KATA PENGANTAR
Puji
syukur kita panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat dan
karunianya sehingga penyusunan makalah yang berjudul “Electrical Discharge
Machine” ini dapat terselesaikan.
Penulisan
makalah ini merupakan salah satu tugas dan persyaratan untuk menyelesaikan
tugas mata kuliah Teori
Pemesinan di FKIP PTK PTM Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Dalam
penulisan makalah ini kami
merasa masih memiliki banyak kekurangan baik segi materi maupun dari segi
penulisan, mengingat kemampuan yang kami miliki. Untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran dari
semua pihak demi penyempurnaan penulisan makalah ini.
Dalam
penulisan makalah ini kami menyampaikan terima kasih yang tak terhingga kepada
pihak-pihak yang telah membantu dalam proses penulisan makalah ini, semoga
Tuhan memberi imbalan yang setimpal atas bantuan dan semoga dapat menjadikan
bantuan ini sebagai ibadah, Amin.
Surakarta, 9 Desember 2012
Penulis
DAFTAR
ISI
Judul.................................................................................................................................................1
Kata Pengantar…………………………………………………………………………………….2
Daftar Isi…………………………………………………………………………………….……..3
I.
Pengertian Electrical
Discharge Machine………………………………………….…....……...4
II.
Macam-Macam Electrical
Discharge Machine…………………………………………....…...5
III. Bagian-Bagian
Electrical Discharge Machine…………………………………………......……8
IV. Karakteristik
Electrical Discharge Machine……………………………………….....………...9
V.
Prinsip Kerja pada
Electrical Discharge Machine…………………...…………...……………10
VI. Keuntungan dan Kerugian Electrical Discharge Machine………………………………......…..15
VII. Kesimpulan…………………………………………….………….………….……………...19
I.
Pengertian
Electrical Discharge Machine
Electrical
Discharge Machine merupakan mesin produksi non konvensional yang memanfaatkan
proses konversi listrik
dan panas, dimana
energi listrik digunakan untuk
memunculkan loncatan bunga api (spark) dan proses pemakanan material terjadi
akibat energi panas yang ditimbulkan dari bunga api tersebut. Proses EDM
merupakan proses pengerjaan
material yang dikerjakan dengan memanfaatkan
loncatan bunga api
listrik (spark) yang
terjadi pada celah diantara elektroda
dan benda kerja.
Loncatan bunga api
tersebut terjadi tidak kontinu, akan tetapi timbul secara
periodik terhadap waktu. Dalam EDM tidak ada proses kontak
dan gaya pemotongan
antara pahat dan material
benda kerja. Hal ini
mengakibatkan tidak adanya
tegangan mekanis, chatter,
dan problem getaran seperti yang
pasti terjadi pada
proses permesinan tradisional.
Karena EDM tidak menimbulkan tegangan mekanik selama
proses maka akan menguntungkan pada manufaktur
benda kerja dengan bentuk yang rumit.
EDM juga
disebut metode pemesinan
yang pada dasarnya
digunakan untuk logam keras
atau logam-logam yang
tidak mungkin dapat
diolah dengan menggunakan mesin
tradisional. Suatu batasan
yang penting bahwa
EDM hanya bekerja untuk
benda-benda yang dapat dialiri listrik atau benda-benda konduktif. EDM dapat
memotong sudut kecil atau sudut dengan bentuk tak beraturan, garis tak beraturan
atau lubang/rongga pada
logam berat dan
logam mulia seperti titanium, hastelloy,
kovar, inconel, dan
carbide. Selain itu Mesin ini dapat melakukan beberapa pengerjaan
seperti menyisipkan, memotong, dan menggerinda. Adapun salah
satu jenis pengerjaan material dengan menggunakan mesin EDM dapat
dilihat pada gambar berikut.
Gambar
1 contoh pengerjaan dengan EDM
II. Macam-Macam
Electrical Discharge Machine
Pada
umumnya terdapat dua jenis mesin EDM antara lain:
a)
EDM konvensional (disebut juga Sinker EDM dan Ram EDM)
Jenis EDM
konvensional ini memanfaatkan
elektrode yang telah
dibuat sedemikian rupa. Pada
Ram EDM, sebuah
elektroda benda kerja
grafit atau berillium diolah
sesuai dengan keinginan
(negatif) dan dimasukkan
ke dalam proses kerja mesin di
akhir proses kerja ram vertikal.
I.
Gambar
2 Proses EDM Konvensional, RAM EDM
Proses
EDM pada dasarnya digunakan oleh alat pencetak dan industri, namun proses ini
telah menjadi metode yang biasa dipakai untuk membuat prototip dan produksi
bagian-bagian mesin, terutama di ruang angkasa, industri mobil, dan industri
elektronik dengan kuntitas produksi yang cukup rendah.
b)
Wire EDM
Wire Cutting
EDM, adalah jenis
permesinan EDM dengan
menggunakan sebuah kawat kecil
sebagai pahat, kemudian
memakan benda kerja
yang diberi cairan dielektrik.
Wire-Cut EDM secara khusus digunakan untuk memotong benda kerja yang
tebal dari bahan
yang keras. Hal
ini sangat sulit
dikerjakan dengan menggunakan
metode permesinan yang lain.
Gambar
3 Proses Wire Cut EDM
Bahan kawat
yang digunakan pada
wire cut ini
biasanya tembaga atau kuningan, Akan
tetapi pada akhir-akhir
ini kecepatan potong
Wire EDM telah bertambah tinggi, sehingga lebih
ekonomis bila menggunakan elektrode graphite. Graphite angstrofine
yang berstruktur padat
dapat melakukan pemotongan
dua kali lebih cepat
daripada jenis graphite
yang lain. Kawat
yang dilapisi seng
juga dapat meningkatkan kecepatan proses EDM dari elektrode ini.
Hal
ini memungkinkan arus EDM diprogram untuk memotong arus yang tak beraturan dan
juga yang beraturan. Wire-cut menggunkan air sebagai pengantar arusnya dengan
penghambat air dan partikel-partikel elektrik lain yang dikontrol oleh
penyaring (filters) dan unit de-ionizer.
Jenis-jenis
Wire EDM adalah sebagai berikut :
1
Copper Wire
Kawat
ini terbuat dari tembaga murni dan digunakan dalam tahap awal pada proses EDM.
Mempunyai ciri-ciri :
•
Kekuatan tarik rendah,
tingkat elongasi tinggi, tingkat kerusakan yang berlebihan.
•
Kondisi Flushing Miskin
akibat penguapan temperatur tinggi.
•
Kecepatan pemrosesan
lambat karena konduktivitas yang tinggi.
•
Pencairan lambat dan
efisiensi rendah karena panas yang diserap oleh kawat bukan pekerjaan sepotong.
2
Brass Wire
Mempunyai
ciri – cirri :
•
Rasio Alloy tembaga dan
seng 65/35 – 63/37, kekuatan tarik 50,000-145,000 psi.
•
Kekuatan tarik tinggi
dibandingkan dengan kawat tembaga.
•
Flushing dapat berjalan
dengan sempurna karena rendahnya suhu penguapan.
•
Wires dengan beberapa
jumlah Aluminium atau Titanium memiliki kekuatan tarik tinggi, tetapi efisiensi
pembilasan yang memburuk.
3
Zn Coated Brass Core
Wire
Kawat dengan ketebalan seng konstan yang
dilapisi pada permukaan kawat kuningan.
4
Zn Diffusion annealed
Bruss Core wire
Kawat
berlapis seng yang terdapat pada permukaan kawat kuningan dan mendapatkan
diperlakukan panas membuat seng yang akan dilapisi meleleh dan harus terpasang
erat pada kawat kuningan. Seng biasanya digunakan sebagai bahan coating dan
paduan, untuk meningkatkan kecepatan pemotongan dan untuk mengurangi
kemungkinan kerusakan. Seng meningkatkan efisiensi pembilasan dengan temperatur
penguapan yang rendah dibandingkan dengan kuningan. Coated atau seng anil
difusi melakukan peran melindungi kuningan, jadi kemungkinan kerusakan kawat
secara drastis menurun.
I.
III. Bagian-Bagian
Electrical Discharge Machine
Komponen
utama EDM
Proses EDM dilakukan dengan
sebuah sistem yang
mempunyai dua komponen pokok
yaitu mesin dan power supply.
Gambar
4 power supply dan mesin EDM
Komponen
dan fungsinya :
a. Meja
mesin EDM
digunakan
sebagai tempat dudukan mesin EDM
b. Cairan
dielektrik
merupakan
fluida pendingin dan pembersih kotoran benda kerja
c. Elektroda
merupakan pahat
yang digunakan untuk
menghantarkan tegangan listrik dan mengerosi benda kerja menjadi
bentuk yang diinginkan
d. Kepala
Mesin
sebagai
tempat pahat dan komponen utama dari mesin EDM
e. Kapasitor
berfungsi untuk
menyimpan energi listrik
yang akan dilepaskan
pada proses pengerjaan benda kerja
f. Voltmeter
digunakan
untuk mengukur beda potensial pada rangkaian mesin
g. Amperemeter
digunakan
untuk mengukur besar arus yang mengalir pada mesin
I.
IV. Karakteristik
Electrical Discharge Machine
Berikut adalah
beberapa ciri atau
karakteristik dari Electrical
Discharge Machining:
a ) Proses pemakanan
dapat dilakukan oleh
mesin dengan material
apapun yang digolongkan ke dalam material penghantar listrik (konduktor)
b ) Sisa material
terbuang yang dihasilkan
bergantung pada sifat
termal dari benda kerja, misalnya
dari kekuatan bahan tersebut, kekerasan bahan, dan sebagainya.
c ) Dalam EDM
terdapat pahat fisik
dan bentuk geometri
dari pahat tersebut merupakan bentuk cetakan dari benda
kerja yang hendak dibuat.
d ) Pahat dari
EDM harus memenuhi
sifat material sebagai
konduktor yang baik, bahkan harus
lebih kuat dan awet daripada benda kerja yang nantinya akan dibuat.
Untuk itu, perlu dipahami
sifat termal baik
dari benda kerja maupun pahat yang digunakan.
I.
V. Prinsip
Kerja pada Electrical Discharge Machine
Mesin mengendalikan
pahat elektroda yang
bergerak maju mengikis material benda kerja
dan menghasilkan serangkaian
loncatan bunga api
listrik yang berfrekuensi tinggi (spark). Loncatan bunga dihasilkan dari
pembangkit pulse antara elektroda dan material benda kerja, yang keduanya
dicelupkan dalam cairan dielektrik,
akan menimbulkan pengikisan
material dari material
benda kerja dengan erosi panas
atau penguapan.
EDM juga
kadang-kadang diasumsikan sebagai
sebuah metode non-tradisional atas perpindahan materi
melalui suatu rangkaian
pelepasan busur elektrik yang
berulang antara elektroda
(tool pemotong) dan
proses kerja pada lingkungan berenergi
listrik. Alat pemotong
EDM diarahkan sepanjang
jalur yang diinginkan dan sangat
dekat dengan tempat
pemotongan, namun tidak sampai menyentuh lembaran
yang akan dipotong.
Percikan listrik yang
berurutan memproduksi serangkaian ledakan yang sangat kecil
(microcraters) pada lembaran logam
yang diproses dan
memindahkan materi sepanjang
jalur pemotongan dengan cara
pelelehan dan penguapan.
Partikel-partikel akan tersapu
dan terbuang oleh cairan yang mengandung aliran listrik.
Proses
pengerjaan dengan EDM dapat dikelompokkan secara garis besar ke dalam
bentuk-bentuk proses sebagai berikut :
1. Sinking Procces
a ) Driling
b ) Die sinking
2.
Cutting process ;
a ) Slicing dengan
pahat yang berupa keping yang diputar
b ) Slicing dengan
pahat yang berupa pita metal
c ) Cutting dengan
pahat yang berupa kawat (wirecut)
3. Grinding procces :
a ) Extrenal grinding
b ) Internal grinding
c ) Gerinda
permukaan atau gerinda bentuk.
I.
VI. Keuntungan
dan Kerugian Electrical Discharge Machine
Keuntungan
penggunaan EDM
Berikut ini adalah beberapa
kelebihan yang diperoleh
dari penggunaan mesin EDM dalam
manufaktur :
a. Dapat
membuat bentuk kompleks yang kemungkinan sukar dilakukan dengan mesin
konvensional
b. Dapat
mengerjakan material benda kerja yang keras dengan tingkat kepresisian tinggi
c. Dapat
mengerjakan bagian bentuk yang sangat kecil sekalipun, tanpa cemas bagian
tersebut ikut terpotong
d. Tidak
ada kontak langsung antara alat dan benda kerja sehingga tidak timbul distorsi
pada pemakanan
e. Dapat
membuat kehalusan permukaan benda kerja dengan baik
f. Lubang
dapat dibuat secara mudah, tepat dan baik
Kerugian
penggunaan EDM
Beberapa
kerugian dari EDM meliputi:
a. laju
pengikisan material benda kerja atau material removal rate (MRR) pada operasi
EDM lebih lambat dibandingkan metode permesinan tradisional yang menghasilkan
chips secara mekanis.
b. Tambahan waktu
dan biaya yang
digunakan untuk membuat
elektroda untuk RAM / setempel EDM.
c. Mereproduksi sudut
tajam pada benda
kerja sulit karena
memakai elektroda.
d. Konsumsi
daya spesifik sangat tinggi.
e. Timbul overcut.
Over cut adalah
suatu deviasi yang
menunjukkan bahwa besarnya
diameter lubang yang dikerjakan dengan proses EDM lebih besar dari ukuran
elektrodanya.
f. Terjadi
keausan pahat bila pemakaian berulang
g. Bahan
yang bukuan konduktor listrik dapat dikerjakan dengan mesin yang diset secara
khusus
h. Mesin
EDM dan perlengkapannya masih relatif mahal
i.
Penggunaan mesin
EDM dibatasi oleh
ukuran tangki kerja
penampung cairan dielektrik. Mesin
EDM standar populer
yang digunakan sekarang memiliki keterbatasan:
a - Untuk Wire
EDM, ukuran maksimum
benda kerja sekitar
59 inchi (1.500 mm)
pada sumbu Y, 24 inchi (600
mm) pada sumbu
Z dan tidak terbatas pada sumbu
X.
b - Untuk Ram
EDM, ukuran benda
kerja maksimum sekitar
59 inchi (1.500 mm) pada sumbu Y,
17 inchi (520 mm) pada sumbu Z, dan 98 inchi (2500 mm) pada sumbu X.
c - Pembuatan bentuk
sudut/tirus pada Wire
EDM adalah hal
yang perlu dipertimbangkan. Sudut
tirus maksimum adalah
± 450, walaupun beberapa
bengkel telah berhasil
mencapai ± 500. Perbandingan sudut
dan tinggi maksimum
adalah 300 pada ketinggian 16 inchi (400 mm).
d - Hambatan listrik
maksimum untuk benda
kerja dan pencekam sekitar 0,5-5,0 ohm/cm untuk Mesin
Wire dan Ram EDM.
e - Keakuratan sekitar
0,00002 inchi (0,0005
mm) untuk mesin
Wire EDM.
f. - Keakuratan
± 0,0001 inchi (0,0025 mm) untuk mesin Ram EDM.
g -Kehalusan permukaan
sekitar VDI 0 (4 microinchi)
untuk Wire EDM.
I.
VII. Kesimpulan
EDM (Electrical
Discharge Machining) atau
Pemesinan Energi Listrik adalah suatu metode pemesinan yang
pada dasarnya digunakan untuk logam keras atau
logam-logam yang tidak
mungkin dapat diolah
dengan menggunakan mesin tradisional. EDM
hanya dapat digunakan
untuk benda-benda yang
dapat dialiri arus listrik.
Cara kerja mesin
ini merujuk spark
(percikan) machining atau
spark eroding (mengikis permukaan logam sedikit demi sedikit/erosi). EDM
juga kadang kadang diasumsikan sebagai
sebuah metode non-tradisional atas
perpindahan materi melalui suatu
rangkaian pelepasan busur
elektrik yang berulang
antara elektroda (tool pemotong).
Setelah mengenali
mesin EDM, maka
penjelasan berikut merupakan ringkasan dari karakteristik yang
diutamakan dalam penggunaan EDM Disarankan menggunakan EDM jika bentuk benda
kerja sebagai berikut.
•
Dinding yang sangat tipis.
•
Lubang dengan diameter sangat kecil.
•
Rasio ketinggian dan diameter sangat besar.
•
Benda kerja sangat kecil.
•
Sulit dicekam.
Disarankan
menggunakan EDM jika material benda kerja:
•
Keras.
•
Liat.
•
Meninggalkan sisa penyayatan.
•
Harus mendapat perlakuan panas.
I.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar