Definisi Drawing
Deep Drawing atau biasa disebut drawing adalah
salah satu jenis proses pembentukan logam, dimana bentuk pada umumnya berupa
silinder dan selalu mempunyai kedalaman tertentu, sedangkan defiisi menurut
P.CO Sharma seorang professor production technology drawing adalah Proses drawing adalah proses pembentukan logam
dari lembaran logam ke dalam bentuk tabung (hallow
shape) (P.C. Sharma 2001 : 88)
Deep
Drawing dan Drawing
Deep drawing
dan drawing pada intinya merupakan
satu jenis proses produksi namun terdapat beberapa ahli yang membedakan dengan
indek ketinggian, proses deep drawing
mempunyai indek ketinggian yang lebih besar dibandingkan dengan drawing.
Selain itu terdapat proses praduksi yang berbeda
dengan proses drawing tetapi juga
diberi istilah drawing, proses
tersebut berupa penarikan, seperti pada pembuatan beberapa jenis bentuk kawat,
untuk membedakan kedua proses tersebut (penarikan dan pembuatan bentuk
silinder) beberapa ahli memberikan istilah yang lebih khusus. Yaitu rod
drawing atau wire drawing untuk proses
pembentukan kawat.
Artikel ini akan mengenalkan lebih lanjut tentang
proses drawing, proses drawing yang dimaksudkan dalam artikel
ini adalah proses drawing yang
mempunyai kesamaan arti dengan deep
drawing
bahan dasar dari proses drawing adalah lembaran logam (sheet metal) yang disebut dengan blank, sedangkan produk dari hasil proses drawing disebut dengan draw
piece, (gambar 1)
Sumber : D. Eugene Ostergaard ;1967 : 131
Gambar 1 : Blank dan draw piece
Proses Drawing
Proses drawing dilakukan dengan menekan
material benda kerja yang berupa lembaran logam yang disebut dengan blank sehingga terjadi peregangan
mengikuti bentuk dies, bentuk akhir
ditentukan oleh punch sebagai penekan
dan die sebagai penahan benda kerja
saat di tekan oleh punch. pengertian
dari sheet metal adalah lembaran
logam dengan ketebalan maksimal 6 mm,
lembaran logam (sheet metal) di pasaran dijual dalam bentuk lembaran dan
gulungan. Terdapat
berbegai tipe dari lembaran logam yang digunakan, pemilihan dari jenis lembaran
tersebut tergantung dari :
Strain rate yang diperlukan
Benda yang akan dibuat
Material yang
diingginkan
Ketebalan benda yang
akan dibuat
Kedalaman benda
Pada umumnya berbebagai jenis material
logam dalam bentuk lembaran dapat digunakan untuk proses drawing seperti stainless stell, alumunium, tembaga, perak, emas,
baja. Maupun titanium. Gambaran lengkap proses drawing dapat dilihat pada gambar 2
Sumber : D. Eugene Ostergaard ;1967 : 128
Gambar 2.: Proses drawing
Kontak Awal
Pada gambar 2.A,
punch bergerak dari atas ke bawah, blank
dipegang oleh nest agar tidak
bergeser ke samping, kontak awal terjadi ketika bagian-bagian dari die set
saling menyentuh lembaran logam (blank)
saat kontak awal terjadi belum terjadi gaya-gaya dan gesekan dalam proses
drawing.
Bending
Selanjutnya
lembaran logam mengalami proses bending seperti pada gambar 2. B, punch terus menekan kebawah sehingga
posisi punch lebih dalam melebihi
jari-jari (R) dari die, sedangkan
posisi die tetap tidak bergerak
ataupun berpindah tempat, kombinasi gaya tekan dari punch dan gaya penahan dari die
menyebabkan material mengalami peregangan sepanjang jari-jari die, sedangkan daerah terluar dari blank mengalami kompresi arah radial.
Bending merupakan proses pertama yang terjadi pada rangkaian pembentukan proses
drawing, keberhasilan proses bending
ditentukan oleh aliran material saat proses terjadi.
Straightening
Saat punch sudah melewati radius die, gerakan punch ke bawah akan menghasilkan pelurusan sepanjang dinding die ( gambar 2. C ), lembaran logam akan
mengalami peregangan sepanjang dinding die.
Dari proses pelurusan sepanjang dinding die
diharapkan mampu menghasilkan bentuk silinder sesuai dengan bentuk die dan punch.
Compression
Proses compression terjadi ketika punch bergerak kebawah, akibatnya blank tertarik untuk mengikuti gerakan
dari punch, daerah blank yang masih berada pada blankholder akan mengalami compression arah radial mengikuti bentuk
dari die.
Tension
Tegangan tarik
terbesar terjadi pada bagian bawah cup produk hasil drawing, bagian ini adalah bagian yang paling mudah mengalami cacat
sobek (tore), pembentukan bagian
bawah cup merupakan proses terakhir pada proses drawing.
Komponen Utama Die Set
Proses drawing mempunyai karateristik khusus dibandingkan dengan proses
pembentukan logam lain, yaitu pada umumnya produk yang dihasilkan memiliki
bentuk tabung yang mempunyai ketinggian tertentu, sehingga die yang digunakan dalam juga mempunyai bentuk khusus, proses
pembentukan berarti adalah proses non
cutting logam. Produk yang dihasilkan dari drawing bervariasi tergantung dari desain die dan punch, gambar 2.4
menunjukkan beberapa jenis produk (draw
piece) hasil drawing.
Sumber : D. Eugene Ostergaard ;1967 : 127
Gambar 3 : Beberapa macam bentuk draw piece
Dalam satu unit die set
terdapat komponen utama yaitu :
1.
punch
2.
blankholder
3.
die
sedangkan komponen lainya merupakan komponen
tambahan tergantung dari jenis die
yang dipakai.
Bentuk dan posisi dari komponen utama tersebut
dapat dilihat pada gambar 4
Sumber : http://www.thefabricator.com/
Gambar 4 : Bagian Utama Die Drawing
Blankholder
Berfungsi memegang blank atau benda kerja berupa lembaran
logam, pada gambar diatas blankholder
berada diatas benda kerja, walaupun berfungsi untuk memegang benda kerja, benda
kerja harus tetap dapat bergerak saat proses drawing dilakukan sebab saat
proses drawing berlangsung benda
kerja yang dijepit oleh blankholder
akan bergerak ke arah pusat sesuai dengan bentuk dari die drawing. Sebagian
jenis blankholder diganti dengan nest yang mempunyai fungsi hampir sama,
bentuk nest berupa lingkaran yang
terdapat lubang didalamnya, lubang tersebut sebagai tempat peletakan dari benda
kerja agar tidak bergeser ke samping.
Punch
Punch merupakan
bagian yang bergerak ke bawah untuk meneruskan gaya dari sumber tenaga sehingga blank tertekan ke bawah, bentuk punch disesuaikan dengan bentuk akhir
yang diiginkan dari proses drawing,
letak punch pada gambar 2. berada di atas blank, posisi dari punch sebenarnya tidak selalu diatas
tergantung dari jenis die drawing yang digunakan.
Die
Merupakan komponen utama yang berperan dalam
menentukan bentuk akhir dari benda kerja drawing
(draw piece), bentuk dan ukuran die bervariasi sesuai dengan bentuk
akhir yang diinginkan, kontruksi die
harus mampu menahan gerakan, gaya geser serta gaya punch. Pada die terdapat
radius tertentu yang berfungsi mempermudah reduksi benda saat proses
berlangsung, lebih jauh lagi dengan adanya jari-jari diharapakan tidak terjadi
sobek pada material yang akan di drawing.
Variabel Proses Drawing
Terdapat beberapa hal yang
perlu diperhatikan dalam melakukan proses drawing,
variabel yang mempengaruhi proses drawing
antara lain :
1. Gesekan
Saat proses drawing berlangsung gesekan terjadi
antara permukaan punch, dies drawing
dengan blank, gesekan akan
mempengaruhi hasil dari produk yang dihasilkan sekaligus mempengaruhi besarnya
gaya yang dibutuhkan untuk proses pembentukan drawing, semakin besar gaya
gesek maka gaya untuk proses drawing
juga meningkat, beberapa faktor yang mempengaruhi gesekan antara lain :
·
Pelumasan
proses pelumasan adalah salah satu cara mengontrol
kondisi lapisan tribologi pada proses drawing,
dengan pelumasan diharapkan mampu menurunkan koefisien gesek permukaan material
yang bersinggungan.
·
Gaya Blank Holder
Gaya blank
holder yang tinggi akan meningkatkan gesekan yang terjadi, bila gaya blank holder terlalu tinggi dapat
mengakibatkan aliran material tidak sempurna sehingga produk dapat mengalami
cacat.
·
Kekasaran
Permukaan Blank
Kekasaran permukaan blank mempengaruhi besarnya gesekan yang terjadi, semakin kasar
permukaan blank maka gesekan yang
terjadi juga semakin besar. Hal ini disebabkan kofisien gesek yang terjadi
semakin besar seiring dengan peningkatan kekasaran permukaan.
·
Kekasaran
Permukaan punch, die dan blank holder
Seperti halnya permukaan blank semakin kasar permukaan punch,
die dan blank holder koefisien gesek
yang dihasilkan semakin besar sehingga gesekan yang terjadi juga semakin besar.
2. Bending dan straightening
Pada proses drawing setelah blank holder dan punch
menempel pada permukaan blank saat
kondisi blank masih lurus selanjutnya
terjadi proses pembengkokan material (bending)
dan pelurusan sheet sepanjang sisi
samping dalam dies (straightening). Variabel yang
mempengaruhi proses ini adalah :
·
Radius
Punch
Radius punch
disesuaikan dengan besarnya radius die,
radius punch yang tajam akan
memperbesar gaya bending yang dibutuhkan untuk proses drawing.
·
Radius
Die
Radius die
disesuaikan dengan produk yang pada nantinya akan dihasilkan, radius die berpengaruh terhadap gaya
pembentukan, bila besarnya radius die
mendekati besarnya tebal lembaran logam maka gaya bending yang terjadi semakin
kecil sebaliknya apabila besarnya radius die
semakin meningkat maka gaya bending yang terjadi semakin besar.
3 Penekanan
Proses penekanan terjadi
setelah proses straghtening, proses
ini merupakan proses terakhir yang menetukan bentuk dari bagian bawah produk drawing, besarnya gaya tekan yang
dilakukan dipengaruhi oleh :
·
Drawability
Drawability adalah kemampuan bahan untuk dilakukan
proses drawing, sedangkan nilainya
ditentukan oleh Limiting drawing ratio
(), batas maksimum adalah batas dimana bila material mengalami
proses penarikan dan melebihi nilai limit akan terjadi cacat sobek (craking).
·
Keuletan
logam
Semakin ulet lembaran logam blank semakin besar kemampuan blank
untuk dibentuk ke dalam bentuk yang beranekaragam dan tidak mudah terjadi sobek
pada saat proses penekanan, keuletan logam yang kecil mengakibatkan blank mudah sobek
·
Tegangan
Maksimum material
Material blank
yang mempunyai tegangan maksimum besar mempunyai kekuatan menahan tegangan yang
lebih besar sehingga produk tidak mudah mengalami cacat, material dengan
tegangan maksimum kecil mudah cacat seperti sobek dan berkerut.
·
Ketebalan
Blank
Ketebalan blank mempengaruhi besar dari gaya
penekanan yang dibutuhkan, semakin tebal blank
akan dibutuhkan gaya penekanan yang besar sebaliknya bila blank semakin tipis maka dibutuhkan gaya yang kecil untuk menekan blank.
·
Temperatur
Dengan naiknya temperatur akan dibutuhkan gaya
penekanan yang kecil hal ini disebabkan kondisi material yang ikatan butirannya
semakin meregang sehingga material mudah untuk dilakukan deformasi.
4. Diameter blank
Diemeter blank tergantung dari bentuk produk yang akan dibuat, apabila
material kurang dari kebutuhan dapat menyebabkan bentuk produk tidak sesuai
dengan yang diinginkan, namun bila material blank
terlalu berlebih dari kebutuhan dapat menyebabkan terjadinya cacat pada produk
seperti kerutan pada pinggiran serta sobek pada daerah yang mengalami bending.
5. Kelonggaran
Kelonggoran atau cleaerence adalah celah antara punch dan die untuk memudahkan gerakan lembaran logam saat proses drawing berlangsung.
Untuk memudahkan gerakan lembaran logam pada waktu
proses drawing, maka besar clearence tersebut 7 % - 20 % lebih
besar dari tebal lembaran logam, bila celah die
terlalu kecil atau kurang dari tebal lembaran logam, lembaran logam dapat mengalami penipisan (ironing) dan bila besar clearence melebihi toleransi 20 % dapat
mengakibatkan terjadinya kerutan. (Donaldson,1986:73)
6. Strain Ratio
Strain ratio adalah ketahanan lembaran logam
untuk mengalami peregangan, bila lembaran memiliki perbandingan regangan yang
tinggi maka kemungkinan terjadinya sobekan akan lebih kecil.
7. Kecepatan Drawing
Die drawing jenis punch berada diatas dengan nest
dapat diberi kecepatan yang lebih tinggi dibandingkan jenis die yang menggunakan blank holder, kecepatan yang tidak
sesuai dapat menyebabkan retak bahkan sobek pada material, masing – masing
jenis material mempunyai karateristik berbeda sehingga kecepatan maksimal
masing – masing material juga berbeda. Tabel berikut adalah kecepatan maksimal
beberapa jenis material yang biasa digunakan untuk sheet metal drawing.
Tabel 2.1 : Jenis material dan
kecepatan maksimal draw dies
Material
|
Kecepatan
|
Alumunium
|
0,762 m/s
|
Brass
|
1,02 m/s
|
Copper
|
0,762 m/s
|
Steel
|
0,279 m/s
|
Steel,
stainless
|
0,203 m/s
|
Sumber
: D. Eugene Ostergaard ;1967 : 131
Sumber Pustaka
Eugene, D, Ostergaard ;1967; Advanced Die Making; Prentice Hall; New Jersey.
harma, P.C.; 2002; A Textbook of Production Engineering; S. Chand & Company
Ltd, New Delhi.
http://www.teledometalspinning.com
: September 2005
http://gnatchung.tripod.com; September 2005
Prinsip Pembengkokan Pelat
(Bending Process)
Agu 15
Posted by Mechanical Blog
Rate This
Proses perubahan bentuk logam
secara plastik dengan cara penekanan dan tarik lewat roll penjepit dan
pembentuk ( Die ) sebagai pelengkung dengan menggunakan press hidrolik
dinamakan proses roll bending. Pengerjaan ini banyak digunakan pada proses
pengerjaan logam khususnya pada pengerjaan dingin logam ( metal cold working ).
Pada perubahan bentuk logam
diantara roll penjepit dan die pembentuk, benda kerja akan mengalami tegangan
yang dikenal dengan tegangan-tegangan kompresi yang tinggi berasal dari gerakan
jepit roll dan tegangan gesek permukaan sebagai akibat gesekan antara logam dan
roll. Gaya gesek juga mempunyai pengaruh terhadap penarikan logam diantara roll
dan die pembentuk. Pelengkungan logam ini pada dasarnya terdiri dari :
roll ( bantalan/bushing ) dan die pembentuk yang berbentuk busur dan
dudukan/meja tempat komponen-komponen tersebut, disertai penggerak die yakni
hidrolik oli yang dipompa oleh motor lisrik. Gaya yang dihasilkan pada
pembengkokan dapat mencapai ratusan Kgf, oleh karena itu diperlukan konstruksi
yang kokoh. Hampir semua proses bending ( pembengkokan ) pelat khususnya pada
proses yang dibahas ini sangat identik dengan dua elemen dimana kedua elemen
tersebut dibuat dari coran logam atau logam karbon berstandar kuat. Setiap
elemen mempunyai fungsi masing-masing dalam proses pembentukan, sebagai
ilustrasi dapat diperlihatkan pada gambar dibawah ini.
Secara deskriptif untuk setiap
elemen mempunyai fungsi khusus antara lain:
1. Busur Pembenrtuk ( dies )
Dinyatakan sebagai busur
pembentuk karena bentuknya seperti busur dengan sudut .yang berfungsi untuk
membentuk lembaran pelat dengan membengkokkan pelat melalui pemberian tekanan
hidrolik. Benda ini bergerak kekiri dan
kekanan dengan arah tegak lurus pada sumbu poros dan pergerakan busur ini dibatasi oleh dua pembatas ( limit
switch ) yang dipasang pada sisi kanan dan kiri poros agar busur bergerak tetap
pada radius . Pada sisi sebelah busur diberikan penjepit pelat agar pelat tetap
pada posisi diam pada saat terjadi penetrasi antara roll dan busur dalam proses
pembengkokan.
2. Roll Penjepit/penekan
Roll penjepit ini berada tepat
disebelah busur pembentuk. Roll ini bekerja secara statis ( diam ) namun
berputar pada saat terjadi gesekan dengan pelat yang digerakkan oleh busur, rol
ini berputar dengan arah tegak lurus pada sumbu poros, yang berfungsi untuk
menjepit dan menekan pelat pada proses pembengkokan terjadi.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar