KOMPONEN AC MOBIL

KOMPONEN AC MOBIL
Setiap unit AC mobil terdiri atas beberapa komponen yang saling melengkapi satu sama lain. Komponen tersebut dapat dikelompokkan menjadi 3 bagian, yaitu komponen utama, komponen pendukung, dan komponen kelistrikan.
A. Komponen Utama
a. Kompresor
Kompresor merupakan komponen yang bekerja menghisap dan memompa refrigerant agar dapat bersirkulasi ke seluruh unit AC mobil, sehingga terdapat perbedaan tekanan, baik sebelum atau sesudah masuk kedalam kompresor. Prinsip kerja kompresor mirip dengan ‘jantung’ pada tubuh manusia dan refrigerant sebagai darahnya.
Tenaga penggerak kompresor untuk mensirkulasikan refrigerant berasal dari tenaga mesin. Dengan perantaraan belt, pulley dan magnetic clutch, kompresor dapat berputar seirama dengan putaran mesin. Dengan adanya pembagian tenaga mesin untuk menggerakkan kompresor, maka beban mesin akan bertambah, sehingga secara otomatis konsumsi bahan bakar pun akan meningkat.
Kompresor yang terdapat pada unit AC memiliki berbagai tipe, bentuk, dan ukuran yang berbeda-beda. Tipe kompresor dapat dibagi menjadi tiga jenis sebagai berikut:
1. Kompresor tipe Resipro (Crank Shaft)
Kompresor tipe ini bekerja dengan memanfaatkan gerak putar gerak putar dari mesin yang diterima oleh crankshaft kompresor. Crank Shaft adalah poros berputarnya kompresor. Di dalam kompresor, gerakan putar dari crank shaft di ubah menjadi gerakan naik dan turun dengan system mekanis. Karena di dalam kompresor berisi refrigerant dan oli pelumas , ruangan kompresor harus kedap dan rapat (tidak ada kebocoran). Untuk mengurangi kebocoran refrigerant dari ruangan kompresi ke crank shaft , terpasang cincin (ring) pada toraknya.
Di dalam kompresor tipe resipro terdapat dua macam katup (valve), yaitu suction valve dan discharge valve. Suction valve merupakan katup yang terletak di bagian bawah valve plate dan discharge valve terletak dibagian atas valve plate. Saat torak bergerak turun, discharge valve pada posisi tertutup,sebab tekanan refrigerant pada sisi discharge lebih besar dibandingkan tekanan di dalam silinder. Pada saat yang sama, suction valve terbuka akibat terjadinya kevakuman didalam silinder, sehingga refrigerant masuk kedalam silinder. Saat piston bergerak naik, refrigerant di dalam silinder di pompa keluar melalui discharge valve dan dialirkan ke kondensor dengan tekanan dan temperature yang tinggi. Akibatnya, suction valve tertutup karena tekanan di dalam silinder lebih tinggi dari pada tekanan di sisi isap.
2. Kompresor tipe Swash Plate
Pada kompresor jenis ini, gerakan piston diatur oleh swash plate pada jarak tertentu dengan 6 atau 10 jumlah silinder. Ketika salah satu sisi pada piston melakukan langkah tekan, maka sisi lainnya melakukan langkah isap. Pada dasarnya proses kompresi pada tipe ini sama dengan proses kompresi pada kompresor tipe crank shaft. Perbedaannya terletak pada adanya tekanan oleh katup isap dan katup tekan. Selain itu, perpindahan gaya pada tipe swash plate tidak melalui connecting rod, sehingga getarannya lebih kecil.
3. Kompresor tipe Wobble Plate
System kerja kompresor tipe ini sama dengan kompresor tipe swash plate. Namun, dibandingkan dengan kompresor tipe swash plate, penggunaan kompresor tipe wobble plate lebih menguntungkan diantaranya adalah kapasitas kompresor dapat diatur secara otomatis sesuai dengan kebutuhan beban pendinginan. Selain tiu, pengaturan kapaitas yang bervariasi akan mengurangi kejutan yang disebabkan oleh operasi kopling magnetic (magnetic clutch). Cara kerjanya, gerakan putar dari poros kompresor diubah menjadi gerakan bolak-balik oleh plate penggerak (drive plate) dan wobble plate dengan bantuan guide ball. Gerakkan bolak-balik ini selanjutnya diteruskan ke piston melalui batang penghubung. Berbeda dengan jenis kompresor swash plate, kompresor tipe wobble plate hanya menggunakan satu piston untuk dua silinder.
b. Kondensor
Kondensor adalah alat penukar panas, lebih tepatnya membuang panas dari refrigerant setelah di kompresi oleh kompresor. Sebelum masuk ke kondensor, temperature refrigerant masih tinggi, tetapi di dalam kondensor temperature refrigerant didinginkan oleh udara dengan bantuan kipas (extra fan). Setelah keluar dari kondensor, temperature refrigerant menjadi lebih dingin. Fungsi kondensor mirip dengan radiator yang mendinginkan air pada mesin mobil.
Melalui kondensor refrigerant yang berbentuk gas, bertekanan dan bertemperatur tinggi diubah bentuknya menjadi cair dengan tekanan yang stabil dan memiliki temperature lebih rendah. Kondensor berbentuk pipa panjang yang berlekuk-lekuk sebagai tempat mengalirnya refrigerant. Pipa kondensor juga dilengkapi dengan fin atau sirip-sirip yang dapat membantu proses pendinginan refrigerant.
c. Katup ekspansi (Orifice Tube)
Komponen ini berfungsi menurunkan tekanan dan temperature refrigerant, sehingga menimbulkan efek dingin pada evaporator sebelum di embuskan ke ruang kabin. Proses membuka dan menutupnya katup ekspansi dilakukan oleh thermostat (sensing bulb). Ketika suhu dalam kabin tinggi (panas),maka katup exspansi akan terbuka lebar, sehingga aliran refrigerant lebih banyak digunakan untuk mendinginkan suhu kabin yang tinggi. Sebaliknya saat suhu dalamkabin rendah (dingin), katupekspansi akan terbuka sedikit, sehingga aliran refrigerant lebih sedikit.
Katup ekspansi yang digunakan untuk menurunkan tekanan dan suhu refrigerant ternyata lebih populer dibandingkan dengan pipa kapiler. Hal ini disebabkan kondisi operasi kendaraan yang berubah-ubah, salah satunya adalah variasi kecepatan putaran mesin. Penyebabnya adalah kompreso yang digerakkan langsung oleh mesin melalui kopling magnetic. Dengan adanya perubahan putaran mesin, putaran kompresor pun akan berubah. Jika menggunakan pipa kapiler, perubahan laju aliran refrigerant akibat perubahan putaran kompresor tersebut tidak dapat dikontrol. Namun jika menggunakan katup ekspansi yang dilengkapi dengan sensing bulb (thermostat) laju aliran refrigerant dapat dikontrol, sehingga aliran refrigerant selalu dalam kondisi optimal.
Di lapangan, dapat ditemukan beberapa jenis katup ekspansi, tetapi yang paling banyak digunakan adalah jenis katup ekspansi thermostatis (thermostatic expansion valve), yaitu katup ekspansi yang menggunakan sensor panas. Katup ekspansi thermostatis terbagi menjadi dua bagian, yaitu internal equalizer dan eksternal equalizer. Tipe katup ekspansi terbaru adalah tipe boxyang merupakan bagian dari eksternal equalizer.
Komponen AC mobil yang digunakan untuk menurunkan tekanan refrigerant selain pipa kapiler dan katup ekspansi adalah orifice tube.pada orifice tube terdapat sebuah lubang kecil yang berdiameter tetap sebagai media aliran refrigerant. Namun, komponen orifice tube jarang sekali digunakan pada unit AC mobil di Indonesia. Biasanya digunakan pada mobil-mobil keluaran eropa atau amerika, seperti Ford Motor Company dan General Motor
d. Evaporator
Komponen AC mobil ini berfungsi mengubah cairan refrigerant menjadi gas dingin. Pada evaporator terjadi proses evaporasi, yaitu penguapan refrigerant fasa cair menjadi fasa uap. Evaporator merupakan sebuah alat penukar panas, yaitu mengubah refrigerant dari yang semula berwujud cair berubah menjadi gas (berlawanan dengan fungsi kondensor). Panas udara disekitar kabin diserap oleh evaporator saat melewati sirip-sirip pipanya, sehingga saat keluar, udara berubah menjadi dingin. Proses sirkulasi udara dingin tersebut dibantu oleh blower indoor.
B. Komponen Pendukung
a. Receiver (filter Dryer)
Receiver atau filter dryer sering digunakan pada AC mobil yang menggunakan katup ekspansi dalam system penurunan tekanan refrigerant. Bagian ini diletakkan di antara kondensor sebelum katup ekspansi. Di dalam receiver terdapat saringan (filter) dan pengering(dryer) yang berfungsi menyerap kotoran dan air yang terbawa ketika bersirkulasi bersama refrigerant. Filter terpasang pada saluran receiver bagian dalam. Filter ini berfungsi menyaring kotoran yang tidak masuk ke katup ekspansi.
Receiver merupakan tempat penyimpanan refrigerant sementara setelah dicairkan oleh kondensor sebelum masuk ke katup ekspansi. Fungsi lainnya adalah sebagai penyaring kotoran dalam system sirkulasi AC. Kerusakan receiver seringkali sebabkan adanya timbunan kotoran yang terbawa oleh kondensor dan menyebabkan penyumbatan. Jika receiver (filter dryer) rusak, suhu AC menjadi tidak stabil dan seringkali berubah-ubah.
Bagian tas receiver terdapat sight glass, berfungsi mengetahui kondisi refrigerant dalam system AC. Di dalam dryer berisi desiscant (zat yang dapat menyerap uap air)yang berupa silicageluntuk penggunaan R-12 dan zeolit untuk R-134a.
b. Accumulator
Accumulator biasanya digunakan pada system AC mobil yang menggunakan orifice tube sebagai alat penurun tekanan refrigerant setelah kondensor. Accumulator berfungsi sebagai alat penampung sementara refrigerant cair yang bertemperatur rendah serta campuran minyak pelumas dari evaporator. Accumulator terletak di antara evaporator sebelum kompresor. Bahan refrigerant yang telah disimpan dan berupa gas, di alirkan dari bagian atas accumulator melalui saluran isap menuju ke kompresor. Accumulator juga berfungsi mencegah refrigerant cair agar tidak mengalir ke kompresor. Sebab, refrigerant yang masuk ke kompresor harus dalam bentuk gas atau uap.

c. Minyak pelumas (oli kompresor)
Oli kompresor pada system AC berfungsi sebagai pelumas bagian-bagian kompresor yang bergesekan, sehingga mampu meredam panas dan melancarkan pergerakan bagian-bagian kompresor. Miyak pelumas harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
1. Mempunyai strukturkima yang stabil, tidakmudah breaksi dengan refrigerant atau benda lain yang digunakan pada system pendingin.
2. Tidak merusak bahan tembaga pada suhu 120⁰.
3. Tidak mengandung air, ter, lilin, dan kotoran lainnya.
4. Mempunyai nilai beku rendah. Artinya pelumas masih dapat mengalir pada suhu yang rendah.
5. Tidak berbusa, karena minyak pelumas yang berbusa dapat terbawa oleh bahan pendingin dan masuk ke kompresor, sehingga dapat merusak katup kompresor.
6. Mempunyai delektrik ( tidak dapat menghantarkan listrik) yang kuat.
7. Dapat memberikan pelumasan yang baik pada temperature tinggi maupun rendah.
Jenis pelumas yang digunakan untuk Freon R-134a adalah polyalkyleneglycol (PAG), sedangkan untuk Freon R-12 adalah minyak pelumas mineral.
d. Saft seal
Minyak pelumas dan refrigerant dalam kompresor sangat rentan terhadap kebocoran, baik saat kompresor sedang berjalan maupun berhenti. Komponen untuk mencegah kebocoran minyak pelumas dan refrigerant adalah shaft seal (penyekat refrigerant) pada poros. Komponen ini terdir atas dua bagian, yaitu shaft seal dan plate seal. Shaft seal terdiri atas dua jenis, yaitu mechanical seal dan lip seal. Biasanya kebocoran refrigerant terjadi melalui komponen ini. Shaft seal terdiri dari gelang penahan , o-ring, ring karbon dan plat seal. Palt seal yang tertahan rapat oleh gelang penahan dengan ring karbon akan tertekan oleh pega, sehingga mampu mencegah kebocoran refrigerant dan minyak pelumas
e. Pipa refrigerant
Pipa refrigerant AC mobil terbuat dari karet (pipa elastic) dan pipa logam yang tahan terhadap tekanan dan temperature tinggi, serta tahan terhadap getara. Bagian dalam pipa logam terbuat dari tembaga dan aluminium yang diproses baik, sehingga lebih tahan terhadap unsure kimia dalam refrigerant.
f. Idle up
Alat ini berfungsi menaikkan putaran mesin apabila AC mobil di hidupkan saat putaran mesin masih idling (stationer), sehingga mesin mobil terhindar dari beban yang berlebihan (overload). Idle up terdiri dari dua jenis yaitu vacuum switch valve (VSV) dan throttle position (TP).
g. Pulley dan belt
Pulley berfungsi sebagai rumah belt. Pulley dan belt merupakan komponen penerus tenaga, yaitu meneruskan tenaga putar dari mesin menuju ke kompresor AC mobil. Terdapat beberapa jenis belt yang dipakai pada AC mobil, diantaranya adalah v belt dan ribbed belt.
h. Ekstra fan (kipas)
Ekstra fan berfungsi mensirkulasikan udara di dalam kabin dan diluar kabin. Motor blower terdapat didalam kabin, sedangkan fan (extra fan) terletak di kondensor (diluar kabin). Blower pada kabin terdiri atas motor penggerak dan blower yang digerakkan. Umumnya tipe blower yang sering digunakan adalah tipe sirocco. Extra fan yang terdapat diluar kabin juga terdiri darimotor penggerak dan fan yang digerakkan.umumnya yang digerakkan adalah fan tipe axial flow.
C. Komponen kelistrikan
a. Sakelar (selector switch)
Sakelar yang digunakan pada system AC mobil pada umumnya adalah jenis sakelar putar rotary switch. Sakelar ini digunakan untuk mematikan dan menghidupkan kompresor, serta memilih kecepatan putaran blower evaporator. Sakelar terdiri dari tombol putar (menunjukkan posisi off, low, medium, dan high) dan terminal listrik.
b. Kopling magnet (magnetic clutch)
Kopling magnet berfungsi memutus dan menghubungkan kompresor dengan penggeraknya (putaran mesin). Saat mesin mobil bekerja,pulley berputar karena dihubungkan oleh belt dengan putaran mesin. Dalam hal ini, kompresor tidak dapat bekerja sebelum kopling magnet dialiri arus listrik. Tiga bagian magnetic clutch sebagai berikut:
1. Stator, merupakan gulungan magnet (magnet coil) yang terpasang pada housing kompresor.
2. Rotor, merupakan bagian berputar yang berhubungan dengan crank shaft (poros) mesin dengan perantaraan pulley belt. Di antara permukaan bagian dalam dari rotor dan front housing dari kompresor terpasang bearing.
3. Pressure plate, merupakan komponen yang dipasang pada crank shaft (poros) kompresor.
Ketika system AC mobil di hidupkan, amplifier memberikan arus listrik yang cukup ke coil stator. Setelah itu, akan timbul medan electromagnet dan akan menarik pressure plate dan menekan permukaan gesek pulley, akibatnya kompresor berputar.
c. Thermostat (thermoswitch)
Alat ini bekerja memberikan sinyal kondisi temperature kabin ke kompresor secara otomatis. Di dalam thermostat terdapat sensor yang akan mendeteksi suhu pada evaporator. Selain mengatur temperature, fungsi thermostat pada AC mobil adalah sebagai pengatur proses kerja kompresor AC.
d. Pengatur Suhu elektronik (thermistor)
Thermistor adalah sebuah resistor yang mempunyai koefisien thermal negative pada system AC yang menggunakan amplifier. Artinya semakin rendah suhunya,semakin tinggi resistansinya, sebaliknya semakin tinggi suhunya, akan semakin rendah resistansinya. Sifat ini dimanfaatkan oleh amplifier untuk menghidupkan dan mematikan kompresor. Pada suhu tinggi dan resistansi thermistor rendah, maka saat itulah amplifier akan mengalirkan arus listrik dari baterai ke magnetic clutch, sehingga kompresor bekerja dan terjadi pendinginan.
e. Pressure switch
Pada tekanan refrigerant yang tidak normal, misalnya akibat pemampatan pada system AC, maka pressure switch akan bekerja dengan cara memutuskan atau menghubungkan aliran listrik yang menuju ke kompresor. Pressure switch terpasang pada pipa yang berisi cairan diantara receiver dan katup ekspansi. Alat ini mampu mendeteksi ketidaknormalan tekanan di dalam system dan akan memutuskan kopling magnet jika terjadi tekanan yang terlalu tinggi atau terlalu rendah sehingga kompresor pun berhenti bekerja.
f. Relay
Untuk mengalirkan arus listrik ke magnetic clutch, blower motor dan keperalatan lainnya pada system AC mobil, diperlukan relay pengaman. Relay pengaman diperlukan untuk mencegah kerusakan pada kunci kontak. Aliran listrik tidak bias langsung ke magnetic clutch ataupun ke blower motor tanpa melalui kunci kontak, sehingga titik-titik kunci kontak akan cepat aus (terbakar). Hanya dengan mengalirkan arus listrik yang kecil ke coil relay, sudah bias mengalirkan arus listrik yang cukup besar dari baterai ke magnetic clutch ataupun ke blower motor melalui kontaktif relay.

g. Amplifier
Amplifier merupakan rangkaian elektronik yang berfungsi mengatur kerja AC mobil agar selalu dalam kondisi aman dan sesuai dengan keinginan pemakai. Pada prinsipnya, amplifier bekerja sebagai relay otomatis yang mnghubungkan dan memutuskan aliran listrik dari baterai yang menuju ke magnetic clutch. Terdapat dua jenis amplifier yang digunakan pada AC mobil, yaitu temperature control amplifier (pengatur suhu) dan temperature control idling stabilizer amplifier.

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