Manufaktur berbantuan komputer

Manufaktur berbantuan komputer (computer-aided manufacturing/CAM) juga dikenal sebagai pemodelan berbantuan komputer atau pemesinan berbantuan komputer adalah penggunaan perangkat lunak untuk mengontrol peralatan mesin dalam pembuatan benda kerja. Ini bukan satu-satunya definisi CAM, tetapi ini adalah definisi yang paling umum. Hal ini juga dapat merujuk pada penggunaan komputer untuk membantu semua operasi pabrik, termasuk perencanaan, manajemen, transportasi, dan penyimpanan. Tujuan utamanya adalah untuk menciptakan proses produksi yang lebih cepat dan komponen serta perkakas dengan dimensi dan konsistensi material yang lebih tepat, yang dalam beberapa kasus, hanya menggunakan jumlah bahan mentah yang diperlukan (sehingga meminimalkan limbah), sekaligus mengurangi konsumsi energi. CAM sekarang menjadi sistem yang digunakan di sekolah-sekolah dan tujuan pendidikan yang lebih rendah. CAM merupakan proses berbantuan komputer berikutnya setelah desain berbantuan komputer (CAD) dan terkadang teknik berbantuan komputer (CAE), karena model yang dihasilkan di CAD dan diverifikasi di CAE dapat dimasukkan ke dalam perangkat lunak CAM, yang kemudian mengendalikan peralatan mesin. CAM digunakan di banyak sekolah bersama CAD untuk membuat objek.

Gambaran Umum

Secara tradisional, CAM merupakan alat pemrograman kontrol numerik (NC), di mana model komponen dua dimensi (2-D) atau tiga dimensi (3-D) dibuat dalam CAD. Seperti halnya teknologi "berbantuan komputer" lainnya, CAM tidak menghilangkan kebutuhan akan tenaga profesional yang terampil seperti insinyur manufaktur, pemrogram NC, atau ahli mesin. CAM memanfaatkan nilai dari para profesional manufaktur yang paling terampil melalui alat produktivitas yang canggih, sekaligus membangun keterampilan para profesional baru melalui alat visualisasi, simulasi, dan pengoptimalan.

Alat CAM umumnya mengubah model menjadi bahasa yang dipahami oleh mesin target yang bersangkutan, biasanya G-code. Kontrol numerik dapat diterapkan pada alat permesinan, atau yang lebih baru pada printer 3D.

Sejarah

Aplikasi komersial awal CAM ada di perusahaan besar di industri otomotif dan kedirgantaraan; misalnya, Pierre Béziers bekerja mengembangkan aplikasi CAD / CAM UNISURF pada tahun 1960-an untuk desain bodi mobil dan perkakas di Renault. Alexander Hammer di Perusahaan Turbin Uap DeLaval menemukan teknik untuk mengebor bilah turbin secara progresif dari balok logam padat dengan bor yang dikontrol oleh pembaca kartu punch pada tahun 1950. Boeing pertama kali mendapatkan mesin NC pada tahun 1956, yang dibuat oleh perusahaan seperti Kearney dan Trecker, Stromberg-Carlson, dan Thompson Ramo Waldridge.

Secara historis, perangkat lunak CAM dianggap memiliki beberapa kekurangan yang mengharuskan keterlibatan yang terlalu tinggi dari para ahli mesin CNC. Fallows menciptakan perangkat lunak CAD pertama, namun memiliki kekurangan yang parah dan segera dibawa kembali ke tahap pengembangan. Perangkat lunak CAM akan menghasilkan kode untuk mesin yang paling tidak mampu, karena setiap kontrol alat mesin ditambahkan ke set kode G standar untuk meningkatkan fleksibilitas. Dalam beberapa kasus, seperti perangkat lunak CAM yang tidak diatur dengan benar atau alat tertentu, mesin CNC memerlukan pengeditan manual sebelum program dapat berjalan dengan baik. Tak satu pun dari masalah ini yang tidak dapat diatasi oleh insinyur yang bijaksana atau operator mesin yang terampil yang tidak dapat diatasi untuk pembuatan prototipe atau proses produksi kecil; G-Code adalah bahasa yang sederhana. Dalam produksi tinggi atau bengkel dengan presisi tinggi, serangkaian masalah yang berbeda ditemukan di mana seorang ahli mesin CNC yang berpengalaman harus menulis program kode tangan dan menjalankan perangkat lunak CAM.

Integrasi CAD dengan komponen lain dari lingkungan manajemen siklus hidup produk (PLM) CAD/CAM/CAE memerlukan pertukaran data CAD yang efektif. Biasanya, operator CAD harus mengekspor data dalam salah satu format data yang umum, seperti format IGES atau STL atau Parasolid yang didukung oleh berbagai macam perangkat lunak. Output dari perangkat lunak CAM biasanya berupa file teks sederhana berupa G-code/M-code, terkadang terdiri dari ribuan perintah, yang kemudian ditransfer ke peralatan mesin menggunakan program direct numerical control (DNC) atau pada Pengontrol modern menggunakan USB Storage Device yang umum.

Paket CAM tidak bisa, dan masih tidak bisa, bernalar seperti halnya seorang ahli mesin. Mereka tidak dapat mengoptimalkan jalur pahat sejauh yang diperlukan untuk produksi massal. Pengguna akan memilih jenis alat, proses pemesinan, dan jalur yang akan digunakan. Meskipun seorang insinyur mungkin memiliki pengetahuan tentang pemrograman G-code, optimasi kecil dan masalah keausan akan terus bertambah seiring berjalannya waktu. Item yang diproduksi secara massal yang memerlukan pemesinan sering kali dibuat melalui pengecoran atau metode non-mesin lainnya. Hal ini memungkinkan kode G yang ditulis tangan, pendek, dan sangat dioptimalkan, yang tidak dapat diproduksi dalam paket CAM.

Setidaknya di Amerika Serikat, ada kekurangan masinis muda dan terampil yang memasuki dunia kerja yang mampu bekerja di bidang manufaktur yang ekstrem; presisi tinggi dan produksi massal. Ketika perangkat lunak dan mesin CAM menjadi lebih rumit, keterampilan yang dibutuhkan oleh masinis atau operator mesin semakin meningkat hingga mendekati keterampilan pemrogram dan insinyur komputer, alih-alih menghilangkan masinis CNC dari dunia kerja.

Bidang-bidang umum yang menjadi perhatian

• Pemesinan Kecepatan Tinggi, termasuk perampingan jalur pahat
• Pemesinan Multi-fungsi
• Pemesinan 5 Sumbu
• Pengenalan fitur dan pemesinan
• Otomatisasi proses Pemesinan
• Kemudahan Penggunaan

Mengatasi kekurangan historis
Seiring berjalannya waktu, kekurangan historis CAM mulai dilemahkan, baik oleh penyedia solusi khusus maupun oleh penyedia solusi kelas atas. Hal ini terjadi terutama dalam tiga arena:

• Kemudahan penggunaan
• Kompleksitas manufaktur
• Integrasi dengan PLM dan perusahaan yang diperluas

Kemudahan dalam penggunaan
Bagi pengguna yang baru memulai sebagai pengguna CAM, kemampuan out-of-the-box yang menyediakan Process Wizards, templat, pustaka, peralatan mesin, pemesinan berbasis fitur otomatis, dan antarmuka pengguna yang dapat disesuaikan dengan fungsi pekerjaan membangun kepercayaan pengguna dan mempercepat proses pembelajaran.
Kepercayaan diri pengguna semakin terbangun dengan visualisasi 3D melalui integrasi yang lebih dekat dengan lingkungan CAD 3D, termasuk simulasi dan pengoptimalan yang menghindari kesalahan.

Kompleksitas manufaktur
Lingkungan manufaktur semakin kompleks. Kebutuhan akan alat bantu CAM dan PLM oleh insinyur manufaktur, pemrogram NC, atau masinis mirip dengan kebutuhan akan bantuan komputer oleh pilot sistem pesawat terbang modern. Mesin modern tidak dapat digunakan dengan baik tanpa bantuan ini.

Sistem CAM saat ini mendukung berbagai macam peralatan mesin termasuk: pembubutan, pemesinan 5 sumbu, waterjet, pemotongan laser / plasma, dan wire EDM. Pengguna CAM saat ini dapat dengan mudah menghasilkan jalur pahat yang ramping, kemiringan sumbu pahat yang dioptimalkan untuk laju pemakanan yang lebih tinggi, masa pakai pahat dan permukaan akhir yang lebih baik, dan kedalaman pemotongan yang ideal. Selain memprogram operasi pemotongan, perangkat lunak CAM modern juga dapat mendorong operasi non-pemotongan seperti pemeriksaan alat mesin.

Integrasi dengan PLM dan LM perusahaan yang diperluas untuk mengintegrasikan manufaktur dengan operasi perusahaan mulai dari konsep hingga dukungan lapangan untuk produk jadi.

Untuk memastikan kemudahan penggunaan yang sesuai dengan tujuan pengguna, solusi CAM modern dapat diskalakan dari sistem CAM yang berdiri sendiri hingga rangkaian solusi 3D multi-CAD yang terintegrasi penuh. Solusi ini dibuat untuk memenuhi seluruh kebutuhan personel manufaktur termasuk perencanaan komponen, dokumentasi bengkel, manajemen sumber daya, serta manajemen dan pertukaran data. Untuk mencegah solusi ini dari informasi spesifik alat yang mendetail, manajemen alat khusus

Proses pemesinan
Sebagian besar proses pemesinan berlangsung melalui banyak tahapan, yang masing-masing diimplementasikan dengan berbagai strategi dasar dan canggih, tergantung pada desain komponen, material, dan perangkat lunak yang tersedia.

Pengasaran
Proses ini biasanya dimulai dengan stok mentah, yang dikenal sebagai billet, atau pengecoran kasar yang dipotong secara kasar oleh mesin CNC untuk membentuk model akhir, dengan mengabaikan detail-detail halus. Dalam penggilingan, hasilnya sering kali memberikan tampilan teras atau langkah, karena strategi ini telah mengambil beberapa "langkah" ke bawah bagian saat menghilangkan material. Hal ini mengambil keuntungan terbaik dari kemampuan mesin dengan memotong material secara horizontal. Strategi yang umum digunakan adalah zig-zag clearing, offset clearing, plunge roughing, rest-roughing, dan trochoidal milling (adaptive clearing). Tujuan pada tahap ini adalah untuk menghilangkan material paling banyak dalam waktu yang paling singkat, tanpa terlalu memperhatikan akurasi dimensi secara keseluruhan. Ketika melakukan pengasaran pada suatu bagian, sejumlah kecil material ekstra sengaja ditinggalkan untuk dihilangkan dalam operasi finishing berikutnya.

Semi-finishing
Proses ini dimulai dengan bagian kasar yang mendekati model secara tidak merata dan memotong dalam jarak offset tetap dari model. Lintasan semi-finishing harus menyisakan sedikit material (disebut kerang) sehingga pahat dapat memotong secara akurat, tetapi tidak terlalu sedikit sehingga pahat dan material membelok dari permukaan pemotongan. Strategi yang umum digunakan adalah lintasan raster, lintasan garis air, lintasan step-over konstan, penggilingan pensil.

Finishing

Finishing melibatkan banyak gerakan ringan melintasi material dalam langkah-langkah halus untuk menghasilkan bagian yang sudah jadi. Ketika menyelesaikan suatu bagian, langkah di antara pemakanan minimal untuk mencegah defleksi pahat dan pegas material. Untuk mengurangi beban pahat lateral, pengikatan pahat dikurangi, sementara laju pemakanan dan kecepatan spindel umumnya ditingkatkan untuk mempertahankan kecepatan permukaan target (SFM). Beban chip yang ringan pada pemakanan dan RPM yang tinggi sering disebut sebagai High Speed Machining (HSM), dan dapat memberikan waktu pemesinan yang cepat dengan hasil yang berkualitas tinggi. Hasil dari pemakanan yang lebih ringan ini adalah bagian yang sangat akurat, dengan hasil akhir permukaan yang tinggi dan seragam. Selain memodifikasi kecepatan dan pemakanan, para ahli mesin sering kali melakukan finishing pada endmill khusus, yang tidak pernah digunakan sebagai endmill kasar. Hal ini dilakukan untuk melindungi endmill dari keripik dan cacat pada permukaan pemotongan, yang akan meninggalkan goresan dan noda pada bagian akhir.

Penggilingan kontur

Dalam aplikasi milling pada perangkat keras dengan meja putar dan/atau sumbu kepala putar, proses finishing terpisah yang disebut contouring dapat dilakukan. Alih-alih turun dalam peningkatan halus untuk mendekati permukaan, benda kerja atau pahat diputar untuk membuat permukaan pemotongan pahat bersinggungan dengan fitur bagian yang ideal. Hal ini menghasilkan permukaan akhir yang sangat baik dengan akurasi dimensi yang tinggi. Proses ini biasanya digunakan untuk mengerjakan bentuk organik yang kompleks seperti bilah turbin dan impeller, yang karena lekukannya yang rumit dan geometrinya yang tumpang tindih, tidak mungkin dikerjakan hanya dengan mesin tiga sumbu.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Teknik otomotif, bersama dengan teknik kedirgantaraan dan arsitektur angkatan laut, adalah cabang dari teknik kendaraan, yang menggabungkan elemen-elemen mekanik, listrik, elektronik, perangkat lunak, dan teknik keselamatan yang diterapkan pada desain, pembuatan, dan pengoperasian sepeda motor, mobil, dan truk serta subsistem teknik masing-masing. Ini juga mencakup modifikasi kendaraan. Domain manufaktur yang berhubungan dengan pembuatan dan perakitan seluruh bagian mobil juga termasuk di dalamnya. Bidang teknik otomotif adalah penelitian yang intensif dan melibatkan aplikasi langsung dari model dan rumus matematika. Studi teknik otomotif adalah merancang, mengembangkan, membuat, dan menguji kendaraan atau komponen kendaraan dari tahap konsep hingga tahap produksi. Produksi, pengembangan, dan manufaktur adalah tiga fungsi utama dalam bidang ini.

Disiplin ilmu

Teknik mobil

Teknik mobil adalah studi cabang dari teknik yang mengajarkan pembuatan, perancangan, mekanisme mekanik serta pengoperasian mobil. Ini adalah pengantar untuk teknik kendaraan yang berhubungan dengan sepeda motor, mobil, bus, truk, dll. Ini mencakup studi cabang tentang elemen mekanik, elektronik, perangkat lunak dan keselamatan. Beberapa atribut dan disiplin ilmu teknik yang penting bagi insinyur otomotif meliputi:

Rekayasa keselamatan: Rekayasa keselamatan adalah penilaian berbagai skenario kecelakaan dan dampaknya terhadap penumpang kendaraan. Hal ini diuji berdasarkan peraturan pemerintah yang sangat ketat. Beberapa persyaratan ini meliputi: pengujian fungsionalitas sabuk pengaman dan kantung udara, pengujian benturan depan dan samping, dan pengujian ketahanan terguling. Pengujian dilakukan dengan berbagai metode dan alat, termasuk simulasi tabrakan komputer (biasanya analisis elemen hingga), boneka uji tabrakan, dan tabrakan sistem parsial dan tabrakan kendaraan penuh.

Penghematan bahan bakar/emisi: Penghematan bahan bakar adalah efisiensi bahan bakar yang diukur dari kendaraan dalam mil per galon atau kilometer per liter. Pengujian emisi mencakup pengukuran emisi kendaraan, termasuk hidrokarbon, nitrogen oksida (NOx), karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO2), dan emisi penguapan.

Rekayasa NVH (kebisingan, getaran, dan kekerasan): NVH melibatkan umpan balik pelanggan (baik taktil maupun audible) mengenai kendaraan. Meskipun suara dapat diartikan sebagai derak, jeritan, atau panas, respons taktil dapat berupa getaran kursi atau dengungan di roda kemudi. Umpan balik ini dihasilkan oleh komponen yang bergesekan, bergetar, atau berputar. Respons NVH dapat diklasifikasikan dalam berbagai cara: NVH powertrain, kebisingan jalan, kebisingan angin, kebisingan komponen, serta derit dan derak. Perhatikan, ada kualitas NVH yang baik dan buruk. Insinyur NVH bekerja untuk menghilangkan NVH yang buruk atau mengubah "NVH yang buruk" menjadi baik (misalnya, nada knalpot).

Elektronik kendaraan: Elektronik otomotif merupakan aspek yang semakin penting dalam teknik otomotif. Kendaraan modern menggunakan lusinan sistem elektronik. Sistem ini bertanggung jawab atas kontrol operasional seperti kontrol gas, rem, dan kemudi; serta banyak sistem kenyamanan dan kemudahan seperti HVAC, infotainment, dan sistem pencahayaan. Mobil tidak mungkin memenuhi persyaratan keselamatan dan penghematan bahan bakar modern tanpa kontrol elektronik.

Performa: Performa adalah nilai yang terukur dan dapat diuji dari kemampuan kendaraan untuk bekerja dalam berbagai kondisi. Performa dapat dipertimbangkan dalam berbagai macam tugas, tetapi umumnya mempertimbangkan seberapa cepat mobil dapat berakselerasi (misalnya, standing start 1/4 mil waktu yang telah berlalu, 0-60 mph, dll.), kecepatan tertingginya, seberapa pendek dan cepat mobil dapat berhenti total dari kecepatan yang ditetapkan (misalnya 70-0 mph), berapa banyak gaya-g yang dapat dihasilkan mobil tanpa kehilangan cengkeraman, waktu putaran yang dicatat, kecepatan menikung, rem yang memudar, dll. Performa juga dapat mencerminkan jumlah kontrol dalam cuaca buruk (salju, es, hujan).

Kualitas perpindahan gigi: Kualitas perpindahan gigi adalah persepsi pengemudi terhadap kendaraan saat melakukan perpindahan gigi transmisi otomatis. Hal ini dipengaruhi oleh powertrain (mesin pembakaran internal, transmisi), dan kendaraan (driveline, suspensi, dudukan mesin dan powertrain, dll.) Rasa perpindahan gigi merupakan respons taktil (dirasakan) dan auditif (didengar) dari kendaraan. Kualitas perpindahan gigi dirasakan sebagai berbagai peristiwa: perpindahan transmisi dirasakan sebagai perpindahan gigi ke atas saat akselerasi (1-2), atau manuver perpindahan gigi ke bawah saat melintas (4-2). Pergeseran gigi kendaraan juga dievaluasi, seperti pada Park to Reverse, dll.

Rekayasa daya tahan / korosi: Rekayasa daya tahan dan korosi adalah pengujian evaluasi kendaraan untuk mengetahui masa pakainya. Pengujian meliputi akumulasi jarak tempuh, kondisi mengemudi yang parah, dan rendaman garam korosif.

Kemampuan mengemudi: Kemampuan mengemudi adalah respons kendaraan terhadap kondisi mengemudi secara umum. Mulai dingin dan berhenti, penurunan RPM, respons idle, keraguan peluncuran dan tersandung, dan tingkat kinerja.

Biaya: Biaya program kendaraan biasanya dibagi menjadi efek pada biaya variabel kendaraan, dan biaya perkakas di muka dan biaya tetap yang terkait dengan pengembangan kendaraan. Ada juga biaya yang terkait dengan pengurangan garansi dan pemasaran.

Pengaturan waktu program: Sampai batas tertentu, program diatur waktunya sehubungan dengan pasar, dan juga jadwal produksi pabrik perakitan. Setiap bagian baru dalam desain harus mendukung pengembangan dan jadwal produksi model.

Kelayakan perakitan: Sangat mudah untuk mendesain modul yang sulit untuk dirakit, baik yang menghasilkan unit yang rusak atau toleransi yang buruk. Insinyur pengembangan produk yang terampil bekerja dengan insinyur perakitan/pabrikasi sehingga desain yang dihasilkan mudah dan murah untuk dibuat dan dirakit, serta memberikan fungsionalitas dan penampilan yang sesuai.

Manajemen kualitas: Kontrol kualitas merupakan faktor penting dalam proses produksi, karena kualitas tinggi diperlukan untuk memenuhi persyaratan pelanggan dan untuk menghindari kampanye penarikan yang mahal. Kompleksitas komponen yang terlibat dalam proses produksi membutuhkan kombinasi alat dan teknik yang berbeda untuk kontrol kualitas. Oleh karena itu, Satuan Tugas Otomotif Internasional (IATF), sebuah kelompok yang terdiri dari produsen dan organisasi perdagangan terkemuka di dunia, mengembangkan standar ISO/TS 16949. Standar ini mendefinisikan desain, pengembangan, produksi, dan (jika relevan) persyaratan instalasi dan layanan. Selain itu, standar ini menggabungkan prinsip-prinsip ISO 9001 dengan aspek-aspek dari berbagai standar otomotif regional dan nasional seperti AVSQ (Italia), EAQF (Prancis), VDA6 (Jerman), dan QS-9000 (AS). Untuk lebih meminimalkan risiko yang terkait dengan kegagalan produk dan klaim pertanggungjawaban untuk sistem kelistrikan dan elektronik otomotif, disiplin mutu keselamatan fungsional sesuai dengan ISO/IEC 17025 diterapkan.

Sejak tahun 1950-an, pendekatan bisnis yang komprehensif total quality management (TQM) telah beroperasi untuk terus meningkatkan proses produksi produk dan komponen otomotif. Beberapa perusahaan yang telah menerapkan TQM antara lain Ford Motor Company, Motorola, dan Toyota Motor Company.

Fungsi pekerjaan

Insinyur pengembangan

Seorang insinyur pengembangan memiliki tanggung jawab untuk mengoordinasikan pengiriman atribut teknik dari mobil lengkap (bus, mobil, truk, van, SUV, sepeda motor, dll.) seperti yang ditentukan oleh produsen mobil, peraturan pemerintah, dan pelanggan yang membeli produk.

Sama seperti insinyur Sistem, insinyur pengembangan berkaitan dengan interaksi semua sistem dalam mobil yang lengkap. Meskipun ada beberapa komponen dan sistem dalam mobil yang harus berfungsi sesuai desain, mereka juga harus bekerja selaras dengan mobil secara keseluruhan. Sebagai contoh, fungsi utama sistem rem adalah menyediakan fungsi pengereman pada mobil. Bersamaan dengan ini, sistem rem juga harus memberikan tingkat yang dapat diterima dari: rasa pedal (kenyal, kaku), "kebisingan" sistem rem (decitan, gemetar, dll.), dan interaksi dengan ABS (sistem pengereman anti-kunci)

Aspek lain dari pekerjaan insinyur pengembangan adalah proses pertukaran yang diperlukan untuk menghasilkan semua atribut mobil pada tingkat tertentu yang dapat diterima. Contohnya adalah pertukaran antara performa mesin dan penghematan bahan bakar. Sementara beberapa pelanggan mencari tenaga maksimum dari mesin mereka, mobil masih harus memberikan tingkat penghematan bahan bakar yang dapat diterima. Dari sudut pandang mesin, ini adalah persyaratan yang berlawanan. Performa mesin mencari perpindahan maksimum (lebih besar, lebih banyak tenaga), sementara penghematan bahan bakar mencari mesin dengan perpindahan yang lebih kecil (contoh: 1,4 L vs 5,4 L). Namun, ukuran mesin bukanlah satu-satunya faktor yang berkontribusi terhadap penghematan bahan bakar dan performa mobil. Ada beberapa faktor lain yang ikut berperan.

Atribut lain yang melibatkan trade-off meliputi: berat mobil, hambatan aerodinamis, gigi transmisi, perangkat kontrol emisi, pengendalian/penahan jalan, kualitas pengendaraan, dan ban.

Insinyur pengembangan juga bertanggung jawab untuk mengatur pengujian, validasi, dan sertifikasi tingkat mobil. Komponen dan sistem dirancang dan diuji secara individual oleh Insinyur Produk. Evaluasi akhir akan dilakukan di tingkat mobil untuk mengevaluasi interaksi sistem ke sistem. Sebagai contoh, sistem audio (radio) perlu dievaluasi di tingkat mobil. Interaksi dengan komponen elektronik lainnya dapat menyebabkan gangguan. Pembuangan panas sistem dan penempatan kontrol yang ergonomis perlu dievaluasi. Kualitas suara di semua posisi tempat duduk perlu disediakan pada tingkat yang dapat diterima.

Insinyur manufaktur

Insinyur manufaktur bertanggung jawab untuk memastikan produksi yang tepat dari komponen otomotif atau kendaraan yang lengkap. Sementara insinyur pengembangan bertanggung jawab atas fungsi kendaraan, insinyur manufaktur bertanggung jawab atas produksi kendaraan yang aman dan efektif. Kelompok insinyur ini terdiri dari insinyur proses, koordinator logistik, insinyur perkakas, insinyur robotika, dan perencana perakitan.

Dalam industri otomotif, produsen memainkan peran yang lebih besar dalam tahap pengembangan komponen otomotif untuk memastikan bahwa produknya mudah dibuat. Desain untuk kemampuan manufaktur di dunia otomotif sangat penting untuk memastikan desain mana pun yang dikembangkan dalam Tahap Penelitian dan Pengembangan desain otomotif. Setelah desain ditetapkan, para insinyur manufaktur mengambil alih. Mereka merancang mesin dan perkakas yang diperlukan untuk membangun komponen otomotif atau kendaraan dan menetapkan metode bagaimana memproduksi produk secara massal. Ini adalah tugas insinyur manufaktur untuk meningkatkan efisiensi pabrik otomotif dan menerapkan teknik manufaktur ramping seperti Six Sigma dan Kaizen.

Peran insinyur otomotif lainnya

Insinyur otomotif lainnya termasuk yang tercantum di bawah ini:

• Insinyur aerodinamika akan sering memberikan panduan kepada studio styling sehingga bentuk yang mereka desain aerodinamis dan menarik.

• Insinyur bodi juga akan memberi tahu studio apakah memungkinkan untuk membuat panel untuk desain mereka.

• Insinyur kontrol perubahan memastikan bahwa semua perubahan desain dan manufaktur yang terjadi diatur, dikelola, dan diimplementasikan.

• Insinyur NVH melakukan pengujian suara dan getaran untuk mencegah suara kabin yang keras, getaran yang dapat dideteksi, dan / atau meningkatkan kualitas suara saat kendaraan berada di jalan.

Proses rekayasa produk otomotif modern

Studi menunjukkan bahwa sebagian besar nilai kendaraan modern berasal dari sistem cerdas, dan ini mewakili sebagian besar inovasi otomotif saat ini. Untuk memfasilitasi hal ini, proses rekayasa otomotif modern harus menangani peningkatan penggunaan mekatronik. Konfigurasi dan optimalisasi kinerja, integrasi sistem, kontrol, komponen, subsistem, dan validasi tingkat sistem dari sistem cerdas harus menjadi bagian intrinsik dari proses rekayasa kendaraan standar, sama seperti halnya dengan desain struktural, vibro-akustik, dan kinematik. Hal ini membutuhkan proses pengembangan kendaraan yang biasanya sangat berbasis simulasi..

Pendekatan V

Salah satu cara untuk secara efektif menangani multi-fisika yang melekat dan pengembangan sistem kontrol yang terlibat ketika menyertakan sistem cerdas, adalah dengan mengadopsi pendekatan V-Model untuk pengembangan sistem, seperti yang telah digunakan secara luas di industri otomotif selama dua puluh tahun atau lebih. Dalam pendekatan V ini, persyaratan tingkat sistem disebarkan ke bawah melalui subsistem ke desain komponen, dan kinerja sistem divalidasi pada tingkat integrasi yang meningkat. Rekayasa sistem mekatronik memerlukan penerapan dua "siklus-V" yang saling berhubungan: satu berfokus pada rekayasa sistem multi-fisika (seperti komponen mekanis dan elektrik dari sistem kemudi bertenaga listrik, termasuk sensor dan aktuator); dan yang lainnya berfokus pada rekayasa kontrol, logika kontrol, perangkat lunak, serta realisasi perangkat keras kontrol dan perangkat lunak yang disematkan.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Galvanisasi adalah proses pemberian lapisan seng pelindung untuk besi dan baja yang bertujuan untuk melindunginya dari karat. Istilah ini diturunkan dari ilmuwan Italia Luigi Galvani. Galvanisasi umumnya dilakukan dengan metode celupan panas di mana baja dicelupkan ke seng cair. Metode galvanisasi lainnya dapat dilakukan secara elektrokimia dan elektrodeposisi.

Sejarah
Istilah galvanisasi sebelumnya merujuk kepada sengatan listrik karena ketika itu Luigi Galvani berhasil menggerakkan kaki kodok yang telah ia potong dengan menggunakan aliran listrik. Pelapisan logam secara elektrokimia (tidak selalu dengan seng) lalu menggunakan istilah galvanisasi.

Namun besi yang pertama kali diproses secara mirip galvanisasi ditemukan pada abad ke 17 pada zirah prajurit India, 100 tahun sebelum kelahiran Luigi Galvani.

Deskripsi
Galvanization (atau galvanisasi) adalah proses penerapan protective zinc coating pada baja atau besi, untuk mencegah berkarat. Istilah ini berasal dari nama ilmuwan Italia Luigi Galvani. Meskipun galvanisasi dapat dilakukan dengan elektrokimia dan proses elektrodeposisi, metode yang paling umum digunakan saat ini adalah hot-dip galvanisasi, bahan baja di rendam didalam bak zinc cair (molten zinc). Sedangkan disini lebih dikenal dua teknik dasar dalam pelapisan anti-karat pada besi yaitu Galvanis atau Galvanized atau Galvalume. Untuk Galvalum finishingnya terdiri dari: 55% unsur coatingnya adalah aluminium, 43,5% adalah unsur seng/zink dan 1,5% unsur silikon. Teknik Kedua disebut Zincalume. Zincalume pelapisannya terdiri dari: 98% unsur coatingnya adalah seng/zinc dan 2% adalah unsur alumunium. Zincalume sering dipakai untuk pelapisan besi atau baja ringan dengan berat perbatangnya kurang dari 5 kg.

Secara kasatmata apa beda antara galvanis dan zincalume? Galvanis dapat dikenali dengan warnanya yang silver atau bronze namun tidak mengkilat atau doff. Warna ini disebut juga dull silver. Sedangkan zincalume karena kandungan zinc-nya tinggi, maka akan berwarna silver mengkilat atau glossy silver. Meski tentunya tingkat kilapnya masih dibawah stainless steel.

Galvanis punya tingkat ketebalan beragam. Mulai dari 1 micron (seperseribu milimeter) sampai 9 micron bahkan lebih. Untuk ketebalan 1 micron biasanya produsen memberi jaminan 3 tahun anti karat (3years rustfree) dan untuk ketebalan 7 micron produsen bisa memberi jaminan hingga 30 tahun. Sedang proses galvanis ada dua macam. Pertama adalah electro-plating atau UCP Galvanis. Proses ini dengan cara memberi aliran listrik dalam kolam galvanis. Sehingga partikel galvanis menempel pada besi sampai ketebalan yang diinginkan.

Sedang proses kedua adalah hot-dip galvanis (hot dipped galvanized), yaitu dengan mencelupkan besi ke dalam kolam galvanis panas. Semakin sering dicelup semakin tebal lapisan galvanisnya. Selain pelapisan logam, untuk proses antikarat dikenal juga pengecatan dengan cat zinc chromate. Cat zincromat dipakai pada industri kapal dan konstruksi yang bersentuhan dengan air. Ketahanan zincromat dengan 2 kali aplikasi bisa sampai 2 tahun

Galvanic Corrosion
Dalam pencegahan korosi, digunakan juga konsep galvani ini yang disebut dengan Galvanic corrosion. Galvanic corrosion terjadi ketika dua buah logam yang dihubungan secara fisik akan mengalami korosi, tetapi korosi hanya akan terjadi pada salah satu logam saja. Galvanic corrosion terjadi akibat adanya perbedaan galvani series, hal tersebut mengakibatkan hanya logam yang lebih mudah terkorosi saja yang akan terkorosi. Semakin inert suatu logam maka akan semakin susah terkorosi. Hal tersebut mirip dengan galvani sel dimana salah satu logam (misal Zn pada proses galvani Zn dan Cu) akan berkurang massanya akibat elektron terlepas dari logam tersebut. Salah satu contoh galvani corrosion adalah adalah baja yang dikelilingi oleh magnesium. Akibat perbedaan galvani series yang cukup besar, magnesium menjadi terkorosi, sedangkan inti baja tidak terkorosi sama sekali.

Galvanisasi adalah proses pelapisan logam dengan logam lain yang lebih mudah terkorosi, hal tersebut dimaksudkan untuk melindungi logam bagian dalam dari korosi, baik terlindungi secara posisi juga secara kimia. Galvanisasi juga bermaksud untuk membentuk logam yang mudah terkorosi tersebut menjadi ‘anoda korban’, yaitu anode yang sengaja dikorbankan terkorosi.

Pada umumnya, pelapisan besi atau baja menggunakan zinc atau seng. Hal tersebut dikarenakan zinc lebih cepat terkorosi dibandingkan dengan besi atau baja, zinc juga lebih murah dan mudah ditemukan. Bahan lain yang biasa digunakan sebagai pelapis adalah alumunium.

Proses pelapisan Hot Dip Galvanizing

Pelapisan secara Hot Dip Galvanizing (pelapisan secara celup panas) adalah suatu proses pelapisan dimana logam pelapisnya dipanaskan terlebih dahulu hingga mencair, kemudian logam yang akan dilapisi yang biasa disebut logam dasar dicelupkan ke dalam bak galvaniz yang telah berisi seng cair tadi, sehingga dalam beberapa saat logam tersebut akan terlapisi oleh lapisan berupa lapisan paduan antara logam pelapis (seng) dengan logam dasar dalam bentuk ikatan metalurgi yang kuat dan tersusun secara berlapis-lapis yang disebut fasa. Pelapisan dengan metode Hot Dip Galvanizing sering juga disebut dengan proses pelapisan logam dengan logam lain yang lebih anodik sesuai dengan deret galvanik.

Proses pelapisan dengan metode Hot Dip Galvanizing dapat dibagi menjadi tiga tahap proses, yaitu:

Tahap persiapan (pre treatment)

Tahap persiapan berfungsi untuk menghilangkan asam atau basa yang merupakan bahan pengotor yang menempel pada spesimen, hal ini dimaksudkan agar diperoleh kondisi permukaan yang bersih dan diperoleh hasil lapisan yang baik. Proses pembersihan permukaan yang akan dilapisi dapat dilakukan sesuai dengan jenis pengotor yang menempel pada permukaan spesimen, tetapi proses pembersihan ini dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu:

1. Proses pembersihan secara Fisik (mekanik). Pembersihan secara fisik dapat berupa pengamplasan dengan menggunakan mesin gerinda, yang meliputi menghaluskan permukaan yang tidak rata dan penghilangan goresan-goresan serta beram-beram yang menempel pada permukaan spesimen.
2. Proses pembersihan secara kimiawi. Proses pembersihan secara kimiawi merupakan proses pembersihan pengotor yang menempel pada permukaan spesimen dengan menggunakan bahan-bahan kimia. Proses pembersihan ini meliputi:
   1. Degreasing. Proses degreasing merupakan proses yang bertujuan untuk menghilangkan kotoran, minyak, lemak, cat dan kotoran padat lainnya yang menempel pada permukaan spesimen. Proses pembersihan dilakukan dengan menggunakan larutan NaOH (soda kaustik) dengan konsentrasi 5% – 10% pada suhu 70oC – 90oC selama kurang lebih 10 menit.
   2. Rinsing I. Proses rinsing I bertujuan untuk membersihkan soda kaustik pada proses degreasing yang masih menempel pada permukaan spesimen dalam dengan menggunakan air bersih pada temperatur kamar.
   3. Pickling. Proses pickling bertujuan untuk menghilangkan karat yang melekat pada permukaan spesimen dengan cara dicelupkan ke dalam larutan HCl (asam klorida) atau larutan H 2 SO 4 (asam sulfat) dengan konsentrasi 10% – 15% selama 15 – 20 menit.
   4. Rinsing II. Proses rinsing II bertujuan untuk membersihkan larutan HCl atau H2SO4 yang menempel pada spesimen saat proses pickling dengan menggunakan air bersih pada temperatur kamar.
   5. Fluxing. Proses fluxing merupakan proses pelapisan awal dengan menggunakan Zinc Amonium Cloride (ZAC) dengan konsentrasi 20% – 30% selama 5 – 8 menit. Proses fluxing berlangsung pada temperatur 60oC – 80oC, hal ini dimaksudkan agar perpindahan panas pada spesimen berlangsung secara perlahan dan bertahap sehingga dapat menghindari terjadinya deformasi plastis yang dapat mengganggu proses pelekatan seng pada benda kerja saat proses galvanizing berlangsung. Proses fluxing dilakukan dengan tujuan:
      1. Sebagai lapisan dasar untuk memperkuat lapisan seng pada saat dilakukan proses pelapisan.
      2. Sebagai katalisator reaksi terjadinya pelapisan Fe-Zn.
      3. Untuk menghindari terjadinya proses oksidasi sebelum proses galvanizing dilakukan.
   6. Drying. Proses drying merupakan proses pengeringan dan pemanasan awal dengan menggunakan gas panas yang suhunya kurang lebih 150oC, tujuannya untuk menghilangkan cairan yang mungkin terdapat pada permukaan spesimen yang dapat menyebabkan terjadinya ledakan uap saat proses galvanizing berlangsung.

Tahap pencelupan (galvanizing)

Spesimen yang telah mengalami tahap persiapan (pre treatment) dan telah bersih dari segala pengotor kemudian langkah berikutnya yaitu dilakukan proses pencelupan (galvanizing). Selama proses galvanizing berlangsung, cairan seng akan melapisi baja dengan membentuk lapisan baja seng kemudian barulah terbentuk lapisan yang sepenuhnya berupa unsur seng pada permukaan terluar baja, larutan yang digunakan minimal adalah 98 % murni unsur seng. Tahap pencelupan dilakukan selama kurang lebih 1,5 menit pada suhu 440oC – 460oC. Ketebalan lapisan seng pada pelapisan dengan metode Hot Dip Galvanizing dipengaruhi oleh kondisi permukaan, lamanya pencelupan dantemperatur pencelupan.

Tahap pendinginan dan tahap akhir

1. Tahap pendinginan (quenching). Tahap pendinginan dilakukan dengan mencelupkan spesimen ke dalam larutan sodium cromate dengan konsentrasi 0,015% pada suhu kamar ataupun dengan menggunakan air. Proses ini bertujuan untuk mencegah terjadinya white rust.
2. Tahap akhir (finishing). Bagian akhir dari proses pelapisan berupa menghaluskan permukaan yang runcing yang disebabkan oleh cairan seng yang hendak menetes namun telah mengering terlebih dahulu.

Perlindungan logam

Istilah galvanisasi merujuk kepada pelapisan baja dan besi dengan seng untuk mencegah korosi. Seng merupakan logam yang relatif tahan karat pada kebanyakan kondisi lingkungan di mana besi dan baja berada. Seng bekerja sebagai proteksi katodik yang melindungi baja, yang berarti walau logam galvanis tergores hingga baja terekspos udara, baja tetap terlindung dari karat. Galvanisasi juga banyak digunakan karena murah dan mudah perawatannya.

Sumber Artikel: id.wikipedia.org

Pembengkokan atau penekukan (bahasa Inggris: bending) adalah proses deformasi secara plastik dari logam terhadap sumbu linier dengan hanya sedikit atau hampir tidak mengalami perubahan luas permukaan dengan bantuan tekanan piston pembentuk dan cetakan (die). Sepotong besi dapat menjadi bengkok akibat tekanan mesin sederhana dengan menggunakan pres yang disebut bending. Biasanya pekerjaan bending menggunakan sepotong besi panjang, lembaran logam ataupun piring. Bending biasanya memakai die berbentuk V, U, W atau yang lainnya. Bending menyebabkan logam pada sisi luar sumbu netral mengalami tarikan, sedangkan pada sisi lainnya mengalami tekanan.

Sumber Artikel: id.wikipedia.org

Sheet metal atau logam lembaran atau plat lembaran adalah proses fabrikasi atau pembuatan lembaran metal untuk berbagai keperluan dan kegunaan. Lembaran logam yang di hasilkan dalam proses ini kemudian akan di bentuk menjadi produk-produk standard untuk memenuhi kebutuhan perlengkapan kantor, sekolah, rumah sakit, bengkel kerja, alat-alat rumah tangga dan lain sebagainya. Ataupun produk-produk khusus yang dibuat sesuai dengan pesanan. Biasanya perusahaan pemrosesan lembaran metal atau lembaran logam juga menerima order dan mengerjakannya sesuai dengan design dan permintaan si pemesan.

Proses pembentukan untuk logam lembaran

• Bending
• Coining
• Decambering
• Deep drawing (DD)
• Flowforming
• Hydroforming (HF)
• Hot metal gas forming
• Hot press hardening[1]
• Incremental forming (IF)
• Spinning, Shear forming or Flowforming
• Raising
• Roll forming
• Roll bending
• Repoussé and chasing
• Rubber pad forming
• Shearing
• Stamping
• Superplastic forming (SPF)
• Wheeling using an English wheel (wheeling machine)

Sumber Artikel: id.wikipedia.org

Penempaan (bahasa Inggris: forging) adalah proses deformasi di mana benda kerja ditekan di antara dua die (cetakan). Penekanan dapat dilakukan dengan tekanan kejut atau tekanan berangsur-angsur (perlahan). Proses penekanan tersebut akan menghasilkan bentuk benda kerja yang sesuai dengan apa yang diinginkan.

Proses penempaan merupakan salah satu dari beberapa jenis pengerjaan logam yang paling tua. Proses penempaan sudah dikenal dan dilakukan sekitar 4000 SM. Ketika itu penempaan dilakukan untuk membuat koin dan perhiasan.

Kerja Tempa

Kerja tempa adalah suatu proses pengerjaan logam yang paling tua. Prosesnya terdiri dari atas pemukulan atau penekanan logam menjadi bentuk yang dikehendaki. Hal ini dapat dikerjakan baik dalam keadaan panas maupun dingin, tetapi istilah “tempa” umumnya menggunakan panas. Jadi yang dimaksud menempa adalah suatu proses pengerjaan logam dalam keadaan panas dengan cara memukul dengan palu diatas landasan.

Penempaan dapat dilakukan dengan tangan maupun dengan mesin. Untuk benda-benda kerja yang ringan dapat dilakukan dengan penempaan tangan. Penempaan dengan mesin biasanya dilakukan untuk pekerjaan-pekerjaan berat, dapat menggunakan matres ataupun tidak menggunakan matres.

Dalam melaksanakan pekerjaan menempa diperlukan alat dan peralatan, seperti dapur tempa, alat pemotong, alat pelubang, alat peregang, alat pembentuk, alat ukur, dan alat bantu lainnya.

Jenis Penempaan

Penempaan (forging) di bagi menjadi 6 yaitu

• Penempaan palu
• Penempaan timpa
• Penempaan upset
• Penempaan tekan / penempaan pres
• Penempaan rol
• Penempaan dingin

Dapur tempa

Dapur tempa tetap umumnya dipakai di bengkel-bengkel dan diletakkan secara permanen di atas suatu fondasi yang kuat. Suatu dapur tempa memerlukan udara penghembus. Udara penghembus dapat diperoleh melalui berbagai cara, baik cara tradisional, seperti dapur tempa tekan yang masih banyak digunakan di daerah pedalaman maupun menggunakan ventilator listrik atau tangan.

Pada dapur tempa, udara penghembus dialirkan melalui suatu saluran ke tungku api. Dengan berputarnya ventilator, udara dapat dihembuskan ke tungku api yang sedang membara melalui pipa penghubung yang dilengkapi dengan katup-katup pengatur. Dengan demikian panas bahan bakar akan bertambah dan mempercepat naiknya suhu benda kerja yang dibakar.

Dapur tempa lapangan adalah suatu dapur yang dapat dipindah-pindah sehingga dapat digunakan dimana saja bila diperlukan. Pada dapur ini hanya dapat dibuat api yang kecil karena udara penghembus yang diperoleh ventilator digerakkan dengan tangan atau kaki. Dengan terjadinya api yang kecil pada dapur ini penggunaannya pun untuk benda-benda yang kecil pula.

Ada tiga macam bahan bakar yang dipergunakan pada dapur tempa, yaitu; bahan bakar padat, bahan bakar cair, dan bahan bakar gas.

Temperatur dan warna untuk benda kerja yang ideal adalah pada temperatur pada suhu 800-930 °C atau pada warna yaitu berwarna merah kekuning-kuningan. Baja tidak boleh ditempa dibawah 400 °C, maka baja akan rapuh berwarna biru. Jika baja dipanaskan diatas 1200 °C maka baja akan terbakar dan tidak dapat diperbaiki lagi. Benda kerja yang biasa digunakan yaitu st.37 dengan kandungan karbon kuang lebih 0.3 g.

Proses dasar menempa

Yang dimaksud proses dasar menempa ialah suatu proses pengerjaan yang merupakan dasar ketrampilan menempa yang harus dikuasai oleh pekerja tempa. Proses-proses dasar menempa terdiri dari

• Meratakan benda kerja (flattening).
• Membuat tajam benja kerja (sharpening).
• Membuat runcing benda kerja (pointing).
• Membuat benda kerja dengan cara memukul bagian atasnya (up setting).
• Memperpanjang atau menarik suatu benda kerja (drawing)
• Membengkokkan benda kerja bending).

Jenis-jenis mesin tempa

Penekanan pada proses penempaan dapat dilakukan secara kejut maupun perlahan. Penekanan yang berbeda tersebut memerlukan mesin tempa yang berbeda pula. Mesin tempa untuk penekanan secara kejut disebut forging hammer, sedangkan untuk penekanan perlahan disebut forging press.

Aplikasi penempaan

Penempaan biasanya digunakan untuk membuat komponen-komponen berkekuatan tinggi. Komponen tersebut meliputi: poros engkol (crankshaft), connecting rod, gear, die, hand tool, baut, rivet, struktur pesawat terbang, kereta, mesin, dan masih banyak lagi. Material yang dapat ditempa biasanya adalah logam.

Sumber Artikel: id.wikipedia.org