Riyansyah 1610631150113.docx

Resume Mesin Non Konvensional

Diajukan Sebagai Persyaratan Dalam Menyelesaikan Semester Antara Matakuliah Teknik Pemesinan & Mesin Perkakas Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Singaperbangsa Karawang Dosen Pengampu : Sonny Faizal.,ST.,M.MT

Disusun oleh:

Riyansyah 1610631150113

TEKNIK PEMESINAN & MESIN PERKAKAS JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SINGAPERBANGSA KARAWANG 2018

Laser Beam Machining

Metode pemesinan modern dibuat untuk memproses material yang sulit untuk diproses ketika menggunakan metode pemesinan konvensional. Salah satu metode pemesinan modern adalah laser beam machining (LBM). Laser adalah singkatan dari light amplification by stimulated emission of radiation. Pada laser, cahaya difokuskan pada sebuah titik kecil sehingga memiliki kepadatan yang sangat tinggi (106 W/mm^2). Laser memiliki banyak jenis sebagaimana terlihat pada Tabel 1 dan banyak digunakan di industri seperti untuk heat treatment, welding dan machining. Sistem LBM diperlihatkan pada Gambar.

Jenis-jenis Laser

A. Mekanisme pemindahan material Sebagaimana diperlihatkan pada Gambar , cahaya laser yang tidak terpantulkan (unreflected) diserap oleh material benda kerja. Pada temperatur tertentu, material mulai meleleh dan menguap.

Proses fisika pada LBM sangat kompleks disebabkan penyebaran sinar laser dan defleksi (pemantulan) sinar laser. Pada suatu panjang gelombang, lebih tinggi tingkat reflektifitas suatu material maka semakin rendah tingkat pemakanannya atau semakin lambat proses pengerjaan-nya. Disebabkan logam memiliki tingkat reflektifitas yang lebih tinggi maka pemesinan dengan menggunakan LBM akan lebih cepat dilakukan pada material bukan logam sebagaimana terlihat pada Gambar 3. Untuk memperoleh kecepatan pemesinan yang sama dengan material bukan logam, power laser yang lebih besar dibutuhkan jika melakukan pekerjaan untuk material logam.

Titanium dengan tebal 0,5 mm bisa dipotong dengan CO2 LBM dengan power 135 W dan removal rate 15 m/min dan meninggalkan heat affected layer 0,375 mm. Plat dengan tebal 10 mm yang terbuat dari material yang sama juga bisa dipotong dengan removal rate 2,4 m/min. Semakin kecil diameter nozzle dan semakin dekat dengan permukaan benda kerja maka kualitas pemotongan akan semakin baik. Tekanan gas juga memegang peranan penting dalam menentukan kualitas dan tingkat pemesinan. Gambar 4 memperlihatkan machinability index untuk berbagai jenis material benda kerja.

B. Aplikasi LBM  Drilling Material komposit dan beberapa exotic alloy banyak digunakan pada fabrikasi struktur dan non-struktur rangka dan mesin pesawat terbang. Superalloys juga sering digunakan pada blades, guide vans, after-burners pada mesin pesawat terbang dan dicetak hingga temperatur 2000 derajat Calcius. Proses drilling apabila dilakukan secara konvensional akan sulit untuk dilakukan karena karena material sangat keras. Apabila dibandingkan dengan proses pemesinan non-konvensional lain seperti : electrochemical

machining(ECM), electrochemical

drilling (ECD),EDM, ultrasonic

machining (USM), water jet machining (WJM) dan abrasive water jet machining (AWJM) maka kemampuan LBM untuk menghasilkan lubang lebih efisien, lebih murah dan lebih bisa diandalkan untuk produksi massal.

 Cutting dan grooving Power pada rentang 200 W hingga 1 kW direkomendasikan untuk memotong baja. Boehme (1983) menjelaskan bahwa penggunaan 500 W CO2 laser yang dihubungkan dengan sistem CNC bisa digunakan untuk memotong plat baja dengan tebal hingga 5 mm. Kecepatan pemotongan ditemukan berkurang dengan bertambahnya ketebalan material benda kerja. CNC laser cutting juga bisa digunakan untuk produksi pakaian. McGeouh (1998) melaporkan bahwa 300 W laser beam dengan tipe yang sama bisa digunakan untuk memotong plat baja dengan tebal 3,1 mm dengan removal rate 1,02 mm/min, dan meninggalkan heat-affected layer dengan lebar 0,5 mm.

C. Kelebihan dan kekurangan LBM

 Kelebihan LBM antara lain : 1. Tidak ada kerusakan dan keausan tool 2. Lubang dapat ditempatkan atau diposisikan secara akurat mengguna-kan optical laser system untuk alignment. 3. Bisa menghasilkan lubang yang sangat kecil dengan aspek rasio yang besar 4. Bisa memproses berbagai jenis material yang sangat keras dan sulit untuk diproses menggunakan sistem pemesinan konvensional 5. Proses pemesinan sangat cepat dan waktu setup ekonomis 6. Lubang bisa di bor pada posisi yang sulit (10 derajat dari permukaan) 7. Karena proses LBM fleksibel, maka proses otomatis bisa dengan mu-dah dilakukan 8. Biaya pengoperasian rendah

 Kelemahan LBM antara lain: 1. Biaya peralatan mahal 2. Biasanya terbentuk taper pada lubang yang dihasilkan 3. Lubang yang dalam sulit untuk dibuat menggunakan laser 4. Ketebalan material yang bisa dilubangi oleh LBM terbatas pada 50 mm

Plasma Arc Welding (PAW)

Plasma arc welding (PAW) adalah bentuk khusus dari gas tungsten arc welding (GTAW) di mana busur plasma yang dirapatkan akan diarahkan pada area las. Dalam PAW, elektroda berbahan tungsten terpasang pada nozzle khusus yang dirancang supaya dapat memfokuskan aliran kecepatan tinggi dari gas inert ke dalam wilayah busur agar membentuk aliran busur plasma yang sangat panas serta berkecepatan tinggi. Gas inert yang digunakan sebagai pelindung busur las antara lain argon, campuran argon hidrogen, dan helium. Berdasarkan elektrodanya, PAW tergolong dalam pengelasan dengan elektroda yang tidak dikonsumsi.

Jenis Plasma Arc Welding: (a) Transferred, (b) Non-transferred

Plasma adalah sebuah gas panas terionisasi yang terdiri dari elektron dan ion. Suhu pada proses plasma arc welding sangatlah tinggi. Suhunya bisa lebih dari 17.000°C. Alasan mengapa suhu PAW tinggi (lebih tinggi dari GTAW) berasal dari busur yang sangat rapat. Walaupun tingkat energi yang digunakan PAW di bawah GTAW, tingkat energi tersebut sudah sangat pekat untuk memproduksi sebuah plasma jet berdiameter kecil dan memiliki kerapatan energi yang sangat tinggi.

A. Aplikasi Plasma Arc Welding  (Kelebihan Plasma Arc Welding) 1. Saat ini plasma arc welding digunakan sebagai pengganti GTAW di bidang perakitan mobil, lemari logam, bingkai pintu dan jendela, dll. 2. PAW memiliki stabilitas busur yang baik, kontrol penetrasi yang baik, kecepatan las tinggi, dan kualitas las yang baik. 3. PAW dapat digunakan pada hampir seluruh jenis logam termasuk tungsten.

 Kelemahan Plasma Arc Welding 1. Plasma arc welding sulit untuk diterapkan pada perunggu (bronze), besi tuang (cast iron), timbal, dan magnesium. 2. Peralatan PAW mahal. 3. Ukuran torch yang lebih besar dibanding proses arc welding lainnya mengakibatkan PAW memiliki kecenderungan pada akses yang terbatas dalam beberapa konfigurasi sambungan.

B. Jenis-jenis Plasma Arc Welding Berdasarkan metode yang digunakan, plasma arc welding dibagi menjadi dua jenis yaitu: 1. Transferred plasma arc welding, di mana busur dikirim dari elektroda ke benda kerja karena benda kerja tersebut berada/dilibatkan di dalam sirkuit elektrik. 2. Non-transferred plasma arc welding, di mana busur terbentuk di antara elektroda dan nozzle. Selanjutnya panas disalurkan ke benda kerja dengan gas plasma. Perpindahan panas ini mirip dengan proses pengelasan oxyfuel flame.