Teknik Manufaktur I (TMS205ME) Dosen: Dr.. Hend Dr H endri ri Yand Yanda, a, MSc Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik - Universitas Andalas Sem Ganjil G anjil TA TA 2013/2 2013/2014 014
Pertemuan ke-1
Pengenalan Proses Manufaktur
Referensi •
•
• •
•
Begeman, Amstead, Manufacturing Processes, John John Wiley, Wiley, 1974 Paul E. De Garmo, Material and Processes in manufacturing, John Wiley, McMillan, 1969 Kalpakjian, Manufacturing Processes Groover, Groover, Fundamental Fundamental of Modern Manufacturing, Manufacturing, 2006 Rochim, T. Teori dan Teknol Teknologi ogi Proses Pros es Pemesinan, Penerbit Institut Teknologi Bandung, Indonesia, 1993
Aturan Perkuliahan Perkuliaha n •
UTS (35%)
•
UAS (35%)
•
Tugas & Quiz (15%)
•
Praktikum kerja bengkel 1 SKS (15%)
•
•
Kehadiran min. 75%, kalau tidak kertas ujian tidak diperiksa. Kuliah dengan pakaian sopan dan tidak pakai sandal
Kilasan Dalam kehidupan sehari-hari, kita kenal berbagai jenis produk. Dalam industripun, industripun, terdapat terdapat beragam beragam produk. Untuk mendapatkan bentuk akhir dari produk tersebut diperlukan proses-proses produksi, salah satu diantaranya diantaranya adalah proses pemesinan. Matakuliah ini memberikan pengenalan terhadap berbagai jenis mesin yang digunakan untuk mengubah bahan baku menjadi produk akhir. Pembahasan dibatasi pada material logam.
Isi kuliah •
Pengantar Pengantar teknik manufaktur (berbagai macam proses manufaktur)
•
Proses pemesinan (machining processes)
•
•
Proses pemotongan untuk membuat benda selindris (bubut, gurdi, boring, tapping, reaming, dll) Proses pemotongan untuk membuat benda beragam beragam bentuk/ prismatik (freis, shaping, skrap, pembuatan roda gigi, broaching)
•
Proses abrasif
•
Proses non-konvensional
•
Definisi dan jenis proses pemotongan pem otongan
•
Perkakas Perkakas potong (geometri, material, keausan dan umur pahat)
•
Perkakas Perkakas bantu (jig ( jig & fixtures)
•
Pratikum Pratikum teknik manufaktur m anufaktur 1.
Hasil belajar yang diharapkan (Outcomes) •
•
•
Pengetahuan Pengetahuan berbagai jenis proses produksi, mesin perkakas dan fungsiny f ungsinya. a. Pengetahuan berbagai berba gai parameter yang berhubungan dengan proses pemesinan. Pengetahuan Pengetahuan mesin-mesin non konvensional yang dipergunakan untuk proses pemotongan
Pengertian Proses Manufaktur Teknologi
Manufaktur merupakan applikasi prosesproses secara phisik dan kimia untuk mengubah geometri, sifat-sifat material, dan/atau tampilan dari material awal untuk membuat produk. Ekonomi
menambah nilai material awal dengan cara merubah bentuk dan sifat-sifat material awal 8
Pengertian Proses Manufaktur Suatu kegiatan untuk meningkatkan kegunaan (utility ) dari suatu benda, dengan masukan faktor produksi dan bentuk keluaran keluaran berupa produk. Proses peningkatan kegunaan dilakukan dengan pengubahan (transformasi) dengan memakai teknologi tertentu disebut dengan proses manufaktur atau proses produksi.
Pengertian Proses Manufaktur = teknik manufaktur ; = Proses produksi Suatu
proses/teknik/cara
yang
dilakukan
untuk mengubah bahan mentah/setengah jadi menjadi produk yang lebih berguna dengan
menggunakan
proses,
peralatan,
operasi dan tenaga manusia yang bervariasi
sesuai rancangan yang bersifat efektif biaya dan menghasilkan untung. 10
Pengertian Proses Manufaktur Keluaran produksi produksi adalah produk dengan nilai kegunaan yang lebih tinggi. ting gi. Nilai kegunaan tersebut disebut dengan nilai tambah ( Added Added Value Value)
Added Value is defined defined as the difference between a particular product's final selling price and the direct and indirect input used in making that particular p articular product.
Setiap produk ini (di atas) memiliki added value yang berbeda-beda. Biasanya produk dengan teknologi yang rendah memiliki added value yang rendah pula demikian sebaliknya. Ilustrasi: 50 kg paduan aluminium bisa berharga $500,-, tetapi bila material ini sudah merupakan sebuah komponen pesawat terbang maka dapat bernilai 30x lipat dari harga
Pengertian proses produksi •
•
•
Proses produksi adalah proses tranformasi dengan masukan berupa bahan baku (material) dengan menggunakan faktor atau resource produksi (seperti: tenaga kerja, peralatan produksi, metoda (teknologi/ know-how), sumber daya uang dan energi) menjadi produk (keluaran) Produk dalam hal ini dapat berupa produk (kumpulan dari part), rakitan (assy) atau komponen tunggal (part). Sedangkan proses transformasi itu sendiri terdiri dari 2 tahapan yaitu: Tahapan pembuatan komponen tunggal (part) seperti: proses pengecoran, pembentukan, pemesinan, dll. Tahapan penggabungan part menjadi assy atau produk atau at au disebut dengan proses perakitan (assembly) •
•
Diagram Proses Produksi
Bahan baku
Proses Produksi
O p e r a t o r
M e s i n
K a p i t a l
I n f o r m
a s i
E n e r g i
Produk
4M= Materials Machines Men Modals + Information & Energy
Pengertian SISTEM SISTEM MANUF MANUFAKTUR Sebuah sistem dimana bahan mentah diproses dari satu bentuk ke bentuk lain, yang disebut dengan produk. Bahan mentah memperoleh pertambahan
nilai
dalam
proses
dan
menghasilkan keuntungan.
14
Klasifikasi Proses Manufaktur •
•
•
•
•
•
•
•
Proses pengecoran (Casting Processes) Proses pembentukan (Forming and Shaping Processes) Proses pemesinan (Machining Processes) Proses produksi polimer (Polymer Processing) Proses metalurgi serbuk (Powder Metallurgy ) Proses penggabungan ( Joining Joining Processes Processes) Proses penyelesaian penyelesaian akhir seperti heat treatment dan surface treatment (Finishing Processes) Proses perakitan ( Assembly Assembly Processes Processes) [Klasifikasi ini menurut: Kalpakjihan, Manufacturing Processes]
Karena proses produksi itu sendiri padat teknologi (know-how ) maka sering disebut orang teknologi produksi (teknik manufaktur). Sedangkan istilah sistem produksi lebih berorientasi kepada aspek manajemen pada produksi (atau bukan lagi aspek as pek teknologinya)
Proses Pengecoran (Casting) Ciri-ciri: - Bahan/logam dipanaskan hingga temperatur leleh (melting point) - Bahan yang meleleh dituangkan kedalam cetakan (mold) - Contoh: Die Casting, Investment Casting, Centrifugal Casting, dll
Proses Pengecoran (Casting) Ciri-ciri: - Bahan Bahan/l /log ogam am dip dipan anas aska kan n hing hingga ga temperatur leleh (melting point) - Bahan Bahan yang yang meleleh meleleh dituang dituangkan kan kedala kedalam m cetakan (mold), temperatur leleh cetakan temp leleh logam - Contoh: Contoh: Sand Sand Castin Casting, g, Die Die Castin Casting, g, Inves Investmen tmentt Casting, Centrifugal Casting, dll
Jenis-jenis Proses Pengecor Pengecoran an •
Pengecoran Pasir (Sand Casting)
•
Investment casting
•
Die Casting
Pengecoran Pasir (Sand Casting)
Investment Investment Casting Casting
Die Casting, ada tekanan
Injection Moulding; plastics •
Blow molding
•
Rotational Rotational molding mold ing
Injection Moulding
Blow Moulding
Contoh produk hasil proses pengecoran
Proses produksi ini padat teknologi (know-how) (know-how) . Sedangkan aspek manajemen belum signifikan
Proses Pembentukan (Forming) Ciri-ciri: - Bahan/logam mengalami deformasi plastik sesuai dengan bentuk yang diingini - Tidak ada material yang terbuang dalam bentuk geram - Contoh: - tempa (forging), deep drawing - sheet metalworking seperti: rolling, bending, shearing, blanking, punching, dll - wire drawing, dll.
Beberapa Contoh produk hasil proses pembentukan deep drawing
tempa
blanking
Proses produksi ini padat teknologi (know-how) (know-how) . Sedangkan aspek manajemen belum signifikan
Proses Pemesinan (Machining Process) Ciri-ciri: -Terjadi deformasi plastis - Proses pemotongan logam yang disertai dengan terbentuknya geram (chip) - Adanya gerakan relatif antara pahat potong & bendakerja (pahat potong jauh lebih keras dari benda kerja sehingga sehin gga dengan adanya gerakan tersebut material bendakerja terpotong) - termasuk proses pengerjaan akhir untuk menghasilkan komponen/part sesuai spesifikasi geometrik (ukuran, bentuk & kekasaran permukaan) yang diminta.
Beberapa Contoh Produk hasil proses pemesinan
Proses produksi produksi ini padat teknologi (know-how) . Sedangkan tinjauan aspek manajemen belum signifikan untuk u ntuk dipermasalahkan.
Proses Metalurgi Serbuk (Powder Metalurgy) Ciri-ciri: - Bahan dasar teknologi ini adalah serbuk metal (metallic powder) - Serbuk metal ditekan (press) sesuai dengan bentuk part yang akan dibuat - Dilanjutkan dengan proses pemanasan pada temperatur tinggi (sintering) agar partikel serbuk menyatu (bonding) menjadi massa yang rigid
Beberapa contoh produ produk k hasil proses metalurgi serbuk
Proses produksi ini padat teknologi (know-how) . Sedangkan tinjauan aspek manajemen belum signifikan untuk dipermasalahkan.
Proses Pen Penyambungan yambungan (Joining Process) - Proses penyambungan tidak tetap dapat dilakukan dengan sambungan baut - Proses penyambungan tetap umumnya dilakukan dengan proses las (welding process ) seperti: - Arc welding (las busur listrik) - Resistance welding (las tahanan listrik) - Oxyacetylene welding (las asitilen/karbit) - Electro beam welding - Laser beam welding, dll - Proses penyambungan lain: riveting, brazing, soldering dan adhesive bonding
Las Asitilen/Las Karbit (Oxyacetylene welding) C2H2 + O2 CO2 + H2O + energi panas
C2H2 = asitilen = tabung merah O2 = Oksigen = tabung hijau Gas regulator Valve (katub) pengatur gas Welding torch
Shielded-Metal Arc Welding Welding (SMA (SMAW) W)
SMAW termasuk dalam arc welding (las busur listrik), dimana logam dasar & pengisi sama-sama meleleh (melting) SMAW merupakan merupakan suatu teknik pengelasan dengan menggunakan arus listrik berbentuk busur arus dan elektroda berselaput (dilapisi oleh lapisan flux), yang berfungsi sebagai pembentuk gas yang melindungi cairan logam dari kontaminasi udara sekelilingnya. Jenis las ini paling banyak dipakai di industri
Las Titik (Spot Welding)
Merupakan jenis resistance welding Dihasilkan panas karena adanya tahanan (R) antar dua elektroda dan arus listrik (i) sehingga dua bagian material “meleleh” secara lokal (membentuk titik) Dipakai terbatas pada penyambungan pelat
Seam Welding
Merupakan jenis resistance welding Dihasilkan panas karena adanya tahanan tahanan (R) dan arus listrik (i) antar dua roda elektroda yang berputar sehingga bagian material yang dilewati “meleleh” dan menyambung Dipakai terbatas pada penyambungan pelat
Proses Perlakuan Panas & Permukaan Perlakuan panas (heat treatment ) adalah salah satu proses untuk mengubah struktur logam dengan jalan memanaskan bendakerja pada tungku pemanas sampai dengan temperatur rekristalisasi selama periode waktu tertentu kemudian didinginkan pada media pendingin seperti udara, air, air garam, oli dan solar yang masingmasing mempunyai kerapatan pendinginan yang berbeda-beda. Dengan adanya pemanasan atau pendinginan dengan kecepatan tertentu maka logam dan paduan memperlihatkan perubahan strukturnya yang akan mengubah juga sifat mekanik logam tersebut.
Proses Perlakuan Panas & Permukaan Beberapa perlakuan panas bertujuan untuk melunakkan struktur kristal, menghaluskan butir, menghilangkan tegangan dalam dan memperbaiki machineability. Jenis dari perlakukan panas antara lain disebut dengan annealing, normalizing dan homogenizing . Sedangkan perlakuan panas untuk mendapatkan kekerasan dan kekuatan yang lebih tinggi antara lain adalah celup cepat (quenching), hardening, martempering dan austempering .
Tujuan Proses Perlakuan Panas: Memperbaiki sifat mekanik (kekerasan, kekuatan, ketangguhan, fatique, dll) sesuai dengan yang dikehendaki
Surface Treatment Sedangkan perlakuan permukaan (surface treatment ) merupakan proses untuk meningkatkan karakteristik permukaan logam seperti tahan terhadap korosi, tahan geser dan aus, permukaan yang lebih kuat dan keras serta memberikan aspek estetika tertentu. Yang termasuk dalam proses perlakuan permukaan adalah carburizing, nitriding dan flame hardening, electroplating, coating (melapisi) , pengecatan, dan lain-lain.
Proses Perakitan ( Assembling Assembling) - Proses penyatuan beberapa part/komponen menjadi sub-assy atau produk - Proses perakitan dapat dilakukan secara - Ma Manu nual al (ma (manu nual al ass assem embl bly) y) - Otoma Otomatis tis (aut (autom omati aticc assembl assembly) y) cth: cth: memaka memakaii robot industri - Gabu Gabung ngan an ma manu nual al dan dan otom otomati atik k - Proses perakitan memerlukan lini perakitan (lihat gambar contoh) yang dapat terdiri dari stasiun kerja manual dan otomatis dengan memakai robot industri
Contoh suatu lini perakitan
Perakitan manual & otomatis
Contoh suatu lini perakitan
