Kelebihan Dan Kekurangan EDM

Beberapa keuntungan mencakup mesin EDM dari:

• Bentuk-bentuk yang kompleks kalau tidak akan sulit untuk memproduksi dengan alat pemotong konvensional
• Bahan keras toleransi sangat dekat
• Lembar kerja yang sangat kecil di mana alat pemotong konvensional dapat merusak bagian dari alat pemotong kelebihan tekanan.
• Tidak ada kontak langsung antara alat dan bekerja sepotong. Oleh karena itu bagian dan lemah lembut dapat bahan mesin dengan distorsi apa pun.

Beberapa kerugian dari EDM meliputi:

• Laju yang lambat removal material.
• Tambahan waktu dan biaya yang digunakan untuk membuat elektroda untuk ram / setempel EDM.
• Mereproduksi sudut tajam pada benda kerja sulit karena memakai elektroda.
• Konsumsi daya spesifik sangat tinggi.
• Penggunaan mesin EDM dibatasi oleh ukuran tangki kerja penampung cairan dielektrik. Mesin EDM standar populer yang digunakan sekarang memiliki keterbatasan:

- Untuk Wire EDM, ukuran maksimum benda kerja sekitar 59 inchi (1.500 mm) pada sumbu Y, 24 inchi (600 mm) pada sumbu Z dan tidak terbatas pada sumbu X.

- Untuk Ram EDM, ukuran benda kerja maksimum sekitar 59 inchi (1.500 mm) pada sumbu Y, 17 inchi (520 mm) pada sumbu Z, dan 98 inchi (2500 mm) pada sumbu X.

- Pembuatan bentuk sudut/tirus pada Wire EDM adalah hal yang perlu dipertimbangkan. Sudut tirus maksimum adalah ± 450, walaupun beberapa bengkel telah berhasil mencapai ± 500. Perbandingan sudut dan tinggi maksimum adalah 300 pada ketinggian 16 inchi (400 mm).

- Hambatan listrik maksimum untuk benda kerja dan pencekam sekitar 0,5-5,0 ohm/cm untuk Mesin Wire dan Ram EDM.

- Keakuratan sekitar 0,00002 inchi (0,0005 mm) untuk mesin Wire EDM.

- Keakuratan ± 0,0001 inchi (0,0025 mm) untuk mesin Ram EDM.

- Kehalusan permukaan sekitar VDI 0 (4 microinchi) untuk Wire EDM.

- Kehalusan permukaan VDI 5 (2 microinchi) untuk Ram EDM.

- Keutuhan permukaan (surface integrity) adalah 1/20 juta untuk setiap inchi ketebalan recast layer untuk Wire dan Ram EDM.

- Panjang retakan mikro adalah 1/20 juta untuk Wire dan Ram EDM. Hasil ini sama atau lebih baik dari pada permukaan hasil proses gerinda.

-

Gambar 19. Produk EDM

Aplikasi EDM

1. Prototipe produksi

Proses EDM ini paling banyak digunakan oleh alat pembuatan cetakan dan industri, tetapi menjadi metode umum untuk pembuatan dan produksi prototipe bagian atau spare part terutama di kedirgantaraan, mobil dan industri elektronik di mana jumlah produksi relatif rendah. Dalam EDM setempel, sebuah grafit, tungsten atau murni tembaga tembaga elektroda mesin yang diinginkan (negatif) bentuk dan dimasukkan ke dalam benda kerja di ujung ram vertikal.

Pengerjaan menggunakan EDM

2.  Membuat koin mati

Untuk penciptaan koin misalnya untuk memproduksi perhiasan dan lencana oleh uang logam (stamping) proses, master positif dapat dibuat dari perak murni, karena (dengan mesin yang sesuai pengaturan) master tidak secara signifikan terkikis dan hanya digunakan sekali. Mati negatif yang dihasilkan kemudian dikeraskan dan digunakan dalam sebuah drop palu untuk memproduksi dicap flat dari guntingan kertas kosong dari perunggu, perak, atau emas bukti paduan rendah. Untuk lencana flat ini dapat dibentuk lebih lanjut ke permukaan melengkung mati lain. Jenis ini biasanya dilakukan EDM terendam dalam minyak berbasis dielektrik. Objek yang sudah selesai dapat lebih disempurnakan oleh keras (gelas) atau lunak (cat) enameling dan / atau electroplated dengan emas murni atau nikel. Bahan lembut seperti tangan perak dapat diukir sebagai perbaikan.

Gambar 16.

EDM panel kontrol (Hansvedt mesin). Mesin dapat disesuaikan untuk permukaan halus (electropolish) pada akhir proses.

Gambar 17.

lencana benda mati di bawah, di sebelah kiri jet minyak (minyak telah dikeringkan). Awal stamping datar akan "dapped" untuk memberikan permukaan melengkung.

3. Lubang pengeboran kecil

EDM untuk pengeboran lubang kecil yang digunakan untuk membuat lubang pada benda kerja di benang yang akan digunakan untuk kawat di EDM Wire-potong mesin. Pengeboran lubang kecil kepala sudah terpasang pada mesin potong kawat dan memungkinkan piring mengeras besar sudah selesai mengikis bagian dari mereka yang diperlukan dan tanpa pra-pengeboran. Ada juga yang berdiri sendiri pengeboran lubang kecil dengan mesin EDM x - y sumbu juga dikenal sebagai seorang super lubang bor atau mesin dapat Popper yang buta atau melalui lubang. EDM Drills membuat lubang dengan panjang tabung kuningan atau tembaga elektrode yang berputar pada chuck dengan aliran konstan suling atau air deionized yang mengalir melalui elektroda sebagai agen pembilasan dan dielektrik. Tabung elektroda beroperasi seperti kawat-kawat di potong mesin EDM, memiliki celah elektroda dan mengenakan tarif. Beberapa lubang kecil pengeboran EDMs mampu bor melalui 100 mm yang lembut atau melalui baja dikeraskan dalam waktu kurang dari 10 detik, rata-rata 50% sampai 80% memakai angka.

Gambar 18. Pengeboran lubang kecil

Lubang 0,3 mm menjadi 6,1 mm dapat dicapai dalam operasi pengeboran ini. Elektroda kuningan lebih mudah untuk mesin tetapi tidak dianjurkan untuk memotong kawat-operasi karena menyebabkan erosi partikel kuningan "kuningan di kuningan" kawat kerusakan, karena itu dianjurkan tembaga.

Penggunaan EDM

Karakteristik yang mengharuskan penggunaan EDM. Disarankan menggunakan EDM jika bentuk benda kerja sebagai berikut.

• Dinding yang sangat tipis.

• Lubang dengan diameter sangat kecil.

• Rasio ketinggian dan diameter sangat besar.

• Benda kerja sangat kecil.

• Sulit dicekam.

Disarankan menggunakan EDM jika material benda kerja:

• Keras.

• Liat.

• Meninggalkan sisa penyayatan.

• Harus mendapat perlakuan panas.

Disarankan menggunakan EDM untuk mengganti proses meliputi:

•Pengaturan/setup berulang, bermacam-macam pengerjaan, bermacam-macam proses pencekaman benda.

• Broaching.

• Stamping yang prosesnya cepat.

Disarankan menggunakan EDM ketika beberapa alasan berikut:

• Jam kerja 24 jam dengan hanya satu shift operator.

• Memerlukan proses yang tidak mementingkan perhatian khusus dari pekerja secara intensif.

EDM tidak dipengaruhi oleh kekerasan bahan benda kerja, sehingga sangat bermanfaat bila digunakan untuk mengerjakan benda kerja dengan kekerasan di atas 38 HRc. Bahan tersebut meliputi baja yang telah dikeraskan, Stellite and Tungsten Carbide. Karena proses EDM menguapkan material sebagai ganti penyayatan, kekerasan dari benda kerja bukan merupakan faktor penting. Maka dari itu mesin Wire EDM dan Ram EDM digunakan untuk membuat bentuk komplek dies dan perkakas potong dari material yang amat keras. Bagian lain yang hanya bisa dikerjakan dengan EDM adalah kemampuannya membuat sudut dalam (internal corners) yang runcing. Pemesinan konvensional tidak mungkin mengerjakan kantong dengan pojok runcing, yang bisa dicapai adalah radius minimal sekitar 1/32 inchi yang paralel dengan sumbu pahat. Jenis pengerjaan dan ukuran minimal yang dapat dicapai oleh EDM dapat dilihat pada Tabel:

Jenis Pengerjaan	Wire EDM	Ram EDM
Radius dalam	0,0007” (0,0175 mm)	0,001” (0,025 mm)
Radius luar	Runcing	Runcing
Diameter lubang	0,0016” (0,04 mm)	0,0006” (0,04 mm)
Lebar alur	0,0016” (0,04 mm)	0,0004” (0,01 mm)

Maka dari itu EDM digunakan untuk mengerjakan klep (valves) pengukur bahan bakar, komponen printer, cetakan, dan perbaikan cetakan.

A. Jenis-jenis EDM

1. Stempel EDM / Sinker EDM / Ram EDM

Setempel EDM kadang-kadang juga disebut sebagai tipe rongga EDM atau volume. Setempel EDM terdiri dari elektroda dan benda kerja yang terendam dalam cairan isolasi seperti, minyak atau, lebih jarang, cairan dielektrik lainnya. Elektroda dan benda kerja yang terhubung ke catu daya yang sesuai. Listrik menghasilkan potensial listrik antara dua bagian. Sebagai elektroda mendekati benda kerja, dielektrik kerusakan terjadi di dalam cairan plasma membentuk saluran dan percikan kecil melompat. Bunga api ini biasanya menyerang satu per satu kali karena sangat kecil kemungkinannya bahwa lokasi yang berbeda dalam ruang antar-elektroda memiliki sangat identik charachetistics listrik lokal yang memungkinkan percikan terjadi secara bersamaan di semua lokasi tersebut. Bunga api ini terjadi dalam jumlah besar di lokasi acak antara elektroda dan benda kerja. Sebagai dasar logam terkikis, dan celah elektroda kemudian meningkat, elektroda diturunkan secara otomatis oleh mesin sehingga proses dapat terus berlanjut tanpa gangguan. Beberapa ratus ribu bunga api terjadi per detik dalam proses ini, dengan siklus yang sebenarnya yang hati-hati dikendalikan oleh parameter setup. Mengendalikan siklus ini kadang-kadang dikenal sebagai "tepat waktu" dan "off time", yang didefinisikan secara lebih formal di literature. Pengaturan yang tepat waktu menentukan panjang atau durasi percikan. Oleh karena itu, pada waktu yang lebih lama menghasilkan rongga yang lebih mendalam untuk itu dan semua percikan bunga api berikutnya untuk menciptakan siklus kasar pada benda kerja selesai. Hal yang sebaliknya berlaku untuk waktu yang lebih singkat. Off waktu adalah periode waktu yang satu percikan digantikan oleh yang lain. Off waktu yang lebih panjang misalnya, memungkinkan dielektrik disiram cairan melalui nosel untuk membersihkan puing-puing terkikis, sehingga menghindari hubungan pendek. Pengaturan ini dapat dipertahankan dalam mikro detik. Bagian geometri yang khas adalah bentuk 3D yang kompleks sering kali dengan kecil atau berbentuk sudut aneh, Vertikal, orbital, vectorial, terarah, heliks, kerucut, rotasi, berputar dan pengindeksan siklus pemesinan juga digunakan.

2. Wire EDM

Kawat listrik di discharge machining (WEDM), atau kawat-cut EDM, tipis untai tunggal kawat logam, biasanya kuningan, diberi makan melalui benda kerja, biasanya terjadi tenggelam dalam sebuah tangki dengan cairan dielektrik, yang biasanya air deionised. Proses ini biasanya tidak digunakan untuk menghasilkan 3D yang kompleks geometri. Hal ini bukannya biasanya digunakan untuk memotong pelat setebal 300mm dan untuk membuat tinju, peralatan, dan mati dari logam keras yang terlalu sulit untuk mesin dengan metode lainnya. Kawat, yang terus-menerus disuplai dari spul, diadakan antara atas dan bawah panduan berlian. Panduan bergerak dalam arah x - y pesawat, biasanya menjadi CNC dikontrol dan pada hampir semua mesin modern panduan atas juga dapat bergerak secara independen di z - u - v sumbu, sehingga menimbulkan kemampuan untuk memotong runcing dan transisi bentuk (lingkaran di bawah persegi di atas misalnya) dan dapat mengontrol pergerakan sumbu x - y - u - v - i - j - k - l -. Ini memberikan EDM memotong kawat kemampuan untuk diprogram untuk dipotong sangat rumit dan halus bentuk. Kawat dikendalikan oleh berlian atas dan bawah panduan yang biasanya akurat 0,004 mm, dan dapat memiliki memotong jalur atau goresan sekecil 0,12 mm menggunakan kawat 0,1 mm Ø, meskipun rata-rata mencapai memotong garitan bahwa biaya ekonomi yang terbaik dan pemesinan waktu adalah 0,335 Ø 0,25 mm menggunakan kawat kuningan. Alasan bahwa pemotongan lebar lebih besar daripada lebar kawat adalah karena memicu terjadi dari sisi-sisi kawat untuk pekerjaan potongan, menyebabkan erosi. Ini "overcut" adalah perlu, untuk banyak aplikasi ini cukup dapat diprediksi dan oleh karena itu dapat dikompensasikan untuk (misalnya dalam mikro-EDM ini tidak sering terjadi).

Gulungan kawat biasanya sangat panjang. Sebagai contoh, sebuah 8 kg gulungan kawat 0,25 mm hanya lebih dari 19 kilometer. Hari ini, diameter kawat yang terkecil adalah 20 mikrometer dan presisi geometri tidak jauh dari + / - 1 micrometre. Kawat-proses memotong menggunakan air sebagai dielektrik dengan resistivitas air dan listrik lain sifat hati-hati dikendalikan oleh filter dan de-Ionizer unit. Air juga melayani tujuan yang sangat kritis dari luka menyiram puing-puing menjauh dari zona pemotongan. Flushing adalah faktor penentu yang penting dalam tingkat feed maksimum tersedia dalam ketebalan bahan tertentu, dan situasi penggelontoran miskin mengharuskan pengurangan tingkat feed.

Seiring dengan toleransi yang lebih ketat multiaxis EDM mesin pemotong kawat pusat memiliki banyak fitur tambahan seperti: Multiheads untuk memotong dua bagian pada saat yang sama, kontrol kawat untuk mencegah kerusakan, otomatis fitur threading diri dalam kasus kerusakan kawat, dan mesin diprogram strategi untuk mengoptimalkan operasi.

Wire-EDM pemotongan biasanya digunakan bila tegangan sisa rendah yang diinginkan. Wire EDM dapat meninggalkan tegangan sisa pada benda kerja yang kurang signifikan dibandingkan dengan mereka yang mungkin ditinggalkan jika benda kerja yang sama diperoleh oleh mesin. Bahkan dalam EDM kawat tidak ada pemotongan besar pasukan yang terlibat dalam pemindahan bahan. Namun, benda kerja dapat menjalani ke siklus termal yang signifikan, yang beratnya tergantung pada parameter teknologi yang digunakan. Kemungkinan efek termal seperti siklus pembentukan lapisan menata-ulang pada bagian dan kehadiran tegangan sisa tarik pada benda kerja. Jika proses sudah diatur sehingga energi / daya per pulsa adalah relatif kecil (biasanya dalam menyelesaikan operasi), sedikit perubahan dalam sifat mekanik suatu material yang diharapkan pada EDM memotong kawat karena tegangan sisa rendah ini, meskipun materi yang belum lega stres dapat mengganggu dalam proses machining.

Jenis-jenis Wire EDM adalah sebagai berikut :

1. Copper Wire

Kawat ini terbuat dari tembaga murni dan digunakan dalam tahap awal pada proses EDM. Mempunyai ciri-ciri :

- Kekuatan tarik rendah, tingkat elongasi tinggi, tingkat kerusakan yang berlebihan.

- Kondisi Flushing Miskin akibat penguapan temperatur tinggi.

- Kecepatan pemrosesan lambat karena konduktivitas yang tinggi.

- Pencairan lambat dan efisiensi rendah karena panas yang diserap oleh kawat bukan pekerjaan sepotong.

2. Brass Wire

Mempunyai ciri – cirri :

- Rasio Alloy tembaga dan seng 65/35 - 63/37, kekuatan tarik 50,000-145,000 psi.

- Kekuatan tarik tinggi dibandingkan dengan kawat tembaga.

- Flushing dapat berjalan dengan sempurna karena rendahnya suhu penguapan.

- Wires dengan beberapa jumlah Aluminium atau Titanium memiliki kekuatan tarik tinggi, tetapi efisiensi pembilasan
yang memburuk.

3. Zn Coated Brass Core Wire

Kawat dengan ketebalan seng konstan yang dilapisi pada permukaan kawat kuningan

4. Zn Diffusion annealed Bruss Core wire

Kawat berlapis seng yang terdapat pada permukaan kawat kuningan dan mendapatkan diperlakukan panas membuat seng yang akan dilapisi meleleh dan harus terpasang erat pada kawat kuningan. Seng biasanya digunakan sebagai bahan coating dan paduan, untuk meningkatkan kecepatan pemotongan dan untuk
mengurangi kemungkinan kerusakan. Seng meningkatkan efisiensi pembilasan dengan temperatur penguapan yang rendah dibandingkan dengan kuningan. Coated atau seng anil difusi melakukan peran melindungi kuningan, jadi kemungkinan kerusakan kawat secara drastis menurun

CARA KERJA EDM

Pada Proses awal EDM, elektrode yang berisi tegangan listrik didekatkan ke benda kerja (elektrode positif mendekati benda kerja/turun). Di antara dua elektrode ada minyak isolasi (tidak menghantarkan arus listrik), yang pada EDM dinamai cairan dielectric. Walaupun cairan dielektrik adalah sebuah isolator yang bagus, beda potensial listrik yang cukup besar menyebabkan cairan membentuk partikel yang bermuatan, yang menyebabkan tegangan listrik melewatinya dari elektrode ke benda kerja. Dengan adanya graphite dan partikel logam yang tercampur ke cairan dapat membantu transfer tegangan listrik dalam dua cara: partikel-partikel (konduktor) membantu dalam ionisasi minyak dielektrik dan membawa tegangan listrik secara langsung, serta partikel-partikel dapat mempercepat pembentukan tegangan listrik dari cairan. Daerah yang memiliki tegangan listrik paling kuat adalah pada titik di mana jarak antara elektrode dan benda kerja paling dekat, seperti pada titik tertinggi yang terlihat di gambar. Grafik menunjukkan bahwa tegangan (beda potensial) meningkat, tetapi arusnya nol.

cara kerja EDM fase pertama

Ketika jumlah partikel bermuatan meningkat, sifat isolator dari cairan dielektrik menurun sepanjang tengah jalur sempit pada bagian terkuat di daerah tersebut. Tegangan meningkat hingga titik tertinggi tetapi arus masih nol.

cara kerja EDM fase kedua

Arus mulai muncul ketika cairan berkurang sifat isolatornya menjadi yang paling kecil. Beda tegangan mulai menurun

Cara kerja EDM fase ketiga

Panas muncul secara cepat ketika arus listrik meningkat dan tegangan terus menurun drastis. Panas menguapkan sebagian cairan, benda kerja, dan elektrode, serta jalur discharge mulai terbentuk antara elektrode dan benda kerja.

Cara kerja EDM fase keempat

Gelembung uap melebar ke samping, tetapi gerakan melebarnya dibatasi oleh kotoran-kotoran ion di sepanjang jalur discharge. Ion-ion tersebut dilawan oleh daerah magnet listrik yang telah timbul. Arus terus meningkat dan tegangan menurun.

Cara kerja EDM Fase kelima

Sebelum berakhir, arus dan tegangan menjadi stabil, panas dan tekanan di dalam gelembung uap telah mencapai ukuran maksimal, dan sebagian logam telah dihilangkan. Lapisan dari logam di bawah kolom discharge pada kondisi mencair, tetapi masih berada di tempatnya karena tekanan dari gelembung uap. Jalur discharge sekarang berisi plasma dengan suhu sangat tinggi, sehingga terbentuk uap logam, minyak dielektrik, dan karbon pada saat arus lewat dengan intensif melaluinya.

Cara kerja EDM Fase keenam

Pada akhirnya, arus dan tegangan turun menjadi nol. Temperatur turun dengan cepat, tabrakan gelembung dan menyebabkan logam yang telah dicairkan lepas dari benda kerja.

Cara kerja EDM Fase ketujuh

Cairan dielektrik baru masuk di antara elektrode dan benda kerja, menyingkirkan kotoran-kotoran dan mendinginkan dengan cepat permukaan benda kerja. Logam cair yang tidak terlepas membeku dan membentuk lapisan baru hasil pembekuan (recast layer).

Cara kerja EDM Fase kedelapan

Logam yang terlepas membeku dalam bentuk bola-bola kecil menyebar di cairan dielektrik bersama-sama dengan karbon dari elektrode. Uap yang masih ada naik menuju ke permukaan. Tanpa waktu putus yang cukup, kotoran-kotoran yang terbentuk akan terkumpul membentuk percikan api yang tidak stabil. Situasi tersebut dapat membentuk DC arc, yang mana dapat merusak elektrode dan benda kerja.

Cara kerja EDM Fase kesembilan

Penjelasan di atas hanyalah satu siklus yang muncul pada satu waktu tertentu. Apabila siklus tersebut dipahami maka akan dapat dikendalikan jangka waktu dan intensitas dari pulsa ON/OFF yang membuat EDM bekerja dengan baik

Electrical Discharge Machining

A. Pengertian EDM

Pengeluaran muatan listrik machining (EDM singkatan Electrical Discharge Machining.), bahasa sehari-hari kadang-kadang juga disebut sebagai spark machining, erosi percikan, terbakar, mati tenggelam atau kawat erosi, adalah suatu proses manufaktur mana yang ingin membentuk suatu objek, yang disebut benda kerja, dapat diperoleh dengan menggunakan lucutan listrik (percikan). Materi yang dihapus dari benda kerja terjadi melalui serangkaian cepat saat ini berulang discharge antara dua elektroda, dipisahkan oleh dielektrik cair dan tunduk pada listrik tegangan.

Electrical Discharge Machining (EDM) adalah logam proses penghapusan dilakukan dengan penciptaan ribuan kotoran per detik listrik yang mengalir antara elektroda dan benda kerja dalam cairan dielektrik. Memiliki efek menguap logam yang sangat kecil wilayah dikendalikan. Proses yang EDM dapat digunakan pada setiap bahan yang konduktif listrik, termasuk bahan-bahan eksotis seperti Waspaloy atau Hastaloy, yang sangat sulit untuk mesin dengan menggunakan metode konvensional.

Secara mudah EDM adalah sebuah metode untuk menghilangkan bahan oleh serangkaian cepat lengkung berulang lucutan listrik di antara elektroda (alat potong) dan bagian pekerjaan, di hadapan medan listrik yang energik.

Sejarah dan Perkembangan Penggunaan EDM

Asal mula EDM (Electrical Discharge Machining) adalah pada tahun 1770, ketika ilmuwan Inggris Joseph Priestly menemukan efek erosi dari percikan arus listrik. Pada tahun 1943, ilmuwan Rusia B. Lazarenko dan N. Lazarenko memiliki ide untuk memanfaatkan efek merusak dari percikan arus listrik untuk membuat proses yang terkontrol untuk pemesinan secara elektrik pada bahan konduktif. Dengan adanya ide tersebut, proses EDM telah lahir. Lazarenko bersaudara menyempurnakan proses dengan cara menempatkan cairan tidak konduktif di mana percikan listrik terjadi di antara dua konduktor, cairan tersebut dinamakan dielektrik (dielectric). Rangkaian listrik yang membuat peristiwa tersebut terjadi digunakan sebagai nama proses ini. Pada saat ini telah banyak unit EDM yang digunakan lebih maju daripada milik Lazarenko. Pada saat ini ada dua macam mesin EDM yaitu: EDM konvensional (Biasanya disebut Sinker EDM atau Ram EDM) dan Wire EDM.

Perbedaan utama antara kedua adalah jenis elektroda yang digunakan. Kawat EDM, sebagai namanya, menggunakan kawat sebagai elektroda. Membakar kawat kontur yang telah ditetapkan melalui bagian meninggalkan jalan 0,001 "untuk 0,003" lebih besar dari diameter kawat. Diameter kawat berkisar dari 0,0005 "ke 0,0130". Kuningan adalah kabel yang paling umum digunakan bersama dengan kawat berlapis seng. Kawat yang lebih kecil pada umumnya terbuat dari molibdenum atau tungsten.

Workshop menggunakan EDM

Dalam metode Ram sebuah elektroda grafit mesin menjadi bentuk yang diinginkan dan dimasukkan ke dalam benda kerja di ujung ram vertikal. Jenis ini biasanya dilakukan EDM tenggelam dalam dielektrik berbasis minyak. Dalam metode Wire-potong, tipis untai tunggal kawat logam, biasanya kuningan, diberi makan melalui benda kerja.

EDM berkembang bersama dengan Mesin Bubut, Mesin Frais, dan Mesin Gerinda sebagai teknologi yang terdepan. EDM terkenal dalam hal kemampuannya untuk membuat bentuk kompleks pada logam-logam yang sangat keras. Penggunaan yang umum untuk Mesin EDM adalah dalam pemesinan dies, perkakas potong, dan cetakan (molds) yang terbuat dari baja yang telah dikeraskan, tungsten carbide, high speed steel, dan material yang lain yang tidak mungkin dikerjakan dengan cara tradisional (penyayatan). Proses ini juga telah memecahkan banyak masalah pada pembuatan bahan ”exotic”, seperti Hastelloy, Nitralloy, Waspaloy and Nimonic, yang digunakan secara luas pada industri-industri pesawat ruang angkasa.

Dengan telah ditemukannya teknologi yang maju tentang keausan elektrode, ketelitian dan kecepatan, EDM telah mengganti proses pemotongan logam yang lama pada beberapa aplikasi. Faktor lain yang menyebabkan berkembangnya penggunaan EDM adalah kemampuannya mengerjakan bentuk tipis, khususnya dalam pengerjaan ketinggian dan ketirusan. EDM yang menggunakan kawat (Wire EDM) dapat membelah dengan ketinggian 16 inchi (sekitar 400 mm), dengan kelurusan ± 0,0005 inchi (± 0,0125 mm) tiap sisi.

BROACHING MACHINES

PENGERTIAN

Broaching adalah operasi mesin yang menggunakan alat bergigi, yang disebut bros,ada juga yang menyebutnya mesin pembesar lubang yang biasa digunakan untuk menghilangkan material. bros yang digunakan dalam mesin broaching, kadang-kadang disingkat menjadi memulai pembicaraan mesin. Ini digunakan untuk pekerjaan presisi, terutama untuk bentuk-bentuk aneh. Permukaan Broaching selesai dalam satu kali pekerjaan, biasanya broaching menguntungkan karena digunakan untuk produksi kuantitas tinggi

pisau dibentuk mirip dengan gergaji, kecuali gigi meningkat tinggi atas alat panjang. Selain itu, bros berisi tiga bagian yang berbeda: satu yang awal, satu lagi untuk semi-finishing, dan yang terakhir untuk finishing. Karena semua fitur yang dibuat kompleks maka dibutuhkan tenaga terampil untuk menggunakannya.

bentuk pisau

Bahan common rotary broaching meliputi:
     * Aluminium
     * Brass
     * 12L14
     * Alloy Steel
     * Stainless Steel
     * Titanium

FUNGSI

Broaching machine atau mesin pembesar lubang adalah suatu mesin yang berfungsi juga pekerjaan membuang geram-geram, sehingga konstruksi pahatnya mempunyai sederetan gigi-gigi pemotong dengan ukuran kecil di ujung dan semakin besar di pangkal nya. Biasanya, satu suku cadang diselesaikan hanya dalam satu langkah, oleh karena itu ukuran gigi pemotong di pangkal pahat disesuaikan dengan ukuran lubang yang diharapkan.

Walaupun banyak dari jenis mesin ini beroperasi dengan cara menggerakkan alat pembesar lubang dan benda kerja diam, namun sesungguh nya, akan lebih efektif bila dibalik, yakni: benda kerja yang bergerak, alat pembesar lubang diam (stasioner).

JENIS-JENIS BROACHING MACHINE (MESIN PEMBESAR LUBANG)

Berdasarkan cara kerjanya, maka mesin pembesar lubang dapat dikelompokkan menjadi:

1) Pembesar lubang tarik

pahat pembesar lubang digerakkan menembus atau melintasi benda yang stasioner

2) Pembesar lubang dorong

pahat pembesar lubang di dorong menembus atau melintasi benda kerja yang stasioner

3) Pembesar lubang permukaan

4) Pembesar lubang kontinu

benda kerja digerakkan kontinu terhadap pembesar lubang yang stasioner, jalur geraknya dapat lurus maupun melingkar.

 

Berdasarkan bentuknya broaching machine atau mesin pembesar lubang dibagi menjadi 4

1) MESIN PEMBESAR LUBANG DORONG VERTIKAL

Dibawah ini dapat dilihat gambar contoh pembesar lubang jenis dorong Pada contoh gambar diatas diperlihatkan sebuah roda gigi yang sedang dibuatkan lubang bulat, dimana ternyata proses nya jauh lebih cepat bila dibandingkan dengan kerja nya mesin reamer (mesin perluasan lubang) atau juga dibandingkan dengan kerja nya mesin bor, terutama akurasi hasilnya yang begitu tinggi. Lubang awal sebelum diperbesar dengan alat ini, biasanya merupakan hasil dari mesin gurdi.

1) MESIN PEMBESAR LUBANG HORIZONTAL

Meskipun mesin pembesar lubang horizontal diperuntukkan bagi pembesaran lubang permukaan, tetapi bisa juga digunakan untuk pembesar lubangsebelah dalam dari benda kerja yang berukuran sedang sampai besar.

Mesin jenis ini mempunyai kecepatan potong antara (3 s/d 12) m/menit dengan kecepatan balik berkisar antara 30 m/menit untuk ukuran yang kecil, tetapi untuk mesin-mesin yang besar(untuk tugas berat), kecepatan potong nya sekitar 60 m/menit dengan ketebalan geram mencapai 6,4 mm dalam setiap langkah

1) MESIN PEMBESAR LUBANG PUTAR

Operasi mesin pembesar lubang putar adalah dengan memasangkan benda kerja yang disanggah pada sebuah meja putar yang bergerak melintasi sebuah alat pembesar lubang fixed. Pembesar lubang ini dibuat dengan ukuran agak pendek, sehingga dapat disetel dan diasah dengan mudah, biasanya digunakan untuk benda-benda yang kecil, seperti untuk membuat bujur sangkar poros distributor, membuat celah, dll.

2) MESIN PEMBESAR LUBANG KONTINU

Benda kerja dijepit secara otomatis sebelum melewati terowongan pemegang tetap dimana alat pembesar lubang berada, dengan adanya mekanisme tertentu, benda kerja dilepaskan oleh sebuah nok untuk kemudian di proses. Efisiensi produksi nya sangat tringgi, sebab operator hanya bertugas untuk memasukkan benda kerja kedalam stasiun pemuatan (loading station).

1. PROSES
Proses ini tergantung pada jenis mesin broaching.

1) Broaching permukaan sangat sederhana baik sebagai benda kerja bergerak terhadap permukaan stasioner bros, atau benda kerja dipegang stasioner sedangkan bros dipindahkan kebalikannya.

2) Broaching internal lebih terlibat. Proses dimulai dengan baik menjepit benda kerja ke workholder dari broaching mesin atau benda kerja diletakkan di atas bola workholder dirancang untuk secara otomatis menyelaraskan benda kerja ke memulai pembroacingan. Lift dari mesin broaching menurunkan pilot bros melalui benda di mana terlibat bros penarik pilot. Lift kemudian melepaskan bagian atas pilot dan penarik menarik bros melalui benda sepenuhnya. Benda kerja kemudian dikeluarkan dari mesin dan bros dinaikkan kembali ke reengage dengan lift. bros biasanya hanya bergerak secara linear, tapi kadang-kadang juga diputar untuk membuat spline spiral atau rifling laras senapan.

Cutting cairan digunakan untuk tiga alasan. Pertama, untuk mendinginkan benda kerja dan bros. Kedua, untuk melumasi permukaan pemotongan. Ketiga, untuk menyiram keripik dari gigi. Dibentengi memotong cairan minyak bumi yang paling umum, namun larut dalam air tugas berat cairan memotong menjadi lebih populer.

2. KEUNTUNGAN DAN KETERBATASAN PEMBESAR LUBANG

Mesin pembesar lubang banyak digunakan untuk operasi pemotongan logam secara massal (mass product), karena sifat dan keunggulan nya sebagai berikut:

1) Pemotongan kasar maupun penyelesaian akhir, dilakukan hanya dalam satu langkah.

2) Waktu penyelesaian pekerjaan sangat cepat (orde detik)

3) Dapat digunakan untuk penyelesaian permukaan dalam maupun luar

4) Bentuk benda kerja tidak harus tertentu

5) Toleransi penyelesaian dapat dipertahankan, sehingga hasilnya mampu tukar

6) Hasil pekerjaan nya dapat bersaing dengan produk permesinan lain nya

3. HAL-HAL PENTING SEBELUM MEMBESARKAN LUBANG

Perkakas pembuat lubang, berbeda dengan mesin perkakas lain nya, karena mesin perkakas umumnya dimaksudkan untuk pekerjaan atau operasi tunggal, sedangkan mesin pembesar lubang disiapkan untuk produksi massal. Fakta-fakta ini lah yang memaksa agar memiliki informasi selengkap-lengkapnya tentang pekerjaan, bahan dan mesin yang akan dipakai, sebelum pembesar lubang di aplikasikan.

Secara jelas, dibawah ini diterangkan hal-hal yang perlu diperhatikan/dipelajari sebelum sebuah mesin pembesar lubang digunakan:

a. Jenis material yang akan dibesarkan lubang nya

b. Ukuran dan bentuk pemotongan

c. Mutu penyelesaian yang diperlukan

d. Kekerasan benda kerja

e. Toleransi atau akurasi yang harus dipertahankan

f. Jumlah benda kerja yang akan diproses

g. Jenis mesin yang akan dipakai

h. Metode support untuk memegang alat pembesar lubang

i. Kekuatan maksimum benda kerja untuk menahan tekanan dari pembesar lubang

WATER JET

Prinsip kerja

Water jet adalah sebuah alat yang digunakan dalam proses pemotongan dingin yang menggunakan tekanan yang sangat tinggi dengan air sebagai medianya dan tambahan bahan abrasive(biasanya antara 20.000 sampai dengan 90.000 psi) melalui lubang sempit,maka menghasilkan kecepatan yang sangat tinggi pula(tekanan antara 20.000 dan 60.000 Pounds per Square Inch (PSI) (1.300-6.200 bar). Ini terpaksa melalui lubang kecil di permata, yang biasanya 0,007 "untuk 0,020" dengan diameter (0,18-0,4 mm). Ini menciptakan kecepatan yang sangat tinggi, sangat tipis berkisar (yang adalah mengapa sebagian orang menyebut waterjets sebagai "air laser") sedekat mungkin dengan kecepatan suara (sekitar 600 mph atau 960 km / jam). Pemotong ini mampu menembus hampir semua materi termasuk kaca,logam dan plastic dengan ketebalan lebih dari 18 inch tanpa membentuk bekas seperti warna pada hasil penggergajian.Bahan abrasive yang digunakan seperti  pasir karbida dan garnet(biasanya terdapat pada amplas).Water jet digunakan dalam produksi yang tinggi diseluruh dunia,teknologi yang mendapat pujian dari dunia antara lain penggilingan,laser,EDM,plasma dan router.

Bagian warter jet

Diagram air jet pemotong:
1 - air bertekanan tinggi inlet
2 - permata (ruby atau berlian)
3 - abrasive (garnet)
4 - pencampuran tabung
5 - penjaga
6 - memotong air jet
7 - memotong bahan

Kecepatan tinggi air yang keluar dari permata menciptakan ruang hampa yang menarik abrasive dari garis kasar, yang kemudian bercampur dengan air dalam tabung pencampuran.

Kegunaan dari water jet yakni:

Digunakan untuk memotong kaca,logam,non-logam(kayu,karet,marmer,granit),plastic dengan ketebalan lebih dari 18 inch tanpa membentuk bekas warna. Material dan kecepatan ideal tergantung pada berbagai faktor, termasuk bahan, bentuk bagian tersebut, tekanan air dan jenis abrasive. Mengontrol kecepatan nossel abrasivejet sangat penting untuk efisien dan ekonomis mesin

ELECTROCHEMICAL MACHINE (ECM )

1.      Defini dan sekilas mengenai ECM

Electrochemical machine (ECM) adalah suatu mesin perkakas yang digunakan untuk pemakanan atau pemotongan benda kerja dengan menggunakan proses kimia elektrik. Biasanya digunakan untuk produksi massal dan untuk benda kerja yang memilki tingkat kekerasan tinggi atau benda kerja yang sulit dikerjakan oleh mesin – mesin konvensional. Ecm menggunakan bahan conduktif elektrik yang terbatas sehingga cocok semua bahan benda kerja. Ecm dapat memotong sudut yang kecil ataupun rongga yang sangat sulit pada baja yang keras dan batang – batang Eksotis seperti titanium, hastelloy , kovar ,inconel dan karbit. Dibawah ini adalah contoh mesin ECM.

ECM adalah sebuah proses elektrolityc dan didasarkan pada fenomena elektrolisis sebagai mana hokum faraday (1883). sering diartikan sebagai mesin yang menyepuh dengan listrik dan serupa dengan pengerjaan menggunakan mesin dalam suhu tinggi yang diposisikan seperti elektroda dan benda. Melalui sebuah bahan elektrolit dalam proses pemakanan yang menggunakan katode, elktrolite dan anode sehingga dalam ECM tidak menggunakan pahat. Peralatan potong ecm dikontrol sepanjang alur yang diinginkan dan sangat dengan dekat dengan pengerjaan tetapi tidak sampai menyentuh. Pemakanan bahan yang memiliki tingkat kekerasan tinggi sangat mungkin dilakukan oleh ECM. Sepanjang tidak ada perubahan panas atau tegangan mekanik yang dipindahkan ke benda dan  dimungkinkan pula untuk penyelesaian permukaan.  

Skematik prosesnya seperti sebuah katode yang direaksikan dengan anoda (elektrolite positif). Tekanan elektrolitenya diinjeksikan pada temperature tertentu ke area pemakanan. Tingkat pemekanannya sama pada tingkat pencairan bahan. Ataupun disesuaikan dengan titik lebur dari benda yang akan dibuat.untuk toleransi yang digunakan didalam dan diluarnya adalah 0,03 inci. berikut Skema dari proses ECM.

Proses dalam ECM lebih luas digunakan untuk memproduksi bentuk benda yang sudah sangat rumit dan presisi dengan penyelesaian akhir permukaan yang bagus bagi material mesin seperti kipas turbin. Secara lebih luas dan efektive pula digunakan untuk proses deburring. 

Dalam proses deburing ,ECM menggunakan teknik seperti yang telah diuraikan diatas yaitu untuk pemakanan logam yang lebih dari proses mesin lain,serta menghaluskan sudut tepi yang tajam.proses ini terjadi sangat cepat dan lebih luarbiasa disbanding cara deburring konvensional biasa yang menggunakan tangan atau proses mesin yang bukan tradisional lain sehinga menghasilkan finishing permukaan yang baik dan tidak merusak bahan karena benar-benar sesuai rencana pengerjaan

2. Karakteristik ECM

Dalam ECM, elektrolit berfungsi sebagai konduktor listrik dan hukum Ohm juga berlaku untuk jenis konduktor. Yang resistensi elektrolit dapat berjumlah ratusan ohm.

Akumulasi dalam celah mesin kecil dari logam dan produk gas dari elektrolisis yang tidak diinginkan. Jika dibiarkan akan terjadi pertumbuhan yang tidak terkendali, yang akhirnya akan menyebabkan hubungan pendek antara dua elektroda. Untuk menghindari krisis ini, elektrolit dipompa melalui celah luar elektroda sehingga produk-produk dari elektrolisis terbawa pergi. Gerakan paksa elektrolit juga penting dalam mengurangi efek pemanasan listrik dari kedua elektrolit, yang dihasilkan dari aliran arus dan gas hidrogen, yang masing-masing meningkat dan efektif untuk mengurangi konduktivitas.

Proses ECM ini atau lebih dikenal sebagai electroplating paling banyak digunakan untuk menghasilkan bentuk yang rumit dengan penyelesaian permukaan yang baik, seperti mata pisau turbin. Hal ini juga digunakan secara luas dan efektif dalam proses deburring. Selain itu bisa digunakan juga dalam pengeboran lubang.

     Proses  Elecktrochemical Machine

Proses produksi dilakukan dengan penggabunggan antara listrik dan kimia yang  disebut elecktrochemical machine.proses. Produksi yang ada bersifat pengurangan atau penambahan dimensi dengan beragam cara. sebagai contoh proses finishing banyak dilakukan dengan pelapisan dengan chrome atau nikel yang lebih umum disebut electroplanting.menurut prisip kerjanya tipe in dibagi menjadi dua yaitu elecktrochemical machining dan elecktrochemical deburring and grinding

Elecktrochemical Machining

Salah satu tipe proses produksi yang mana pengerjaan/pengolahan benda kerja dilakukan dengan elektrolisis dengan energi listrik dan medium elektroliy seperti asam sulphat,coppher sulphat dan lainya. Benda kerja difunsikan sebagi anoda dan bahan yang diuraikan seperti tembaga,chrome sebagai anoda

besar kecilnya penambahan atau pengurangan sesuain hukaum Faraday yaitu “ masa yang berpindah merupakan  fungsi dari arus arus (amphere),waktu,jarak ,luas permukaan dan sifat katoda yang terkait dengan “e” atau beda potensial katode-anode maupun resistensi elektrolinya.ECM umumnya digunakan untuk memotong benda logam yang sangat keras dan sulit dimensi atau geometri benda kerja yang rumit.

Elecktrochemical deburring(ECD)

Proses pelubangan benda kerja dengan drilling atau milling menghasilkan permukaan yang relative kasar dan kurang presisi,  untuk itu maka salah satu alat yang dapat digunakan untuk menghaluskan permukaan hasil mesin tradisional tad adalah ECD. Elecktrochemical deburring(ECD] adalah proses kelanjutan dari ECM dirancang ubtuk memotong/menghaluskan permukaan benda kerja yang telah dikerjakan sebelumnya dengan anodic dissolution.pada prinsipnya proses ECM juga menggunakan ECD, dimana proses pemotongan dilakukan secara berulang dengan aliran tool dan dan aliran elektrolit yang seimbang.

Elecktrochemical Grinding (ECG)

Untuk mendapatkan permukaan benda kerja yang halus dengan Ra sekitar 100-300 mikron sangat sulit dicapai denagn mesin konvensional,karena itu maka dirancang suatu alat disebut ECG.yang bentuk khusus dari ECM yang menggunakan tool berupa batu gerinda. Abrasiveyang digunakan : aluminium oxide dan intan. Prinsip kerja alat ini dengan jalan menyentuhkan  batu gerinda yang berputar pada permukaan benda sambil mengalirkan larutan elektrolit.penikisan/pengurangan material yang terjadi 95 % akibat ECG, dan 5% akibat dari gerakan abrasive pada roda gerinda sehinggamenghasilkan permukaan yang halus dan rupa yang baik

3.      KEUNTUNGAN ECM :

1.      Tidak ada alat yang dipakai selama pemesinan elektrokimia

2.      Non-kaku dan membuka lembar kerja dapat mesin dengan mudah karena tidak ada kontak antara alat dan benda kerja.

3.      Bentuk geometris yang kompleks dapat mesin berulang-ulang dan akurat

4.      Pemesinan elektrokimia adalah proses hemat waktu bila dibandingkan dengan mesin konvensional

5.      Selama pengeboran, lubang dapat dibuat atau beberapa lubang sekaligus.

6.      ECM debur dapat deburring sulit untuk mengakses bagian wilayah

7.      Bagian yang rapuh tidak bisa mengambil lebih banyak dan juga rapuh bahan yang cenderung untuk mengembangkan retakan pada mesin mesin dapat dengan mudah melalui ECM

8.      Permukaan selesai dari 25 μ masuk dapat dicapai selama pemesinan elektrokimia

4.      KERUGIAN :

1.      Alat yang lebih sulit untuk merancang

2.      Perlengkapan khusus diperlukan untuk menahan aliran elektrolit yang tinggi.

3.      Biaya peralatan dasar beberapa kali bahwa untuk EDM.

4.      Elektrolit yang paling umum, natrium klorida, adalah korosif terhadap peralatan, perkakas, perlengkapan, dan bahan kerja.