Dasar-dasar Desain Lembaran Logam, Tips Untuk Pembuatan
Pengantar desain Lembaran logam
Lihatlah ke sekeliling Anda, dan Anda akan menyadari ada banyak sekali produk yang terbuat dari lembaran logam. Baik itu produk konsumen seperti kaleng minuman, peralatan masak, lemari arsip, atau produk industri seperti bodi mobil, rangka, dan knalpot. Lembaran logam adalah aset berharga bagi industri dan produksi volume rendah. Oleh karena itu, artikel ini didedikasikan untuk membahas dasar-dasar desain lembaran logam dan beberapa tip bermanfaat untuk desainer lembaran logam. Banyak industri yang mengadopsi konsep Design For Manufacturability atau lebih dikenal dengan DFM. Dalam industri desain lembaran logam, DFM membantu menghindari kesalahan teknis dalam proses desain untuk meningkatkan waktu tunggu manufaktur berdasarkan grafik ketebalan lembaran logam dan perhitungan sebelumnya. Itulah mengapa desain lembaran logam untuk kemampuan manufaktur juga merupakan topik penting yang dibahas dalam artikel ini.
Apa itu Lembaran Logam?
Sebelum membahas teknis desain lembaran logam, penting untuk memahami apa itu lembaran logam. Lembaran logam adalah logam seperti aluminium, kuningan, titanium, nikel, timah, dan tembaga yang diolah menjadi potongan datar tipis seperti foil, daun, dan pelat.
Karena mereka dibentuk menjadi ringan, tipis, stabil, dan elastis, mereka banyak digunakan dalam industri untuk tujuan kelongsong dan penutup.
Operasi Dasar Lembaran Logam
Terpal logam melibatkan operasi pembentukan dan pemotongan pada lembaran logam, gulungan, dan strip untuk memproduksi komponen dan bagian produk. Ada beberapa operasi berbeda untuk desain lembaran logam, beberapa di antaranya dibahas di bawah ini.
1. Membungkuk
Penarikan lembaran logam di sekitar sumbu lurus dengan menerapkan gaya pada area lokal disebut lentur. Benda kerja ditempatkan di atas blok mati, dan pukulan ditekan ke bawah, membentuk bentuk lembaran logam yang diinginkan. Industri yang berbeda menggunakan alat yang berbeda untuk menekuk logam, tetapi alat yang paling umum adalah rem tekan atau rem lentur.
2. Menggambar
Operasi pelapisan logam lainnya adalah menggambar, juga dikenal sebagai gambar cangkir atau gambar dalam. Ini melibatkan peregangan lembaran logam untuk membentuk bentuk berongga atau cekung. Dudukan kosong memegang benda kerja dalam cetakan, sementara itu, pukulan berbentuk u meninju benda kerja dari lembaran logam. Gambar terlampir mengilustrasikan prosesnya:
3. Geser
Berbeda dengan operasi yang dibahas di atas, geser adalah proses lembaran logam yang melibatkan pemotongan benda kerja dengan menerapkan gaya pada pukulan, bukan proses pembentukan desain lembaran logam.
Seperti yang ditunjukkan pada gambar, potongan logam yang pertama kali ditempatkan pada die mengalami gaya vertikal pada punch untuk menghasilkan efek geser dan memotong benda kerja.
4.Proses Lain-Lain
Ada berbagai proses lain untuk desain lembaran logam yang mungkin atau mungkin tidak menggunakan alat die dan punch untuk membengkokkan logam. Proses ini termasuk
- Pemintalan:Operasi pemintalan terdiri dari menekan potongan logam simetris secara aksial di atas chuck atau mandrel yang berputar untuk membentuk lembaran logam.
- Pembentukan peregangan: Pembentukan peregangan melibatkan peregangan lembaran logam dan menekuknya secara bersamaan bersama dengan peregangan untuk membentuk bentuk berkontur.
- Embossing:Membuat permukaan huruf atau timbul pada lembaran logam.
- Squeezing:Ini adalah kombinasi proses seperti sizing dan coining untuk membuat logam ulet.
- Pemangkasan:Juga dikenal sebagai pencukuran, pemangkasan melibatkan penghilangan gerinda pada tepi yang dipotong agar halus.
- Penusukan:Ini adalah proses membuat lubang berbentuk apa pun pada lembaran logam menggunakan pukulan tajam dan runcing untuk menembus benda kerja.
- Meninju:Meninju membuat lubang melingkar pada lembaran logam menggunakan pukulan dan cetakan.
- Pengosongan:Ini melibatkan pemotongan bentuk tertentu dari strip lembaran logam. Potongan potongan ini disebut blank. Blanking biasanya digunakan untuk membuat disc atau washer.
Pedoman DFM untuk desain lembaran logam
Variasi dalam desain berbantuan komputer dan produk sebenarnya tidak dapat dihindari; namun, mengikuti pedoman DFM dapat mengurangi kesalahan ini. DFM atau Design for Manufacturability didasarkan pada konsep merancang komponen suku cadang, suku cadang, atau produk sehingga mudah dibuat dan lebih murah. Ini berfokus pada pengurangan biaya produksi secara keseluruhan dengan mengurangi waktu tunggu.
Penelitian menunjukkan bahwa produsen menghabiskan sekitar 40% dari waktu mereka untuk memperbaiki kesalahan, 24% di antaranya adalah kesalahan manufakturabilitas. Oleh karena itu, industri harus mengatasi kesalahan ini. Mematuhi pedoman DFM dapat mengurangi kesalahan desain secara signifikan.
DFM berfokus pada penyederhanaan desain suku cadang untuk kemudahan manufaktur dan reproduktifitas. Ini menyarankan standarisasi suku cadang untuk mengurangi jumlah suku cadang dan menghasilkan produk berkualitas yang hemat biaya.
Beberapa faktor dasar untuk desain lembaran logam
Desain Lembaran Logam untuk Kemampuan Manufaktur berfokus pada poin-poin yang sangat penting dalam keseluruhan proses desain. Panduan berikut membantu menyempurnakan desain:
Membuat lubang kecil pada potongan logam harus dihindari karena memerlukan pukulan kecil, yang dapat pecah selama operasi. Oleh karena itu, lubang harus memiliki diameter yang sama dengan atau lebih dari ketebalan benda kerja.
Lekukan pada desain lembaran disebut relief tikungan agar proses pembengkokan halus selama proses desain lembaran logam. Ini membantu menghindari kerusakan selama operasi pembengkokan.
- Kelonggaran lubang untuk menekuk
Disarankan bahwa jarak antara lubang dan tikungan menjadi 1,5 kali ketebalan lembaran dengan radius tikungan ditambahkan padanya.
- Radius tekukan lembaran logam
Jari-jari tikungan lembaran logam minimum harus disesuaikan. Jari-jari tikungan minimum ini tergantung pada alat yang digunakan untuk menekuk logam. Semakin fleksibel logamnya, semakin mudah memiliki radius kecil.
Dalam desain lembaran logam, lebar flensa minimum idealnya harus empat kali ketebalan lembaran logam. Faktor ini sangat penting dalam hal estetika dan kebersihan desain Anda.
Kiat DFM untuk desain lembaran logam
Berikut disebutkan beberapa tip desain lembaran logam untuk membuat desain Anda.
1. Diperlukan diameter lubang yang lebih besar dibandingkan dengan ketebalan lembaran logam.
2. Jarak antara dua lubang paling penting. Disarankan bahwa jarak ini harus dua kali lipat ketebalan lembaran. Faktor ini akan membantu Anda mencegah deformasi logam pada lubang berlubang.
3. Jika lubang berlubang sangat dekat dengan tepi luar lembaran, direkomendasikan untuk memiliki jarak minimum yang sama dengan ketebalan lembaran antara lubang dan tepi.
4. Harus ada setidaknya 1,5 kali jarak ketebalan material antara tikungan dan lubang.
Manfaat DFM
DFM menyediakan pilihan mart untuk produsen untuk meningkatkan kualitas produk mereka sekaligus mengurangi biaya produksi. Ini memiliki daftar manfaat yang tak ada habisnya, beberapa di antaranya tercantum di bawah ini:
- Sangat hemat biaya
- Mengurangi biaya tenaga kerja
- Meningkatkan kualitas produk
- Meningkatkan kepuasan pelanggan
- Mengurangi waktu pengembangan produk
- Menyederhanakan dan menstandarkan desain untuk kemudahan manufaktur
Kesalahan yang harus dihindari saat mendesain bagian lembaran logam
Ada masalah tertentu yang sering terjadi dalam desain lembaran logam. Beberapa masalah tercantum di bawah ini yang harus dihindari dalam desain bagian lembaran logam:
1. Hindari penggunaan model 3-D tanpa bengkok
2. Menahan sudut tegak lurus dan tajam dari lembaran logam
3. Mencegah penempatan fitur dekat dengan garis lengkung
4. Teliti dengan baik sebelum memilih pola datar untuk bagian lembaran logam yang dirancang
5. Hindari memilih jenis fabrikasi lembaran logam yang salah untuk desain suatu produk
6. Harus menyertakan Spesifikasi terperinci dalam file desain CAD tergantung pada bagan ketebalan lembaran logam
7. Perhatikan persyaratan pengelasan, pastikan Anda tidak membuatnya tidak realistis
8. Selalu pertimbangkan kekuatan saluran-U dalam proses pemilihan material Anda
Prototipe lembaran logam
Pembuatan prototipe lembaran logam melibatkan pemodelan sampel produk logam untuk menguji suatu konsep. Ini membantu perusahaan menguji ide sebelum meluncurkan produksi massal. Tidak seperti prototipe tradisional, prototipe lembaran logam dirancang dalam waktu yang lebih singkat.
Perusahaan yang berbeda menggunakan metode yang berbeda untuk produksi prototipe lembaran logam, beberapa di antaranya disebutkan di bawah ini:
- Stempel logam prototipe presisi menggunakan mesin pres untuk mengembangkan potongan presisi tinggi.
- Prototipe cepat membuat model menggunakan gambar virtual 3D.
- Pembentukan lembaran logam tambahan menggunakan mesin penggilingan untuk membentuk produk tanpa cetakan.
Kesimpulan
Lembaran logam memiliki makna yang tak terbantahkan dalam kehidupan kita. Mereka memiliki aplikasi yang luas mulai dari industri alat, industri otomotif, industri robot, dan produk konsumen. Oleh karena itu, penting untuk memahami dasar-dasar desain lembaran logam dan pedoman desain lembaran logam DFM yang dipertimbangkan dalam proses pembuatan.