976) merekomendasikan penggunaan tegangan
kesenjangan antara 20 sampai 25 V untuk menghemat energi dan
mengurangi biaya produksi. Mereka menggambarkan kebesaran
diametral Cd dengan persamaan empiris berikut:
Cd=0.225V 0,74−0.056a
di mana V adalah tegangan kesenjangan (V) dan adalah pakan alat
tingkat (mm menit-1). Selama ECDR sebagian besar arus mesin hilang di
kesenjangan samping. Untuk alasan ini rasio tingkat penyisihan
eksperimental dengan yang teoritis merupakan efisiensi saat ini. Lancar
efisiensi lebih rendah dari 100 persen mungkin terkait dengan evolusi gas
dan pembentukan lapisan oksida pasif yang membatasi proses
pembubaran. Pada sisi lain, efisiensi saat ini lebih besar dari 100 persen
terutama terkait dengan detasemen granular, dari anoda, karena butir
elektrolitik batas serangan. EC lubang pengeboran tidak dibatasi untuk
lubang melingkar sejak alat memiliki apapun penampang bisa
menghasilkan yang sesuai bentuk dalam benda yang dikerjakan.
5.2 Elektrolit Berbentuk Tube
ialah Berbentuk tabung mesin elektrolitik (STEM),maka didasarkan
pada pembubaran tersebut,proses terjadi ketika beda potensial listrik
28
dikenakan antara anodik benda kerja dan alat katodik. Karena kehadiran
medaan listrik dalam elektrolit, sering menjadi asam sulfat, menyebabkan
permukaan anoda akan dihapus. Setelah ion logam terlarut dalam larutan,
mereka dihapus oleh aliran elektrolit. Seperti ditunjukkan dalam Gambar.
4,23
Gambar 5.3 STEM skematis.
McGeough (1988), alat ini silinder melakukan dengan insulasi
lapisan di bagian luar dan dipindahkan ke benda kerja pada tertentu laju
umpan sementara tegangan diterapkan di celah mesin. Dengan cara ini
cylindrically lubang berbentuk diperoleh. STEM Oleh karena itu, variasi
modifikasi dari ECM yang menggunakan asam elektrolit. Rumyantsev dan
Davydov (1984) melaporkan bahwa Proses ini mampu menghasilkan
lubang kecil dengan diameter sebesar 0,76 untuk 1,62 mm dan rasio
kedalaman-to-diameter 180:1 di elektrik konduktif bahan. Sulit untuk
lubang mesin kecil seperti menggunakan ECM normal sebagai presipitat
tak larut yang dihasilkan menghalangi aliran jalan elektrolit.
Konfigurasi sistem mesin ini mirip dengan yang digunakan dalam
ECM. Namun, harus tahan asam, akan kekakuan yang kurang, dan
memiliki periodik polaritas terbalik pasokan listrik. Alat elektroda katodik
29
terbuat dari titanium, dinding luar yang memiliki lapisan isolasi untuk
mengizinkan hanya frontal mesin dari benda kerja anodik. Operasi normal
tegangan 8 sampai 14 V dc, sedangkan mesin saat ini mencapai 600 A.
Metals Handbook (1989) melaporkan bahwa ketika larutan elektrolit
asam nitrat (15% v / v, temperatur sekitar 20 ° C) dipompa melalui celah
(Di 1 / menit L, 10 V, alat pakan laju 2,2 mm / menit) untuk mesin-
mmdiameter 0,58 lubang dengan kedalaman 133 mm, yang overcut
diametral yang dihasilkan 0,265 mm, dan lubang conicity 0.01/133.
Proses ini juga menggunakan konsentrasi 10% asam sulfat untuk
mencegah lumpur dari menyumbat katoda kecil dan menjamin aliran
bahkan elektrolit melalui tabung. Sebuah pembalikan polaritas berkala,
biasanya pada 3 sampai 9 s mencegah akumulasi dari produk-produk
permesinan undissolved pada permukaan katoda bor. Tegangan balik bisa
diambil sebagai 0,1-1 kali tegangan mesin depan. Berbeda dengan EDM,
EBM, dan proses LBM, STEM tidak meninggalkan lapisan panas yang
terkena dampak, yang bertanggung jawab untuk mengembangkan
microcracks.
30
Karena proses menggunakan elektrolit asam, penggunaannya terbatas
untuk pengeboran lubang di stainless steel atau bahan tahan korosi
lainnya di jet mesin dan bagian turbin gas seperti :
- Turbin blade lubang pendingin
- Bahan Bakar nosel
- Setiap lubang di mana perombakan EDM tidak diinginkan
- Mulai lubang untuk kawat EDM
- Pengeboran lubang untuk logam tahan korosi konvensional rendah
machinability
31
- Pengeboran minyak di bagian bantalan mana EDM menyebabkan
keretakan
Gambar 4.4 menunjukkan bentuk turbulators yang dimesin dengan
intermiten bor muka selama STEM. Para turbulators biasanya digunakan
untuk meningkatkan transfer panas dalam lubang mesin-pendingin turbin.
Keuntungan
- Rasio kedalaman-to-diameter setinggi 300.
- Sejumlah lubang besar (sampai 200) dapat dibor dalam jangka yang
sama.
- Lubang nonparallel dapat di mesin.
- Lubang Buta bisa dibor.
- Tidak ada layer menyusun kembali atau cacat metalurgi yang
dihasilkan.
- Dan lubang berbentuk melengkung serta slot dapat diproduksi.
Keterbatasan
- Proses ini digunakan untuk logam tahan korosi.
- STEM lambat jika lubang tunggal harus dibor.
- Aspecial tempat kerja dan lingkungan yang diperlukan ketika menangani
asam.
- Limbah berbahaya yang dihasilkan.
- Kompleks mesin dan sistem perkakas yang diperlukan.
5.3 Pemboran Electrostream (kapiler)
Electrostream (ES) (kapiler) pengeboran adalah teknik ECM khusus
digunakan untuk memproduksi lubang halus yang terlalu dalam untuk
memproduksi oleh EDM dan terlalu kecil untuk bor oleh STEM. Alat katodik
32
yang digunakan adalah terbuat dari kaca nozel (,025-0,50 mm diameter).
Gambar 5.4 pendinginan lubang Turbulated diproduksi oleh STEM
Diperlukan diameter. Proses ES berbeda dari STEM, yang
menggunakan titanium dilapisi tabung sebagai alat katodik. Untuk
melakukan mesin arus melalui elektrolit asam yang mengisi kesenjangan
interelectrode, kawat elektroda platina dipasang di dalam kaca nozzle
(Gambar 4.25). Solusi asam sulfat, nitrat, atau klorida dengan konsentrasi
12 sampai 20% wt yang elektrolit yang umum digunakan. The tipe
elektrolit yang digunakan tergantung pada kondisi benda kerja. Dalam hal
ini hal, solusi klorida digunakan untuk aluminium dan paduan terkait,
sedangkan larutan asam sulfat direkomendasikan untuk Pelindung,
Inconel, Rene paduan, dan karbon dan stainless steel. Suhu elektrolit
biasanya 40 ° C untuk asam sulfat dan 20 ° C untuk sisanya. tekanan
elektrolit antara 275 dan 400 kPa yang direkomendasikan. Selama
33
permesinan, aliran elektrolit negatif dibebankan dandisemprotkan
terhadap benda kerja anodik. Suhu asam, tekanan, konsentrasi, dan laju
alir harus dipantau secara hati-hati untuk mesin memuaskan. Sebuah
celah tegangan 70-150 V yang digunakan, yang 10 kali lebih besar
daripada ECM normal. Banard (1978) dibor baris kecil dari lubang
pendingin (0,127-1,27 mm diameter) di bilah turbin, dengan rasio
kedalaman-to-diameter hingga 50 ke 1, yang lebih tinggi dari yang
dihasilkan oleh pengeboran konvensional. Proses juga digunakan untuk
menghasilkan saluran pendinginan berjalan pada sudut 45 ° terhadap
permukaan pisau dan memiliki diameter kurang dari 0,8 mm seperti
ditunjukkan pada Gambar. 4,26 dan 4,27. Wire EDM mulai lubang kurang
dari 0,5 mm dapat juga akan dibor menggunakan ES.
Proses kemampuan. Feed tarif untuk rentang pengeboran ES dari 0,75
menjadi 2,5 mm / min. Tingkat pakan tergantung pada material yang
akan mesin terlepas dari jumlah lubang yang akan dibor secara
bersamaan. Mirip untuk ECM, tingkat removal yang lebih besar terkait
dengan tingkat umpan yang lebih besar dan
Gambar 5.5 ES pengeboran skema.
34
Diameter alat. Selain itu, tingkat removal yang lebih besar telah
dilaporkan untuk titanium paduan daripada baja. toleransi normal dalam
± 10 persen dari diameter lubang yang dihasilkan. Toleransi kedalaman
lubang normal adalah ± 0,05 mm. Tingkat toleransi lebih lanjut dapat
dikurangi dengan menggunakan khusus kontrol dan dengan logam murni.
Keuntungan
- Tinggi rasio kedalaman-to-diameter yang mungkin.
- Banyak lubang bisa dibor secara bersamaan.
- Buta dan lubang berpotongan dapat mesin.
- Ada tidak adanya perombakan dan cacat metalurgi.
- Metalurgi Serbuk bahan keras dapat diatasi.
- Lubang Burr-bebas yang dihasilkan.
Gambar 5.6 Pengeboran lubang miring.
35
Gambar 5.7 ES pengeboran di posisi tidak dapat diakses.
Keterbatasan
- Hanya dapat digunakan dengan logam tahan korosi.
- limbah berbahaya yang dihasilkan.
- Proses ini lambat ketika pengeboran lubang tunggal.
- Penanganan asam membutuhkan lingkungan khusus dan tindakan
pencegahan.
- Entri Oblique sulit.
5.4 Elektrokimia Jet Drilling
Elektrokimia jet pengeboran (ECJD) terutama digunakan untuk
pengeboran lubang halus pada rasio diameter-ke-kedalaman 1:12 yang
lebih rendah dari yang diperoleh di ES (kapiler) pengeboran (1:100).
Seperti ditunjukkan dalam Gambar. 4.28, proses tersebut tidak tidak
memerlukan masuknya alat seperti dalam kasus pengeboran ES. Proses
ini, Oleh karena itu, menghindari penggunaan perkakas rapuh. Jet dari
elektrolit asam encer menyebabkan pembubaran, dan ruang yang cukup
diperlukan untuk elektrolit untuk keluar, lebih disukai dalam bentuk
36
semprot. Sebuah tegangan khas dalam kisaran 400 sampai 800 V
dianggap optimal. Menurut Banard (1978), batas bawah ukuran lubang
ditentukan oleh lubang terkecil yang dapat dibor di nozel katodik, yang
tekanan yang dibutuhkan untuk pompa elektrolit dalam bentuk pesawat
jet, dan jumlah overcut. Diameter lubang yang dihasilkan tergantung
pada elektrolit melempar kekuasaan. Umumnya, lubang yang dihasilkan
oleh ECJD empat kali diameter jet elektrolit. Dalam pengeboran ES lubang
kapiler diameter / rasio diameter kapiler biasanya kurang dari 2. Mm. Ini
mengindikasikan rasio 3:04 menggunakan 0,1 M HCl, 0,5-mm jet diameter
5-mm jarak nosel dari benda kerja, dan tekanan elektrolit 7 × 105 Nm-2.
Gambar 5.8 Elektrokimia pengeboran jet.
5.5 Elektrokimia Deburring
Ketika komponen logam dari mesin, maka perlu lubang bor lintas
untuk interkoneksi yang dilubangi. badan katup hidrolik adalah contoh
khas yang mana bagian dibor banyak digunakan untuk mengarahkan
aliran fluida. Di persimpangan ini menciptakan Bentuk membosankan,
yang harus dihapus (Gbr. 4,29) untuk menghindari kemungkinan mereka
37
putus dan berat merusak sistem. Gambar 4.30 menunjukkan konvensional
memotong bagian-bagian yang membutuhkan menghaluskan. Pedoman
penghapusan Bentuk membosankan dan memakan waktu. Pada 1970-an
metode energi termal (TEM) diperkenalkan untuk menghapus Bentuk
dalam sulit dijangkau.
Dalam metode ini, ketidakrataan yang terkena ledakan 2760 ° C
panas untuk milidetik, yang membakar mereka sehinnga terkikis,
meninggalkan segala sesuatu yang lain termasuk benang, dimensi,
permukaan akhir, dan sifat fisik bagian utuh. Bagian dikenakan TEM harus
dibersihkan dari chip minyak dan logam untuk menghindari pembentukan
karbon kecabulan atau penguapan chip. Bentuk dapat dihapus
menggunakan beberapa metode termasuk getaran dan laras finishing,
jatuh, air peledakan, dan aplikasi USG dan lumpur kasar. Abrasive aliran
mesin (AFM) memberikan metode yang dapat diandalkan dan akurat
menghaluskan untuk kedirgantaraan dan medis industri. AFM dapat
menjangkau daerah-daerah tidak dapat diakses dan beberapa mesin
lubang, slot, atau tepi dalam satu operasi. Awalnya dirancang pada tahun
1950 untuk menghaluskan dari kelos katup hidrolik dan badan-badan dan
polishing ekstrusi mati.
Kelemahan dari metode ini termasuk kurangnya keandalan, tingkat
logam yang rendah penghapusan, dan kontaminasi permukaan dengan
pasir. Dalam elektrokimia menghaluskan (ECDB), bagian anodik akan
deburred ditempatkan pada fixture, yang posisi elektroda katodik yang
ada di dekat kedekatan ke Bentuk. elektrolit tersebut kemudian
diarahkan, di bawah tekanan, adanya kesenjangan antara alat
menghaluskan katodik dan beram tersebut. Pada penerapan mesin arus,
duri larut membentuk radius dikendalikan. Karenakesenjangan antara duri
dan elektroda.
38
Gambar 5.9 Bentuk dibentuk di persimpangan lubang.
minimal, Bentuk dipindahkan pada kepadatan tinggi saat ini. ECDB, Oleh
karena itu, perubahan dimensi bagian dengan membuang Bentuk
meninggalkan radiusdikendalikan. Gambar 4.31 menunjukkan sebuah
lubang EC khas menghaluskan pengaturan. ECDB dapat diterapkan untuk
roda gigi, poros spline, digiling komponen, lubang dibor, dan kosong
meninju. Proses ini terutama efisien untuk komponen sistem hidrolik
seperti kelos, dan lengan distributor cairan. Mekanisme menghaluskan.
hukum Faraday tentang elektrolisis menentukan bagaimana logam akan
dihapus oleh ECDB. Kecepatan menghaluskan dapat setinggi sebagai 400
sampai 500 mm / min. ECDB menggunakan alat berputar dan makan
elektroda (Gbr. 4.32) meningkatkan proses menghaluskan dengan
menciptakan aliran turbulen di celah interelectrode. Putaran spindel
terbalik untuk meningkatkan gejolak elektrolit. kali siklus normal untuk
menghaluskan dilaporkan oleh Brown (1998) adalah antara 30 sampai
45detik setelah yang kumparan adalah
39
Gambar 5.10 Berbagai komponen yang membutuhkan menghaluskan
Gambar 5.11 Menghaluskan Lubang.
40
Gambar 5.12 Electrochemical deburring using a rotating tool
mencabut dan bagian akan dihapus. Dalam sederhana menghaluskan
ketika alat ditempatkan di atas benda kerja, duri ketinggian 0,5 mm dapat
dihapus untuk radius 0,05-0,2 mm meninggalkan kekasaran permukaan
maksimum dari 2 sampai 4 pM. Ketika Bentuk dikeluarkan dari
persimpangan dari bagian dalam perumahan, elektrolit diarahkan dan
dipertahankan di bawah tekanan 0,3 sampai 0.5 MPa menggunakan alat
khusus. alat itu memiliki wilayah kerja sebanyak.
TABLE 4.2 Machining Conditions for Deburring of Different
Materials
41
Gambar 5.13 EC deburring applications
DAFTAR PUSTAKA
1. www.waterjets.org ,
2. Processes and Materials of Manufacture by R.A. LINDBERG
3. SEMINAR TOPIC FROM www.edufive.com/seminartopics.html
4. www.pcmag.com/encyclopedia
42