Fabrikasi logam adalah istilah luas yang mengacu pada proses apa pun yang memotong, membentuk, atau mencetak bahan logam menjadi produk akhir. Alih-alih produk akhir dirakit dari komponen yang sudah jadi, fabrikasi menciptakan produk akhir dari bahan mentah atau setengah jadi. Ada banyak proses manufaktur fabrikasi yang berbeda. Fabrikasi logam digunakan untuk produk khusus dan stok.
Sebagian besar produk fabrikasi logam khusus dibuat dari berbagai logam yang umum digunakan dan paduannya. Perakit logam sering kali memulai dengan komponen logam stok, seperti lembaran logam, batang logam, billet logam, dan batang logam untuk membuat produk baru.
Perakit logam khusus disebut toko fabrikasi. Kontraktor, produsen peralatan, dan pengecer meminta fabrikator logam mengerjakan berbagai proyek untuk mereka. Banyak fabrikator logam menawar pekerjaan dengan mengirimkan gambar, dan jika mereka diberikan kontrak, mereka membangun proyek tersebut. Setelah kontrak diberikan, fabrikator logam memulai tahap perencanaan dengan memesan bahan yang benar dan meminta insinyur memprogram mesin CNC untuk proyek tersebut.
Toko fabrikasi dapat menggunakan beberapa proses untuk membuat produk akhir. Mereka juga dapat menyediakan layanan finishing seperti deburring, pemolesan, pelapisan, dan pengecatan, pada produk. Finishing berbeda dengan fabrikasi logam karena finishing adalah proses sekunder untuk merawat bagian luar produk, bukan untuk membentuk atau membuat produk baru.
Jenis-jenis fabrikasi logam
Memilih metode fabrikasi logam yang sesuai untuk proyek tertentu bergantung pada geometri bagian, tujuan produk, dan bahan yang digunakan untuk membuatnya. Proses fabrikasi logam yang umum adalah sebagai berikut:
- Pengecoran
- Pemotongan
- Menggambar
- Melipat
- Penempaan
- Ekstrusi
- Pemesinan
- Meninju
- Geser
- Stamping
- Pengelasan
Pengecoran
Pengecoran adalah ketika logam cair dituangkan ke dalam cetakan atau cetakan dan dibiarkan mendingin dan mengeras menjadi bentuk yang diinginkan. Proses fabrikasi logam sangat ideal untuk produksi massal suku cadang dengan penggunaan kembali cetakan yang sama untuk membuat produk yang identik. Ada beberapa jenis pengecoran yang berbeda. Die-casting adalah ketika logam cair dipaksa masuk ke dalam cetakan alih-alih cetakan, dan di sana tekanan yang diberikan menjaganya tetap di tempatnya sampai mengeras. Proses ini dikenal dengan aplikasi kecepatan tinggi yang didukungnya. Pengecoran cetakan permanen melibatkan penuangan logam cair ke dalam cetakan.
Ada berbagai jenis proses pengecoran. Dalam beberapa kasus, ruang hampa udara juga digunakan dalam proses ini. Pengecoran cetakan permanen dapat menghasilkan coran yang lebih kuat daripada die casting, tetapi bisa jadi sulit untuk dilepaskan dari produk akhir. Untuk alasan ini, pengecoran cetakan semi permanen juga tersedia. Cetakan ini memiliki inti yang dapat dibuang, membuatnya lebih mudah dikelola dan lebih murah untuk dilepas. Proses pengecoran terakhir adalah pengecoran pasir. Dengan pengecoran pasir, coran dibuat dengan menekan pola ke dalam campuran pasir yang halus. Ini membentuk cetakan untuk logam cair yang akan dituangkan. Proses ini lambat tetapi umumnya lebih ekonomis daripada bentuk pengecoran lainnya. Proses ini juga baik untuk digunakan ketika desain yang rumit diperlukan, atau untuk fabrikasi logam besar.
Pemotongan
Jenis fabrikasi logam yang sangat umum ini adalah pemotongan benda kerja untuk membaginya menjadi bagian yang lebih kecil. Meskipun menggergaji adalah metode pemotongan tertua, metode modern meliputi pemotongan laser, pemotongan waterjet, gunting listrik, dan pemotongan busur plasma. Ada banyak metode pemotongan yang berbeda, mulai dari manual dan perkakas listrik hingga pemotong komputer numerik (CNC). Pemotongan mungkin merupakan tahap pertama dalam proses fabrikasi yang lebih panjang atau satu-satunya proses yang digunakan.
Pemotongan cetakan adalah proses pemotongan lain yang menggunakan cetakan untuk mengiris logam. Rotary die cutting menggunakan cetakan silinder yang berputar untuk memotong material yang diumpankan melalui mesin cetak. Pemotongan die cutting flatbed digunakan pada bahan logam yang lebih tebal dan menggunakan cetakan pada mesin cetak untuk memotong bentuk ketika cetakan menekan logam.
Menggambar
Penarikan menggunakan gaya tarik untuk menarik logam ke dalam dan melalui cetakan yang meruncing. Cetakan meregangkan logam menjadi bentuk yang lebih tipis. Biasanya penarikan dilakukan pada suhu kamar, dan disebut penarikan dingin, tetapi benda kerja logam dapat dipanaskan untuk mengurangi gaya yang diperlukan.
Proses ini dianggap sebagai deep drawing jika produk akhir memiliki kedalaman yang sama atau lebih besar dari jari-jarinya. Biasanya digunakan dengan fabrikasi lembaran logam untuk mengubah lembaran menjadi bejana berbentuk silinder atau kotak berongga.
Melipat
Proses fabrikasi logam ini bekerja dengan memanipulasi logam untuk ditekuk pada suatu sudut. Cara yang paling umum adalah dengan mesin rem yang menciptakan lipatan pada logam dengan cara menjepitnya. Benda kerja dipegang di antara pukulan dan cetakan dan dipaksa untuk melipat dengan tekanan dari pukulan. Proses ini biasanya digunakan untuk membentuk lembaran logam. Pelipatan juga dapat dilakukan dengan memalu benda kerja hingga menekuk, atau dengan menggunakan mesin pelipat, yang juga dikenal sebagai folder. Mesin ini memiliki permukaan datar di mana lembaran logam datar ditempatkan, batang penjepit yang menahan benda kerja di tempatnya, dan panel depan yang terangkat ke atas dan memaksa logam yang direntangkan di atasnya untuk menekuk.
Fabricating knives using the forging process – Image credit: Francesco de Marco/Shutterstock.com
Penempaan
Penempaan menggunakan gaya tekan untuk membentuk logam. Palu atau cetakan memukul benda kerja hingga terbentuk bentuk yang diinginkan. Proses pembuatan ini dapat dilakukan dengan logam pada suhu kamar dan disebut penempaan dingin. Penempaan juga dapat dilakukan dengan logam yang dipanaskan pada kisaran di atas suhu kamar hingga di bawah suhu rekristalisasi dan kemudian disebut penempaan hangat. Ketika logam dipanaskan hingga mencapai suhu rekristalisasi, yang bervariasi menurut logam, prosesnya disebut penempaan panas. Penempaan adalah salah satu jenis fabrikasi logam tertua, dengan pandai besi yang menggunakan penempaan berabad-abad yang lalu.
Contoh tempa baja tahan karat - Kredit gambar: Cornell Forge
Ekstrusi
Dalam proses manufaktur ekstrusi, benda kerja dipaksa melalui atau di sekitar cetakan yang terbuka atau tertutup. Ketika dipaksa melalui cetakan terbuka atau tertutup, diameter benda kerja dikurangi menjadi penampang cetakan. Ketika ditekan di sekitar cetakan, sebuah rongga terbentuk di dalam benda kerja. Kedua proses ini umumnya menggunakan siput logam atau silinder (billet) sebagai benda kerja, dan ram untuk melakukan operasi tumbukan. Produk benda silinder yang dihasilkan sering kali berupa kabel atau pipa. Penampang cetakan dapat memiliki bentuk yang berbeda untuk menghasilkan bagian dengan bentuk yang berbeda. Ekstrusi dapat dilakukan secara kontinu untuk membuat bagian yang sangat panjang, atau semi-kontinu untuk membuat banyak bagian yang lebih pendek.
Juga disebut ekstrusi dingin, ekstrusi tumbukan dilakukan pada suhu kamar dan meningkatkan kekuatan bagian, membuatnya lebih kuat dari bahan aslinya. Ketika kekuatan yang cukup diterapkan pada logam yang sesuai, logam tersebut mulai mengalir ke dalam bentuk yang tersedia, seperti pergerakan cairan kental. Ekstrusi dingin biasanya digunakan untuk fabrikasi logam baja.
Ekstrusi panas dilakukan pada suhu yang meningkat, untuk menjaga agar logam tidak mengeras dan agar lebih mudah didorong melalui cetakan. Biasanya digunakan untuk fabrikasi tembaga, juga untuk membuat komponen aluminium khusus.
Pemesinan
Metode fabrikasi logam yang disebut pemesinan mengacu pada proses pembentukan logam dengan membuang material yang tidak diinginkan darinya. Proses ini dapat dilakukan dengan berbagai cara. Ada banyak proses pemesinan yang berbeda, termasuk pengeboran, pembubutan, dan penggilingan.
Pengeboran menggunakan alat pemotong berputar, mata bor, untuk membuat lubang pada material. Mata bor menekan logam sambil diputar dengan sangat cepat untuk membuat lubang melingkar.
Pembubutan menggunakan mesin bubut untuk memutar logam sementara alat pemotong bergerak dalam gerakan linier untuk menghilangkan logam sepanjang diameter, menciptakan bentuk silinder. Alat pemotong dapat dimiringkan secara berbeda untuk menciptakan bentuk yang berbeda. Ini dapat dilakukan secara manual atau dengan mesin bubut CNC. Pemesinan CNC umumnya digunakan ketika pengukuran komponen harus sangat presisi.
Penggilingan menggunakan alat pemotong multi-titik yang berputar untuk menghilangkan material dari benda kerja secara progresif sampai bentuk yang diinginkan tercapai. Logam secara perlahan dimasukkan ke dalam alat pemotong yang berputar, atau alat tersebut digerakkan melintasi logam yang tidak bergerak, atau benda kerja dan alat tersebut digerakkan satu sama lain. Proses ini dapat dilakukan secara manual atau dengan mesin penggilingan CNC. Penggilingan sering kali merupakan proses sekunder atau proses finishing, tetapi dapat digunakan sebagai satu-satunya metode fabrikasi logam dari awal hingga akhir. Berbagai jenis penggilingan termasuk penggilingan permukaan, penggilingan polos, penggilingan sudut, penggilingan tanjakan, dan penggilingan bentuk.
Mesin pelubang CNC membuat lubang pada lembaran logam - Kredit gambar: BigBlueStudio / Shutterstock.com
Meninju
Menara berbentuk unik pada mesin pelubang menekan logam melalui atau ke dalam cetakan untuk membuat lubang. Produk akhirnya bisa berupa potongan logam dengan lubang untuk tujuan pengikatan, atau bisa juga berupa potongan logam yang sudah dibuang dan dibentuk yang disebut blanking. Sebagian besar mesin press punch bersifat mekanis, tetapi pukulan yang lebih kecil dan lebih sederhana dapat dilakukan dengan tangan. Mesin press CNC juga sudah umum digunakan dan digunakan untuk pekerjaan logam berat dan ringan dalam fabrikasi logam.
Geser
Jenis fabrikasi logam ini adalah di mana satu potongan panjang dan lurus dicapai dengan menggabungkan dua alat, dengan salah satu alat di atas logam dan yang lainnya terletak di bawah untuk memberikan tekanan. Pisau atas memaksa logam turun ke pisau bawah yang tidak bergerak dan mematahkannya. Patahan kemudian menyebar ke dalam untuk pemisahan sempurna. Tepi yang terpotong biasanya diasah. Ini sangat ideal untuk memotong panjang yang lebih kecil dan bahan yang berbentuk berbeda karena bilah dapat dipasang pada sudut untuk mengurangi gaya yang dibutuhkan.
Stamping
Proses fabrikasi logam ini mirip dengan pelubangan, kecuali bahwa alat pres tidak membuat lubang pada logam, tetapi membuat lekukan. Turret tidak sepenuhnya memaksa logam melalui cetakan, tetapi hanya mengangkatnya. Stamping digunakan untuk membentuk bentuk, huruf, atau gambar pada panel atau lembaran logam. Mekanis dan hidrolik adalah dua jenis mesin cetak stamping. Mesin stamping logam melemparkan, meninju, memotong, dan membentuk lembaran logam. Lembaran dengan ketebalan hingga 1/4 inci dicetak menjadi bentuk dan ukuran tertentu. Mesin cetak yang digunakan untuk stempel logam dapat membuat berbagai macam produk, dan mereka dapat melakukan serangkaian operasi termasuk blanking, coining logam, dan empat pembentukan slide. Coining (sesuai judulnya) dapat digunakan untuk membuat koin, tetapi juga memiliki kegunaan lain, misalnya, komponen untuk barang elektronik. Four slide forming menggabungkan berbagai proses stamping dan pembentukan untuk menciptakan produk yang lebih kompleks, dan ini sangat efektif untuk komponen yang lebih kecil.
Pengelasan TIG - Kredit gambar: Aumm graphixphoto / Shutterstock.com
Pengelasan
Dengan pengelasan, dua atau lebih potongan logam disatukan melalui kombinasi panas dan tekanan. Ini adalah proses yang populer karena potongan logam bisa dalam berbagai bentuk dan ukuran. Empat jenis prosedur pengelasan yang populer adalah Pengelasan Tongkat atau Busur, Pengelasan MIG, Pengelasan TIG, dan Pengelasan Busur Inti Fluks.
Pengelasan tongkat, juga dikenal sebagai Shielded Metal Arc Welding (SMAW), menggunakan tongkat elektroda yang menghasilkan arus listrik yang membentuk busur listrik saat bersentuhan dengan logam. Suhu tinggi dari busur akan mengelas logam.
Pengelasan Gas Inert Metal (MIG), atau Gas Metal Arc Welding (GMAW), menggunakan gas yang disuplai dari luar bersama dengan elektroda kawat padat yang kontinu untuk melindungi logam agar tidak bereaksi terhadap faktor lingkungan sehingga pengelasan menjadi lebih cepat dan kontinu. Gas pelindung juga menghasilkan lebih sedikit asap pengelasan.
Pengelasan Gas Tungsten Inert Gas (TIG), juga disebut Gas Tungsten Arc Welding, menggunakan batang elektroda tungsten yang menciptakan busur pendek untuk mengelas logam yang lebih berat, untuk fabrikasi berat. Metode ini membutuhkan tukang las yang sangat terampil, karena prosesnya lebih sulit, tetapi dapat digunakan pada sebagian besar produk logam dan untuk proyek-proyek yang kompleks.
Flux Cored Arc Welding (FCAW) memiliki proses dan peralatan yang serupa dengan MIG. Elektroda kawat yang digunakan mengandung inti yang menghasilkan gas pelindung, sehingga sumber gas sekunder tidak diperlukan. Metode ini lebih portabel daripada pengelasan MIG atau Stick tetapi tidak dapat digunakan pada bahan yang lebih tipis.
Memilih fabrikator logam
Memilih toko fabrikasi logam khusus atau produsen logam khusus yang paling sesuai dengan kebutuhan proyek adalah keputusan penting yang dapat memengaruhi tingkat produksi, kualitas produksi, dan efektivitas biaya proyek tertentu. Untuk membantu dalam proses pemilihan, berikut adalah beberapa pertimbangan:
Pengalaman: Toko mesin yang telah beroperasi untuk waktu yang lama atau memiliki catatan yang mapan dalam memberikan layanan yang baik dapat memberikan alasan yang jelas untuk memilih toko.
Industri yang dilayani: Akan sangat membantu jika Anda mengetahui industri apa saja yang biasanya dilayani oleh sebuah toko, serta jenis produk atau proses yang menjadi fokus utama mereka, karena mereka akan lebih cocok untuk memenuhi kebutuhan industri tertentu. Penting juga untuk mempelajari pengalaman fabrikator dengan jenis logam yang dibutuhkan untuk proyek tersebut. Beberapa bengkel mengkhususkan diri pada satu atau dua jenis fabrikasi logam. Jika Anda sudah mengetahui bahan terbaik untuk proyek tersebut adalah aluminium, carilah fabrikator khusus aluminium.
Sumber daya: Mesin CNC mungkin merupakan pilihan terbaik untuk proyek yang sangat detail, tetapi mesin manual mungkin lebih cocok untuk proyek dengan anggaran yang ketat. Ukuran mesin membuat perbedaan jika produk akhirnya berukuran besar. Kapasitas perkakas dari fabrikator logam dapat menjadi pengaruh penting pada kemampuan dan kualitas produk logamnya. Apakah fabrikasi presisi diperlukan? Fabrikasi lembaran logam presisi sangat bergantung pada teknologi komputer yang berkembang pesat.
Banyak perusahaan yang berspesialisasi dalam fabrikasi presisi menggunakan perangkat lunak CAD / CAM untuk mendesain dan menata letak produk yang akan diproduksi. Komputer CNC diprogram untuk melakukan tugas-tugas spesifik dan mencapai spesifikasi yang sangat tepat yang diperlukan untuk memproduksi banyak produk logam fabrikasi yang disesuaikan.
Jenis produksi: Ukuran proses produksi, baik jangka pendek atau jangka panjang dan volume rendah atau tinggi, harus menjadi salah satu pertimbangan utama dalam memilih layanan fabrikasi khusus yang memadai.
Stok bahan: Terakhir, penting untuk memastikan bahwa perakit logam sudah memiliki atau dapat membentuk logam tertentu yang akan digunakan untuk suatu produk. Jika mereka memiliki pemasok logam tertentu yang mereka gunakan, ada baiknya juga untuk melihat reputasi pemasok tersebut. Toko fabrikasi baja tahan karat khusus dapat bekerja dengan pemasok baja yang sama untuk jangka waktu yang lama.
Disadur dari: www.thomasnet.com