lap.awal tpb
DESCRIPTION
laporan awal tpbTRANSCRIPT
-
1
MODUL I
COLD ROLLING
I. Tujuan
1. Mengerti penggunaan mesin canai
2. Mengerti proses perhitungan pada pencanaian untuk mereduksi ketebalan
lembaran logam
3. Mengetahui manfaat proses pencanaian pada lembaran logam
4. Mengetahui perubahan sifat mekanis logam lembaran akibat perlakuan canai
dingin
5. Mengetahui pengaruh pelumas pada proses canai dingin lembaran logam
6. Mengetahui cacat-cacat yang terjadi pada akibat proses canai dingin pada
lembaran logam
7. Mengetahui perubahan mikrostruktur logam lembaran akibat proses canai
dingin
8. Mengetahui aplikasi produk hasil pengerjaan canai dingin
II. Dasar Teori
Rolling atau pencanaian merupakan suatu proses deformasi dimana
ketebalan dari benda kerja direduksi dengan menggunakan gaya tekan dan
menggunakan dua buah roll atau lebih. Roll berputar untuk menarik dan
menekan secara simultan benda kerja yang berada di antaranya.
Gambar 1.1. Skema Proses Rolling
Pada proses pencanaian, benda kerja dikenai tegangan kompresi yang
tinggi yang berasal dari gerakan jepit rol dan tegangan geser-gesek permukaan
sebagai akibat gesekan antara rol dan logam. Selama proses canai, roll
-
2
memberikan tegangan tekan pada bagian-bagian dari benda kerja. Tegangan-
tegangan ini mengakibatkan benda kerja mengalami deformasi plastis. Produk
akhir dari proses ini adalah logam plat dan lembaran (sheet), dimana plat
umumnya mempunyai tebal lebih dari in. Lembaran umumnya mempunyai
tebal kurang dari in. Tujuan utama pengerolan adalah untuk memperkecil
tebal logam. Biasanya terjadi sedikit pertambahan lebar, karena itu penurunan
tebal mengakibatkan pertambahan panjang.
Gambar 1.2. Skema proses hot rolling dan cold rolling
Berdasarkan temperatur kerjanya, pencanaian logam terdiri dari dua
proses, yakni canai panas dan canai dingin. Canai panas pada logam dilakukan
di atas suhu rekristalisasi atau di atas daerah work hardening, sedangkan canai
dingin dilakukan dibawah suhu rekristalisasi, bisa juga dilakukan pada suhu
ruang. Perbedaannya adalah gaya deformasi yang diperlukan pada canai panas
lebih rendah dan perubahan sifat mekanik dari material tidak signifikan,
sedangkan pada pengerjaan dingin diperlukan gaya yang lebih besar dan sifat
mekanis logam meningkat dengan signifikan.
-
3
Gambar 1.3. Perubahan Mikrostruktur pada Proses Hot Rolling
Pada proses rolling terjadi perubahan deformasi dan perubahan butir dari
butir equiaxed menjadi butir yang terelongasi. Jumlah pengerjaan dingin yang
dapat dialami logam tergantung kepada kekuatannya, semakin ulet suatu logam,
maka makin besar pengerjaan dingin yang dapat dilakukan. Logam murni relatif
lebih mudah mengalami deformasi daripada paduan, karena penambahan unsur
paduan cenderung meningkatkan gejala pengerasan regangan.
Gambar 1.4. Perubahan Mikrostruktur Butir dari Equiaxed menjadi Butir Terelongasi pada
Proses Cold Rolling
Proses canai dingin dilakukan untuk mendapatkan lembaran strip dan
lembaran tipis dengan penyelesaian permukaan yang baik dan bertambahnya
kekuatan mekanis. Pada saat yang sama juga dilakukan pengendalian dimensi
produk yang ketat. Selain itu, canai dingin akan menghasilkan lembaran dan
strip yang memiliki kualitas permukaan akhir yang lebih baik serta kesalahan
dimensional yang lebih kecil dibandingkan apabila menggunakan proses canai
panas. Perbedaan canai panas dan canai dingin secara umum yaitu:
Tabel 1. Perbedaan Canai Panas dan Canai Dingin
No Canai Panas Canai Dingin
1 Dilakukan di atas suhu Dilakukan di bawah suhu
-
4
rekristalisasi rekristalisasi
2 Kondisi permukaan produk
buruk
Kondisi permukaan produk
baik
3 Mudah bereaksi dengan
lingkungan luar
Kontaminasi dengan
lingkungan kecil
4 Toleransi ukuran buruk Toleransi ukuran baik
5 Tidak ada strain hardening Ada strain hardening
(residual stress)
6 Gaya deformasi kecil Gaya deformasi besar
Reduksi total yang dapat dicapai dengan pengerolan dingin, biasanya
beragam dari 50% sampai 90%. Pada umumnya reduksi terkecil terdapat pada
tahap akhir agar diperoleh pengerolan yang lebih baik. Parameter-parameter
utama dalam proses canai adalah:
1) Diameter roll
2) Hambatan deformasi logam yang tergantung pada struktur metalurgi, suhu,
dan laju regangan
3) Gesekan antara roll dengan benda kerja
4) Adanya tegangan tarik ke depan dan atau tegangan tarik ke belakang pada
bidang lembaran
Gambar1.5. Beberarap parameter proses pengerolan.
II.1. Mesin Roll
Peralatan untuk melakukan proses canai pada dasarnya terdiri dari bagian-
bagian seperti:
-
5
1) Roll
Menurut jumlah dan susunan rol, maka rolling mill dapat dibedakan menjadi:
a. Two high mill, merupakan pengerol logam dua tingkat dan jenis yang
paling sederhana.
b. Two high reversing mill, merupakan pengerol logam bolak-balik dua
tingkat dan mempunyai kecepatan yang lebih baik ketimbang jenis two
high mill.
c. Three high mill, merupakan pengerol logam tiga tingkat.
d. Four high mill, merupakan pengerol logam empat tingkat.
e. Cluster roll, merupakan pengerol logam tipis menjadi tipis lagi.
f. Planetary mill, merupakan pengerol logam dengan rol pendukung
dikelilingi sejumlah rol kecil.
Gambar 1.6. Macam-macam jenis roll: (a) Two high mill; (b) Three High mill; (c) Four
High Mill; (d) Cluster roll; (d) Planetary mill
2) Bantalan (bearing)
Gambar 1.7. Bantalan pada rolling
(e)
-
6
3) Rumah (housing), untuk tempat peralatan-peralatan di atas.
4) Pengendali, untuk mengatur catu daya untuk roll dan untuk mengendalikan
kecepatannya.
II.2. Cacat-Cacat yang Terbentuk dalam Proses Canai
a. Cacat Cetakan
Cacat cetakan ini diakibatkan oleh terjadinya pertambahan panjang pada arah
lateral dan kemudian dihambat oleh gaya-gaya gesek transversal. Kemudian
karena adanya bukit gesekan, maka gaya gesekan mengarah ke pusat
lembaran. Hal ini mengakibatkan terjadinya penyebaran yang lebih sempit
daripada tepinya. Lembaran mengalami pertambahan panjang sementara itu
pengurangan tebal tepi akan menyebar ke arah lateral, sehingga lembaran
dapat mengalami sedikit pembulatan pada ujung-ujungnya. Dari hubungan
kontinuitas antara tepi dengan pusat, maka pinggiran mengalami regangan,
suatu kondisi yang menimbulkan retak tepi.
b. Cacat Kerataan
Cacat pengerolan ini terjadi karena pelat tidak rata pada saat dilakukan proses
canai. Hal ini mengakibatkan terjadinya perbedaan perpanjangan pada tempat
tertentu dimana lembaran tipis dan pelat menjadi berombak.
Gambar 1.8. Cacat kerataan.
c. Cacat pembelahan (alligatoring)
Terjadi karena ada ikatan lembaran akibat salah satu bagian roll lebih tinggi
atau lebih rendah dibandingkan dengan celah roll.
Gambar 1.9. Cacat aligatoring
-
7
d. Perbedaan ketebalan antar sisi
Cacat ini terjadi karena adanya perbedaan ketinggian celah roll, akibatnya
ketebalan lembaran hasil roll tidak sama ketebalannya pada masing-masing
sisi dan pada salah satu sisi lembaran akan menjadi lebih panjang daripada
sisi yang lain, akibatnya pelat menjadi melengkung.
e. Tebal material yang tidak sama pada semua tempat
Cacat jenis ini terjadi karena adanya deformasi elastis pada roll. Produk pelat
lebih tebal dibagian tengah dariapad di bagian pinggir.
f. Cacat-cacat lain
Porositas, keriput, kampuh, dan lain-lain.
II.3. Perhitungan Dalam Proses Canai
Menghitung Tebal Reduksi dengan persamaan :
% =
100%
Dimana :
hi = tebal awal saat masuk rolling machine
hf = tebal akhir saat keluar roll machine
Sedangkan besar gaya yang digunakan untuk setiap kali rolling adalah :
= 1.155
Dimana :
F : Rolling load (KgF)
: Yield strength (Mpa)
: Lebar sampel (mm)
: Jari-jari roll (mm)
: Ketebalan yang direduksi. (mm)
II.4. Pelumasan
Pelumas adalah zat kimia, yang umumnya cairan, yang diberikan di antara
dua benda bergerak untuk mengurangi gaya gesek. Pelumas berfungsi sebagai
lapisan pelindung yang memisahkan dua permukaan yang berhubungan.
-
8
Umumnya pelumas terdiri dari 90% minyak dasar dan 10% zat tambahan. Salah
satu penggunaan pelumas paling utama adalah oli mesin yang dipakai pada
mesin pembakaran dalam.
Pada berbagai jenis mesin dan peralatan yang sedang bergerak, akan
terjadi peristiwa pergesekan antara logam. Oleh karena itu akan terjadi peristiwa
pelepasan partikel partikel dari pergesekan tersebut. Keadaan dimana logam
melepaskan partikel disebut aus atau keausan. Untuk mencegah atau mengurangi
keausan yang lebih parah yaitu memperlancar kerja mesin dan memperpanjang
usia dari mesin dan peralatan itu sendiri, maka bagian bagian logam dan
peralatan yang mengalami gesekan tersebut diberi perlindungan ekstra.
Pada proses canai dingin temperatur daerah antara roll dan lembaran
logam dapat mencapai temperatur yang tinggi, efek ini kurang baik terhadap
terhadap roll karena akan meningkatkan kecenderungan terjadinya roll
flattening, karena itu sebaiknya pelumas tidak hanya berfungsi melumasi namun
juga berfungsi sebagai pendingin rol.
Pelumas harus benar-benar terpilih, sesuai dengan kemampuannya dan
sesuai dengan kebutuhan yang diinginkan dari pelumas tersebut. Pelumas yang
dibutuhkan untuk lembaran aluminium tentu tidak sama dengan pelumas untuk
lembaran baja, karena itu formulasi pelumas yang akan digunakan dalam proses
pengubahan bentuk sebaiknya memenuhi beberapa bahan dalam jumlah yang
sesuai dengan kebutuhan seperti kandungan perputaran pembasahan pada sistem
non aqueos, penghambat terhadap korosi, pengontrol pH, dan lain-lain.
Adapun contoh-contoh pelumas yang dapat digunakan untuk paduan
aluminium adalah sebagai berikut:
a) Kerosene
b) Mineral oil (viskositas 40-300 SUS pada 40oC)
c) Petroleum jelly
d) Mineral plus 10-20% fatty oil
e) Tallow plus 50% paraffin
-
9
III. Metodologi Penelitian
III.1. Alat dan Bahan
III.1.1. Alat
1) Mesin canai merk ONO dilengkapi dengan sel beban (Load
Cell) dan Indikator Posisi Roll (Roll Position Indicator)
Kapasitas : 20 tonF
Kecepatan : 8 mm/menit
Dimensi Work Roll : Panjang/Diameter: 140 mm/104 mm
Celah Roll Maksimum : 15 mm
2) Hardness tester untuk estimasi tegangan luluh (yield stress)
3) Jangka sorong (caliper) dan mikro meter (micro meter)
4) Penjepit logam dan amplas
5) Sarung tangan
III.1.2. Bahan
1) Lembaran aluminium, tebal t = 4 mm
2) Pelumas
3) Larutan pembersih atau pencuci
III.2. Langkah Kerja
Potong sampel 70mm x
30mm x 4mm
Bersihkan permukaan sampel
dengan pengamplasan pada
sampel
Tentukan nilai tegangan luluh
(yield stress)
Catat ukuran yang didapat
Siapkan mesin roll dan atur
celah roll
Hitung tegangan luluh setelah
pass roll berikutnya
Ulangi ke tiga langkah
sebelumnya dengan
penambahan pelumas
Matikan mesin roll
-
10
MODUL II
PENGUJIAN SIMULATIF LEMBARAN
(DEEP DRAWING & STRETCHING)
I. Tujuan
1. Memahami penggunaan alat uji simulatif lembaran logam (universal sheet
metal testing machine).
2. Mengetahui pengujian simulatif lembaran logam melalui deep drawing dan
stretching.
3. Mempelajari pengaruh nilai n-strain hardening terhadap proses stretching.
4. Mempelajari pengaruh nilai R anisotropi terhadap nilai LDR pada proses
deep drawing.
5. Mempelajari pengaruh pelumasan padat dan cair pada proses stretching dan
deep drawing.
6. Memperoleh informasi mengenai kemampuan bahan untuk meragang atau
kapasitas bahan untuk meregang tanpa terjadi robek pada proses stretching
7. Mengetahui rasio batas pembentukan (LDR) suatu bahan pada proses deep
drawing.
8. Mengetahui proses terjadinga pengupingan (earing) pada produk hasil deep
drawing
II. Dasar Teori
Pengubahan bentuk lembaran logam memegang peranan penting saat ini.
Banyak peralatan menunjang kehidupan modern diantaranya merupakan
gabungan dari berbagai komponen yang dibuat melalui proses pengubahan
bentuk pada lembaran logam diantaranya proses deep drawing dan stretching.
Benda dan peralatan tersebut diantaranya adalah berbagai komponen alat
transportasi, industri, komponen elektronik, dan peralatan rumah tangga.
Salah satu jenis bahan yang banyak digunakan pada pengubahan bentuk
plastis yaitu lembaran kuningan, disamping baja dan alumunium. Lembaran
kuningan mempunyai keuletan yang baik sehingga cocok dapat dilakukan proses
pengubahan bentuk dengan baik menjadi bentuk yang rumit sekalipun. Dengan
-
11
sifat daya hantar listrik atau panas yang baik, bahan ini banyak digunakan
sebagai alat atau komponen listrik, dinding pemanas, tabung-tabung heat
exchanger dan sebagainya.
Mampu bentuk suatu bahan dapat diketahui dengan dua pendekatan, yaitu
pengujian non-simulasi dan pengujian simulasi. Pengujian nonsimulasi
dilakukan dengan proses penarikan (uji tarik) untuk mengetahui sifat mekanis
bahan yaitu diantaranya kekuatan, keuletan, koefesien pengerasan regangan, dan
faktor anisotropi plastis. Pengujian ini tidak secara langsung memberikan
informasi mengenai mampu bentuk bahan karena sifatnya hanya
membandingkan tegangan dan regangan yang terjadi selama penarikan tanpa
pendekatan pada kondisi pembentukan lembaran yang sesungguhnya. Namun
dari pengujian ini kita dapat memperkirakan kemampuan bahan untuk dibentuk.
Pengujian simulasi meliputi proses deep drawing dan stretching yang
merupakan proses utama dalam suatu pembentukan logam lembaran. Dengan
proses deep drawing dapat kita ketahui kemampuan bahan untuk ditarik dalam
(nilai LDR), yaitu kemampuan bahan untuk dibuat menjadi bentuk-bentuk
dengan kedalaman tertentu tanpa terjadinya perobekan. Pada pengujian
stretching dapat diperoleh informasi mengenai kemampuan bahan untuk
meregang atau kapasitas bahan untuk meregang tanpa terjadi robek pada bahan.
II.1. Penarikan Dalam (Deep Drawing)
Drawing adalah suatu metoda pembentukan material dengan
menggunakan punch dan dies. Jika produk yang dihasilkan memiliki kedalaman
yang lebih kecil daripada lebarnya disebut sebagai shallow drawing atau box
drawing. Jika kedalaman produk lebih besar daripada lebarnya maka proses
tersebut disebut sebagai deep drawing. Pada proses ini perubahan bentuk terjadi
dengan adanya aliran (flow) material antara blank holder dan dies.
-
12
Gambar 2.1 Proses Deep Drawing (kiri) dan Contoh Produk Deep Drawing (kanan)
Deep drawing merupakan proses pengubahan bentuk dingin dari lembaran
logam untuk menghasilkan benda yang mempunyai kedalaman tekan seperti pada
pembuatan mangkuk (cup). Proses ini dilakukan dengan meletakan lembaran
(blank) diantara dua penjepit yang salah satunya juga sekaligus berfungsi sebagai
cetakan. Lembaran kemudian ditekan pada bagian yang tak berjepit sehingga
bahan lembaran akan mengalir masuk kedalam cetakan dan menghasilkan benda
jadi sama dengan bentuk cetakannya. Pada proses ini terjadi aliran material
disebabkan tekanan blank holder yang digunakan tidak terlalu besar. Selama
proses, ketebalan benda lebih kurang sama dengan ketebalan lembaran awal dan
luas permukaan lembaran sebelum dibentuk sama dengan luas permukaan benda
setelah dibentuk.
Pada proses ini perlu diperhitungkan besarnya tekanan penjepit
disekeliling blank untuk menghindari pengkerutan bagian tepi ataupun robekan
mangkung. Proses mekanisme pada deep drawing ketika lembaran memasuki
cetakan terjadi pembengkokan radius cetakan kemudian terjadi pelurusan pada
dinding cetakan akibat gaya tekan dari penekan memasuki lubang dies. Gaya
tekan pada punch diteruskan dari dasar cup ke bagian dinding cup sehingga
produk akhir yang terbentuk sesuai dengan bentuk dies. Pada pengujian deep
drawing, biasanya digunakan pengujian swift, seperti tampak pada gambar
berikut ini:
-
13
Gambar 2.2. Skema pengujian deep dwaring
Dalam percobaan ini, blank lingkaran dibentuk menjadi mangkuk beralas
datar sisi tepi pinggiran blank ditahan oleh blank holder dengan beban maksimal
sebesar yield stress dari blank. Gaya tekan yang dibutuhkan untuk membentuk
blank menjadi cup merupakan jumlah gaya ideal untuk pengubahan bentuk, gaya
gesek dan gaya penyusutan ketebalan pada bagian dinding. Gaya penekanan
ideal untuk menekan blank masuk ke dalam cetakan terus bertambah dengan
makin dalamnya penekanan akibat terjadinya pengerasan regang. Gaya
penekanan yang terjadi pada daerah penjepit terus bertambah sampai keadaan
maksimum dan kemudian berkurang dengan makin berkurangnya daerah blank
yang terjepit. Tujuannya agar ketika proses penekanan dilakukan material tetap
dapat mengalir mengikuti arah penekanan tanpa terjadi penipisan. Apabila
pembebanan yang diberikan terlalu kecil maka dapat terjadi wrinkling. Apabila
pembebanan yang diberikan terlalu besar maka aliran material tertahan sehingga
dapat terjadi penipisan yang berlebihan dan pada akhirnya patah pada bagian
dinding mangkuk (robek).
Pada proses deep drawing konstruksi dari dies merupakan faktor yang
penting untuk dikontrol. Seluruh permukaan dies harus bebas dari tonjolan dan
harus rata. Hal ini sangat berpengaruh pada produk bentukan. Pada proses deep
drawing pelumas juga merupakan faktor penting yang harus diperhatikan.
Pelumas memberikan suatu lapisan antara logam, dies, dan juga punch sehingga
-
14
aliran material lebih mudah dan juga mencegah keausan pada dies dan punch.
Pelumas juga dapat melindungi peralatan dari korosi.
Pada proses deep drawing, blank mengalami tiga jenis deformasi yang
berbeda. Deformasi dan keadaan tegangan yag terjadi pada daerah-daerah yang
berbeda selama proses deep drawing diperlihatkan pada gambar berikut ini:
Gambar 2.3. Tiga jenis deformasi pada proses deep drawing
Pada daerah tengah blank (bagian yang kontak langsung dengan alat
tekan) terjadi regangan tarik biaksial sehingga pada daerah ini terjadi
penipisan. Blank yang berada di luar daerah penekanan (diantara
penjepit) pada saat akan masuk kedalam cetakan akan mengalami
penarikan ke arah radialnya. Keliling lingkaran akan terus menerus
menyusut dari keliling awal .D menjadi .d. Penyusutan terjadi pada
daerah ini karena adanya regangan tarik pada arah radial akibat gaya
tekan dari alat tekan (punch) serta regangan tekan pada arah tegak lurus
radial (arah keliling).
Pada saat masuk ke cetakan, mula-mula terjadi pembengkokan/bending,
kemudian dilanjutkan dengan pelurusan (straightening) akibat melewati
kelengkungan cetakan membentuk dinding kup akibat gaya tekan dari
punch yang memasuki lubang cetakan. Gaya tekan dari punch
mengakibatkan dinding kup mengalami penarikan pada arah sejajar
dengan arah gerakan punch.
-
15
Beban tekan dari dasar kup diteruskan kebagian dinding. Umumnya
daerah yang sering mengalami robek dalam deep drawing terletak pada
bagian dinding sedikit di atas jari-jari kelengkungan dasar kup. Pada
daerah ini terjadi peregangan bidang (plane strain) yang mengakibatkan
penipisan bahan. Robek akan terjadi apabila tegangan tarik yang terjadi
pada daerah ini melebihi kekuatan tarik bahan.
Gaya tekan yang dibutuhkan untuk membentuk blank menjadi kup merupakan
jumlah gaya ideal untuk pengubahan bentuk, gaya gesek dan gaya penyusutan
ketebalan pada bagian dinding. Gaya penekanan ideal untuk menekan blank masuk
ke dalam cetakan terus bertambah dengan makin dalamnya
II.1.1. LDR (Limit Drawing Ratio)
Mampu bentuk lembaran melalui proses deep drawing dinyatakan
dengan LDR (Limit Drawing Ratio), yaitu batas kemampuan bahan dimana
merupakan perbandingan antara diameter blank maksimum/kritis terhadap
diameter punch yang masih dapat membentuk mangkuk atau cup yang baik
dimana rasio batas penarikan (Limiting Draw Ratio), yaitu rasio dari
diameter blank terbesar yang berhasil ditarik, D, terhadap diameter penekan,
d.
Robek pada bagian deep drawing dapat terjadi apabila tekanan jepit
pada blank terlalu besar yang mana gesekan pada daerah menjadi sangat
besar sehingga terjadi penghambatan aliran bahan. Tegangan tarik pada
daerah dinding meningkat dengan cepat sampai menyampai kekuatan tarik
bahan sehingga terjadi peregangan setempat sebelum seluruh bahan masuk
ke dalam cetakan yang akibatnya terjadi robek. Besarnya tekanan jepit
dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:
-
16
Dimana:
D = diameter blank (mm)
d = diameter pons (mm)
s = tebal lembaran (mm)
uts = tegangan tarik maksimum (kg/mm2)
II.1.2. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Deep Drawing
Faktor-faktor yang mempengaruhi deep drawing dapat dibagi menjadi
dua bagian, yaitu kondisi pengujian dan material yang digunakan. Kondisi
pengujian termasuk di dalamnya geometri, bahan peralatan tekan, tekanan
jepit, kecepatan drawing dan pelumasan yang dipakai. Sedangkan faktor
material yaitu ketebalan, besar butir, dan anisotropi plastis.
Faktor utama yang menentukan hasil deep drawing yaitu:
1) Sifat anisotropi plastis (R)
Sifat anisotropi plastis (R) ialah sifat ketahanan bahan terhadap
penipisan. Makin besar nilai R suatu bahan berarti ketahanan terhadap
penipisan arah penebalannya juga besar sehingga kemampuannya untuk
di deep drawing semakin baik, yang mana diperoleh harga LDR yang
lebih besar.
2) Koefesien pengerasan regang (n)
Nilai n juga berpengaruh terhadap nilai LDR meskipun tidak sebesar
pengaruh R.
-
17
3) Pelumasan
Pelumasan yang baik terutama di daerah blank holder dan radius dies
akan meningkatkan nilai LDR, karena dengan adanya pelumas maka
efisiensi deformasi akan semakin besar.
Gambar 2.4. Hasil-Hasil Deep Drawing
II.2. Stretching
Stretching merupakan suatu proses pengubahan bentuk akibat adanya
pertambahan panjang dalam berbagai arah pada lembaran logam yang tidak
berada di bawah penjepit akibat adanya gaya dari alat penekan (punch). Berbeda
dengan proses deep drawing, disini tidak terjadi aliran material yang bebas
melainkan proses peregangan atau perentangan yang menimbulkan penipisan
karena disekeliling lembaran (blank) diberikan tekanan penejepitan dengan
tekanan yang besar. Benda yang dihasilkan akan berbentuk hemispherical
sebagaimana bentuk dari ujung penekan yang digunakan.
Proses pembentukan stretching dengan alat tekan berbentuk setengah bulat
(hemispherical-punch) umumnya digunakan dalam menguji kemampuan bentuk
stretching.
-
18
Gambar 2.5. Skema Proses Stretching
Akibat proses penekanan ini blank mengalami deformasi plastis hingga
mencapai kedalaman tertentu sebelum terjadinya robek. Karena di sini tidak
terjadi aliran material, maka luas benda yang dihasilkan akan lebih besar
daripada luas lembaran mula-mula. Umumnya proses stretching dipakai untuk
membuat komponen-komponen dengan radius kelengkungan besar.
Secara umum kemampuan bahan untuk dibentuk dengan proses stretching
dapat dilihat dari kedalaman hasil penekanan. Semakin dalam hasil stretching
yang diperoleh maka akan semakin besar deformasi yang dialami bahan yang
dapat dikatakan semakin besar ketahanan bahan terhadap deformasi sebelum
terjadi ketidakstabilan plastis yang berlanjut dengan terjadinya perobekan.
Kemampuan suatu lembaran untuk dibentuk melalui proses ini ditentukan
oleh regangan maksimum yang masih dapat diterima bahan sebelum mengalami
perobekan atau penciutan. Besarnya regangan maksimum ini sangat dipengaruhi
oleh nilai n (koefesien strain hardening). Peningkatan nilai n akan memperbesar
nilai regangan maksimum yang dapat dicapai. Sedangkan peningkatan nilai R
anisotropi akan menurunkan regangan maksimum tersebut.
Ukuran lain yang dipakai untuk menunjukan mampu rentang lembaran
ialah ketinggian kubah yang dapat dihasilkan. Besaran ini juga dipengaruhi oleh
nilai n. Peningkatan n ini diasosiasikan dengan kemampuan lembaran untuk
mendistribusikan regangan secara uniform, sehingga mencegah terjadinya
pemusatan regangan yang tinggi pada titik tertentu.
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi bentuk dari pola distribusi
regangan dan kedalaman stretching suatu material, yaitu sifat material lembaran
-
19
logam, bentuk dan dimensi dari punch, pelumasan serta kecepatan stretching.
Tahap proses stretching ialah seperti gambar berikut:
Gambar 2.6. Tahapan Proses Stretching
III. Metodologi Penelitian
III.1 Alat dan Bahan
III.1.1 Alat
1) Universal sheet metal testing machine, Capacity 12 tonFF
2) Sheet Metal Marking Machine merk Erichsen
3) Mikrometer dan Jangka Sorong
4) Gunting Logam / Cutting Blade
5) Amplas Logam
III.1.2 Bahan
1) Lembaran tembaga hasil canai
2) Pelumas cair dan padat
3) Larutan Elektrolit untuk proses sheet metal marking
4) Larutan pencuci atau pembersih
-
20
III.2 Langkah Kerja
Deep Drawing:
Stretching:
Potong sampel sesuai
drawing ratio
Gerinda blank dan
amplas
ratio
Beri tanda pada blank
sesuai arah
ratio
Letakkan blank
konsentris diatas dies
ratio
Hitung tekanan jepit
Blank (Pb)
ratio
Naikkan penekan dan
atur mesin manual ratio
Catat tekanan Pons (Pz)
dan jarak kenaikan Pons
(h) ratio
Catat tekanan Pons
maksimum dan ukur
earing
Ulangi langkah diatas
untuk drawing ratio
yang berbeda
Potong blank dengan
diameter 100mm
Buat garis melalui pusat
blank terhadap arah
canai
Buat lingkaran
konsentris dari pusat
blank
Beri tanda setiap titik
potong lingkaran dan
garis, ukur ketebalannya
Menghitung besar
tekanan blank pada
posisi maksimum dan
lakukan penekanan
Catat tekanan Pons (Pz)
dan ketinggian kubah
(h)
Ukur ketebalan setiap
titik potong
Lakukan pengujian
untuk kondisi
pelumasan berbeda
-
21
DAFTAR PUSTAKA
Hosford, William F dan Robert M Caddel, Metal Forming Mechanics and
Metallurgy, Prentice Hall, 1983
Modul Praktikum Pembentukan Logam, 2013
Slide Kuliah Pembentukan Logam, Dedi Priadi, 2013
http://www.metalforming-inc.com/publications/papers/ref133/ref133-p3.htm
http://www.drawform.com/tooling.html
http://www.thefabricator.com/article/cpf-center-for-precision-forming/how-to-
draw-round-cups-deeper