Menguasai Pemesinan Non-Konvensional: Teknik Lanjutan & Aplikasi

Pemesinan non-konvensional, juga dikenal sebagai “pemesinan non-konvensional” atau “metode pemesinan modern,” adalah metode pemesinan yang melibatkan penggunaan listrik, panas, cahaya, energi elektrokimia, energi kimia, energi bunyi, dan energi mekanik khusus untuk menghapus, merusak, mengubah properti, atau plating bahan.

Pemboran, borong, pemotongan, pemotongan, dan proses pemesinan konvensional lainnya dilakukan dengan alat tradisional dengan tepi pemotongan. Metode pemesinan tradisional ini telah usang seiring perkembangan teknologi dan waktu, meskipun merupakan fondasi proses pemesinan.

Dalam artikel ini, Anda akan mengetahui definisi, aplikasi, diagram, karakteristik, tipe, kerja, keuntungan, dan kerugian proses pemesinan non-konvensional.

Apa itu pemesinan non-konvensional?

Metode Pemesinan Non-Konvensional adalah teknik canggih untuk mengatasi kelemahan pemesinan tradisional. Pemesinan Ultrasonik, Pemesinan Sinar Laser, Pemesinan Air Jet, Pemesinan Air Jet Abrasif, Pemesinan Sinar Elektron, dan lainnya adalah contoh proses pemesinan ini.

Saat suatu item diproduksi dengan bantuan teknologi modern, dikenal sebagai proses pemesinan non-konvensional, non-tradisional, atau modern. Teknik ini dapat digunakan untuk memesin objek rumit, permukaan mikro, dan kekakuan rendah yang terbuat dari bahan logam atau non-logam dengan kekerasan, kekuatan, ketahanan, atau kerapuhan apa pun. Beberapa teknologi untuk superfinishing, finishing cermin, dan pemesinan skala nano (atomik) semuanya dapat digunakan secara bersamaan.

Aplikasi

Aplikasi pemesinan non-konvensional sangat luas karena ada berbagai tipe yang cocok untuk aplikasi spesifik. Di bawah ini adalah beberapa area di mana metode pemesinan ini digunakan.

Beberapa proses pemesinan digunakan untuk memesin cetakan dan bagian dengan lubang dan ruang berupa kompleks. Digunakan untuk memesin bahan dengan properti bahan yang berbeda baik keras atau rapuh seperti logam keras dan steel keras. Pemesinan non-konvensional digunakan untuk membuat lubang halus dalam, lubang berupa, lubang dalam, celah sempit, dan pemotongan irisan tipis.

• Dalam hal yang sama seperti prosedur pemesinan non-konvensional digunakan untuk memotong permukaan keras, metode pemesinan non-konvensional digunakan untuk merancang cetakan. Metode pemesinan non-konvensional dapat digunakan untuk memproses beberapa logam keras yang tidak dapat dipesin dengan prosedur biasa.
• Untuk pemboran lubang dengan diameter sangat kecil di nozzle sistem injeksi bahan bakar, metode non-konvensional juga digunakan di industri otomotif. Metode pemesinan non-konvensional juga dapat digunakan untuk memesin gear.
• Untuk memesin desain rumit pada lembaran logam tipis, banyak proses pemesinan non-konvensional, seperti Pemesinan Sinar Laser, digunakan.
• Untuk memotong bahan rapuh seperti kaca, keramik, dan kuarsa, prosedur pemesinan non-konvensional seperti Pemesinan Jet Abrasif dapat digunakan.
• Proses pemesinan non-konvensional dapat digunakan untuk memesin alat pemotong.
• Pemesinan modern penting di industri penerbangan luar angkasa karena digunakan untuk menciptakan bagian pesawat yang kompleks.

Karakteristik

Di bawah ini adalah beberapa karakteristik proses pemesinan non-konvensional:

1. Bahan alat dapat memiliki kekerasan yang jauh lebih rendah dari bahan workpiece
2. Energi seperti energi listrik, energi elektrokimia, energi bunyi, atau energi cahaya dapat digunakan untuk memproses bahan secara langsung.
3. Selama pemesinan, gaya mekanis tidak terlihat, dan workpiece jarang menunjukkan deformasi mekanis dan termal, keduanya bermanfaat untuk meningkatkan akurasi pemesinan dan kualitas permukaan workpiece.
4. Berbagai metode dapat dipilih digabungkan untuk menciptakan metode proses baru, meningkatkan efisiensi produksi dan presisi pemesinan secara signifikan.
5. Hampir setiap sumber energi baru membuka kemungkinan metode pemesinan non-konvensional baru.

Tipe proses pemesinan non-konvensional

Di bawah ini adalah berbagai metode proses pemesinan non-konvensional:

Pemesinan letrik listrik (EDM):

EDM, juga dikenal sebagai pemesinan letrik atau pemesinan erosi elektro, adalah teknologi pemesinan non-konvensional untuk menguraikan bahan konduktif menggunakan erosi listrik yang disebabkan oleh letrik letrik antara dua kutub yang terendam dalam cairan kerja. Alat dasar yang digunakan untuk proses ini adalah mesin alat letrik listrik. Di bawah ini adalah beberapa fitur pemesinan letrik listrik:

• Pemesinan tanpa gaya pemotong;
• Tidak ada cacat seperti burr, tanda alat, celah, dll.
• Dapat memproses bahan yang sulit dipotong dengan metode pemesinan konvensional dan workpiece berupa kompleks
• Bahan elektrode alat tidak perlu lebih keras dari bahan workpiece;
• Otomatisasi sederhana saat menggunakan listrik pemesinan;
• Dalam beberapa aplikasi, lapisan metamorph yang terbentuk di permukaan setelah perawatan perlu dihapus lebih lanjut.
• Sulit untuk menangani polusi asap yang dihasilkan selama pemurnian dan pemrosesan cairan kerja

Aplikasi:

Di bawah ini adalah aplikasi proses pemesinan non-konvensional:

• Pemesinan lubang dan ruang berupa kompleks dalam cetakan dan bagian;
• Berbagai bahan keras dan rapuh, seperti logam keras dan steel keras, dapat dipesin.
• Pemrosesan lubang dalam halus, lubang berkelok, lubang dalam, celah sempit, dan irisan tipis, di antaranya
• Alat pemotong dan pengukur seperti alat pemotong, piring contoh, dan lingkar baut dapat dipesin.

Diagram EDM:

Pemesinan elektrolit:

Workpiece dipesin menjadi bentuk dan ukuran tertentu berdasarkan prinsip pelarutan anoda dalam proses elektrolit dan dengan bantuan katod yang dibentuk. Pemesinan elektrolit menawarkan manfaat besar untuk bahan yang sulit dipesin, bentuk yang kompleks, dan produk dinding tipis. Rifling tabung senjata api, bilah, impeller integral, cetakan, lubang dan bagian berupa, pemotongan, dan deburring adalah semua contoh pemesinan elektrolit. Teknik pemesinan elektrolit telah memainkan peran yang signifikan, jika tidak dapat digantikan, dalam pemesinan banyak produk.

Keuntungan:

• Rentang layanan pemesinan yang luas. Pemesinan elektrokimia dapat merawat hampir semua bahan konduktif tanpa mengorbankan kualitas mekanis atau fisik seperti kekuatan, kekerasan, atau ketahanan, dan struktur metalografi bahan sebagian besar tidak terpengaruh setelah pemesinan. Sering digunakan untuk memesin logam keras, logam suhu tinggi, steel keras, stainless steel, dan bahan lain yang sulit dipesin.
• Laju manufaktur tinggi
• Kualitas pemesinan yang sangat baik, terutama pada permukaan.
• Dapat digunakan untuk memesin bagian yang dapat diubah dan dinding tipis.
• Selama proses pemesinan elektrokimia, tidak ada kontak antara alat dan workpiece, tidak ada gaya pemotong mekanis, tidak ada stres dan deformasi sisa, tidak ada burr dan flashing.

Kerugian:

• Akurasi pemesinan dan laju pemesinan rendah.
• Pemesinan mahal. Semakin tinggi biaya tambahan per item, semakin kecil jumlah batch.

Diagram pemesinan elektrolit:

Pemesinan laser

Untuk mencapai pemesinan, laser menggunakan energi cahaya untuk mencapai densitas energi tinggi pada titik fokus setelah difokuskan oleh lensa, melelehkan atau menguapkan bahan, dan menghapusnya dalam waktu yang sangat singkat. Pemesinan laser memberikan keuntungan pemborosan bahan yang berkurang, efek biaya yang terlihat dalam manufaktur skala besar, dan fleksibilitas tinggi terhadap objek pemotongan. Teknologi laser sebagian besar digunakan di Eropa untuk melas bahan unik seperti badan kendaraan bermotor kelas tinggi dan dasar, sayap pesawat, dan fuselage pesawat luar angkasa.

Las welding, laser cutting, modifikasi permukaan, laser marking, laser drilling, micro-machining dan photochemical deposition, stereolithography, laser etching, dan metode pemesinan laser lainnya adalah aplikasi yang paling sering digunakan.

Diagram pemesinan laser:

Pemesinan sinar elektron

Pemesinan bahan menggunakan efek termal atau ionisasi dari sinar elektron konvergen berenergi tinggi dikenal sebagai pemesinan sinar elektron (EBM). Densitas energi tinggi, penetrasi yang kuat, rentang kelemahan pelehuran satu kali yang luas, rasio lebar las yang besar, kecepatan las yang cepat, zona dampak termal yang kecil, dan deformasi operasi yang kecil adalah semua keuntungan.

Bahan pemesinan untuk pemesinan sinar elektron beragam, dan area pemotongan dapat sangat kecil. Akurasi pemesinan dapat diukur dalam nanometer, memungkinkan pemesinan molekuler atau atomik. Produktivitas signifikan; pemesinan menghasilkan sedikit polusi, tetapi biaya peralatan pemesinan tinggi. Dapat digunakan untuk membuat lubang mikro, celah kecil, dan bentuk rumit lainnya. Juga dapat digunakan untuk litografi halus dan las. Penggunaan utama pemesinan sinar elektron di industri manufaktur mobil adalah teknologi las sinar elektron vakum shell jembatan.

Pemesinan sinar ion

Dalam kondisi vakum, pemesinan sinar ion dilakukan dengan mempercepat dan mengkonsentrasikan aliran ion yang dihasilkan oleh sumber ion ke permukaan workpiece. Efek pemesinan dapat diatur dengan sempurna berkat pengaturan yang tepat dari densitas aliran ion dan energi ion, memungkinkan pemesinan ultra-presisi pada tingkat nanometer, molekuler, dan atomik. Pemesinan sinar ion menciptakan polusi lebih sedikit, stres dan deformasi yang sedikit, dan fleksibel terhadap bahan yang diproses, tetapi dengan biaya yang signifikan.

Pemesinan sinar ion dapat digunakan dalam dua tahap; etching dan coating.

• Etching pemesinan: Ion etching digunakan untuk memesin bearing udara giroskop dan lubang pada motor tekanan dinamis dengan resolusi, presisi, dan repeatabilitas tinggi. Etching grafis presisi tinggi, seperti sirkuit terpadu, perangkat optoelektronik, dan perangkat optik terpadu, adalah aplikasi lain dari ion beam etching. Ion beam etching juga digunakan untuk menipiskan bahan untuk membuat spesimen untuk mikroskop elektron transmisi.
• Ion beam coating pemesinan: Ada dua tipe ion beam coating pemesinan: sputtering deposition dan ion plating. Film logam atau non-logam dapat di-plate pada permukaan logam atau non-logam, dan berbagai logam paduan, senyawa, atau bahan sintetis tertentu, bahan semiconductor, dan bahan titik leleh tinggi juga dapat di-plate dengan lapisan ionik. Coating pelapis pelumas, pelapis tahan panas, pelapis tahan aus, pelapis dekoratif, dan pelapis listrik dengan teknik pelapis ion beam mungkin.

Pemesinan arc plasma

Pemesinan arc plasma adalah teknologi pemesinan non-konvensional yang menggunakan energi panas arc plasma untuk memotong, melas, dan spraying logam atau non-logam. Ini dapat melas foil dan lembar tipis dan memiliki efek keyhole, memungkinkan las satu sisi dan forming bebas dua sisi. Arc plasma memiliki densitas energi tinggi, suhu kolom arc yang tinggi, dan kemampuan penetrasi yang tinggi. Untuk steel tebal 10-12 mm, tidak diperlukan bevelling, dan penetrasi las lengkap serta forming dua sisi dapat dicapai dalam satu langkah, dengan kecepatan las yang cepat, produktivitas tinggi, dan deformasi stres minimal. Karena peralatan rumit dan menggunakan banyak gas, hanya cocok untuk las dalam ruangan.

Digunakan secara luas dalam produksi industri, terutama untuk melas tembaga dan paduan tembaga, titan dan paduan titan, steel paduan, stainless steel, dan molibdenum dalam aplikasi militer dan teknologi industri canggih seperti penerbangan luar angkasa, di mana shell paduan titan missile dan wadah tipis pesawat digunakan.

Pemesinan ultrasonik

Dengan menggunakan frekuensi ultrasonik sebagai alat untuk getaran amplitudo kecil dan pukulan pada permukaan yang diperlakukan oleh abrasif bebas dalam cairan di antaranya dan workpiece, pemesinan ultrasonik menyebabkan permukaan workpiece secara bertahap pecah. Piercing, pemotongan, las, nesting, dan polishing adalah semua aplikasi umum untuk pemesinan ultrasonik. Dapat memesin semua bahan, tetapi sangat cocok untuk memotong berbagai bahan non-konduktif keras dan rapuh dengan presisi tinggi dan kualitas permukaan luar biasa, tetapi pada laju rendah.
Perforasi (termasuk lubang bundar, lubang berupa, dan lubang berkelok, di antaranya), pemotongan, slotting, nesting, ukiran berbagai bahan keras dan rapuh, seperti kaca, kuarsa, keramik, silikon, germanium, ferrite, batu permata, dan batu jade, deburring bagian kecil secara massal, polishing permukaan cetakan, dan pengaturan roda gerinda adalah semua contoh pemesinan ultrasonik.

Pemesinan kimia

Untuk mendapatkan bentuk, ukuran, atau permukaan workpiece yang diinginkan, pemesinan kimia menggunakan larutan asam, alkali, atau garam untuk merosot atau melarutkan bahan bagian. Metode pemesinan ini ideal untuk menipiskan area luas dan memotong lubang yang rumit dalam objek dinding tipis. Cocok untuk pemesinan area luas dan dapat memproses banyak bagian sekaligus; dapat memproses semua bahan logam yang dapat dipotong, bebas dari kekerasan dan kekuatan. Tanpa tekanan, retakan, atau burr, kekasaran permukaan mencapai Ra1.252.5m, mudah digunakan, tidak dapat digunakan untuk memesin slot atau lubang sempit, dan tidak cocok untuk menghilangkan kekurangan seperti kekasaran permukaan dan goresan.

Rapid Prototyping

Teknologi CAD/CAM modern, teknologi laser, teknologi kontrol numerik komputer, teknologi servo presisi, dan teknologi bahan baru semuanya digunakan untuk mengembangkan dan menggabungkan teknologi RP. Karena bahan pembentukan berbeda, beberapa sistem prototipe cepat memiliki prinsip pembentukan dan fitur sistem yang berbeda. Namun, teknik dasar tetap sama: “manufaktur dengan lapisan, menumpuk lapisan demi lapisan.” Ini mirip dengan prosedur integrasi dalam matematika. Dari segi penampilan, teknologi prototipe cepat mirip dengan “printer 3d.”

Ini dapat menerima data desain produk (CAD) secara langsung dan menghasilkan sampel produk baru, cetakan, atau model dengan cepat tanpa perlu cetakan, pemotong, atau fixture. Akibatnya, adopsi dan penerapan teknologi RP yang luas dapat secara signifikan mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk mengembangkan produk baru, menghemat biaya pengembangan, dan meningkatkan kualitas pengembangan. Ini adalah signifikansi revolusioner teknologi RP bagi bisnis manufaktur, dari teknik “eliminasi” tradisional hingga “metode pertumbuhan” saat ini, dari produksi cetakan hingga manufaktur bebas cetakan. Teknologi prototipe cepat dapat digunakan dalam berbagai industri, termasuk penerbangan, penerbangan luar angkasa, otomotif, komunikasi, perawatan kesehatan, elektronik, peralatan rumah tangga, mainan, peralatan militer, model industri (skulptur), model bangunan, dan manufaktur mesin.

Tonton video di bawah ini untuk mempelajari lebih lanjut tentang proses pemesinan non-konvensional:

Keuntungan dan kerugian metode pemesinan non-tradisional

Keuntungan:

Di bawah ini adalah manfaat metode pemesinan non-tradisional dalam aplikasi yang berbeda.

Akurasi tinggi: Akurasi adalah perhatian utama untuk perusahaan saat ini, baik kecil maupun besar. Ketika dibandingkan dengan item yang dibuat dengan cara pemesinan non-tradisional, metode pemesinan konvensional menghasilkan hasil yang kurang akurat. Akibat akurasi yang tinggi, pemesinan non-konvensional cocok untuk zaman modern dan dapat digunakan untuk mengganti teknik pemesinan tradisional.

Kebisingan rendah: Karena proses pemesinan non-konvensional adalah pengganti yang lebih baik untuk metode pemesinan tradisional, mereka membantu mengurangi polusi kebisingan di lingkungan sekitar. Karena prosesnya diam, beberapa pabrik pemesinan non-konvensional dapat berlokasi di area perumahan.

Produksi tinggi: Ketika dibandingkan dengan prosedur pemesinan tradisional, metode pemesinan modern atau non-konvensional mempromosikan tingkat output yang tinggi. Ini karena pendekatan non-tradisional berfungsi lebih cepat dan lebih presisi dari cara tradisional.

Produk limbah lebih sedikit: Bekerja dengan peralatan lama membuat kontrol produk limbah sangat sulit. Chip harus dibuang tepat waktu, yang memerlukan lebih banyak upaya. Sementara itu, teknologi pemesinan non-konvensional, tidak menghasilkan limbah atau menghasilkan sampah mikro yang mudah ditangani dan dibuang.

Tidak ada aus pada alat: Dalam prosedur pemesinan non-konvensional, tidak ada kontak antara alat dan workpiece, sehingga tidak ada aus alat. Ini menghilangkan kemungkinan kegagalan alat dan mencegah aus dan aus alat.

Kerugian:

Meski memiliki keuntungan yang baik dari metode pemesinan non-konvensional, beberapa keterbatasan masih terjadi. Di bawah ini adalah kerugian proses pemesinan ini dalam aplikasi yang berbeda.

Biaya awal tinggi: Karena terdiri dari banyak komponen listrik yang bekerja bersama dengan komponen mekanis, biaya awal untuk mendirikan pabrik pemesinan non-konvensional lebih tinggi dari pabrik pemesinan konvensional. Perusahaan skala kecil dan rumah tangga tidak dapat menggunakannya karena hal ini.

Persyaratan daya tinggi: Pabrik pemesinan non-konvensional memerlukan daya yang jauh lebih besar dari pabrik pemesinan standar. Ini karena tidak ada kontak antara alat dan workpiece, yang memerlukan penggunaan lebih banyak energi untuk memproses permukaan alat.

Mekanisme kompleks: Proses pemesinan non-konvensional, berlawanan dengan prosedur pemesinan konvensional, memiliki mekanisme yang lebih canggih. Metode pemesinan non-konvensional memerlukan operator cukup terampil untuk menangani prosedur yang terlibat. Jika pabrik gagal karena alasan apa pun, seorang profesional yang sangat terampil akan diperlukan untuk memperbaikinya.

Laju penghapusan logam lebih rendah: Ketika dibandingkan dengan prosedur pemesinan standar, metode pemesinan non-konvensional memiliki laju penghapusan logam yang lebih rendah. Pendekatan non-tradisional oleh karena itu tidak cocok untuk produk skala besar.

Tidak cocok untuk bahan lunak: Tindakan pemotong metode pemesinan non-konvensional biasanya disebabkan oleh peningkatan lokal suhu workpiece. Akibatnya, metode ini tidak cocok untuk memotong bahan lunak seperti karet atau plastik karena workpiece akan terbakar.

Kesimpulan

Pemesinan non-konvensional, juga dikenal sebagai “pemesinan non-konvensional” atau “metode pemesinan modern,” adalah metode pemesinan yang melibatkan penggunaan listrik, panas, cahaya, energi elektrokimia, energi kimia, energi bunyi, dan energi mekanik khusus untuk menghapus, merusak, mengubah properti, atau plating bahan. Metode pemesinan ini meliputi EDM, elektrolit, laser, EBM, pemesinan sinar ion, dll. Itulah semua untuk artikel ini, di mana definisi, aplikasi, karakteristik, tipe, kerja, keuntungan dan kerugian metode pemesinan non-tradisional dibahas.

Saya harap Anda mendapat banyak dari pembacaannya, jika demikian, silakan bagikan dengan siswa lain. Terima kasih telah membaca, sampai jumpa!