Universitas Dian Nuswantoro METAL FORMING METAL FORMING Metal

Universitas Dian Nuswantoro METAL FORMING

METAL FORMING • Metal forming termasuk dalam sebuah kelompok besar pada proses manufaktur dimana deformasi yang mudah dibentuk digunakan untuk merubah bentuk benda kerja dari logam • Hasil dari deformasi berasal dari sebuah alat bernama die dalam metal forming yang menerapkan tegangan yang melebihi kekuatan yield dari metal • Atau Mengubah bentuk suatu logam menggunakan gaya yang melebihi kekuatan yield, sehingga logam tersebut terdeformasi plastis • Bentuk hasil deformasi tersebut bergantung pada geometri die Universitas Dian Nuswantoro 2

KLASIFIKASI METAL FORMING Universitas Dian Nuswantoro 3

BULK DEFORMATION • Mengubah bentuk suatu Logam menggunakan gaya yang melebihi kekuatan yield, sehingga logam tersebut terdeformasi • Hasil/Bentuk deformasi bergantung pada die yang digunakan • Gaya/Tenaga yang digunakan • Tekan • Tarik • Tekuk Universitas Dian Nuswantoro 4

BULK DEFORMATION Basic bulk deformation processes: (a) rolling, (b) forging, (c) extrusion, and (d) drawing. Relative motion in the operations is indicated by v; forces are indicated by F. Universitas Dian Nuswantoro 5

BULK DEFORMATION • Rolling: Ini adalah proses deformasi tekan di mana ketebalan slab atau plate dikurangi dengan dua alat silinder berlawanan yang disebut rolls. Gulungan berputar sehingga menarik benda kerja ke dalam celah di antara mereka dan meremasnya • Forging: benda kerja ditekan diantara dua dies berlawanan, sehingga bentuk die diberikan pada benda kerja. • Extrusion: proses penekanan dimana benda kerja dipaksa masuk melalui die opening • Drawing: proses ini mengurangi diameter dari kawat dengan menariknya melalui die opening Universitas Dian Nuswantoro 6

TEMPERATUR DALAM METAL FORMING • Cold Working (cold forming) • Warm Working • Hot working Universitas Dian Nuswantoro 7

TEMPERATUR DALAM METAL FORMING Cold working • Yaitu pembentukan metal pada suhu ruangan atau diatasnya sedikit. • Akurasinya lebih baik dari hot working • Permukan yang lebih bagus • Kekuatan dan kekerasannya lebih baik • Tidak diperlukan pemanasan • Membutuhkan tenaga dan daya yang besar • Harus memperhatikan bahwa tidak ada kotoran yang menempel Universitas Dian Nuswantoro 8

TEMPERATUR DALAM METAL FORMING Warm working • Warm working adalah proses metal forming yang dilakukan pada suhu diatas ruangan tapi berada di bawah suhu rekristalisasi • Garis pembagi antara cold working dengan warm working biasanya berada pada 0. 3 melting point suatu logam • Lebih rendah gaya dan tenaganya • Dapat membuat bentuk geometris yang rumit Universitas Dian Nuswantoro 9

TEMPERATUR DALAM METAL FORMING Hot working • Merupakan proses deformasi pada suhu di atas suhu rekristalisasi • Biasanya di atas 0, 5 melting point (antara 0, 5 -0, 75 melting point) • Tenaga dan dayanya lebih rendah • Akurasi dimensinya rendah • Membutuhkan panas yang tinggi • Hasil permukaan kurang baik • Umur peralatan lebih rendah Universitas Dian Nuswantoro 10

ROLLING Universitas Dian Nuswantoro

ROLLING • Ketebalan benda kerja berkurang dengan gaya tekan yang diberikan oleh dua rol secara berlawanan • Mesin rolling • Sering disebut rolling mills • Ukuran mesin sangat besar (massive) • Harga mesin mahal, sehingga cocok untuk proses produksi masal (jumlah banyak dan produk standar) • Hot rolling • Proses rolling dilakukan pada temperatur tinggi • Keuntungan: • bebas dari residual stress • Kerugian • Toleransi rendah • Karakteristik permukaan: oxide scale • Cold rolling • Mengurangi ketebalan lebih lanjut dari hot rolling • Menguatkan logam, meningkatkan toleransi dan bebas oxide scale Universitas Dian Nuswantoro

ROLLING Proses pengerolan Bloom: memiliki penampang kotak dengan dimensi > 150 x 150 mm Billet: dirol dari bloom dan memiliki penampang kotak dengan panjang sisi > 40 mm Slab: dirol dari ingot atau bloom, memiliki penampang empat persegi panjang dengan dimensi lebar > 250 mm dan ketebalan > 40 mm Universitas Dian Nuswantoro

ROLLING Universitas Dian Nuswantoro

ROLLING MILLS Universitas Dian Nuswantoro

THREAD ROLLING • Cold rolling • Kecepatan produksi: 8 unit/detik • Keuntungan: material terbuang sedikit, ulir lebih kuat, permukaan ulir lebih rata dan tahan terhadap kelelahan (fatique) Universitas Dian Nuswantoro

RING ROLLING • Hot rolling untuk ring berdiameter besar • Cold rolling untuk ring berdiameter kecil • Contoh produk: roda kereta api, ring pipa dll. Universitas Dian Nuswantoro

ROLL PIERCING • Hot rolling • Untuk membentuk pipa berdinding tebal • Sering disebut: rotary tube piercing atau proses Mannesmann Universitas Dian Nuswantoro

FORGING • Proses deformasi dengan memberikan tekanan secara tiba-tiba atau bertahap pada material menggunakan dua dies • Untuk membuat komponen otomotif, aerospace dll, dengan kekuatan yang tinggi • Contoh: crank shaft, gear, komponen turbin dll. • Gaya tekan • Tiba-tiba: menggunakan mesin forging hammer • Bertahap: menggunakan mesin forging press Universitas Dian Nuswantoro

FORGING (a) open-die forging: die rata, aliran material tidak terkendali (b) impression-die forging: die memilliki bentuk, aliran material terarah + flash (c) flashless forging: die tertutup, aliran material terarah - flash Universitas Dian Nuswantoro

OPEN DIE FORGING Universitas Dian Nuswantoro

HEIGHT REDUCTION Universitas Dian Nuswantoro

OPERASI OPEN DIE FORGING (a) fullering: mengurangi luas penampang dan meratakan logam, bentuk die convex (b) edging: mirip fullering, bentuk die concave (c) cogging: mengurangi luas penampang hingga ukuran yang dikendaki Universitas Dian Nuswantoro

OPERASI IMPRESSION DIE-FORGING Membutuhkan proses permesinan lagi (precision finishing) Universitas Dian Nuswantoro

OPERASI FLASHLESS FORGING • Volume benda kerja harus sama dengan ruang pada die cavity (very close tolerance) • Jika terlalu besar, dapat menyebabkan kerusakan pada die • Jika terlalu kecil, cavity tidak akan terisi Universitas Dian Nuswantoro

Universitas Dian Nuswantoro

UPSET FORGING • Upsetting (also called upset forging) is a deformation operation in which a cylindrical workpart is increased in diameter and reduced in length. • widely used in the fastener industry to form heads on nails, bolts, and similar hardware products. Universitas Dian Nuswantoro

UPSET FORGING AND HEADING Universitas Dian Nuswantoro

SWAGING AND RADIAL FORGING • Swaging and radial forging are forging processes used to reduce the diameter of a tube or solid rod. • Swaging is often performed on the end of a workpiece to create a tapered section. • In radial forging, the workpiece rotates Universitas Dian Nuswantoro

PARTS MADE BY SWAGING Universitas Dian Nuswantoro

TRIMMING • Trimming is an operation used to remove flash on the workpart in impression-die forging • Trimming is usually done while the work is still hot • In cases where the work might be damaged by the cutting process, trimming may be done by alternative methods, such as grinding or sawing. Universitas Dian Nuswantoro

EXTRUSSION • Proses pembentukan dengan mendorong material untuk mengalir melalui die terbuka. • Advantages • • Produk dengan berbagai bentuk penampang dapat dibuat Struktur granular dan kekuatan material baik Toleransi produk baik Material scrap sedikit • Shape factor: = perimeter/weight or =perimeter/cross-sectional area Universitas Dian Nuswantoro

EXTRUSSION • Hot extrusion • Material: aluminum, copper, magnesion, zinc, tin • Gaya yang diperlukan berkurang, kecepatan ram tinggi • Perlu lubrikasi misal: glass • Cold extrusion • Material: low carbon steel, stainless steel • Kekuatan meningkat (strain hardening), toleransi akurat Universitas Dian Nuswantoro

DIRECT EXTRUSSION Universitas Dian Nuswantoro

DIRECT EXTRUSSION Universitas Dian Nuswantoro

INDIRECT EXTRUSSION Universitas Dian Nuswantoro

IMPACT EXTRUSSION Universitas Dian Nuswantoro

HYDROSTATIC EXTRUSSION Universitas Dian Nuswantoro

DEFECT (a) Centerburst; internal crack akibat dari tensile stress pada garis pusat benda. Penyebab: sudut die yang tajam, rasio extrusi yang rendah, impurities dari material (b) Piping; terjadi pada direct extrusion. Nama lain: tailpipe, fishtailing (c) Surface cracking; akibat temperatur kerja yang tinggi, kecepatan extrusi tinggi, friksi yang tinggi Universitas Dian Nuswantoro

WIRE AND BAR DRAWING • Proses pengurangan luas penampang dengan menarik material melalui die • Bar drawing: diameter besar • Wire drawing: diameter kecil • Umumnya cold-working operation • Keuntungan: • • Dimensi akurat mudah dicapai Permukaan baik Kekuatan dan kekerasan meningkat Mudah di setup untuk economical batch atau mass production Universitas Dian Nuswantoro

PERALATAN DRAWING Universitas Dian Nuswantoro

TUBE DRAWING Universitas Dian Nuswantoro

SHEET METAL WORKING Universitas Dian Nuswantoro 43

SHEET METAL WORKING • Cutting operation • Bending operation • Drawing • Bending of tube stocks Universitas Dian Nuswantoro

SHEET METAL WORKING • Biasanya memiliki tebal 0, 4 - 6 mm. Bila lebih dari itu namanya plat bukan lembaran (sheet). • Bahan yang digunakan (baik sheet maupun plat) merupakan hasil dari flat rolling (bulk deformation) • Materialnya biasanya low carbon steel (0, 06%-0, 15% C) yang harganya murah dan mudah dibentuk, berpadu dengan kekuatannya yang cukup digunakan untuk berbagai macam produk. • Produk dari hasil sheet metalworking? Universitas Dian Nuswantoro

Sheet metal parts biasanya memiliki kekuatan yang besar, akurasi dimensi yang bagus, harganya Universitas Dian Nuswantoro murah

SHEET METALWORKING • Mesin yang digunakan dinamakan mesin presses • Alat yang digunakan namanya punch and die atau stamping die • Produknya dinamakan stampings • Biasanya dilakukan dengan suhu ruangan (cold working) • Tiga kategori dalam sheet-metal prcesses antara lain: • Cutting • Bending • Drawing Universitas Dian Nuswantoro

CUTTING Universitas Dian Nuswantoro

CUTTING • Tiga proses terpenting dalam pressworking 1) Shearing (a) tampak samping (b) tampak depan 2 a) blanking (b) punching Universitas Dian Nuswantoro

OTHER SHEET METAL CUTTING (a) Cutoff (b) Parting Universitas Dian Nuswantoro

OTHER SHEET METAL CUTTING (a) Slotting (b) perforating (c) Notching dan seminotching Universitas Dian Nuswantoro

OTHER SHEET METAL CUTTING (a) Shaving (b) Fine blanking Universitas Dian Nuswantoro

BENDING Universitas Dian Nuswantoro

V-BENDING AND EDGE BENDING Universitas Dian Nuswantoro

OTHER BENDING AND FORMING OPERATION Universitas Dian Nuswantoro

DRAWING Universitas Dian Nuswantoro

DRAWING Universitas Dian Nuswantoro

DRAWING PROCESS Universitas Dian Nuswantoro

OTHER DRAWING OPERATION Universitas Dian Nuswantoro

OTHER DRAWING OPERATION Universitas Dian Nuswantoro

Universitas Dian Nuswantoro

Universitas Dian Nuswantoro

DEFECT ON DRAWING Universitas Dian Nuswantoro

BENDING OF TUBE STOCK Universitas Dian Nuswantoro

BENDING OF TUBE STOCK Universitas Dian Nuswantoro

SHEET METAL OPERATION NOT PERFORMED ON PRESSES • Stretch forming • Roll bending and forming • Spinning • High-energy rate forming Universitas Dian Nuswantoro

STRETCH FORMING Universitas Dian Nuswantoro

ROLL BENDING AND ROLL FORMING Universitas Dian Nuswantoro

SPINNING Universitas Dian Nuswantoro

HIGH ENERGY RATE FORMING Universitas Dian Nuswantoro

HIGH ENERGY RATE FORMING Universitas Dian Nuswantoro

DESIGN CONSIDERATION IN SHEET METAL FORMING Universitas Dian Nuswantoro

DESIGN CONSIDERATION IN SHEET METAL FORMING Universitas Dian Nuswantoro

DESIGN CONSIDERATION IN SHEET METAL FORMING Universitas Dian Nuswantoro

DESIGN CONSIDERATION IN SHEET METAL FORMING Universitas Dian Nuswantoro

THANK YOU

CUSTOMIZE THIS TEMPLATE Template Editing Instructions and Feedback Universitas Dian Nuswantoro 77