Proses Manufaktur (Soal - Soal Tugas Mandiri)

Selamat datang kembali teman - teman semua, salam sehat semua. Pada postingan saya kali ini, saya akan membagi mengenai soal - soal dan tugas mandiri dari mata kuliah proses manufaktur. Postingan ini juga berhubungan dengan postingan pada proses manufaktur mengenai plastik dan komposit. Semoga dengan soal - soal berikut ini dapat menambah wawasan dan juga memperjelas teman - teman semua mengenai mata kuliah proses manufaktur. Selamat belajar dan membaca.

PROSES MANUFAKTUR

TATAP MUKA 1 (PENGENALAN TENTANG PROSES MANUFAKTUR)

1. Apa pengertian dari proses manufaktur, dan apa tujuan dari pembelajaran mata kuliah proses manufaktur.

JAWAB :

Kata “Manufacture” dalam bahasa inggris atau manufaktur (dalam bahasa Indonesia) berasal dari bahasa latin, yaitu : manus = tangan (hand), factus = membuat (make). Pada abad-abad yang lalu dalam bahasa inggris manufacture berarti made by hand atau dibuat dengan tangan. Namun pada masa modern kata manufaktur lebih
sering dikaitkan dengan bantuan permesinan dan kontrol komputer.

Proses manufaktur adalah penambahan dan pengaplikasian bahan fisik maupun kimia untuk merubah bentuk geometri bahan atau penampilan permukaan dalam pembuatan komponen suatu produk. Proses manufaktur membutuhkan komponen-komponen sedrehana untuk diproses sehingga menjadi barang yang lebih kompleks. Misalnya kompoen seperti baut, mur, plat besi an lain-lain yang meripakan komponen dasar yang dapat dirakit menjadi komponen lebih rumit dan mempunyai nilai yang lebih besar dan berguna.

Tujuan dari pembelajaran proses manufaktur ini adalah :

1. Mahasiswa diharapkan mengetahui berbagai macam mesin dan alat produksi
secara umum.

2. Mahasiswa dapat mengetahui fungsi, kegunaan dan cara pengoperasian mesin
dan alat-alat tersebut.

3. Mahasiswa dapat mendesain dan membuat sebuah benda/produk buatan
sendiri.

4. Mahasiswa dapat menhghitung estimasi waktu dan biaya yang diperlukan
untuk menyelesaikan sebuah produk.

5. Mahasiswa dapat menganalisa segala macam proses yang dilakukan pada
praktikum proses manufaktur.

TATAP MUKA 2 (PROSES PEMBENTUKAN SECARA UMUM)

2. Apa defisini dari pengecoran (casting), jelaskan klasifikasi dari pengecoran, dan jelaskan salah satu metode pengecoran yang anda ketahui!

JAWAB :

Proses pengecoran logam (casting) adalah salah satu teknik pembuatan produk dimana logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian dituangkan ke dalam rongga cetakan yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat. Sebagai suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan, pengecoran digunakan untuk menghasilkan bentuk asli produk jadi. Dalam proses pengecoran, ada empat faktor yang berpengaruh atau merupakan ciri dari proses pengecoran, yaitu :

1.    Adanya aliran logam cair ke dalam rongga cetak.

2.    Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan pendinginan dari logam dalam cetakan.

3.    Pengaruh material cetakan.

4.    Pembekuan logam dari kondisi cair.

Klasifikasi pengecoran berdasarkan umur dari cetakan, ada pengecoran dengan cetakan nonpermanen/cetakan sekali pakai yang terbuat dari bahan pasir (expendable mold) dan ada pengecoran dengan cetakan permanen atau cetakan yang dipakai berulang-ulang kali yang biasanya dibuat dari logam (permanent mold) yang memiliki kegunaan dan keuntungan yang berbeda. 

Pengecoran Permanen (Permanent Mold)

Pengecoran permanen menggunakan cetakan permanen (permanent mold) yaitu cetakan yang dapat digunakan berulang-ulang dan biasanya dibuat dari logam. Cetakan permanen yang digunakan adalah cetakan logam yang biasanya digunakan pada pengecoran logam dengan suhu cair rendah. Coran yang dihasilkan mempunyai bentuk yang tepat dengan permukaan licin sehingga pekerjaan pemesinan berkurang. Pengecoran permanen antara lain:

1.    Pengecoran Gravitasi (Gravity Permanent Mold Casting)

Pengecoran gravitasi adalah pengecoran dimana logam cair yang dituangkan ke dalam saluran masuk menggunakan gravitasi. Karena adanya tekanan gravitasi, cairan logam mengisi ke seluruh ruang dalam rongga cetakan.

2.    Pengecoran Cetak Tekan (Pressure Die Casting)

Pengecoran cetak tekan/tekanan adalah pengecoran dimana logam cair yang dituangkan ke dalam saluran masuk menggunakan bantuan tekanan dari luar.

3.    Pengecoran Sentrifugal (Centrifugal Die Casting)

Pengecoran sentrifugal adalah pengecoran yang menggunakan cetakan berputar, cetakan yang berputar akan menghasilkan gaya sentrifugal yang akan mempengaruhi kualitas coran. Coran yang dihasilkan akan memiliki bentuk padat, permukaan halus dan sifat fisik struktur logam yang unggul. Pengecoran sentrifugal biasanya digunakan untuk benda coran yang berbentuk simetris.

 4. Pengecoran Nonpermanen (Expendable Mold)

Pengecoran expendable mold menggunakan cetakan yang tidak permanen, hanya dapat digunakan satu kali. Perbedaan antara cetakan permanen dengan cetakan non-permanen terletak pada penggunaan bahan  cetakan di mana cetakan permanen menggunakan logam dan cetakan non-permanen menggunakan pasir. Pengecoran cetakan pasir memberikan flesibilitas dan kemampuan yang tinggi jika dibandingkan dengan cetakan logam. Pengecoran cetakan pasir memiliki keunggulan antara lain mudah dalam pengoperasiannya, biayanya relative lebih murah dan dapat membuat benda dengan ukuran yang besar. Cetakan biasanya dibuat dengan memadatkan pasir. Pasir yang dipakai biasanya pasir alam atau pasir buatan yang mengandung tanah lempung. Cetakan pasir mudah dibuat dan tidak mahal. Pasir yang digunakan kadang-kadang dicampur pengikat khusus, misalnya air-kaca, semen, resin furan, resin fenol, atau minyak pengering, karena penggunaan zat-zat tersebut memperkuat cetakan atau mempermudah operasi pembuatan cetakan. Logam yang dapat digunakan pada pengecoran ini adalah besi, baja, tembaga, perunggu, kuningan, aluminium, ataupun logam paduan..

Sand Casting (Pengecoran dengan cetakan pasir)

Pengecoran dengan cetakan pasir melibatkan aktivitas-aktivitas seperti menempatkan pola dalam kumpulan pasir untuk membentuk rongga cetak, membuat sistem saluran, mengisi rongga cetak dengan logam cair, membiarkan logam cair membeku, membongkar cetakan yang berisi produk cord an membersihkan produk cor. Hingga sekarang, proses pengecoran dengan cetakan pasir masih menjadi andalan industri pengecoran terutam industri-industri kecil. Tahapan yang lebih umum tentang pengecoran cetakan pasir diperlihatkan dalam gambar dibawah ini.

Secara umum cetakan harus memiliki bagian-bagian utama sebagai berikut :

Cavity (rongga cetakan), merupakan ruangan tempat logam cair yang dituangkan kedalam cetakan. Bentuk rongga ini sama dengan benda kerja yang akan dicor. Rongga cetakan dibuat dengan menggunakan pola.

Core (inti), fungsinya adalah membuat rongga pada benda coran. Inti dibuat terpisah dengan cetakan dan dirakit pada saat cetakan akan digunakan. Bahan inti harus tahan menahan temperatur cair logam paling kurang bahannya dari pasir.

Gating sistem (sistem saluran masuk), merupakan saluran masuk kerongga cetakan dari saluran turun. Gating sistem suatu cetakan dapat lebih dari satu, tergantung dengan ukuran rongga cetakan yang akan diisi oleh logam cair.

Sprue (Saluran turun), merupakan saluran masuk dari luar dengan posisi vertikal. Saluran ini juga dapat lebih dari satu, tergantung kecepatan penuangan yang diinginkan.

Pouring basin, merupakan lekukan pada cetakan yang fungsi utamanya adalah untuk mengurangi kecepatan logam cair masuk langsung dari ladle ke sprue. Kecepatan aliran logam yang tinggi dapat terjadi erosi pada sprue dan terbawanya kotoran-kotoran logam cair yang berasal dari tungku kerongga cetakan.

Raiser (penambah), merupakan cadangan logam cair yang berguna dalam mengisi kembali rongga cetakan bila terjadi penyusutan akibat solidifikasi.

Operasi pengecoran dengan cetakan pasir melibatkan tahapan proses perancangan produk cor, pembuatan pola dan inti, pembuatan cetakan, penuangan logam cair dan pembongkaran produk cor. Tahapan lebih rinci terlihat pada gambar Dibawah ini :

Setelah proses perancangan produk cor yang menghasilkan gambar teknik produk (a) dilanjutkan dengan tahapan-tahapan berikutnya :

b. Menyiapkan bidang dasar datar atau pelat datar dan meletakan pola atas (cope) yang sudah ada dudukan inti dipermukaan pelat datar tadi.

c. Seperti pada langkah c, untuk cetakan bagian bawah (drag) beserta sistem saluran.

d. Menyiapkan koak inti (untuk pembuatan inti)

e. Inti yang telah jadi disatukan (inti yang dibuat berupa inti setengah atau paroan inti)

f. Pola atas yang ada dipermukaan pelat datar ditutupi oleh rangka cetak atas (cope) dan ditambahkan system saluran seperti saluran masuk dan saluran tambahan (riser). Selanjutnya diisi dengan pasir cetak.

g. Setelah diisi pasir cetak dan dipadatkan, pola dan system saluran dilepaskan dari cetakan

h. Giliran drag diisi pasir cetak setelah menempatkan rangka cetak diatas pola dan pelat datar.

i. Setelah disi pasir cetak dan dipadatkan, pola dilepaskan dari cetakan

j. Inti ditempatkan pada dudukan inti yang ada pada drag.

k. Cope dipasangkan pada drag dan dikunci kemudian dituangkan logam cair.

l. Setelah membeku dan dingin, cetakan dibongkar dan produk cor dibersihkan dari sisa-sisa pasir cetakan.

m. Sistem saluran dihilangkan dari produk cor dengan berbagai metoda dan produk cor siap untuk diperlakukan lebih lanjut.

 

TATAP MUKA 3 (PENGECORAN/CASTING)

3. Jelaskan pengertian tentang Investment casting, tahapan – tahapan proses investment casting, dan sebutkan keuntungan dan kerugian dari Investment casting!

JAWAB :

Investment casting dapat diartikan sebagai proses mengecor logam kedalam cetakan atau menuangkan slurry untuk proses coating ke pola yang di atur pada temperatur kamar, setelah itu pola dikeluarkan menggunakan panas dan mengisi cetakan dengan cairan logam.

Investment casting merupakan salah satu cara/metode pembentukan produk melalui proses pengecoran dimana berbeda dengan metode yang telah dibahas seperti sand casting, Dies casting dan lain-lain terutama dalam proses pembentukan cetakannya.

Invesment Casting merupakan salah satu proses pengecoran dan juga dapat disebut sebagai lost-wax casting, salah satu teknik tertua logam pembentuk diketahui. Dari 5.000 tahun yang lalu, ketika lilin membentuk pola, dengan bahan tahan api dan paduan spesialis, menghasilkan produksi komponen coran dengan akurasi, fleksibilitas, dan integritas dalam berbagai logam dan paduan kinerja tinggi. Lost-foam casting adalah bentuk modern dari investment casting yang menghilangkan langkah-langkah tertentu dalam prosesnya. Perbedaannya adalah Lost-foam casting menggunakan gelembung atau busa (foam) sebagai pola dan foam lebih mudah untuk menguap sehingga mempermudah proses pengecoran.

Tahapan Investment Casting:

1.   Pola lilin dibuat;

2.   Beberapa pola ditempelkan pada saluran turun (sprue) membentuk pohon bola;

3.   Pohon pola dilapisi dengan lapisan tipis bahan tahan api;

4.   Seluruh cetakan terbentuk dengan menutup pola yang telah dilapisi tersebut dengan bahan tahan api sehingga menjadi kaku;

5.   Cetakan dipegang dalam posisi terbalik, kemudian dipanaskan sehingga lilin meleleh dan keluar dari dalam cetakan;

6.   Cetakan dipanaskan kembali dalam suhu tinggi, sehingga semua kotoran terbuang dari cetakan dan semua logam cair dapat masuk kedalam bagian-bagian yang rumit disebut proses preheating;

7.   Setelah logam cair dituangkan dan membeku cetakan dipecahkan, dan coran dilepaskan dari sprue-nya.

Keuntungan Investment Casting:

1.   Dapat membuat produk dengan bentuk yang rumit

2.   Dimensi produk yang baik, sangatpresisi, tanpa finishing

3.   Permukaan yang halus

4.   Tidak memiliki parting line

5.   Hanya diperlukan sedikit permesinan

6.   Dapat memproduksi banyak produk dalam satu kali proses pengecoran

Kerugian Investment Casting:

1.   Biaya pembuatan yang tinggi

2.   Hampir tidak dapat didaur ulang (keramik)

3.   Sulit untuk membuat produk yang memiliki inti

4.   Terbatas untuk pengecoran produk yang berukuran kecil

 

TATAP MUKA 4 (PROSES PENGECORAN DENGAN PENEKANAN/PRESSURE CASTING)

4. Jelaskan mengenai blow molding, tahapan – tahapan prosesnya, dan gambar proses dari setiap jenis nya!

JAWAB :

Blow molding adalah proses penggembungan material thermoplastik menjadi bentuk berongga (hollow) atau mengikuti arah aliran parison dalam kondisi panas (suhu leleh material) berada didalam cetakan (mold) yang tertutup, sehingga pada akhir proses penggembungan dibantu dengan fluida tekan (gas) akan terbentuklah profil material thermoplastik yang sesuai dengan bentuk cetakan (mold), dengan ketebalan dinding yang uniform dan fokus perhatian adalah lebih diberikan pada bagian outside dari produk komponen yang dihasilkan.

Tahapan utama dari proses blow molding bisa dijelaskan secara singkat sebagai berikut :

1.      Material thermoplastik dipanaskan sampai keadaan lelehnya tercapai

2.      Selanjutnya lelehan diekstrusi melalui die head untuk membentuk tube berongga (hollow) yang biasa dikenal sebagai PARISON

3.      Parison lalu dijatuhkan diantara dua bagian cetakan yang melingkar yang selanjutnya digelembungkan dengan fluida pendorong (gas, udara dll)

4.      Lelehan thermoplastik selanjutnya akan mengalami pengerasan karena proses pendinginan yang diberikan oleh cetakan (mold)

5.      Setelah tercapai waktu pendinginan optimum maka cetakan (mold) akan terbuka dan produk akhir terjatuh akibat gaya gravitasi atau penggerak otomatis lainnya

Produk utama yang dihasilkan melalui teknik blow molding adalah botol plastik yang selanjutnya bisa diproduksi dengan berbagai macam plastik yang berbeda disesuaikan dengan properties yang diharapkan dan menggunakan metode yang berbeda-beda namun yang paling banyak diaplikasikan oleh dunia industri meliputi:

1.      Ekstrusi Blow Molding

Tahapan proses :

1. Parison diekstrusi dari atas ke bawah di antara rongga cetakan (mold).

2. Cetakan menutup sehingga parison terjepit oleh cetakan.

3. Parison dikembangkan oleh gas bertekanan tinggi sehingga terdorong ke dinding cetakan dan terbentuk sesuai dengan bentuk rongga cetakan.

4. Produk didinginkan dan dikeluarkan dari cetakan.

 

2.      Injeksi Blow Molding

Tahapan proses Injection Blow Molding :

1. Plastik dalam keadaan melting (panas tinggi) diinjeksikan ke dalam bakalan (parison).

2. Plastik dipindah ke cetakan blowing.

3. Udara ditiupkan sehingga plastik mengembang dan menempel sesuai bentuk mold.

4. Produk didinginkan dan cetakan membuka untuk pengeluaran produk. 

3.      Strech Blow Molding

Tahapan proses :

1. Plastik dalam keadaan melting diinjeksikan ke dalam kaviti dalam bentuk bakalan.

2. Plastik lalu di stretching (direntangkan) sesuai dimensi yang diperlukan.

3. Udara ditiupkan sehingga plastik mengembang dan menempel sesuai bentuk mold.

4. Produk lalu didinginkan dan cetakan membuka untuk pengeluaran produk.

TATAP MUKA 5 (PROSES PEMBENTUKAN SECARA DEFORMASI)

5. Jelaskan proses pembuatan aluminium foil!

JAWAB :

Proses pembuatan aluminium foil:

1. Peleburan bahan mentah (raw material) yang terdiri dari batangan aluminium dan scrap (produk cacat) di dalam tungku dengan suhu 800oC.

2. Penambahan unsur paduan seperti Fe dan Si kemudian dibersihkan (skimming) dari kotoran yang berupa kerak atau abu.

3. Masuk ke dalam holding furnace pada suhu 750oC lalu ke degasser untuk p elepasan hydrogen dari kandungan aluminium.

4. Setelah itu aluminium disaring dengan filter dari bahan keramik baru masuk ke mesin casting yang berjalan continue.

5. Aluminium yang sudah dicasting digulung dalam coil menjadi aluminium strip. Dari situ di roll dalam mesin roughing mill (Blow Knox) sampai ketebalan tertentu lalu dihomogenizing. 6. Kemudian di roll lagi untuk masuk tahap intermediate annealing. Kemudian di roll lagi hingga ketebalan 65 µm baru dipindah ke mesin foil mill. Dalam mesin foil mill aluminium di roll sampai dengan ketebalan minimal 7 µm.

TATAP MUKA 6 (PROSES PEMOTONGAN KONVENSIONAL DAN NON KONVENSIONAL)

6. Jelaskan mengenai parameter proses permesinan mesin bubut beserta gambar grafik untuk menentukan kecepatan makan!

JAWAB :

Parameter proses permesinan mesin bubut adalah sebagai berikut :

1.    Cutting Speed

Cutting Speed ialah kecepatan potong (mm/min)                  

         ν = π.d.n / 1000

Ketarangan :

d : diameter benda kerja                                                                  

n : putaran poros utama (benda kerja)

2.    Feeding Speed

Feeding Speed ialah kecepatan Makan (mm/min)

          ν _f =  f .  n

Keterangan :

f : gerak makan (mm)

n : putaran poros utama (benda kerja)

Gambar grafik untuk menentukan kecepatan makan

 

3.    Material Removal Rate 

Material Removal Rate ialah Laju penghasil geram ( cm³/min)

Z = f . a . ν _f

            Keterangan :

f : gerak makan (mm)

a : kedalaman potong (mm)

ν _{f :} kecepatan makan (mm/min)              

4.    Cutting Time (min)

Cutting time ialah waktu pemotongan 

          t_c = l_t  / ν _f

 

            Keterangan :

            lt : panjang permesinan

            ν _{f :} kecepatan makan    (mm/min)          

 

5.    Depth of  Cut

Depth of  cut ialah Kedalaman Pemotongan (mm)

                     

            Keterangan :

            D = diameter awal pembubutan (mm)

            d = diameter akhir pembubutan (mm)          

 

TATAP MUKA 7 (PROSES PEMOTONGAN: TURNING, MILLING, DRILLING, BORING, REAMING, DAN GRINDING)

7. Jelaskan pengertian tentang drilling dan sebutkan jenis – jenis mesin standar untuk drilling!

JAWAB :

Proses drilling adalah proses permesinan untuk membuat lubang bulat pada benda kerja. Drilling biasanya dilakukan memakai pahat silindris yang memiliki dua ujung potong yang disebut drill. Pahat diputar pada porosnya dan diumpankan pada benda kerja yang diam sehingga menghasilkan lubang berdiameter sama dengan diameter pahat. Mesin yang digunakan disebut drill press, tetapi mesin lain dapat juga digunakan untuk proses ini. Lubang yang dihasilkan dapat berupa lubang tembus (through holes) dan tak tembus (blind holes).

Mesin standar untuk drilling disebut drill press. Beberapa jenis drill press:

a. Upright drill. Mesin ini ditegakkan diatas lantai, terdiri dari meja untuk meletakkan dan memegang benda kerja, drilling head yang digerakkan oleh spindle untuk memasang pahat drill, serta landasan dan tiang penopang.

b. Bench drill. Lebih kecil dari upright drill, diletakkan diatas meja atau bangku.

c. Radial drill. Drill press besar yang dirancang untuk melobangi benda kerja besar. Memiliki lengan radial sehingga drilling head dapat digerakkan sepanjang lengan ini untuk menjangkau lokasi yang relatif jauh dari tiang mesin.

d. Gang drill. Mesin ini terdiri dari 2 - 6 mesin upright drill diatur saling berhubungan dan segaris. Tiap spindle beroperasi sendiri-sendiri, tapi memiliki satu meja kerja. Sehingga satu rangkaian proses drilling (centering, drilling, reaming, tapping) dapat dilakukan secara berurutan dengan hanya menggeser benda kerja tanpa mengganti pahatnya.

e. Multiple-spindle drill. Mirip dengan mesin gang drill, beberapa spindle dihubungkan bersama untuk membuat berbagai lubang pada satu benda kerja secara bersamaan.

f. Numerical control drill presses. Mesin ini mampu mengontrol pemosisian lubang pada benda kerja. Sering dilengkapi dengan turrets untuk memegang beberapa pahat drill sekaligus dan dapat dikontrol dengan NC program, sering disebut mesin CNC turret drill.

TATAP MUKA 9 (PROSES PEMOTONGAN ELECTRO CHEMICAL MACHINING DAN WATER JET MACHINING)

8. Jelaskan pengertian dari Water Jet Machining dan proses kerjanya!

JAWAB :

Water Jet Machining (WJM) merupakan mesin yang menggunakan pancaran air untuk memotong lembaran logam. Contoh prinsip pengerjaan dalam mesin WJM ini adalah apabila jari diletakkan pada ujung keran air, maka cucuran aliran dengan tekanan tinggi akan mencuci kotoran yang melekat secara efektif.

Dalam teori ilmu pengetahuan, bila pancaran air diarahkan pada suatu sasaran seperti misalnya menumbuk suatu permukaa, aliran kecepatan yang tinggi seolah-olah dihentikan tiba-tiba, kemudian sebagian besar energi kinetik dari air diubah menjadi energy tekanan. Kenyataanya pada permulaan bebera[a milidetik setelah tumbukan awal dari pancaran mengenai sasaran sebelum aliran lateral dari air dimulai, tekanan transein sesungguhnya yang ditimbulkan tiga kalinya tekanan stagnasi normal.

Erosi terjadi bila tekanan fluida setempat melebihi tegangan ikay dari material yang mengikat diri bersama sasaran. Dengan kata lain, pancaran cairan pemotong mengelupas material pertama-tama olehgayamekanis dari cucuran dengan kecepatan tinggi yang menimpa pada luasan kecil, dimana oleh tekanan tersebut melampaui tekanan aliran material terpotong.

Rincian Proses

Air dan polymer dicampur secara tepat dan campuran tersebut dikirm ke intensifier dimana tekanan dinaikan. Penguat hidrolis (hidrolik intesifer) menaikan intensitas tekanan air dan memberikannya ke akumualtor hidrolis (penampung reservoir), selama itu energy tidak dibutuhkan secara kontinyu. Selama periode tak ada proses (idle-periode) energy disimpan didalam akumualtor dan diberikan keluar selama pemotongan.

Air bertekanan yang datang dari akumulator dikontrol oleh papan control darimana air itu pergi ke nosel setelah melewati valves pembuka dan penutup (stop-star). Aliran pancaran keluar dari nosel memotong benda kerja, dan selanjutnya dikumpulkan dalam system saluran.

Gambar mekanisme kerja Water Jet Cutting

TATAP MUKA 10 (PROSES PENYAMBUNGAN)

9. Apa perbedaan dari sambungan tetap dan sambungan tidak tetap serta berikan salah satu contohnya!

JAWAB :

Sambungan tetap

Sambungan tetap ini merupakan jenis sambungan atau cara penyambungan yang dipakai untuk menghubungkan bagian-bagian dari sebuah konstruksi secara permanen (tetap). Sambungan tetap dilepas dengan menggunakan cara merusak sambungan tersebut. Sambungan tetap pada kontruksi contohnya adalah sambungan keling dan sambungan dari pengelasan.

Gambar jenis – jenis paku keeling 

Paku keling / rivet adalah salah satu metode penyambungan yang sederhana. sambungan keling umumnya diterapkan pada jembatan, bangunan, ketel, tangki, kapal dan pesawat terbang. Penggunaan metode penyambungan dengan paku keling ini juga sangat baik digunakan untuk penyambungan pelat-pelat alumnium. Pengembangan Penggunaan rivet dewasa ini umumnya digunakan untuk pelat-pelat yang sukar dilas dan dipatri dengan ukuran yang relatif kecil. Setiap bentuk kepala rivet ini mempunyai kegunaan tersendiri, masing masing jenis mempunyai kekhususan dalam penggunaannya.

Sambungan dengan paku keling ini umumnya bersifat permanent dan sulit untuk melepaskannya karena pada bagian ujung pangkalnya lebih besar daripada batang paku kelingnya.

Bagian utama paku keling adalah :

1.                  Kepala

2.                  Badan

3.                  Ekor

4.                  Kepala Lepas

Bahan Paku Keling adalah :

Yang biasa digunakan antara lain adalah 

1.                  Baja

2.                  Brass

3.                  Aluminium

4.                  Tembaga

Semua bahan itu tergantung dari jenis sambungan/ beban yang diterima oleh sambungan.

a. Penggunaan umum bidang mesin : ductile (low carbor), steel, wrought iron.

b. Penggunaan khusus : weight, corrosion, or material constraints apply : copper (+alloys) aluminium (+alloys), monel, dll

PENGGUNAAN PAKU KELING

Pemakaian paku keling ini biasanya digunakan untuk : 

1.                  Sambungan kuat dan rapat, pada konstruksi boiler (boiler, tangki dan pipa-pipa tekanan tinggi).

2.                  Sambungan kuat, pada konstruksi baja (bangunan, jembatan dan crane).

3.                  Sambungan rapat, pada tabung dan tangki ( tabung pendek, cerobong, pipa-pipa tekanan).

4.                  Sambungan pengikat, untuk penutup chasis ( misalnya ; pesawat terbang, kapal).

KEUNTUNGAN DAN KELEMAHAN

1.                  Keuntungan

Sambungan paku keling ini dibandingkan dengan sambungan las mempunyai keuntungan yaitu :

a). Bahwa tidak ada perubahan struktur dari logam disambung. Oleh karena itu banyak dipakai pada pembebanan-pembebanan dinamis.

b). Sambungan keling lebih sederhana dan murah untuk dibuat.

c). Pemeriksaannya lebih mudah

d). Sambungan keling dapat dibuka dengan memotong kepala dari paku keling tersebut

2.                  Kelemahan

a). Hanya satu kelemahan bahwa ada pekerjaan mula berupa pengeboran lubang paku kelingnya di samping kemungkinan terjadi karat di sekeliling lubang tadi selama paku keling dipasang. Adapun pemasangan paku keling bisa dilakukan dengan tenaga manusia, tenaga mesin dan bisa dengan peledak (dinamit) khususnya untuk jenis-jenis yang besar.

b). Paku keling dalam ukuran yang kecil dapat digunakan untuk menyambung dua komponen yang tidak membutuhkan kekuatan yang besar, misalnya peralatan rumah tangga, furnitur, alat-alat elektronika.

 

Sambungan tidak tetap

Sambungan tidak tetap merupakan jenis sambungan atau cara penyambungan yang dipakai untuk menghubungkan bagian-bagian dari sebuah konstruksi secara tidak permanen (dapat dilepas) Sambungan tidak tetap ini sambungannya dapat dilepas tanpa merusak sambungan tersebut yaitu dengan cara pembongkaran. Contoh dari sambungan tidak tetap ini antara lain sambungan dari baut, sambungan dari pasak dan sambungan dari pena.

 

Sambungan Baut

Baut adalah alat sambung dengan batang bulat dan berulir, salah satu ujungnya dibentuk kepala baut ( umumnya bentuk kepala segi enam ) dan ujung lainnya dipasang mur/pengunci. Dalam pemakaian di lapangan, baut dapat digunakan untuk membuat konstruksi sambungan tetap, sambungan bergerak, maupun sambungan sementara yang dapat dibongkar/dilepas kembali. Bentuk uliran batang baut untuk baja bangunan pada umumnya ulir segi tiga (ulir tajam) sesuai fungsinya yaitu sebagai baut pengikat. Sedangkan bentuk ulir segi empat (ulir tumpul) umumnya untuk baut-baut penggerak \ atau pemindah tenaga misalnya dongkrak atau alat-alat permesinan yang lain.

Keuntungan sambungan menggunakan baut antara lain :

1) Lebih mudah dalam pemasangan/penyetelan konstruksi di lapangan.

2) Konstruksi sambungan dapat dibongkar-pasang.

3) Dapat dipakai untuk menyambung dengan jumlah tebal baja > 4d (tidak seperti paku keling dibatasi maksimum 4d ).

4) Dengan menggunakan jenis Baut Pass maka dapat digunakan untuk konstruksi berat /jembatan.

 

TATAP MUKA 11 (PROSES PEMBENTUKAN BAHAN PLASTIK DAN KOMPOSIT)

10. Jelaskan pengertian metode Hand-Lay Up, proses pembuatannya, sebutkan produk hasil jadinya, dan sebutkan kelebihan dan kekurangannya!

JAWAB :

Hand lay-up adalah metoda yang paling sederhana dan merupakan proses dengan metode terbuka dari proses fabrikasi komposit. Jenis resin yang biasa digunakan pada metode hand lay-up ada dua, yakni resin poliester dan resin epoksi dengan jenis fiber yang biasa digunakan adalah serat kaca atau fiberglass. Metode hand lay-up merupakan metode yang masih banyak dilakukan di negeri kita tercinta, Indonesia. 

Adapun proses dari pembuatan dengan metoda ini adalah dengan cara menuangkan resin dengan tangan ke dalam serat berbentuk anyaman, rajuan atau kain, kemudian memberi tekanan sekaligus meratakannya menggunakan rol atau kuas. Proses tersebut dilakukan berulang-ulang hingga ketebalan yang diinginkan tercapai. Pada proses ini resin langsung berkontak dengan udara dan biasanya proses pencetakan dilakukan pada temperatur kamar.

Produk yang menggunakan proses Hand Lay Up:

Aplikasi dari pembuatan produk komposit menggunakan hand lay up ini biasanya di gunakan pada material atau komponen yang sangat besar, seperti pembuatan kapal, bodi kendaraan, bilah turbin angin, bak mandi,perahu.

Kelebihan penggunaan metoda ini:

▪       Mudah dilakukan.

▪       Cocok di gunakan untuk komponen yang besar.

▪        Volumenya rendah.

▪      Biaya yang sangat murah.

Kekurangan penggunaan metoda ini:

▪      Ketebalan yang tidak konsisten.

▪      Distribusi resin yang tidak merata.

▪      Lebih boros resin.

▪      Kekuatan mekanik yang tidak sebaik proses closed molding.

 

TATAP MUKA 12 (RAPID PROTOTYPING)

11. Jelaskan pengertian dari Rapi Prototyping dan jelaskan cara kerja jenis – jenis mesin rapi prototyping.

JAWAB :

Rapid Prototyping adalah metode-metode yang digunakan untuk membuat model berskala (prototipe) dan fabrikasi dari mulai bagian suatu produk (part) ataupun rakitan produk (assembly) secara cepat dengan menggunakan data Computer Aided Design (CAD) tiga dimensi.

Secara komersial beberapa jenis mesin rapid prototyping telah dipasarkan, diantaranya adalah mesin Selective laser Sintering (SLS), Stereolithography, Laminated Object Manufacturing (LOM) dan three Dimensional Printing (3D Printing).

 

Cara Kerja Selective Laser Sintering

Proses selective laser sintering dapat digunakan untuk membuat part dengan berbagai material, diantaranya: polymer, pasir, logam, keramik, polystyrene dan lilin. Sesuai dengan namanya, pada proses ini laser digunakan sebagai pembangkit energy pensinter serbuk produk yang biasanya berupa laser CO₂. 

Mekanisme ikatan antar partikel dibentuk oleh pemanasan oleh sinar laser dengan gerakan dikontrol sesuai dengan geometri image 2D hasil proses slicing dari obyek 3D yang akan dibuat. Lapisan yang telah memadat akibat proses sintering secara local selanjutnya diturunkan dan ditutup dengan material serbuk produk oleh mekanisme roll dan dilanjutkan dengan proses sintering kembali. 

Proses tersebut berulang hingga membentuk produk 3D yang dimaksud (Harrison, nd). Mekanisme proses selective laser sintering dapat dinyatakan dalam gambar 1 berikut:

Proses Selective Laser Sintering 

Cara Kerja Stereolithography

Stereolithography diciptakan oleh Charles Hull pada tahun 1984, namun peralatannya baru dibuat sejak tahun 1987 dan mulai dikomersialkan. Stereolithography menggunakan sinar ultraviolet untuk memadatkan permukaan tertentu (sesuai dengan data image 3D) suatu material photopolymer.

Proses pemadatan tersebut berlangsung layer demi layer hingga membentuk produk 3D.

Proses Stereolithography

Cara Kerja Laminated object manufacturing

Laminated object manufacturing dikembangkan oleh Michael Feygin pada tahun 1985. Proses ini menggunakan lembaran material seperti kertas, plastic atau komposit yang ditumpuk. Laser kemudian melakukan proses pemotongan untuk membentuk geometri obyek lapis ke lapis. Prosedur  proses seperti diperlihatkan pada gambar 3 berikut:

Proses Laminated Object Manufacturing (LOM)

Cara Kerja Three dimensional Printing

Three dimensional printing merupakan salah satu proses layer manufacturing yang dikembangkan oleh MIT dan dikomersialisasi oleh Z Corp. Untuk membangun part, mesin mendeposisikan serbuk untuk membentuk layer dan suatu cartridge bergerak sesuai data image 2D hasil proses slicing untuk menaburkan lem. Kondisi tersebut berlangsung berulang sehingga membentuk obyek 3D.

Beberapa material yang biasa digunakan secara komersial adalah: starch, plaster dan pasir. Mekanisme proses three dimensional printing dinyatakan dalam gambar 4 berikut:

Three dimensional printing

 

TATAP MUKA 13 (PROSES ASSEMBLING PRODUK)

12. Jelaskan pengertian mengenai proses assembling dan faktor – faktor yang mempengaruhi, serta jelaskan salah satu metode proses assembling produk!

JAWAB :

Assembling atau disebut juga dengan istilah perakitan adalh proses penggabungan dari beberapa bagian komponen untk membentuk suatu kontruksi yang diinginkan. Proses perakitan untuk komponen-komponen yang dopminan terbuat dari pelat tipis dan peelat tebal ini membutuhkan teknik-teknik  perakitan tertentu yang biasanya dipengaruhi oleh beberapa faktor diantatanya :

1.       Jenis bahan yang akan dirakit

2.       Kekuatan yang dibutuhkan untuk kontruksi

3.       Pemilihan metode penyambungan

4.       Pemilihan metode penguatan yang tepat

5.       Penggunaan alat-alat bantu perakitan

6.       Toleransi

7.       Keindahan bentuk

8.       Ergonomis kontruksi

9.       Finishing

 

METODE BONGKAR PASANG

Metode bongkar pasang atau istilah yang lebih popularnya Knock Down merupakan metode yang banyak digunakan untuk perakitan. Metode ini bertujuan diantaranya sebagai berikut :

1.       Memudahkan dalam mobilitas atau transfortasi

2.       Memudahkan untuk proses perawatan atau penggantian komponen bagian-bagian dalam

3.       Kontruksi menjadi lebih sederhana

4.       Penggunaan lebar bahan

Contoh aplikasi penggunaan metode bongkar pasang adalah bongkar pasang mesin motor dan bongkar pasang CPU komputer

Baik teman - teman semua, semoga postingan saya pada kali ini dapat bermanfaat dan dapat mempermudah memahami materi - materi seputar proses manufaktur. Selamat belajar dan salam sehat.

-Andrean Yonathan