ringkasan materi kuliah pp semester iii - copy (4)
DESCRIPTION
goodTRANSCRIPT
CH 1 MATERIAL PROPERTIS
1.1 Secara garis besar material teknik dikelompokan menjadi 3 bagian :
1. Logam
a. Ferros
b. Non Ferros
2. Non Logam
a. Polimer
b. Keramik
3. Komposit
1.2 Struktur Kristal pada Material
1. Body-center-Cubic ( iron, chromium, molybdinum, tantalum, tungsten,)
2. Face-center-Cubic ( gamma iron, silver, gold, platinum)
3. Hexagonal Close Packed (magnesium, alpha, titanium, zinc, zirconium)
1.3 Cacat Kristal
1. Cacat Titik
2. Cacat Garis
3. Cacat Bidang
CH 2 &3 MATERIAL PROPERTIES and PHYSICAL PROPERTIES
2.1 Sifat Material
1. Sifat Mekanik
Kekuatan tarik-tekan
Keuletan-ketangguhan-lunak
Keras-getas
Strain hardening
2. Sifat Fisik – Sifat Kimia
Titik cair
Konduktivitas panas dan titik
Massa jenis
Warna
Ketahan korosi
3. Sifat Teknologi
Mampu mesin
Mampu cor
Mampu las
Mampu bentuk
2.2 Pengujian Material
1. Pengujian merusak
Uji tarik
Uji Keras
Uji Impact
Uji mulur
Uji Lelah
2. Pengujian tidak merusak
Metode liquid penetrant
Metode dengan partikel magnet
Metode dengan arus Eddy
Metode penyinaran
Metode Ultrasonic
CH 4 METAL ALLOY BY HEAT TREATMENT
4.1 Metal Alloy (Logam paduan)
1. Baja Carbon
Baja carbon rendah
Baja carbon sedang
Baja carbon tinggi
2. Baja Paduan
3. Besi cor
4.2 Heat Treatment
Perlakuan panas material sampai suhu austenite yang merubah sifat logam
kemudian didinginkan dengan media pendingin.
4.3 Proses Heat Treatment
1. Anealling yang membentuk fase perlit
2. Quenching yang membentuk fase martensit
3. Normalizing
4. Tempering yang membentuk fase bainit
CH 5 FERROS
5.1 FERROS
1. Baja
Baja carbon rendah
Baja carbon sedang
Baja carbon tinggi
2. Baja paduan
3. Besi cor
5.2 Proses Pembuatan Logam
1. Blast Furnance
2. Electric Furnance
3. Basic Oxygen process
4. Casting
5.3 Aplikasi Penggunaan Logam
1. Baja Paduan
Aircraff forgings, turbin, fittings untuk Steel 4140,8740
Automobil bodies untuk steel 1010
Axles untuk steel 1040, 4140
Ball bearing and races untuk steel 52100
Etc
CH 6 NON FERROS
6.1 Karakteristik Non Ferros
1. Non Ferros paduan
Memiliki nilai ketahanan korosi yang baik, dapat di aplikasikan pada
temperatur tinggi, lebih mahal daripada besi dan plastik
2. Alumunium
Nilai kekuatannya tinggi, nilai ketahanan korosi yang baik, bagus untuk
proses manufaktur
3. Magnesium
Nilai kekuatannya tinggi , logam yang ringan
4. Superalloys
Memiliki ketahanan korosi yang baik terhadap perubahan temperatur
5. Copper
Memiliki termal konduktifitas yang baik, nilai ketahanan korosi yang baik.
6. Titanium
Nilai kekuatan dan ketahanan yang baik terhadap perubahan temperatur yang
tinggi.
5.1 Aplikasi yang digunakan
1. Chassis mobil
2. Turbin pesawat
3. Manufaktur bangunan
4. Chassis pesawat
5.
CH 7 POLIMER
7.1 Pengertian
Polimer adalah rantai berulang dari atom yang panjang, terbentuk dari pengikat
yang berupa molekul identik yang disebut monomer. Sekalipun biasanya merupakan
organik (memiliki rantai karbon), ada juga banyak polimer inorganik. Contoh terkenal
dari polimer adalah plastik dan DNA.
Dalam kehidupan sehari-hari, kita pasti banyak menggunakan polimer buatan.
Berikut ini beberapa contoh polimer buatan di sekitar kita :
1. Karet propertis
2. Kain
3. Woll
4. Polivinil Clorida
5. Keramik
6. Orlon
7. Teflon
7.2 Jenis-Jenis Polimer
1. Thermoplastics
2. Thermosets
3. Elatomers
CH 8 CHERAMIC DAN DIAMOND
8.1 TIPE DAN KARAKTERISTIK UMUM KERAMIK
8.2 Contoh penggunaan keramik
1. Bearing keramik
2. Elektroda
3. Graphite
4. Etc
CH 9 KOMPOSIT
Struktur komposit (Composite) merupakan struktur yang terdiri dari dua
material atau lebih dengan sifat bahan yang berbeda dan membentuk satu
kesatuan sehingga menghasilkan sifat gabungan yang lebih baik. Umumnya
srtuktur komposit berupa :
1. Kolom baja terbungkus beton / balok baja terbungkus beton (Gambar
1.a/d).
2. Kolom baja berisi beton/tiang pancang (Gambar 1.b/c).
3. Balok baja yang menahan slab beton (Gambar 1.e).
(a) (b) (c)
(d) (e)
Gambar 1. Macam-macam Struktur Komposit
CH 10,11,12 METAL CASTING
10.1 Proses-proses casting
1. Sand mold
2. Sheld mold
3. Evaporative pattern
4. Cluster mold
5. Ceramic mold
6. Investment
7. Permanent mold
8. Die
9. Sentrifugal
Metal casting sendiri memiliki pengertian pembentukan produk logam dengan
menggunakan cetakan ataupun pattern sesuai dengan metode tertentu.
Biasanya metode ini digunakan untuk memproduksi dalam skala besar.
Metal casting biasanya digunakan pada pembuatan perangkat mesin industri,
baut, alat-alat otomotif, spesial tool dan lain sebagainya.
CH. 13
Rolling
Rolling atau dalam bahasa Indonesia teknik disebut pencanaian adalah proses reduksi atau
pengurangan luas penampang atau pengurangan ketebalan atau proses pembentukan logam
melalui deformasi dengan melewatkan benda kerja pada satu pasang roll yang berputar
dengan arah berlawanan. Skematika dari proses pencanaian ditunjukkan pada gambar di
bawah:
Celah atau gap antara dua roll yang berputar lebih kecil daripada ketebalan H0 bar atau logam
yang akan masuk. Benda kerja terjepit diantara dua roll, sehingga timbul gaya gesek yang
diperlukan untuk menggigit dan menarik benda kerja, bar atau lembaran agar dapat melewati
roll.
Batang atau lembaran logam yang melewati roll berputar akan mengalami tegangan tekan dan
tegangan geser permukaan. Tegangan geser menimbulkan tegangan gesek antara permukaan
roll dengan benda kerja. Gaya gesek ini bertanggung jawab untuk menarik benda kerja agar
dapat masuk ke dalam celah roll. Deformasi akan menghasilkan benda kerja menjadi
bertambah panjang dengan luas penampang atau tebal yang menurun.
Jumlah deformasi atau reduksi yang dicapai dalam operasi pencanaian flat/datar biasanya
dihitung dari pengurangan ketebalan dan dapat ditentukan dengan menggunakan formula
sebagai berikut:
R = 100% x ( H0 - H1) / H0
R = besar reduksi dinyatakan dalam persen,
H1 = tebal benda kerja setelah rolling, tebal akhir
H0= tebal benda kerja sebelum rolling, tebal awal
Mesin yang digunakan untuk melakukan proses pencanaian logam disebut Rolling Mill
Stand atau biasa disebut mill stand saja. Mill Stand pada Rolling mill terdiri dari satu pasang
roll yang digerakkan oleh motor listrik yang mentransmisikan gaya torsi melalui gigi dan
cardans. Roll dilengkapi dengan bantalan dan dipasang dalam stand dengan mekanisme
screw-down.
Mill stand dibatasi oleh nilai maksimum dari roll separating force dan torsinya. Sedangkan
Jumlah maksimum deformasi (reduksi ketebalan) yang dapat dicapai pada single rolling pass
(satu kali reduksi) ditentukan oleh roll separating force maksimum, torsi maksimum,
diameter work roll, koefisien gesekan, kekuatan mekanik benda kerja, dan lebarnya benda
kerja yang di-rolling.
Roll berdiameter kecil akan menghasilkan bidang kontak rolling menjadi kecil, sehingga
mengakibatkan rendahnya nilai absolut dari maximum roll separating force dan torsi.
Sehingga akan membatasi besarnya deformasi yang diperlukan untuk mencapai pengurangan
ketebalan tertentu.
CH 14 Forging
Forging merupakan proses pembentukan logam secara plastis dengan
memberikan gaya tekan pada logam yang akan dibentuk atau bisa juga
disebut dengan terminology.
Kelebihan:
1. Cocok untuk produksi masal, kuat , dan Efisien.
2.Waktu penempaan singkat
3.Struktur kristal halus.
Kelemahan:
1. kurang presisi, untuk barang presisi diperlukan proses lain.
2.Timbulnya inklusi kerak
3.Tidak ekonomis
Jenis-jenis forging:
1. Hammer Forging
2. Drop Forging
3. Press Forging
4. Upset Forging
5. Roll Forging
CH 15 Extrussion
Proses ekstrusi adalah proses dimana logam dibentuk dengan cara menekannya
melalui rongga cetakan. Tekanan yang digunakan sangat besar. Proses ini dapat
digunakan untuk membuat batang silinder, tabung atau profil-profil tertentu.
Ada dua jenis proses ekstrusi, yaitu ekstrusi langsung (direct extrusion) dan ekstrusi tidak
langsung (indirect extrusion, back extrusion). Secara skema dapat dilihat pada gambar di
bawah ini.
CH 16 Forming
Karakteristik Forming Proses
CH 17 Metal Powder
Langkah-langkah proses metal powder
CH 18 Proses Keramik, Kaca dan Superkonduktor
Karakteristik Bahan Keramik, Kaca dan Superkonduktor
Langkah Proses Keramik, Kaca dan Superkonduktor
CH 19 Pembentukan dan pembuatan plastik serta komposit.
Karakteristik pembentukan plastik dan komposit
Bagan Proses pembuatan
CH 20 Rapid Prototyping of Mechanical Properties
20.1 Karakteristik Prototyping Technologi
20.2 Langkah lagkah prototyping Technologi
1. Computational Steps2. Stereolithography
20.3 Contoh aplikasi produk dari prototyping technologi
1. Gigi palsu2. Gips kaki , tangan palsu3. Etc
CH 21 MACHINING
Machining adalah proses pembuatan benda kerja dengan perautan (menghilangkan material yang tidak diinginkan dari benda kerja dalam bentuk chip).
Jika benda kerjanya logam maka seringkali dikenal dengan metal cutting atau metal removal.
Proses Pembentukan Chip
Ada 7 Proses dasar dalam pembentukan chip , yaitu : Shaping, Turning, Milling, Drilling, Sawing, Broaching, dan Grinding (Abrasive Machining).
Dalam proses metal cutting akan selalu dijumpai istilah : Speed, Feed dan Depth of Cut untuk menjelaskan masalah tersebut ilustrasinya akan menggunakan proses Turning.
SPEED (V) adalah gerakan potong utama dimana berhubungan dengan kecepatan putar benda kerja terhadap pahat potong.
Satuannya: Surface Feet Per Minute (SFPM) , Inch Per Minute ( In/M ) , Meter Per Minute (M/M).
FEED adalah sejumlah material yang hilang per putaran. Dalam proses turning gerakan Feed sejajar dengan sumbu putar benda kerja.
Satuannya : Inch Per Putaran (In/Rev), Inch Per Cycle , Inch Per Minute, Inch Per Tooth.
DEPTH OF CUT (DOC) menyatakan perpindahan pahat terhadap kedalaman permukaan benda kerja. Biasanya Depth of Cut dinotasikan d.Besarnya Depth of Cut
d = ( D1-D2 ) / 2Dimana : D1 = diameter mula-mula D2 = diameter akhir
CH 22 CUTTING TOOLS
Pahat Bubut
Pahat bubut memiliki bentuk bermacam-macam, tentunya disesuaikan dengan
kebutuhan. Prosesnya adalah benda kerja yang akan dibubut bergerak berputar
sedangkan pahatnya bergerak memanjang, melintang atau menyudut tergantung
pada hasil pembubutan yang diinginkan.
Berikut ini bentuk pahat bubut jenis HSS untuk penggunaan luar :
Keterangan:
a. pahat kiri
b. Pahat potong
c. Pahat kanan
d. Pahat rata
e. pahat radius
f. pahat alur
g. Pahat ulir
h. Pahat muka
i. Pahat kasar
Selain pahat bubut luar, pada proses pembubutan juga sering menggunakan pahat bubut dalam. Pahat jenis ini digunakan untuk membubut bagian dalam atau memperbesar lubang yang sebelumnya telah dikerjakan dengan mata bor. Bentuknya juga bermacam-macam dapat berupa pahat potong, pahat alur ataupun pahat ulir, ada yang diikat pada tangkai pahat.Bentuk ada yang khusus sehingga tidak diperlukan tangkai pahat.Contoh pemakaian pahat bubut dalam ketika memperbesar lubang dan membubut rata bagian dalam.
2. Mata Bor Mata bor digunakan untuk pengeboran aneka metal seperti plat besi, almunium,
kuningan, plastik, acrylic, dan lain-lain. Mata bor standar berbentuk cylinder rata
(Straight Shank) digunakan pada bor tangan, bor duduk atau mesin produksi
lainnya, biasanya ukurannya 3 – 16 mm. Sedangkan untuk bentuk khusus, hanya
berbeda pada bagian pangkal seperti kerucut (Taper Shank) digunakan sesuai
dengan mesin bor atau mesin produksi lainnya. Pada mesin bubut harus dilengkapi
dengan sarung (Morse Taper Shank Sleeve) yang disesuaikan dengan diameter
lubang spinder pada kepala lepas.
3. Reamer / Peluas
Reamer dipergunakan untuk memperhalus lubang pada benda kerja, hal ini dibutuhkan kehalusan sesuai ketentuan. Sebelum dilakukan pereameran terlebih dahulu di bor, hasil pereameran antara 0,004 – 0,012” (0,1016 – 0,3048 mm).
4. Bor Senter (BS)
Bor senter digunakan untuk membuat lubang senter diujung benda kerja sebagai
tempat kedudukan senter putar atau tetap yang kedalamannnya disesuaikan dengan
kebutuhan yaitu sekitar 1/3 ÷ 2/3 dari panjang bagian yang tirus pada bor senter
tersebut.Pembuatan lubang senter pada benda kerja diperlukan apabila memilki
ukuran yang relatif panjang atau untuk mengawali pekerjaan pengeboran.
5. Kartel (Knurling)
Kartel adalah suatu alat yang digunakan untuk membuat alur-alur kecil pada
permukaan benda kerja, agar tidak licin yang biasanya terdapat pada batang-batang
penarik atau pemutar yang dipegang dengan tangan.Hasil pengkartelan ada yang
belah ketupat, dan ada yang lurus tergantung gigi kartelnya.
CH 23,24 TURNING DAN MILLING
TURNING
Mesin Turning atau disebut mesin bubut ini adalah mesin yang berfungsi untuk
membuat benda perkakas, dimana benda kerjanya (material) berupa silinder. Pada
mesin ini, benda (material)nya yang berputar sedangkan mata pahatnya diam.
benda yang sering dibuat melalui mesin turning adalah roda, ulir, pulley, rumah
bearing, dan lain-lain.
Mesin turning memiliki RPM yang berbeda-beda sesuai dengan kebutuhan
pengguna. mulai 75 RPM hingga 2000 RPM. Mata pahatnya pun berbeda-beda
tergantung dari desain alat yang dibuat. mesin ini mempunyai 2 sumbu koordinat,
yaitu x (sumbu yang tegak lurus dengan sumbu chuck / tempat tool) dan z (sumbu
chuck/tempat meletakkan benda kerja). bentuk mata pahat dari mesin turning adalah
mirip dengan pisau yang fungsinya untuk menggores benda kerja.
Prinsip Kerja Mesin Bubut
Mesin bubut adalah mesin perkakas yang berfungsi untuk membubut permukaan
bulat (silindris), membubut penampang benda kerja, membubut ulir, membubut alur,
membubut permukaan benda konis dan membubut dalam. Prinsip gerakan
utamanya adalah gerakan berputar. Gerakan inilah yang dimanfaatkan untuk
pemotongan logam
Ukuran dan kapasitas mesin bubut ditentukan oleh
– Jarak antara kedua ujung senter kepala tetap dan kepala lepas
– Tinggi garis senter mesin terhadap alas mesin
Mesin Bubut adalah suatu MESIN PERKAKAS yang digunakan untuk memotong
benda yang diputar. Bubut sendiri merupakan suatu proses pemakanan benda kerja
yang sayatannya dilakukan dengan cara memutar benda kerja kemudian dikenakan
pada pahat yang digerakkan secara translasi sejajar dengan sumbu putar dari benda
kerja. Gerakan putar dari benda kerja disebut gerak potong relatif dan gerakkan
translasi dari pahat disebut gerak umpan
Gb 1.1 Mesin Bubut
Dengan mengatur perbandingan kecepatan rotasi benda kerja dan kecepatan
translasi pahat maka akan diperoleh berbagai macam ulir dengan ukuran kisar yang
berbeda. Hal ini dapat dilakukan dengan jalan menukar roda gigi translasi yang
menghubungkan poros spindel dengan poros ulir.
RODA GIGI penukar disediakan secara khusus untuk memenuhi keperluan
pembuatan ulir. Jumlah gigi pada masing-masing roda gigi penukar bervariasi
besarnya mulai dari jumlah 15 sampai dengan jumlah gigi maksimum 127. Roda gigi
penukar dengan jumlah 127 mempunyai kekhususan karena digunakan untuk
konversi dari ULIR METRIK KE ULIR Inchi
Prinsip Kerja Mesin Bubut
Poros spindel akan memutar benda kerja melalui piringan pembawa sehingga
memutar roda gigi pada poros spindel. Melalui roda gigi penghubung, putaran akan
disampaikan ke roda gigi poros ulir. Oleh klem berulir, putaran poros ulir tersebut
diubah menjadi gerak translasi pada eretan yang membawa pahat. Akibatnya pada
benda kerja akan terjadi sayatan yang berbentuk ulir.
Pekerjaan-pekerjaan yang umumnya dikerjakan oleh mesin bubut antara lain:
1. Membubut luar
2. Membubut dalam
3. Membubut tirus
4. Membuat Permukaan
5. Memotong
6. Membuat ulir
7. Membuat lubang pada senter
Bagian-bagian mesin bubut
Bagian-bagian mesin Bubut
Mesin bubut terdiri dari meja (bed) dan kepala tetap (head stock). Di dalam kepala
tetap terdapat roda-roda gigi transmisi penukar putaran yang akan memutar poros
spindel. Poros spindel akan menmutar benda kerja melalui cekal (chuck). Eretan
utama (appron) akan bergerak sepanjang meja sambil membawa eretan lintang
(cross slide) dan eretan atas (upper cross slide) dan dudukan pahat. Sumber utama
dari semua gerakkan tersebut berasal dari motor listrik untuk memutar pulley melalui
sabuk (belt).
MILLING
Mesin Milling adalah mesin yang berfungsi untuk membuat benda perkakas, dimana
benda kerjanya (materialnya) diam dan mata pahatnya yang bergerak. mata pahat
yang dipakai berbentuk seperti mata bor akan tetapi mempunyai sedikti perbedaan
yaitu dilihat dari ujung mata pahatnya sendiri. Ujung mata pahat milling mempunyai
tekstur datar yang berfungsi untuk meratakan dan bukan untuk melubangi.
Mesin milling mempunyai 3 sumbu koordinat, yaitu x, y (tempat meletakkan benda
kerja) dan z (sumbu poros tool). Kecepatan putar mata pahat milling bervariasi mulai
dari RPM rendah hingga RPM yang sangat tinggi. RPM rendah biasanya digunakan
pada awal dan proses pembentukan alat yang dibuat. Kemudian pada waktu akhir
(finishing), RPM dinaikkan untuk memperhalus benda yang dibuat.
PAHAT MESIN FRAIS
JENIS-JENIS MESIN FRAIS
Mesin Frais Horizontal
Adalah mesin frais yang poros utamanya sebagai pemutar dan pemegang alat
potong pada posisi mendatar.
Mesin ini termasuk type knee, namum bentuknya sama dengan mesin frais
universal. Biasanya digunakan untuk mengerjakan permukaan datar dan alur. Type
lain dari mesin ini adalah mesin frais type bed. Type bed ini lebih kuat karena meja
mesin ditahan sepenuhnya oleh sadel yang terpasang pada lantai.
Mesin Frais Vertikal
Adalah mesin frais dengan poros utama sebagai pemutar dengan pemegang alat
potong dengan posisi tegak.
Poros utama mesin frais tegak di pesang pada kepala tegak (vertical head spindle).
Posisi kepala ini dapat dimiringkan kearah kiri atau kanan maksimal 600. Biasanya
mesin ini dapat mengerjakan permukaan bersudut, datar, beralur, melobang dan
dapat mengerjakan permukaan melingkar atau bulat.
Mesin Frais Universal
Adalah mesin yang pada dasarnya gabungan dari mesin frais horizontal dan mesin
frais vertikal.mesin ini dapat mengerjakan pekerjaan pengefraisan muka, datar,
spiral, roda gigi, pengeboran dan reamer serta pembuatan alur luar dan alur dalam.
Untuk melaksanakan pekerjaannya mesin frais dilengkapi dengan peralatan yang
mudah digeser, diganti dan dipindahkan. Peralatan tambahan etrsebut berupa meja
siku (fixed angular table), meja miring (inclinable universal table), meja putar (rotery
table) dan kepala spindel tegak (vertical head spindel).
CH 25 MACHINING TOOLS
Mesin perkakas adalah alat mekanis yang ditenagai, biasanya digunakan untuk
mempabrikasi komponen metal dari sebuah mesin. Kata mesin perkakas biasanya
digunakan untuk mesin yang digunakan tidak dengan tenaga manusia , tetapi
mereka bisa juga di gerakan oleh manusia bila dirancang dengan tepat. Para ahli
sejarah teknologi berpendapat bahwa mesin perkakas sesungguhnya lahir ketika
keterliabtan manusia dihilangkan dalam proses pembentukan atau proses
pengecapan dari berbagai macam peralatan. Mesin bubut pertama dengan kontrol
mekanis langsung terhadap alat potongnya adalah sebuah bubut potong ulir
bertahun 1483.[1] .Mesin bubut ini membentuk aliran ulir pada kayu.