Memahami proses pemesinan non-tradisional
Pemesinan non-tradisional, juga dikenal sebagai "pemesinan non-konvensional" atau "metode pemesinan modern," adalah metode pemesinan yang melibatkan penggunaan listrik, panas, cahaya, energi elektrokimia, energi kimia, energi suara, dan energi mekanik khusus untuk menghilangkan, merusak bentuk, mengubah sifat, atau bahan pelat.
Pengeboran, pengeboran, pemotongan, penggilingan, dan proses pemesinan konvensional lainnya dilakukan dengan alat tradisional dengan ujung tombak. Metode pemesinan tradisional ini telah menjadi usang seiring dengan kemajuan teknologi dan waktu, meskipun itu adalah dasar dari proses pemesinan.
Dalam artikel ini, Anda akan mengetahui definisi, aplikasi, diagram, karakteristik, jenis, cara kerja, kelebihan, dan kekurangan proses pemesinan non-tradisional.
Apa itu pemesinan non-tradisional?
Metode Pemesinan Non-Tradisional adalah teknik mutakhir untuk mengatasi kelemahan pemesinan tradisional. Pemesinan Ultrasonik, Pemesinan Sinar Laser, Pemesinan Jet Air, Pemesinan Jet Air Abrasive, Pemesinan Sinar Elektron, dan lainnya adalah contoh dari proses pemesinan ini.
Ketika suatu barang diproduksi dengan bantuan teknologi modern, itu dikenal sebagai proses pemesinan yang tidak konvensional, non-tradisional, atau modern. Teknik ini dapat digunakan untuk mesin yang rumit, permukaan mikro, dan benda dengan kekakuan rendah yang terbuat dari bahan logam atau non-logam dengan kekerasan, kekuatan, ketangguhan, atau kerapuhan apa pun. Beberapa teknologi untuk superfinishing, mirror finishing, dan pemesinan skala nano (atomik) semuanya dapat digunakan secara bersamaan.
Aplikasi
Aplikasi pemesinan non-tradisional sangat luas karena ada berbagai jenis yang cocok untuk aplikasi tertentu. Di bawah ini adalah beberapa area di mana metode pemesinan ini digunakan.
Beberapa proses pemesinan digunakan untuk pemesinan cetakan dan bagian dengan lubang dan rongga berbentuk kompleks. Digunakan untuk material mesin dengan sifat material yang berbeda baik keras atau rapuh seperti paduan keras dan baja yang dikeraskan. Pemesinan tidak konvensional digunakan untuk membuat lubang halus yang dalam, lubang berbentuk, alur dalam, celah sempit, dan pemotongan irisan tipis.
- Dengan cara yang sama seperti prosedur pemesinan non-tradisional yang digunakan untuk menggiling permukaan keras, metode pemesinan non-tradisional digunakan untuk merancang cetakan. Metode pemesinan yang tidak konvensional dapat digunakan untuk memproses beberapa logam keras yang tidak dapat dikerjakan dengan menggunakan prosedur biasa.
- Untuk mengebor lubang berdiameter sangat kecil di nozzle sistem injeksi bahan bakar, metode non-tradisional juga digunakan dalam industri otomotif. Metode pemesinan non-tradisional juga dapat digunakan untuk menggerakkan roda gigi.
- Untuk pemesinan desain rumit pada lembaran logam tipis, banyak proses pemesinan non-tradisional, seperti Pemesinan Sinar Laser, yang digunakan.
- Untuk memotong bahan rapuh seperti kaca, keramik, dan kuarsa, prosedur pemesinan yang tidak konvensional seperti Pemesinan Jet Abrasive dapat digunakan.
- Proses pemesinan non-konvensional dapat digunakan untuk membuat pahat potong.
- Permesinan modern sangat penting dalam industri kedirgantaraan karena digunakan untuk membuat suku cadang pesawat yang kompleks.
Karakteristik
Berikut adalah beberapa karakteristik dari proses pemesinan non-tradisional:
- Material perkakas dapat memiliki kekerasan yang jauh lebih rendah daripada bahan benda kerja
- Energi seperti energi listrik, energi elektrokimia, energi suara, atau energi cahaya dapat digunakan untuk mengolah bahan secara langsung.
- Selama pemesinan, gaya mekanis tidak terlihat, dan benda kerja jarang menunjukkan deformasi mekanis dan termal, keduanya bermanfaat untuk meningkatkan akurasi pemesinan dan kualitas permukaan benda kerja.
- Berbagai metode dapat dipilih untuk digabungkan untuk menciptakan metode proses baru, meningkatkan efisiensi produksi dan presisi pemesinan secara signifikan.
- Hampir setiap sumber energi baru membuka kemungkinan metode baru pemesinan non-tradisional.
Jenis proses pemesinan non-tradisional
Di bawah ini adalah berbagai metode proses pemesinan non-tradisional:
Pemesinan pelepasan listrik (EDM):
EDM, juga dikenal sebagai pemesinan pelepasan atau pemesinan elektro-erosi, adalah teknologi pemesinan non-tradisional untuk mengetsa bahan konduktif menggunakan erosi listrik yang disebabkan oleh pelepasan pulsa antara dua kutub yang direndam dalam cairan kerja. Peralatan dasar yang digunakan untuk proses ini adalah alat mesin elektro-discharge. Di bawah ini adalah beberapa fitur pemesinan pelepasan listrik:
- Pemesinan tanpa gaya potong;
- Tidak ada cacat seperti gerinda, tanda pahat, alur, dll.
- Mampu memproses material yang sulit dipotong dengan metode pemesinan konvensional dan benda kerja berbentuk kompleks
- Bahan elektroda pahat tidak perlu lebih keras dari bahan benda kerja;
- Otomasi itu sederhana saat menggunakan pemesinan listrik;
- Dalam beberapa aplikasi, lapisan metamorf yang terbentuk di permukaan setelah perawatan perlu dihilangkan lebih lanjut.
- Sulit untuk menangani polusi asap yang dihasilkan selama pemurnian dan pemrosesan fluida kerja
Aplikasi:
Di bawah ini adalah aplikasi dari proses pemesinan non-tradisional:
- Membuat lubang dan rongga berbentuk kompleks dalam cetakan dan potongan;
- Berbagai bahan keras dan rapuh, seperti paduan keras dan baja yang diperkeras, dapat dikerjakan dengan mesin.
- Memproses lubang dalam yang halus, lubang melengkung, alur dalam, celah sempit, dan irisan tipis, antara lain
- Alat pemotong dan pengukur seperti alat pemotong, pelat sampel, dan pengukur cincin ulir semuanya dapat dikerjakan dengan mesin.
Diagram EDM:
Pemesinan elektrolisis:
Benda kerja dikerjakan dengan bentuk dan ukuran tertentu berdasarkan prinsip pelarutan anodik dalam proses elektrolitik dan dengan bantuan katoda yang dicetak. Pemesinan elektrolit menawarkan manfaat besar untuk material yang sulit dikerjakan, bentuk rumit, dan produk berdinding tipis. Senapan laras senapan, bilah, impeller integral, cetakan, lubang dan bagian yang diprofilkan, chamfering, dan deburring adalah contoh pemesinan elektrolitik. Teknik pemesinan elektrolit telah mengambil peran yang signifikan, jika tidak tergantikan, dalam pemesinan berbagai produk.
Keuntungan:
- Berbagai layanan permesinan. Pemesinan elektrokimia dapat menangani hampir semua material konduktif tanpa mengurangi kualitas mekanis atau fisik seperti kekuatan, kekerasan, atau ketangguhan, dan struktur metalografi material sebagian besar tidak terpengaruh setelah pemesinan. Ini sering digunakan untuk mengerjakan paduan keras, paduan suhu tinggi, baja yang diperkeras, baja tahan karat, dan bahan yang sulit dikerjakan pemesinan lainnya.
- Tingkat produksi yang tinggi
- Kualitas pengerjaan yang sangat baik, terutama di permukaan.
- Dapat digunakan untuk mengerjakan bagian yang dapat dideformasi dan dinding tipis.
- Selama proses pemesinan elektrokimia, tidak ada kontak antara pahat dan benda kerja, tidak ada gaya pemotongan mekanis, tidak ada tegangan sisa dan deformasi, tidak ada duri dan kilatan.
Kekurangan:
- Presisi pemesinan dan kecepatan pemesinan rendah.
- Permesinan mahal. Semakin tinggi biaya tambahan per item, semakin kecil batchnya.
Diagram pemesinan elektrolitik:
Pemesinan laser
Untuk mencapai pemesinan, laser menggunakan energi cahaya untuk mencapai kepadatan energi tinggi pada titik fokus setelah difokuskan oleh lensa, melelehkan atau menguapkan material, dan mengeluarkannya dalam waktu yang sangat singkat. Pemesinan laser memberikan keuntungan berupa pengurangan limbah material, efek biaya yang terlihat dalam manufaktur skala besar, dan fleksibilitas tinggi pada objek pemotongan. Teknologi laser banyak digunakan di Eropa untuk mengelas material unik seperti badan dan pangkalan kendaraan bermutu tinggi, sayap pesawat, dan badan pesawat luar angkasa.
Pengelasan laser, pemotongan laser, modifikasi permukaan, penandaan laser, pengeboran laser, pemesinan mikro dan deposisi fotokimia, stereolitografi, etsa laser, dan metode pemesinan laser lainnya adalah aplikasi yang paling sering digunakan.
Diagram pemesinan laser:
Pemesinan berkas elektron
Pemesinan bahan yang memanfaatkan efek termal atau ionisasi dari berkas elektron konvergen berenergi tinggi dikenal sebagai pemesinan berkas elektron (electron beam machining/EBM). Kepadatan energi yang tinggi, penetrasi yang kuat, rentang kedalaman leleh satu kali yang luas, rasio lebar las yang besar, kecepatan pengelasan yang cepat, zona dampak termal yang kecil, dan sedikit deformasi operasi adalah semua keuntungannya.
Bahan pemesinan untuk pemesinan berkas elektron beragam, dan area pemotongannya bisa sangat kecil. Akurasi pemesinan dapat diukur dalam nanometer, memungkinkan pemesinan molekuler atau atomik. Produktivitas yang signifikan; pemesinan menghasilkan sedikit polusi, tetapi biaya peralatan pemesinan tinggi. Ini dapat digunakan untuk membuat lubang mikro, celah kecil, dan bentuk rumit lainnya. Ini juga dapat digunakan untuk litografi halus dan pengelasan. Penggunaan utama pemesinan berkas elektron dalam bisnis manufaktur mobil adalah teknologi cangkang jembatan las berkas elektron vakum.
Pemesinan berkas ion
Dalam kondisi vakum, pemesinan berkas ion dilakukan dengan mempercepat dan memusatkan aliran ion yang dihasilkan oleh sumber ion ke permukaan benda kerja. Efek pemesinan dapat diatur dengan sempurna berkat pengaturan yang tepat dari kerapatan aliran ionik dan energi ionik, memungkinkan pemesinan ultra-presisi pada tingkat nanometer, molekuler, dan atomik. Pemesinan berkas ion menghasilkan lebih sedikit polusi, sedikit tegangan, dan distorsi, serta fleksibel untuk material yang diproses, tetapi biayanya signifikan.
Pemesinan berkas ion dapat digunakan dalam dua fase; etsa dan pelapisan.
- Pemesinan etsa:Pengetsaan ion digunakan untuk memesin bantalan udara giroskop dan alur pada motor tekanan dinamis dengan resolusi tinggi, presisi, dan pengulangan. Etsa grafis presisi tinggi, seperti sirkuit terpadu, perangkat optoelektronik, dan perangkat terintegrasi optik, adalah aplikasi lain dari etsa berkas ion. Etsa berkas ion juga digunakan untuk menipiskan bahan untuk membuat spesimen untuk menembus mikroskop elektron.
- Pemesinan pelapis berkas ion:Ada dua jenis pemesinan pelapis berkas ion:deposisi sputtering dan pelapisan ion. Film logam atau non-logam dapat dilapisi pada permukaan logam atau non-logam, dan berbagai paduan, senyawa, atau bahan sintetis tertentu, bahan semikonduktor, dan bahan titik leleh tinggi juga dapat dilapisi dengan lapisan ionik. Lapisan film pelumas, film tahan panas, film tahan aus, film dekoratif, dan film listrik dengan teknik pelapisan sinar ion dimungkinkan.
Pemesinan busur plasma
Pemesinan busur plasma adalah teknologi pemesinan non-tradisional yang menggunakan energi panas busur plasma untuk memotong, mengelas, dan menyemprotkan logam atau non-logam. Ini dapat mengelas foil dan lembaran tipis dan memiliki efek lubang kunci, memungkinkan pengelasan satu sisi dan pembentukan bebas sisi ganda. Busur plasma memiliki kepadatan energi yang tinggi, suhu kolom busur yang tinggi, dan kemampuan penetrasi yang tinggi. Untuk baja setebal 10-12mm, tidak diperlukan beveling, dan penetrasi las lengkap dan pembentukan dua sisi dapat dicapai dalam satu langkah, dengan kecepatan pengelasan yang cepat, produktivitas tinggi, dan deformasi tegangan yang minimal. Karena peralatannya rumit dan menggunakan banyak gas, itu hanya baik untuk pengelasan dalam ruangan.
Ini banyak digunakan dalam produksi industri, terutama untuk pengelasan tembaga dan paduan tembaga, paduan titanium dan titanium, baja paduan, baja tahan karat, dan molibdenum dalam aplikasi militer dan teknologi industri mutakhir seperti dirgantara, di mana cangkang rudal paduan titanium dan beberapa pesawat terbang digunakan wadah berdinding tipis.
Pemesinan ultrasonik
Dengan menggunakan frekuensi ultrasonik sebagai alat untuk getaran amplitudo kecil dan pukulan pada permukaan yang dirawat dengan abrasif bebas dalam cairan antara itu dan benda kerja, pemesinan ultrasonik menyebabkan permukaan benda kerja retak secara progresif. Piercing, cutting, welding, nesting, dan polishing adalah aplikasi umum untuk mesin ultrasonik. Dapat mengerjakan bahan apa pun, tetapi sangat cocok untuk memotong berbagai bahan non-konduktif yang keras dan rapuh dengan presisi tinggi dan kualitas permukaan yang luar biasa, tetapi dengan kecepatan rendah.
Perforasi (termasuk lubang bundar, lubang berbentuk, dan lubang melengkung, antara lain), pemotongan, slotting, nesting, ukiran berbagai bahan keras dan rapuh, seperti kaca, kuarsa, keramik, silikon, germanium, ferit, batu permata, dan batu giok, deburring bagian-bagian kecil dalam batch, pemolesan cetakan permukaan, dan dressing roda gerinda adalah contoh pemesinan ultrasonik.
Pemesinan kimia
Untuk mendapatkan bentuk, ukuran, atau permukaan benda kerja yang diinginkan, pemesinan kimia menggunakan larutan asam, alkali, atau garam untuk menimbulkan korosi atau melarutkan bahan bagian. Metode pemesinan sangat ideal untuk menipiskan area yang luas dan memotong lubang rumit pada objek berdinding tipis. Sangat cocok untuk pemesinan area luas dan dapat memproses banyak bagian sekaligus; itu dapat memproses bahan logam apa pun yang dapat dipotong, bebas dari kekerasan dan kekuatan. Tanpa tegangan, retak, atau burr, kekasaran permukaan mencapai Ra1.252.5m, mudah digunakan, tidak dapat digunakan untuk mesin slot atau lubang yang sempit, dan tidak cocok untuk menghilangkan cacat seperti kekasaran permukaan dan goresan.
Prototipe Cepat
Teknologi CAD/CAM modern, teknologi laser, teknologi kontrol numerik komputer, teknologi penggerak servo presisi, dan teknologi material baru semuanya digunakan untuk mengembangkan dan menggabungkan teknologi RP. Karena bahan pembentuk yang berbeda, beberapa jenis sistem prototipe cepat memiliki prinsip pembentukan dan fitur sistem yang bervariasi. Teknik dasarnya, bagaimanapun, tetap sama:"manufaktur dengan lapisan, melapisi lapisan demi lapisan." Ini mirip dengan prosedur integrasi dalam matematika. Dari segi tampilan, teknologi pembuatan prototipe cepat menyerupai “printer 3d”.
Itu dapat menerima data desain produk (CAD) secara langsung dan menghasilkan sampel produk baru, cetakan, atau model dengan cepat tanpa memerlukan cetakan, pemotong, atau perlengkapan. Akibatnya, adopsi dan penyebaran teknologi RP secara luas dapat secara signifikan mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk mengembangkan produk baru, menghemat biaya pengembangan, dan meningkatkan kualitas pengembangan. Ini adalah signifikansi revolusioner dari teknologi RP untuk bisnis manufaktur, dari "teknik eliminasi" tradisional hingga "metode pertumbuhan" saat ini, dari produksi cetakan hingga manufaktur bebas jamur. Teknologi prototipe cepat dapat digunakan di berbagai industri, termasuk penerbangan, luar angkasa, mobil, komunikasi, perawatan medis, elektronik, peralatan rumah tangga, mainan, peralatan militer, pemodelan industri (patung), model bangunan, dan manufaktur mesin.
Tonton video di bawah ini untuk mempelajari lebih lanjut tentang proses pemesinan non-tradisional:
Keuntungan dan kerugian dari metode pemesinan non-tradisional
Keuntungan:
Di bawah ini adalah manfaat metode pemesinan non-tradisional dalam berbagai aplikasinya.
Akurasi tinggi :Akurasi menjadi perhatian utama perusahaan saat ini, baik perusahaan kecil maupun besar. Jika dibandingkan dengan item yang dibuat dengan cara pemesinan non-tradisional, metode pemesinan konvensional menghasilkan hasil yang kurang akurat. Sebagai hasil dari akurasi yang tinggi, pemesinan yang tidak konvensional cocok untuk zaman modern dan dapat digunakan untuk menggantikan teknik pemesinan tradisional.
Lebih sedikit noise :Karena proses pemesinan non-tradisional merupakan pengganti yang lebih baik untuk metode pemesinan tradisional, proses tersebut membantu mengurangi polusi suara di lingkungan sekitar. Karena prosesnya tidak bersuara, pabrik pemesinan non-tradisional tertentu dapat ditempatkan di area pemukiman.
Produksi tinggi :Jika dibandingkan dengan prosedur pemesinan tradisional, metode pemesinan modern atau tidak konvensional menghasilkan tingkat keluaran yang tinggi. Ini karena pendekatan non-tradisional berfungsi lebih cepat dan lebih tepat daripada cara tradisional.
Lebih sedikit produk limbah :Bekerja pada peralatan yang lebih tua membuat pengendalian produk limbah menjadi sangat sulit. Keripik harus dibuang tepat waktu, yang membutuhkan lebih banyak usaha. Sebaliknya, teknologi permesinan non-tradisional tidak menghasilkan limbah atau menghasilkan sampah mikro yang mudah ditangani dan dibuang.
Alat tidak aus :Dalam prosedur pemesinan non-tradisional, tidak ada kontak antara pahat dan benda kerja, sehingga pahat tidak aus. Ini menghilangkan kemungkinan kegagalan pahat dan mencegah keausan pahat.
Kekurangan:
Terlepas dari keuntungan yang baik dari metode pemesinan non-konvensional, beberapa keterbatasan masih terjadi. Di bawah ini adalah kerugian dari proses pemesinan ini dalam berbagai aplikasinya.
Biaya awal yang tinggi :Karena terdiri dari banyak bagian listrik yang beroperasi di samping bagian mekanis, biaya awal untuk menyiapkan pabrik pemesinan non-tradisional lebih tinggi daripada pabrik pemesinan biasa. Perusahaan skala kecil dan rumahan tidak dapat menggunakannya karena hal ini.
Persyaratan daya tinggi :Pabrik pemesinan non-tradisional membutuhkan daya yang jauh lebih besar daripada pabrik pemesinan standar. Hal ini disebabkan kurangnya kontak antara pahat dan benda kerja, yang memerlukan penggunaan lebih banyak energi untuk memproses permukaan pahat.
Mekanisme kompleks :Proses pemesinan non-tradisional, berbeda dengan prosedur pemesinan biasa, memiliki mekanisme yang lebih canggih. Metode pemesinan non-tradisional membutuhkan operator yang cukup terampil untuk menangani prosedur yang terlibat. Jika pabrik gagal karena alasan apa pun, seorang profesional yang sangat terampil akan diminta untuk memperbaikinya.
Tingkat penghilangan logam yang lebih rendah :Jika dibandingkan dengan prosedur pemesinan standar, metode pemesinan non-tradisional memiliki tingkat penghilangan logam yang lebih rendah. Oleh karena itu, prosedur non-tradisional tidak cocok untuk produk skala besar.
Tidak sesuai untuk bahan lunak :Tindakan pemotongan metode pemesinan non-tradisional biasanya disebabkan oleh peningkatan suhu benda kerja secara lokal. Akibatnya, metode ini tidak tepat untuk memotong bahan lunak seperti karet atau plastik karena benda kerja akan terbakar.
Kesimpulan
Pemesinan non-tradisional, juga dikenal sebagai "pemesinan non-konvensional" atau "metode pemesinan modern," adalah metode pemesinan yang melibatkan penggunaan listrik, panas, cahaya, energi elektrokimia, energi kimia, energi suara, dan energi mekanik khusus untuk menghilangkan, merusak, mengubah sifat, atau bahan pelat. Metode pemesinan meliputi EDM, elektrolitik, laser, EBM, pemesinan berkas ion, dll. Itu saja untuk artikel ini, di mana definisi, aplikasi, karakteristik, jenis, cara kerja, kelebihan dan kekurangan metode pemesinan non-tradisional.
Saya harap Anda mendapatkan banyak dari membaca, jika demikian, silakan berbagi dengan siswa lain. Terima kasih telah membaca, sampai jumpa!