PROSES PEMBUATAN LOGAM

BAB 1  PROSES PEMBUATAN LOGAM

1.1. PENDAHULUAN

Proses Teknologi Mekanik merupakan suatu proses pembuatan suatu benda dari bahan baku sampai barang jadi atau setengah jadi, dan dengan atau tanpa proses tambahan. Dari sejarah sejak pertama kali manusia mengenal logam sebagai pembuat alat-alat yang diperlukan untuk menunjang kehidupannya, maka manusia kemudian berusaha untuk mengembangkan cara pembuatan alat-alat tersebut. Pengecoran logam merupakan proses pembuatan yang pertama kali dikenal manusia, yang kemudian disusul dengan proses-proses pembuatan, pemotongan dan lain-lain proses yang hingga kini berkembang menjadi lebih komplek dengan berbagai variasi.

Satu macam barang atau lebih populer disebut produk dapat dibuat dengan berbagai macam cara, yang pemilihannya tergantung pada jumlah, kwalitas dan faktor-faktor lainnya seperti fasilitas produksi, dan yang tidak kalah pentingnya adalah adanya keseragaman dari produk yang dihaslikan (standarisasi).

Jumlah produk akan mempengaruhi dalam penentuan / pemilihan proses pembuatan sebelum produksi dijalankan, dalam usaha untuk memperoleh hasil yang paling ekonomis. Untuk ini diperlukan penguasaan pengetahuan teknologi pembuatan bagi pe1aksana produksi.

Kwalitas produk ditentukan oleh fungsi dari komponen tersebut. Sudah barang tentu produk yang akan dibuat ini kwalitas yang dituntut harus mempertimbangkan kemampuan dari fasilitas produksi yang tersedia. Dengan demikian akan di dapat keseimbangan antara perencana dan pembuat, yaitu fasilitas produksi yang ada mampu membuat produk dengan kwalitas yang sesuai dengan fungsi komponen yang bersangkutan.

Penyeragaman (standarisasi) produk, terutama produk yang merupakan komponen atau elemen umum suatu mesin, merupakan faktor yang penting sekali untuk menjamin sifat mampu tukar (interchangeable) dari komponen yang bersangkutan. Penyeragaman ini meliputi geometri (ukuran dan bentuk), fisik dan material, yang sudah dinyatakan dalam bentuk lembaran standar. Jadi jumlah dan dalam batas-batas tertentu perencanaan dasar dari produk menentukan pemilihan proses, yang pada gilirannya akan menentukan ongkos produksi yang paling ekonomis. Untuk dapat mencapai produksi ekonomis yang sesuai dengan pemilihan proses tadi diperlukan pengetahuan yang luas serta pengalaman yang cukup didalam produksi, dan dengan pendalaman dalam ilmu-ilmu yang berdekatan seperti ilmu logam dan pengetahuan material, manajemen, perencanaan dan pengontrolan produksi,  kontrol kwalitas dan lain-lain.

1.2. MACAM PROSES PEMBUATAN

Dasar dari Teknologl Mekanik adalah penyelesaian proses logam dan non logam dari bentuk bijih besi (raw material) menjadi barang yang dapat digunakan. Hampir semua logam dibuat mula-mula dalam bentuk balok "ingot" (ingot casting) hasil proses pemurnian logam dari bijihnya, yang kemudian merupakan bahan baku untuk proses selanjutnya. Proses ini menyangkut penyelesaian suatu bahan yang mula-mula dicetak dalam suatu cetakan kemudian dengan proses lain dibentuk, dipotong, dihaluskan, disambung atau dirubah sifat phisisnya menjadi produk yang dikehendaki.

Pada dasarnya, proses pembuatan benda kerja logam dapat dikelompokkan menjadi :

1.      Proses pengecoran.

2.      Proses pembentukan.

3.      Proses pemotongan.

4.      Proses penyambungan atau penyatuan.

5.      Proses perlakuan phisis.

6.      Proses penyelesaian atau pengerjaan akhir.

1.2.1.Proses Pengecoran.

Proses pengecoran adalah suatu proses pembuatan yang pada dasarnya merubah bentuk logam dengan cara mencairkan logam, kemudian dimasukkan kedalam suatu cetakan dengan dtuang atau ditekan. Di dalam cetakan ini logam cair akan membeku dan menyusut.

                        

Gambar 1. Proses pengecoran dengan dituang (casting) dan dicetak (molding)

Produk hasil pengecoran dapat langsung dipakai sebagai produk akhir, akan tetapi kebanyakan masih memerlukan proses lanjut seperti proses pemotongan, penyambungan, perlakuan phisis atau proses penyelesaian lainnya.

Didasarkan atas jenis bahan pola/model, bahan cetakan dan cara penuangannya, maka proses pengecoran dapat dibedakan :

1.    Proses pengecoran dengan pasir sebagai bahan cetakan (Sand Casting).

2.   Proses pengecoran sentrifugal (Centrifugal Casting).

3.   Proses pengecoran dengan cetakan permanen (Permanent Mold Casting).

4.   Proses pengecoran cetak-tekan (Die Casting)

5.   Proses perngecoran dengan pola hilang (Investment Casting).

6.   Cara lain yang tidak termasuk diatas.

1.2.2. Proses Pembentukan

Proses pembentukan logam adalah suatu proses pembuatan yang pada dasarnya dilakukan dengan memberikan gaya luar (menekan, memadatkan  menarik dsb.) hingga berubah bentuk secara plastis. Bahan logam sebelumnya dapat dipanaskan terlebih dahulu sampai mencapai batas tertentu atau logam tetap dingin dalam arti dibawah

batas temperatur tertentu tsb. Kondisi pertama disebut proses pengerjaan panas (Hot Working Process), sedang yang terakhir disebut proses pengerjaan dingin (Cold Working Process).

Proses pembentukan ini memerlukan mesin-mesin dari jenis ringan sampai berat, menghasilkan kekuatan tambahan, cocok untuk produksi banyak, tetapi ketelitian bentuk serta ukuran sulit didapat kecuali dengan teknologi khusus. Dalam proses pembentukan logam dikenal berbagai proses seperti :

1.    Pengerolan (Rolling)

2.   Tempa (Forging)

3.   Proses tarik (Drawing)

4.   Ekstrusi (Extrusion)

5.   Proses putar tekan (Spinning)

6.   Proses potong (Piercing) dan lain lain.

1.2.3. Proses Pemotongan.

Proses pemotongan logam adalah proses pembuatan yang menggunakan mesin-mesin perkakas potong untuk mendapatkan bentuk yang digunakan dengan membuang sebagian material, sedang perkakas

potongnya dibuat dari bahan yang lebih keras dari pada logam yang dipotong.

Contoh mesin : perkakas ini antara lain mesin bubut, mesin sekrap, mesin drill, mesin freis dan lain-lain, sedang perkakas potongnya antara lain dari jenis HSS, karbida dll.

Proses pemotongan ini dapat merupakan proses penyelesaian dari suatu produk dan dapat juga merupakan. proses yang masih memerlukan proses pengerjaan lainnya.

Gambar 2. Berbagai proses pembentukan logam

Gambar 3. Berbagai proses pemotongan logam 

Dalam proses pemotongan logam dikenal beberapa proses pemotongan seperti :

1. Proses Sekrap (Shaping, Planing)

2. Proses Bubut (Turning) .

3. Proses Gurdi (Drilling)

4. Proses Freis (Milling)

5. Proses Gerinda (Grinding), dll.

Disamping proses pemotongan diatas yang disebut sebagai proses pemotongan konvensionil, dibawah ini merupakan proses pemotongan yang berbeda dengan proses-proses di atas yang disebut sebagai proses pemotongan non konvensionil, antara lain:

1.    Proses pemotongan abrasi (Ultra Sonic Machining)

2.   Proses pemotongan secara reaksi kimia (Chemical Machining)

3.   Proses pemotongan secara erosi kimia-elektris (Electro Chemical Machining)

4.   Proses pewotongan secara erosi loncatan listrik (Electro Discharge Machining), dll.

Kelompok proses terakhir ini mempunyai keuntungan, yaitu dapat memotong logam-logam yang sangat keras yang tidak dapat dipotong secara konvensionil.

Kelemahannya adalah ongkos produksi terutama menyangkut mesinnya, bila diukur dari kecepatan logam terpotong persatuan waktu, sangat tinggi.

1.2.4. Proses Penyambungan

Proses ini sering diartikan pengelasan, tetapi sebenarnya pengelasan tersebut merupakan bagian dari proses penyambungan. Pada dasarnya proses ini dapat dilakukan tanpa atau dengan mencairkan logam yang disambung, dengan atau tanpa logam pengisi, dengan atau tanpa tekanan dan dengan perekat atau adhesive.

Contoh proses ini antara lain : pengelasan, solder, pengelingan dan lain-lain.

Proses penyambungan ini dapat dilakukan apabila komponen yang akan disambung sudah melalui tahapan-tahapan proses yang disyaratkan, misalnya : pembersihan, persiapan pada ujung yang akan disambung ataupun proses pengerjaan mesin lainnya.

 
          

Gambar 4. Cara penyambungan, (a) dengan pengelasan busur berikutnya(b). keling.

1.2.5. Proses perlakuan phisis

Proses perlakuan phisis adalah proses pengerjaan dengan jalan merubah sifat-sifat phisis dari logam tanpa adanya perubahan bentuk fisik, seperti : proses perlakuan panas (Heat Treatment), benturan peluru (Shot Peening) dan lain-lain.

 

1.2.6. Proses penyelesaian.

Proses ini digunakan untuk memberikan kondisi permukaan tertentu dari benda jadi (produk), sehingga terjadi perubahan dimensi yang sangat kecil. Secara keseluruhan, bentuk dan ukuran boleh dikata tidak mengalami perubahan yang berarti. Kondisi permukaan tertentu yang dimaksud adalah antara lain bewarna mengkilat, pemeliharaan-pencegahan dari perubahan unsur serta bentuk permukaan, melalui proses pengecatan, proses anoda, pelaplsan permukaan dengan unsur tertentu dan lain-lain.

Dari uraian diatas, maka secara skematis proses pembuatan logam (manufacturing) dapat dilihat seperti yang ditunjukkan pada gambar 5 di halaman berikut.   

             

Gambar 5. Skematis proses pembuatan