4 Langkah Terbukti untuk Mencapai Permukaan Bahan Bebas Cacat

Apa Artinya “Bebas Cacat” Sebenarnya?

Masalah dasar muncul ketika gambar teknik menyatakan “bebas cacat,” “bebas sisa,” “bersih dari minyak, lemak, dan partikel,” “bebas puing,” “tidak ada goresan,” atau sebaliknya menunjukkan bahwa tidak ada ketidaksempurnaan permukaan bahan yang diterima. Gambar juga sering menyebutkan karakteristik seperti “tidak ada garis tarik,” “tidak ada goresan,” dan “tidak ada garis cetakan longitudinal.”

Masalah dengan permintaan ini adalah, apa artinya sebenarnya saat Anda melihat permukaan suatu bagian?

Jika Anda melihat cukup dekat ke permukaan apa pun, Anda akan menemukan cacat. (Pernah melihat kulit Anda dalam cermin biasa dan kemudian dalam cermin pembesar 10x?) Dan ini benar bahkan dalam fabrikasi logam yang paling presisi.

Perbedaan pada Tingkat Mikroskopik

Dari sudut pandang mikroskopik, permukaan mungkin memiliki garis yang tidak terlihat pada pembesaran 10x tetapi terlihat seperti lembah besar saat diperiksa pada 50x. Permukaan pipa yang dipotong mungkin terlihat seragam pada pembesaran 10x, tetapi pada 500x menggunakan mikroskop elektron pemindai (SEM), ketidaksempurnaan dalam penyelarasan butir akan terungkap.

Pada pembesaran yang sangat tinggi, hampir setiap bahan memiliki masalah permukaan. Namun, saat meminta permukaan untuk “bebas cacat,” gambar sering gagal menentukan seberapa dekat permukaan bagian harus diperiksa — atau, mungkin lebih penting lagi, seberapa dekat akan diperiksa oleh pelanggan.

Jadi, bagaimana Anda dapat mengatasi masalah ketidaksempurnaan permukaan bahan? Terapkan empat langkah ini!

1. Tentukan Rasio Pembesaran

Untuk memastikan bagian diperiksa pada tingkat detail yang tepat, sangat penting untuk mengidentifikasi rasio pembesaran di mana permukaan bahan perlu diperiksa. Rasio pembesaran adalah rasio antara ukuran tampak suatu objek (atau ukurannya dalam gambar) dan ukurannya yang sebenarnya, dinyatakan sebagai 5x, 10x, 20x, 50x, dan seterusnya.

Dengan menunjukkan rasio pembesaran pada gambar Anda, Anda dan vendor Anda akan memiliki tingkat yang sepakat untuk mengukur apakah permukaan bahan memenuhi kebutuhan Anda.

Namun, apa yang harus Anda pertimbangkan saat menentukan pembesaran?

Saat memilih tingkat pembesaran, juga penting bahwa itu masuk akal dengan penggunaan akhir Anda. Karena ada biaya tambahan yang terlibat dalam pemeriksaan yang lebih dekat, Anda ingin yakin bahwa Anda tidak over-engineering bagian dan meminta pemrosesan finishing permukaan yang melebihi kebutuhan Anda dan, oleh karena itu, dapat melebihi anggaran Anda.

Misalnya, jika adanya selokan ringan pada tabung atau batang tidak akan mempengaruhi kinerja bagian, maka memeriksa bagian pada pembesaran 100x mungkin berlebihan. Tetapi jika Anda memproduksi bantalan bola yang akan digunakan di dalam bagian pesawat yang kritis, tingkat pembesaran yang tinggi mungkin diperlukan untuk memastikan fungsionalitas dan memenuhi persyaratan keselamatan.

2. Pertimbangkan Sudut Sumber Cahaya

Ingatlah bahwa sudut sumber cahaya juga dapat mempengaruhi penampilan permukaan bahan pada tingkat mikroskopik.

Sudut cahaya dapat menyebabkan bayangan dan refleksi yang dapat meningkat atau mengurangi ukuran yang dirasakan dari garis tarik, retakan, goresan, dentuman, dan ketidaksempurnaan finishing permukaan lainnya. Sudut juga dapat mengubah penampilan atau menyembunyikan keberadaan dewarna.

Mikroskop optik dapat bergantung pada berbagai sumber cahaya, seperti lampu lingkaran, serat optik yang tertanam, tabung fluoresan paralel, atau bahkan pencahayaan belakang — yang semuanya akan menghasilkan bayangan yang berbeda.

3. Identifikasi Suhu Warna Cahaya

Variabel lain adalah suhu warna cahaya, yang merupakan cara yang lebih komprehensif untuk melihat sumber cahaya, daripada hanya mengidentifikasi apakah mikroskop menggunakan pencahayaan LED, fluoresan, atau pijar.

Karakteristik cahaya terlihat ini dinyatakan dalam Kelvin (K). Suhu di atas 5.000K disebut warna dingin (putih kehitaman) dan suhu lebih rendah (2.700–3.000K) disebut warna hangam (putih kehijauan hingga merah).

Perbedaan dalam suhu warna dapat mempengaruhi penampilan permukaan bagian. Ini dapat menyebabkan ketidakkonsistenan dalam:

• Bagaimana dua orang yang melihat bagian yang sama di bawah pencahayaan yang berbeda akan melihat dan menggambarkan permukaan bahan
• Bagaimana permukaan akan terlihat dalam foto atau video yang dibagikan dengan tujuan untuk mengonfirmasi bagaimana bagian “harus terlihat”

4. Pertimbangkan Keberadaan Cahaya

Variabel lain yang perlu dipertimbangkan adalah keberadaan cahaya sama sekali — atau lebih spesifiknya, ketidakadaan cahaya seperti dalam kasus SEM.

Semua mikroskopi melibatkan melihat suatu objek dan/atau area permukaannya yang tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Mikroskop optik menggunakan difraksi, refleksi, atau refraksi sinar cahaya terlihat untuk menciptakan gambar.

Tetapi SEM memeriksa sampel dengan memindainya dengan sinar elektron terfokus, yang memantul dari topografi sampel untuk menghasilkan gambar tiga dimensi dari objek dan/atau permukaan. Dengan kata lain, untuk mata manusia, SEM melihat bagian dalam kegelapan total!

Itu berarti tidak ada efek bayangan yang membingungkan.

Apakah SEM Tepat untuk Aplikasi Anda?

Karena elektron memiliki panjang gelombang yang jauh lebih kecil daripada cahaya terlihat, SEM mampu menghasilkan gambar dengan resolusi yang jauh lebih tinggi, dengan detail yang lebih besar daripada yang dihasilkan oleh mikroskop optik. Selain itu, SEM memiliki kedalaman fokus yang lebih besar, sehingga imaging 3D yang lebih detail.

Namun, ada kekurangan utama dari SEM, termasuk bahwa sumber elektron, lensa, dan sampel harus semua berada dalam vakum. Untuk aplikasi sehari-hari, SEM juga sangat mahal, kompleks, dan sulit digunakan.

Selain itu, karena sangat fundamental berbeda dari metode mikroskopi biasa, SEM tidak memberikan dasar perbandingan dengan apa yang dapat dilihat oleh mata menggunakan metode mikroskop optik yang lebih umum. Jadi, sementara tingkat detail yang dihasilkan oleh SEM sangat mengagumkan, ia tidak kompatibel dengan sumber daya yang umum di pabrik atau bengkel.

Itu berarti meminta “bebas cacat” tingkat SEM, setidaknya untuk saat ini, tidak praktis.

Memikirkan Hal Ini Sekarang Membantu Memastikan Kualitas Nanti

Berita baiknya, Anda dapat dan harus selalu menentukan tingkat pembesaran di mana Anda ingin memeriksa permukaan bagian Anda menggunakan metode mikroskopi yang lebih umum.

Mikroskop optik umum dapat mengukur dari 5x hingga 50x, dan ada opsi lainnya yang lebih canggih. Misalnya, Metal Cutting Corporation memiliki mikroskop optik yang mampu pembesaran hingga 200x, dan peralatan inspeksi video kami dapat menampilkan tingkat detail yang lebih besar.

Yang terpenting, pikirkan tentang permukaan bahan, rasio pembesaran, dan bagaimana mereka terkait dengan kebutuhan penggunaan akhir Anda sejak awal proses manufaktur — misalnya, saat Anda membuat gambar atau menyelesaikan RFQ. Hal itu tidak hanya akan membantu Anda menghindari masalah di kemudian hari, tetapi juga membantu memastikan bahwa bagian Anda akan lulus inspeksi dan memenuhi kebutuhan Anda.