TI-2121: Proses Manufaktur · Istilah • Metal forming ... • Bulk = area-to-volume ratio yang...

1

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

TI-2121: Proses Manufaktur

Dasar-dasar Pembentukan Logam

LaboratoriumLaboratorium SistemSistem Produksi Produksi www.www.lspitblspitb.org .org

©©20032003

TI2121 - Proses Manufaktur - Minggu 6 2


1. Hasil Pembelajaran• Umum:

Memberikan mahasiswa pengetahuan yang komprehensif tentang dasar-dasar proses pemesinandan mesin perkakas, proses forming dan molding, metrology dan aplikasi terhadap kualitas produk dananalisis system manufaktur.

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

2



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



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 TekanTarikTekuk

3



Klasifikasi Pembentukan Logam

• Bulk = area-to-volume ratio yang rendah



Operasi Deformasi Bulk

(a) Rolling (b) Forging (c) Extrusion (d) Drawing

4



Operasi Plat Logam

(a) bending (b) drawing (c) shearing



Rolling (1)

5



Rolling (2)• Ketebalan benda kerja berkurang dengan gaya tekan yang

diberikan oleh dua rol secara berlawanan• Mesin rolling

Sering disebut rolling millsUkuran mesin sangat besar (massive)Harga mesin mahal, sehingga cocok untuk proses produksi masal (jumlah banyak dan produk standar)

• Hot rollingProses rolling dilakukan pada temperatur tinggiKeuntungan:

– bebas dari residual stress – Isotropic

Kerugian– Toleransi rendah– Karakteristik permukaan: oxide scale

• Cold rollingMengurangi ketebalan lebih lanjut dari hot rollingMenguatkan logam, meningkatkan toleransi dan bebas oxide scale



Rolling Mills

6



Proses Rolling (1)• Bahan mentah

Cast steel ingot yang baru mengalami solidifikasi

• Proses pemanasanIngot dimasukkan ke dalam tungku agar temperatur ingot merata Sering disebut proses soakingTungku yang digunakan disebut soaking pitsTemperatur rolling ± 1200°C

• Proses pengerolanPengerolan membentuk salah satu dari tiga bentuk lanjutan: bloom, billets atau slabBentuk lanjutan di atas, dirol kembali hingga membentuk produk akhir



Proses Rolling (2)

• Proses pengerolanBloom: memiliki penampang kotak dengan dimensi > 150x150mmBillet: dirol dari bloom dan memiliki penampang kotak dengan panjang sisi > 40mmSlab: dirol dari ingot atau bloom, memiliki penampang empat persegi panjang dengan dimensi lebar > 250mm dan ketebalan > 40mm

7



Konfigurasi Rolling Mills

(a)two-high (b)three-high (c) four-high (d) cluster mill (e) tandem rolling mill



Jenis Rolling Lainnya (1)• Thread rolling

Cold rollingKecepatan produksi: 8 unit/detikKeuntungan: material terbuang sedikit, ulir lebih kuat, permukaan ulir lebih rata dan tahan terhadap kelelahan (fatique)

8



Jenis Rolling Lainnya (2)• Ring rolling

Hot rolling untuk ring berdiameter besarCold rolling untuk ring berdiameter kecilContoh produk: roda kereta api, ring pipa dll.



Jenis Rolling Lainnya (3)• Roll piercing

Hot rollingUntuk membentuk pipa berdinding tebalSering disebut: rotary tube piercing atau proses Mannesmann

9



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 hammerBertahap: menggunakan mesin forging press



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

10



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



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

11



Operasi Flashless Forging

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



Mesin Forging

12



Terminologi dalam Forging



Proses Forging Lainnya (1)• Upsetting & Heading

(1) wire stock is fed to the stop(2) gripping dies close on the stock and the stop is retracted(3) punch moves forward(4) bottoms to form the head

13



Proses Forging Lainnya (2)• 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



Proses Forging Lainnya (3)• Swaging & Radial Forging

14



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



Proses Forging Lainnya (5)• Roll forging

15



Proses Forging Lainnya (6)• Hubbing



Trimming• Untuk menghilangkan flash (shearing process)

16



Extrusion• Proses pembentukan dengan mendorong material untuk

mengalir melalui die terbuka• Keuntungan

Produk dengan berbagai bentuk penampang dapat dibuatStruktur granular dan kekuatan material baikToleransi produk baikMaterial scrap sedikit

• Hot extrusionMaterial: aluminum, copper, magnesion, zinc, tinGaya yang diperlukan berkurang, kecepatan ram tinggiPerlu lubrikasi mis: glass

• Cold extrusionMaterial: low carbon steel, stainless steelKekuatan meningkat (strain hardening), toleransi akurat,



Jenis Extrusion (1)• Direct extrusion

17



Jenis Extrusion (2)• Indirect extrusion



Contoh Produk Extrusion

18



Proses Extrusion Lainnya (1)• Impact extrusion

(a) forward (b) backward (c) combination of forward and backward



Proses Extrusion Lainnya (2)• Hydrostatic extrusion

19



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



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 dicapaiPermukaan baikKekuatan dan kekerasan meningkatMudah di setup untuk economical batch atau mass production

20



Peralatan Drawing



Tube Drawing (1)• Without mandrel (tube sinking)

21



Tube Drawing (2)• With mandrel

(a) fixed mandrel (b) floating plug

TI-2121: Proses Manufaktur · Istilah • Metal forming ... • Bulk = area-to-volume ratio yang...

Documents

Transcript of TI-2121: Proses Manufaktur · Istilah • Metal forming ... • Bulk = area-to-volume ratio yang...