Pemesinan Konvensional vs. Non-Konvensional: Teknik, Aplikasi, dan Manfaat

Ada berbagai cara atau teknik pemesinan yang dikategorikan menjadi konvensional dan non-konvensional. Produksi atau manufaktur dapat didefinisikan sederhana sebagai proses penambahan nilai di mana bahan baku dengan utilitas dan nilai rendah dikonversi menjadi produk dengan utilitas dan nilai tinggi dengan dimensi, bentuk, dan finishing yang pasti yang memberikan kemampuan fungsional karena properti bahan yang tidak memadai dan ukuran, bentuk, dan finishing yang buruk atau tidak teratur.

Dalam artikel ini, Anda akan mengetahui jenis pemesinan konvensional dan non-konvensional serta operasinya.

Jenis proses pemesinan

Proses pemesinan dikategorikan menjadi dua; pemesinan konvensional dan non-konvensional.

Pemesinan konvensional:

Proses pemesinan konvensional adalah proses di mana pemesinan dilakukan dengan cara tradisional, yaitu tanpa menggunakan metode apa pun yang canggih. Akibatnya, metode pemesinan ini juga dikenal sebagai pemesinan tradisional. Alat potong tajam, seperti alat penyempit di mesin bubut untuk menyempit, digunakan dalam teknik ini untuk pemesinan. Berikut adalah jenis-jenis proses pemesinan konvensional:

Mesin Bubut

Mesin pemutaran logam horizontal, sering dikenal sebagai mesin bubut mesin, adalah yang paling penting dari semua alat mesin. Banyak prinsip mekanika intinya termasuk dalam desain alat mesin lainnya, menjadikannya bapak dari semua alat mesin lainnya. Mesin bubut mesin adalah alat mesin sederhana yang dapat digunakan untuk berbagai operasi termasuk pemutaran, permukaan, dan pemboran. Ini memutar dan membor dengan alat potong titik tunggal. Prosedur pemutaran mencakup pemutaran bentuk silinder lurus atau menyempit, lubang, bahu, dan baut ulir, serta permukaan datar pada ujung potongan silinder, dan melibatkan pemotongan logam ekstra dari diameter luar benda kerja dalam bentuk irisan. Sebagian besar operasi pembuatan lubang umum, seperti bor, bor dalam, reaming, bor berdiameter lebih besar, bor tengkorak, dan pembuatan ulir dengan alat titik tunggal atau sekrup, termasuk dalam operasi silinder internal.

Mesin Gerinda

Mesin gerinda menggunakan roda abrasif berputar, juga dikenal sebagai roda gerinda atau sabuk abrasif, untuk menghilangkan irisan mikro dari bagian logam. Penggerinda adalah yang paling tepat dari semua teknik pemesinan dasar. Item keras atau lunak digerinda ke toleransi plus atau minus 0,0001 inci menggunakan mesin gerinda modern (0,0025 milimeter). (1) silinder datar, (2) silinder internal, (3) tanpa pusat, (4) permukaan, (5) tangan bebas, (6) khusus, dan (7) mesin gerinda sabuk abrasif adalah beberapa jenis mesin gerinda yang paling umum.

Penggerus dan Penggerus Datar

Alat titik tunggal digunakan untuk memesin permukaan datar, lubang, bahu, T-slot, dan permukaan sudut selama operasi penggerusan dan perencanaan. Penggerus terbesar dapat memproses komponen hingga 36 inci panjang dan memiliki cakram pemotong 36 inci. Alat potong penggerus goyah-goyah, memotong pada gerakan maju dan secara otomatis memasukkan benda kerja menuju alat pada gerakan kembali. Mesin perencanaan mirip dengan penggerus; namun, mereka dapat menangani benda kerja yang lebih panjang. Beberapa perencana dapat memotong potongan sepanjang 50 kaki. Benda kerja diletakkan oleh meja bolak-balik yang memindahkannya di bawah alat pemotong. Setelah setiap gerakan pemotongan, alat ini, yang tetap diam selama gerakan pemotongan, secara otomatis memasuki benda kerja.

Mesin Frais

Dalam jenis proses pemesinan ini, benda kerja dimasukkan terhadap alat pemotong yang berputar yang disebut pemotong frais di mesin frais, yang memotong logam. Untuk berbagai operasi frais, pemotong dengan berbagai bentuk dan ukuran tersedia. Permukaan datar, lubang, bahu, permukaan miring, sisik burung, dan T-slot semuanya dipotong dengan mesin frais. Untuk memotong bentuk cekung dan lubang konveks, membundar sudut, dan memotong gigi gigi, berbagai pemotong gigi bentuk digunakan. Mesin frais hadir dalam berbagai gaya yang dapat dikategorikan sebagai berikut: (1) mesin lutut dan kolom standar, termasuk versi horizontal dan vertikal; (2) mesin jenis dasar atau manufaktur; dan (3) mesin frais khusus tujuan.

Mesin Bor

Mesin bor, juga dikenal sebagai bor tekan, menggunakan bor tulir untuk membuat lubang dalam logam. Mereka juga menggunakan berbagai alat potong lain untuk melakukan operasi pembuatan lubang dasar seperti reaming, bor dalam, bor berdiameter lebih besar, bor tengkorak, dan pembuatan ulir internal dengan alat pemotong ulir.

Pres

Pemotongan, pemotong cetak, pembentuk, tarik, lentur, taipa, koin, membesar, flanging, memerah, dan palu adalah beberapa operasi yang digunakan untuk membuat bagian logam. Semua operasi ini memerlukan pres yang memiliki ram yang dapat digerakkan yang dapat ditekan terhadap sandaran atau basis. Gravitasi, koneksi mekanis, sistem hidrolik atau pneumatik semuanya dapat digunakan untuk memberi daya pada ram yang bergerak.

Pemesinan non-konvensional:

Proses pemesinan tradisional didasarkan pada ide bahwa alat lebih keras dari benda kerja. Namun, beberapa bahan terlalu keras atau rapuh untuk diproses menggunakan proses tradisional. Misalnya, penggunaan alloy nikel dan titan yang sangat keras di mesin penerbangan telah memicu minat terhadap teknik pemesinan non-tradisional, terutama "metode listrik". Berikut adalah berbagai jenis teknik pemesinan non-konvensional:

Pemesinan Sinar Elektron (EBM)

Dalam setiap bahan, proses EBM digunakan untuk memotong lubang dan slot halus. Sinar elektron dengan kecepatan tinggi difokuskan pada benda kerja dalam ruang vakum. Ketika elektron bertabrakan dengan benda kerja, energi kinetik mereka dikonversi menjadi panas, yang menguapkan bagian kecil dari bahan. Karena tabrakan dengan molekul gas, elektron tidak menyebar dalam vakum. EBM dapat memotong lubang sekecil 0,001 inci (0,025 mm) diameter atau slot sempit 0,001 inci dalam bahan dengan tebal hingga 0,250 inci (6,25 milimeter). Di sektor semiconductor, EBM juga digunakan sebagai alternatif untuk metode produksi optik cahaya.

Pemesinan Discharge Listrik (EDM)

EDM adalah proses hancur materi listrik konduktif seperti logam keras atau karbida dengan mengarahkan discharge spark listrik frekuensi tinggi dari alat grafite atau logam lunak, yang berfungsi sebagai elektroda. Elektroda dan benda kerja diendapkan dalam cairan dielektrik, dan mekanisme pemeliharaan menjaga celah spark antara elektroda dan benda kerja sebesar 0,0005 hingga 0,020 inci (0,013 hingga 0,5 milimeter). Partikel dihilangkan saat discharge spark melelehkan atau menguapkan partikel kecil dari benda kerja, dan elektroda maju. Prosedur ini digunakan untuk memesin cetakan, cetakan, lubang, slot, dan rongga dengan bentuk apa pun. Akurat tetapi lambat.

Pemesinan Elektrokimia (ECM)

ECM mereplikasi elektroplating secara terbalik. Dalam proses ini, logam terlarut dari benda kerja dengan arus langsung pada tingkat yang dikontrol dalam sel elektrolitik. Benda kerja berfungsi sebagai anoda dan dipisahkan dari alat, yang berfungsi sebagai katoda, oleh celah sebesar 0,001 hingga 0,030 inci (0,025 hingga 0,75 milimeter). Elektrolit, yang biasanya larutan garam air, dicurahkan di seluruh celah antar-elektroda dengan tekanan, menghilangkan logam yang terlarut dari benda kerja. Anoda benda kerja diproses menjadi bentuk komplementer saat satu elektroda mendekati yang lain untuk menjaga jarak yang konsisten. Kekurangan aus alat dan kemampuan untuk memproses benda kerja yang lebih keras dengan alat katoda yang lebih lunak adalah dua keuntungan ECM. ECM digunakan di industri mesin penerbangan dan otomotif untuk membuang burr, bor lubang kecil, dan memesin palang turbin yang sangat keras, di antara hal lain.

Pemesinan Sinar Ion (IBM)

Aliran atom terisi (ion) gas inerte, seperti argon, dipercepat dengan energi tinggi dalam vakum dan diarahkan pada benda kerja padat dalam IBM. Dengan menyerahkan energi dan momentum ke atom di permukaan item, sinar menghapus atom dari benda kerja. Ketika atom bertabrakan dengan klaster atom pada benda kerja, antara 0,1 hingga 10 atom terlepas dari materi benda kerja. IBM digunakan di industri semiconductor dan produksi lensa asferik karena memungkinkan pemesinan presisi hampir pada semua bahan. Membuat tekstur permukaan untuk meningkatkan adhesi, menghasilkan permukaan atomik bersih pada perangkat seperti cermin laser, dan mengubah tebal lapisan tipis adalah semua contoh bagaimana teknologi ini digunakan.

Pemesinan Laser (LM)

LM adalah teknik untuk memotong logam atau bahan refraktori yang melibatkan melelehkan dan menguapkan bahan dengan sinar laser intens. Bor dengan laser digunakan untuk memotong lubang mikro (0,005 hingga 0,05 inci [0,13 hingga 1,3 milimeter]) dalam bahan yang terlalu keras untuk diproses menggunakan metode standar, meskipun hal ini borak energi karena bahan harus dilelehkan dan diuapkan untuk dihilangkan. Pemotong laser berlian untuk digunakan sebagai cetak untuk menarik kawat adalah aplikasi populer. Bor dan pemotongan keramik dan substrat untuk sirkuit terpadu juga dilakukan menggunakan laser, dan industri penerbangan menggunakan laser terkontrol CNC untuk memotong profil dan bor lubang pada bagian mesin.

Pemesinan Arc Plasma (PAM)

PAM adalah teknik lampu arc plasma, atau lampu arc gas inerte tungsten, untuk memotong logam. Lampu memancarkan jet gas ionis berkecepatan tinggi bersuhu tinggi (plasma) yang memotong melalui benda kerja dengan melelehkan dan memindahkan bahan. Zona plasma dapat mencapai suhu 20.000° hingga 50.000° F (11.000° hingga 28.000° C). Sebagian besar logam, termasuk yang tidak dapat dipotong dengan sukses dengan lampu oksiasetilen, dapat dipotong dengan metode ini. Teknik PAM telah digunakan untuk memotong alloy aluminium hingga enam inci (15 sentimeter) tebal dan stainless steel hingga empat inci (10 sentimeter) tebal menggunakan lampu beban berat. Pemotong profil plat datar, pemotong lubang stainless steel, dan pemutaran logam keras besar pada mesin bubut adalah semua aplikasi untuk prosedur ini.

Metode lain dari proses pemesinan non-konvensional meliputi:

Pemesinan Ultrasonik (USM)

Dalam USM, bahan dihilangkan dari benda kerja dengan getarkan partikel abrasif dalam slurr air yang beredar melalui ruang sempit antara alat bergetar dan benda kerja pada frekuensi tinggi. Alat, yang dibentuk seperti rongga yang akan dibuat, goyah pada 19.000 hingga 40.000 hertz dengan amplitase sekitar 0,0005 hingga 0,0025 inci (0,013 hingga 0,062 milimeter) (siklus per detik). Alat menghilangkan bahan dengan getarkan butir abrasif terhadap permukaan benda kerja. Pemesinan ultrasonik umumnya digunakan untuk memotong bahan keras dan rapuh yang mungkin atau mungkin tidak menjadi konduktor atau isolator listrik.

Pemotongan bahan semiconductor (seperti germanium), ukir, bor lubang halus dalam kaca, dan pemesinan keramik dan batu permata adalah semua aplikasi USM yang sering. Bor tulir ultrasonik adalah versi modifikasi dari prosedur di mana alat ultrasonik diputar terhadap benda kerja tanpa memerlukan slurr abrasif. Jenis USM ini telah membuat lubang sekecil 80 mikrometer.

Pemesinan Kimia (CHM)

Dengan menggunakan tindakan kimia yang dikontrol, teknik nonlistrik ini menghilangkan logam dari lokasi tertentu atau umum. Untuk melindungi tempat yang tidak perlu dihapus, pita masking dapat digunakan. Prosedur mirip dengan yang digunakan untuk membuat cetak logam dan plak ukir. Pemotong cetak kimia, yang digunakan untuk memotong blank komponen logam tipis, dan gerinda kimia, yang digunakan untuk menghilangkan logam dari bagian yang dipilih atau seluruh bagian logam, adalah dua jenis teknik pemesinan kimia.

Pemesinan Fotokimia (PCM)

PCM adalah cabang dari CHM yang menggunakan kombinasi teknik foto dan etsa kimia untuk membuat komponen dan perangkat dalam berbagai logam, terutama stainless steel.

Pemesinan Jet Air

Air ditembakkan melalui nozzle kecil dengan tekanan sangat tinggi untuk memotong bahan termasuk polimer, bangunan, dan kertas dalam proses pemesinan jet air. Pemesinan jet air memiliki beberapa kelebihan dibandingkan metode lain: tidak menghasilkan panas, benda kerja tidak merubah bentuk selama pemesinan, proses dapat dimulai di mana saja pada benda kerja, tidak ada persiapan pra-pemesinan yang diperlukan, dan prosedur menghasilkan burr minimal. Untuk meningkatkan kecepatan pengurangan bahan, abrasif kadang-kadang ditambahkan ke air, terutama dalam operasi finishing. Saat menggunakan pendekatan ini, industri offshore menggunakan air laut sebagai cairan kerja.

Itu saja untuk artikel ini di mana berbagai jenis proses pemesinan konvensional dan non-konvensional dibahas. Saya harap Anda mendapat banyak manfaat dari pembacaan, jika iya, silakan bagikan dengan siswa lain. Terima kasih telah membaca, sampai jumpa!