Dasar Proses Pemesinan

Pengecoran (CASTING)

 Pengecoran (casting) adalah suatu proses penuangan material cair seperti logam atau plastik yang dimasukan ke dalam cetakan, kemudian dibiarkan membeku di dalam cetakan tersebut, dan kemudian dikeluarkan atau dipecah-pecah untuk dijadikan komponen mesin

 Proses pengecoran dibagi dua expandable (dapat diperluas) dan Nonexpandable (tidak dapat diperluas).

Pembuatan Cetakan Manual

Pengolahan Pasir Cetak

• Penggilingan Pasir
• Pencampuran Pasir
• Pengayakan
• Pemisahan Magnetis
• Pendinginan Pasir

Pengecoran Cetakan Ekspandable (Expandable Mold Casting)

 Expandable mold casting adalah sebuah klasifikasi generik yang melibatkan pasir, plastik, tempurung, gips, dan investment molding (teknik lost-wax). Metode ini melibatkan penggunaan cetakan sementara dan cetakan sekali pakai.

Pengecoran Dengan Pasir (SAND CASTING)

Pengecoran Dengan Gips (PLASTER CASTING)

 Pengecoran dengan gips hampir sama dengan pengecoran dengan pasir kecuali pada bagian gips diubah dengan pasir. Campuran gips pada dasarnya terdiri dari 70-80% gipsum dan 20-30% penguat gipsum dan air.

Pengecoran Gips, Betton, atau Plastik Resin

 Menggunakan pengecoran beton, bukan pengecoran gips, memungkinkan kita untuk membuat ukiran, pancuran air, atau tempat duduk luar ruangan. Selanjutnya adalah membuat meja cuci (washstands) yang menarik, washstands dan shower stalls dengan perpaduan beraneka ragam warna akan menghasilkan pola yang menarik seperti yang tampak pada kelereng/ravertine.

Pengecoran Sentrifugal (CENTRIFUGAL CASTING)

 Pengecoran sentrifugal membentuk dayanya sendiri menggunakan cetakan pasir yang diputar dengan kecepatan konstan.

DIE CASTING

 Die casting adalah proses pencetakan logam dengan menggunakan penekanan yang sangat tinggi pada suhu rendah.

Salah satu produk die casting

Kecepatan Pendinginan

 Kecepatan di saat pendinginan cor mempengaruhi properti, kualitas dan mikrostrukturnya. Kecepatan pendingin sangat dikontrol oleh media cetakan.

Mengenal Proses Pemesinan

Proses Pemesinan

Proses pemesinan = Proses pemotongan logam ini,

• Proses pemotongan dengan mesin pres
• Proses pemotongan konvensional dengan mesin perkakas
• Proses pemotongan nonkonvensional.

Proses pemotongan dengan menggunakan mesin pres : penggunting (shearing), pengepresan (pressing) dan penarikan (drawing, elongating).

Proses pemotongan konvensional dengan mesin perkakas meliputi proses bubut (turning), proses frais (milling), dan sekrap (shaping).

Proses pemotongan nonkonvensional contohnya dengan mesin EDM (Electrical Discharge Machining) dan wire cutting.

Beberapa proses pemesinan :
1. Bubut (Tuming/Lathe)
2. Frais (Milling)
3. Sekrap (Planning, Shaping)
4. Gurdi (Drilling)
5. Gerinda (Grinding)
6. Bor (Boring)
7. Pelubang (Punching Press)
8. Gerinda Permukaan (Surface Grinding)

Pembentukan Beram (CHIPS FORMATION)

Jenis-jenis dan bentuk beram proses pemesinan pada saat mulai terbentuk.

Beberapa bentuk beram hasil proses pemesinan

Dua dimensi terbentuknya beram (chips)

Daerah pemotongan yang digambarkan dengan garis-garis arusnya. Ketika bahan benda kerja bergerak dari material yang utuh ke daerah geser, kemudian terpotong, dan selanjutnya menjadi beram.

Gambar sketmatis terbentuknya beram yang dianalogikan dengan pergeseran setumpuk kartu.

Proses Pengerjan Panas

Pengerolan (Rolling)

Batang baja yang membara, diubah bentuknya menjadi produk berguna melalui pengerolan.

Penempaan (Forging)

Penempaan palu, penempaan timpa, penempaan upset, penempaan tekan, dan penempaan rol. Salah satu akibat dari proses pengolahan adalah penghalusan butir yang disebabkan rekristalisasi.

Sekian dari saya kurang lebih mohon maaf artikel tentang Dasar Proses Pemesinan ini.

Pembuatan/Pengerjaan Kaca (Glass Working)

Glass Working

• Tipe dasar keramik : Keramik tradisional, modern, dan glass.
• Struktur material glass : noncrystalline (vitreous)
• Thapan Proses glass working :

Sejarah glass

• Produk glass tertua dibuat tahun 2500 SM ditemukan di Mesopotamia dan Mesir berbentuk ukiran dari glass padat.
• Cangkir dengan teknik penuangan glass cair panas digunakan hingga tahun 200 SM. Kemudian berkembang dengan penggunaan pipa tiup (blow pipe).
• Glass blowing pertama digunakan di Babylon kemudian Romawi. Menggunakan pipa besi panjang dengan satu sisi untuk mulut meniup dan sisi lainnya untuk pemegang glass cair.
• Masyarakat Romawi sangat ahli dalam menggunakan campuran oksida metal sehingga menghasilkan glass berwarna yang indah (contoh jendela katedral/gereja abad pertengahan di Italy dan Eropa).
• Sistem otomasi glass blowing sekarang digunakan untuk produk massal seperti botol dan bola lampu.

Material glass

• Kandungan utama : silica (SiO₂), di dapat dari butiran mineral pada batuan pasir dan pasir silika. Secara alami butiran bermuatan kristal, tetapi ketika melebur dan dingin berbentuk silika vitreous.
• Silika glass memiliki koefisien muai panas sangat rendah sehingga sangat tahan terhadap thermal shock (digunakan sebagai tabung glass lab).

Fungsi material tambahan :
-  Sebagai fluks selama pemanasan
-  Menambah cair molten glass selama proses
-  Mencegah kristalisasi dari bentuk dasar gelas
-  Mengurangi muai panas pada produk jadi
-  Meningkatkan daya tahan kimia terhadap keasaman atau air
-  Menambah warna pada glass
-  Mengubah tingkat pemantulan untuk aplikasi optik (misal lensa).

Produk glass :

• Window glass (misal : kaca jendela)
• Containers (misal : botol)
• Light Bulb Glass (misal : bola lampu, gelas minum)
• Laboratory Glassware (misal : tabung glass, pipet, preparat)
• Glass Fibers (misal : plastik fiber gelas, insulation wool, fiber optik)
• Optical Glasses (misal : lensa kacamata, kamera, mikroskop).

Rata-rata Komposisi Kimia (%) Berapa Produk Glass :

Glass Ceramics

•  Material keramik yang diproduksi dengan mengkonversi glass ke struktur policrystalline melalui heat treatment.
•  Ukuran butiran 0,1 - 1,0 μm (jauh lebih kecil dari keramik konvensional) membuat campuran ini lebih kuat dari glass lainnya.
•  Karena struktur kristlanya, umumnya berwarna abu-abu/putih.
•  Keunggulan :
 - Efisiensi proses saat kondisi glassy
 - Ukuran yang akurat dan presisitir
 - Sifat fisik dan mekanis yang baik (lebih kuat dari glass, tidak ada porosity, koef, muai panas rendah, tahan terhadap termal shock) untuk perlatan masak, heat exchangers, computer memory disk.

Persiapan dan peleburan bahan baku (Raw Materials Preparation and Melting)

•  Material (utama) glass : silica (SiO₂) di dapat dari bantuan alami di pasir.
•  Dibersihkan dari material ikutan seperti : tanah liat dan mineral (penyebab timbulnya warna yang tidak diiginkan).
•  Material pasir diklasifikasikan berdasarkan ukuran butir 0,1- 0,6 mm
•  Material (tambahan) glass : soda ash (Na₂O), limestone (CaO), alumunium oksida, potasium (K₂O). kadang di tambahkan glass daur ulang (untuk aplikasi modern proporsi s/d 100%).

Tipe Glass Melting Furnaces :

a.  Pot furnaces :
Pot keramik kapasitas terbatas, peleburan terjadi akibat pemanasan pada dinding pot.

b.  Day tanks :
Tangki dengan kapasitas lebih besar untuk produksi batch, peleburan terjadi akibat pembakaran bahan bakar pada charge (batch material awal yang akan di lebur).

c.  Continuous tank furnaces :
Tangki peleburan panjang dimana bahan baku diumpan di satu sisi tangki dan melebur saat bergerak ke sisi lainnya. Glass cair dialirkan untuk produksi yang tinggi.

d. Electric furnaces :
Variasi desain dapur untuk rata-rata jumlah produksi dengan rentang yang luas.

Peleburan glass :

•  Temperatur peleburan : 1500⁰ - 1600⁰ C (2700⁰ - 2900⁰ F)
•  Siklus peleburan memerlukan 24 - 48 jam untuk :
- Semua butiran pasir menjadi cair
- Cairan glass tersaring
- Pendinginan hingga pada temperatur kerja (tergantung kekentalan yang di perlukan untuk pembentukannya).

Proses Pembentukan Glass

Berdasarkan jenis produk terbagi menjadi :

• Proses diskrit untuk produk per-unit, seperti : botol, bola lampu, dll.
• Proses kontinu untuk glass datar/ rata, seperti : lab dan lampu TL).
• Proses pembuatan fiber, seperti : untuk insulasi, komposit fiberglass, fiber optik.

1.  Proses Produk Per-unit (Shaping of piece Ware)

•  Casting :
      Penuangan cairan glass ke dalam mold dan didinginkan sangat perlahan (seperti lensa astronomi, kaca cermin), untuk finishing produk di lapping dan polishing. Jarang digunakan karena beresiko internal stresses, retak kental (tidak mudah mengalir pada celah mold yang sempit). Untuk lensa kecil umumnya digunakan proses pressing.

•  Spinning :
      Seperti centrifugal casting pada metal, untuk berbentuk kerucut (misal : bagian belakan tabung sinar katode TV/PC, bagian depan monitor dirakit kemudian).

•  Pressing :
     Proses yang digunakan secara luas untuk produk massal, seperti : piring, lensa headlight, kaca muka tabung TV/monitor, dll yang relatif berbentuk datar/rata (flat).

•  Blowing : (misal : botol minuman, toples, gelas minum, bola lampu).
1.  Metode Press and Blow (untuk produk dengan mulut kontainer besar)

2.  Metode Blow and Blow (untuk produk dengan mulut kontainer lebih kecil)

Sekian dari saya tentang artikel Pembuatan/Pengerjaan Kaca (Glass Working). Semoga bermanfaat bagi yang membaca artikel ini.

Teknik Mesin

Teknik Mesin

Visi : Jurusan Teknik mesin terdepan lulusan yang handal, siap bersaing di pasar global.
Misi : Keahlian mekanik, bahan, thermal, fluida dan mekatronika berbasis teknologi informasi, beretika, beriman dan bertaqwa, mampu bersaing di pasar lokal dan global.

Kompetensi

• Ilmu-ilmu dasar dan terapan
• Komunikasi
• Bahasa asing
• Perangkat lunak komputer
• Standar teknis dan standar manajemen

Ilmu Bahan/Material

Mata Kuliah:
Material Teknik
Teknik Pembentukan Material
Metalurgi Fisik,
Mekanika Kekuatan Material,
Pemilihan Bahan dan Proses.

Design

• Menggambar Teknik,
• Menggambar Mesin,
• Statika Struktur,
• Kinematika dan Dinamika Teknik,
• Elemen Mesin,
• Getaran Mekanik,
• Metode Elemen Hingga.

Manufaktur

• Proses Produksi,
• Perawatan Mesin-mesin,
• Pengukuran Teknik,
• CNC
• Mekatronika dan praktikum,
• Sistem Informasi Manufaktur

 Konversi Energi

• Termodinamika
• Perpindahan Kalor
• Mekanika fluida Dasar
• Mesin konversi energi
• Mesin Fluida
• Teknik Pendingin dan Tata Udara
• Energi Alternatif dan Terbaharukan

Mesin Konversi Energi

➯ Definisi Energi, Jenis Konversi Energi
➯ Mesin Konversi Energi dan Pengelompokannya
➯ Bahan bakar dan Pembakaran
➯ Turbin Uap, Siklus dan Unjuk kerja
➯ Motor Bakar siklus dan Unjuk kerja
➯ Pompa, karakteristik dan aplikasi
➯ Turbin Gas, siklus dan unjuk kerja
➯ Sistem Pendingin siklus dan unjuk kerja
➯ Sistem Propulsi dan aplikasi perangkat lunak

Energi

Definisi energi;
- tenaga atau gaya untuk berbuat sesuatu
- kemampuan untuk melakukan kerja

Satuan energi : Joule, BTU, therm, quad, kalori, eV, ton batubara, barrel minyak, dll.
Bentuk-bentuk energi : Energi Kinetik, Energi Potensial, Pegas, Gravitasi, Kimia, Energi Massa.

Bentuk-bentuk energi

6 Klasifikasi utama energi :

1. energi mekanik,
2. energi listrik,
3. energi elektromagnetik,
4. energi kimia,
5. energi nuklir
6. energi thermal.

Sumber Energi dan Konversi Dasarnya

◾  Kayu :  Kimia → Panas, listrik
◾  Angin : Kinetik → mekanika, listrik
◾  Air : Potensial → kinetik → mekanikal, listrik
◾  Batubara : Kimia → panas, listrik
◾  Minyak Bumi : Kimia → panas, listrik
◾  Gas Alam : Kimia → panas, listrik
◾  Panas bumi : Panas → panas, listrik
◾  Nuklir : Kimia → panas, listrik
◾  Hidrogen : Kimia → panas, listrik
◾  Pasang surut : Kinetik → listrik
◾  Panas Laut : Panas → listrik (OTEC)
◾  Ombak Laut : Kinetik → listrik
◾  Arus Pancar : Kinetik → listrik

Mesin Konversi Energi

• Mesin atau gabungan mesin untuk mengubah suatu bentuk energi ke bentuk energi yang lain yang dapat dimanfaatkan oleh manusia.
• Ruang lingkup : Motor pembakaran dalam, turbin, pompa dan kompresor, mesin pendingin dan mesin propulsi.
• Aplikasi → pembangkit tenaga listrik, membantu proses industri, transportasi, penerangan, dll.

Klasifikasi Mesin Konversi Energi

Berdasarkan fungsinya :

• Sebagai Penggerak : motor (motor listrik dan motor bakar, turbin (turbin air, turbin uap, turbin gas) dan mesin propulsi (turbo jet, turbo fan, turbo prop, ram jet, roket)
• Sebagai yang digerakkan : pompa (torak dan pompa kinetik) kompresor (aksial dan radial), mesin pendingin (kompresi uap, refrigerasi udara dan refrigerasi absorbsi) dll.

Bahan Bakar

Berdasarkan wujudnya :

• Padat : kayu, batubara, sekam, biomass lainnya
• Cair : minyak bumi dan turunanya
• Gas : gas alam, gas bumi, gas rawa

Kategori umum bahan bakar :
Bahan bakar fossil, bahan bakar nuklir dan energi surya.

Combustion

Motor Pembakaran Dalam

◾  Motor Bakar SI (Spark Ignition)
◾  Siklus Otto
◾  Bahan bakar : Bensin
⬗  Motor Bakar CI (Compression Ignition)
⬗  Siklus Diesel
⬗  Bahan bakar : Solar

Internal Combustion Engine (Ideal Otto Cycle)

Parts Of Engine

Sistem Turbin Gas

• Sistem turbin gas terbuka : bahan bakar bercampur dengan udara dan keluar sebagai gas hasil pembakaran. Bahan bakar harus bersih supaya tidak korosi.
• Sistem turbin gas tertutup : bahan bakar tidak ikut dalam fluida kerja. fluida kerja adalah udara murni atau gas murni yang sudah bersih. Fluida kerja didinginkan sebelum dipergunakan kembali.

Aplikasi Turbin Gas

◾  Penggerk sistem propulsi (pesawat terbang, kapal laut)
◾  Pembangkit tenaga listrik
◾  Penyedia panas di industri
Dibandingkan dengan motor bakar, turbin gas :
Penghasil daya yang lebih besar, konsumsi bahan bakar yang lebih boros, berat dan ukuran yang lebih kecil.

Gas Turbine Schematic

Siklus Turbin Gas : Ideal Brayton Cycle (T-s diagram)

Ideal Brayton Cycle p-V diagram

Compressors

Axial Compressor

Centrifugal Compressor

Compressor Thermodynamics

Burner Thermodynamics

Turbine Thermodynamics

Compressor-Turbine Matching

Fuel Mass Flow Rate (Fuel/Air Ratio)

Turbine Nozzle Performance

Pressure Variation - EPR

Temperature Variation - ETR

Sistem Propulsi (Definisi)

Propulsi dari bahasa Latin Pro → maju, Peller → menggerakkan.
Sistem Propulsi : Sistem yang menggerakkan benda ke depan, mempunyai gaya dorong atau Thrust ( Hukum Ⅲ Newton : aksi-reaksi).
Saat Menjelajah : Thrust = gaya hambat
Saat Dipercepat : Thrust > Gaya hambat → excess Thrust

 What is Thrust ?

Cruise-Balanced Forces

Simplified Aircraft Motion

Thrust Weight-Ratio

High F/W = High Acceleration = High Climb Rate
F/W > 1.0 can  accelerate vertically.

Excess Thrust (Thrust-Drag)

a = acceleration of aircraft
m = mass of aircraft

4 Prinsip Sistem Propulsi

1. Turbin atau Jet → turbojet, turboprop, turbofan.
2. Propeler → Thrust rendah, subsonic.
3. Ramjet → Thrust tinggi → hypersonic.
4. Roket → solid, cair → Thrust sangat tinggi → hypersonic → ruang angkasa. Turbo jet + afterburning → excess Thrust tinggi, Excess Thrust tinggi untuk mengatasi drag pada kecepatan tinggi.

Turbojet Thrust

Afterburning Jet Thrust

Turboprop Thrust

Turbofan Thrust

Propeller Analysis

Ramjet

Working fluida is the surrounding air

Ramjet Parts

Ramjet/Scramjet Thrust

Rocket

Working fluida is hot rocket exhaust.

Solid Rocket

Rocket Thrust

Sekian dari saya tentang artikel Teknik mesin, semoga bermanfaat bagi yang membacanya.