BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Perkembangan teknologi manufactur memiliki peran sangat penting dalam peningkatan hasil produksi yang berkualitas dalam dunia industri, hampir di semua proses produksi memanfaatkan kemajuan teknologi ini. Terobosan untuk selalu memakai teknologi yang terdepan menjadi suatu keharusan bagi setiap perusahaan yang ingin keberlangsungan hidup dan eksistensinya tetap terjaga. Dalam dunia manufacturing dikenal berbagai macam proses, salah satunya adalah sheet metal forming. Sheet metal forming dalam manufacturing adalah proses pemberian tekanan pada plat datar menurut permukaan design die sampai pada titik deformasi plastis plat tersebut, sehingga terbentuklah komponen yang baru sesuai dengan design permukaan die (Siswanto,2003). Namun pada proses ini juga masih banyak ditemui fenomena cacat (forming defect) akibat deformasi. Proses deep drawing merupakan salah satu proses sheet metal forming yang banyak digunakan pada industri manufaktur, terutama untuk menghasilkan komponen-komponen produk otomotif dan alat-alat rumah tangga, seperti pada pembuatan produk penutup saringan oli dan shock absorber, yang biasanya dilakukan secara masal.
1.2 Rumusan Masalah a. Apa definisi dan prinsip kerja deep drawing ? b. Apa klasifikasi dari deep drawing ? c. Apa cacat yang dapat ditimbulkan ? d. Apa kerugian dan keuntungan deep drawing ?
1.3 Tujuan Penulisan 1
Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam penulisan makalah ini ini adalah 1. Mengetahui prinsip kerja deep drawing 2. Mengetahui cacat pada deep drawing 3. Mengetahui kerugian dan keuntungan deep drawing
1.4 Manfaat Penulisan Adapun manfaat yang ingin dicapai dalam penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui cara kerja deep drawing dan apa keeugian dan keuntungan deep drawing.
2
BAB II PEMBAHASAN 2.1 Definisi & Prinsip Kerja Deep Drawing Deep Drawing adalah proses pembentukan pelat lembaran menjadi benda bentuk mangkuk atau box dengan alat bantu berupa punch dan dies forming, tanpa terjadi perubahan ketebalan material yang berarti dari tebal pelat asalnya. Ketika kedalaman produk lebih dari diameter maka disebut Deep Drawing. Ketika kedalaman produk kurang dari diameter ini disebut Shallow Drawing. Deep drawing bertujuan untuk memperoleh bentuk tertentu dan biasanya ketebalan material berubah setelah melalui proses ini. Proses pembentukannya dimulai saat Punch mendorong flens masuk cetakan atau dies, di sini terjadi proses deformasi bending. Kemudian terjadi pembentukan dinding mangkuk atau cup. Baja lembaran bagian luar atau flens akan berkurang secara kontunyu dari ukuran lingkaran awal Db menjadi lingkaran berdiameter Dp. Pada proses deep drawing, luas lembaran yang digunakan lebih besar daripada luas produk akhir. Sehingga setelah terbentuk produk akhir akan tersisa bagian flens untuk dipotong sesuai tinggi mangkuk yang di rancang. Skematika deep drawing ditunjukkan pada gambar 1. Gambar 1. Skematika deep drawing
3
Proses diawali dengan pembuatan blank atau bakalan berbentuk lingkaran dilakukan secara otomatis pada mesin press. Blank holder akan menjepit dengan besar gaya tertentu. Kemudian penekan (punch) bergerak turun untuk mendesak/menekan blank sampai terbentuk mangkuk.
Pada proses deep drawing bagian flange (flens) akan mengalami pengecilan diameter, hal ini disebabkan oleh adanya tegangan tarik dalam arah radial. Selain itu juga ada tegangan tekan dalam arah tangensial. Tegangan tangensial tekan ini dapat menimbulkan buckling pada flange. Bila ini terjadi maka akan terbentuk wrinkling (keriput) pada flange dan selanjutnya proses deep drawing akan gagal karena flange yang keriput tidak akan dapat mengalir melalui radius dies. Oleh karena itu wrinkling harus dihindari dengan memberikan tegangan
tekan
pada
permukaan flange.
Gaya
tekan
ini
diberikan
oleh Blank
holder (pemegang bakalan). Adanya Blank holder dapat pula dianggap sebagai penghalang terjadinya penebalan flange. Pemberian gaya tekan pada pemegang bakalan yang terlalu rendah/kecil akan menyebabkan terjadinya keriput, namun bila gaya tekan yang diberikan terlampau besar akan menyebabkan aliran material akan terhambat, sehingga pada dinding mangkuk akan terjadi penipisan dan selanjutnya menjadi robek. Dengan demikian besar gaya tekan yang diberikan merupakan variabel yang menentukan batas operasi deep drawing.
2.2 Klasifikasi Deep Drawing Dalam proses pembentukan logam deep drawing, terdapat dua klasifikasi pembentukan yaitu konvensional dan non-konvensional. 2.2.1
Deep Drawing Konvensional 4
Deep drawing konvensional adalah proses pembentukan logam dengan bentuk dan cara sederhana, dengan komponen utama punch, blank holder, dan die. Biasanya benda kerja yang dihasilkan berbentuk tabung, mangkok, dan lain-lain seperti panci, rantang dan mug. 2.2.2
Deep Drawing Non-Konvensional Deep drawing non-konvensional adalah pembentukan yang memilliki tujuan utama untuk memperpanjang batas mampu bentuk dari proses pembentukan deep drawing, sehingga hasil benda kerja yang didapatkan dari proses ini memiliki variasi bentuk yang rumit, seperti intake manifold yang memiliki lekukan-lekukan. Beberapa proses non-konvensional termasuk hydromechanical deep drawing, proses Hydroform, proses Guerin, proses Marform dan proses deep drawing hidrolik.
a. Hydromechanical Deep Drawing Dalam "hydromechanical Deep Drawing" tekanan balik hidrolik digunakan selama deep-drawing bagian lembaran logam rotationally simetris. Tekanan balik meningkatkan gesekan antara dinding lembaran logam dan punch dan dengan demikian faktor tear, secara efektif meningkatkan potensi kedalaman draw. b. Proses Hydroform Deep drawing hydroforming adalah proses lembaran logam hydroforming mirip dengan sebagian besar teknik / cara, tetapi berbeda dalam eksekusi. Lembaran logam ditarik dan membengkok menjadi bentuk yang diinginkan. Hal ini dilakukan ketika alat mendorong turun ke lembaran logam, memaksanya ke dalam rongga cetakan dalam bentuk pre-set. Gaya tarik menyebabkan logam untuk membentuk menjadi bentuk cangkir. Proses deep drawing dimulai dengan blank, pemegang blank, punch, dan cetakan. Blank atau bagian dari lembaran logam, ditempatkan ke pemegang blank di atas dari cetakan. Rongga yang merupakan bentuk bagian yang diinginkan. Kemudian, alat yang disebut punch bergerak ke bawah ke blank dan "menarik," atau belokan / membentang bagian ke dalam bentuk yang diinginkan, tetapi tidak mengubah kekuatan. Bagian-bagian dapat memiliki berbagai penampang, dan dapat memiliki dinding lurus, meruncing, atau bahkan melengkung, namun bentuk yang paling umum adalah silinder dan persegi panjang. Proses deep drawing yang 5
paling sering digunakan adalah logam ulet seperti aluminium, tembaga, dan baja ringan. Beberapa contoh bagian deep drawing adalah badan otomotif / frame, tangki bahan bakar, kaleng, gelas, dapur wastafel, dan panci dan wajan. c. Proses Guerin Proses Guerin dianggap sebagai proses deep drawing karet sederhana dan sangat ideal untuk aplikasi jangka pendek yang dimaksudkan untuk membentuk bagian dangkal dengan bahan ringan. Dengan metode ini, setengah cetakan male digunakan bersama dengan karet press ram female. bantalan karet, yang dapat padat atau dilaminasi, juga berfungsi untuk mengurangi biaya perkakas. d. Proses Marform Proses marform deep drawing, juga dikenal sebagai bentukan fleksibel-die, menggabungkan alat yang satu-setengah bantalan karet dan satu-setengah solid die konvensional. Bantalan karet memfasilitasi tenaga yang hampir sama dalam tekanan sepanjang seluruh bagian menekan logam blank, mengurangi efek dinding menipis jauh. Proses ini adalah yang terbaik digunakan untuk aplikasi yang relatif dangkal yang membutuhkan flensa sederhana dan bentuk geometris. Manfaat dari proses ini adalah perkakas yang murah, radius bentuk yang semakin menurun selama stroke dan fleksibilitas untuk membentuk logam yang berbeda dan ketebalan pada alat yang sama. e. Proses Deep Drawing Hidrolik Deep drawing hidrolik menawarkan kekuatan lengkap di seluruh stroke dari tekanan; berlawanan dengan suatu tekanan mekanik yang hanya memberikan kekuatan penuh di akhir dari proses deep drawing. Karena hidrolik menekan deep drawing memiliki kemampuan untuk diprogram, kecepatan dan kekuatan yang sangat spesifik dapat dicapai, mengurangi kerutan, fracturing, dan dinding menipis. Hidrolik deep drawing paling cocok untuk aplikasi yang mencakup dua dan tiga pengurangan bagian karena menekan hidrolik dapat menggabungkan beberapa fungsi dalam sekali tekan. Untuk alasan yang sama, proses ini juga dianjurkan untuk proyek-proyek yang termasuk bahan fasthardening. 2.3 Cacat Pada Deep Drawing Sejumlah cacat pada drawing dapat terjadi, yang meliputi: 6
a. Kerutan di flange terjadi karena tekuk tekan dalam arah melingkar (kekuatan memegang blank harus cukup untuk mencegah tekuk dari terjadi). b. Kerutan di dinding terjadi ketika sebuah flange keriput ditarik ke dalam cangkir atau jika clearance sangat besar, sehingga ditangguhkan wilayah besar (didukung). c. Tearing terjadi karena tegangan tarik tinggi yang menyebabkan penipisan dan kegagalan logam di dinding cangkir. Tearing juga dapat terjadi dalam proses drawing jika cetakan memiliki radius sudut tajam. d. Earring terjadi ketika bahan anisotropik, yaitu memiliki berbagai properti di arah yang berbeda. e. Goresan permukaan dapat dilihat pada bagian yang ditarik jika punch dan cetakan tidak mulus atau jika pelumasan dari proses ini sedikit.
2.4 Kerugian dan Keuntungan Deep Drawing Kerugian proses deep drawing ini diantaranya adalah apabila dilakukan pengerjaan komponen dalam jumlah kecil, hal ini tidak menguntungkan sebab proses pembuatan dies dan punch memerlukan biaya yang relatif besar. Analisis tekanan stopper dan gaya tekan harus teliti sebab apabila ini tidak tepat maka kemungkinan produksi akan mengalami kegagalan. Kegagalan ini terjadi akibat benda kerja mengalmi keriput atau robek pada bagian sisi penahan. Sedangkan keuntungan proses deep drawing yang digunakan untuk memproduksi komponen-komponen dari bahan pelat ini mempunyai keuntungan diantaranya adalah : 1.
Produksi dapat dikerjakan dalam jumlah besar.
2.
Kualitas hasil produksi mempunyai ketelitian yang tinggi.
3.
Sifat mampu tukar (interchange ability) komponen yang diproduksi lebih baik jika dibandingkan secara manual.
4.
Proses pengerjaannya sederhana.
7
BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Deep Drawing adalah proses pembentukan pelat lembaran menjadi benda bentuk mangkuk atau box dengan alat bantu berupa punch dan dies forming, tanpa terjadi perubahan ketebalan material yang berarti dari tebal pelat asalnya. Dalam proses pembentukan logam deep drawing, terdapat dua klasifikasi pembentukan yaitu konvensional dan nonkonvensional. Deep drawing konvensional adalah proses pembentukan logam dengan bentuk dan cara sederhana, sedangkan deep drawing non-konvensional terdiri dari beberapa proses non-konvensional termasuk hydromechanical deep drawing, proses Hydroform, proses Guerin, proses Marform dan proses deep drawing hidrolik. Sejumlah cacat pada drawing antara lain adalah Kerutan di flange, kerutan di dinding, tearing, earring, dan goresan permukaan 3.2 Saran 8
Semoga apa yang dapat dipelajari dari proses deep drawing dapat dijadikan sebuah alat kita untuk menciptakan benda yang membantu manusia dalam memenuhi kebutuhannya dan tidak disalah gunakan.
DAFTAR PUSTAKA http://aluminium.matter.org.uk/content/html/eng/default.asp? catid=191&pageid=2144416768 http://www.teknikmesin.org/kerugian-dan-keuntungan-deep-drawing/ http://www.thomasnet.com/articles/custom-manufacturingfabricating/conventional-vs-unconventional-drawing
9
