Teknik Manufaktur I(TMS205ME)

Dosen:

Dr. Hendri Yanda, MSc

Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik - Universitas Andalas

Sem Ganjil TA 2013/2014

Pertemuan ke-1

Pengenalan Proses Manufaktur

Referensi• Begeman, Amstead, Manufacturing

Processes, John Wiley, 1974• Paul E. De Garmo, Material and Processes in

manufacturing, John Wiley, McMillan, 1969• Kalpakjian, Manufacturing Processes• Groover, Fundamental of Modern

Manufacturing, 2006 • Rochim, T. Teori dan Teknologi Proses

Pemesinan, Penerbit Institut Teknologi Bandung, Indonesia, 1993

Aturan Perkuliahan

• UTS (35%)

• UAS (35%)

• Tugas & Quiz (15%)

• Praktikum kerja bengkel 1 SKS (15%)

• Kehadiran min. 75%, kalau tidak kertas ujian tidak diperiksa.

• Kuliah dengan pakaian sopan dan tidak pakai sandal

KilasanDalam kehidupan sehari-hari, kita kenal berbagai jenis

produk. Dalam industripun, terdapat beragam produk. Untuk mendapatkan bentuk akhir dari produk tersebut diperlukan proses-proses produksi, salah satu diantaranya adalah proses pemesinan.

Matakuliah ini memberikan pengenalan terhadap berbagai jenis mesin yang digunakan untuk mengubah bahan baku menjadi produk akhir. Pembahasan dibatasi pada material logam.

Isi kuliah• Pengantar teknik manufaktur (berbagai macam proses manufaktur) Pengantar teknik manufaktur (berbagai macam proses manufaktur) • Proses pemesinan (Proses pemesinan (machining processesmachining processes))• Proses pemotongan untuk membuat benda selindris (bubut, gurdi, boring, tapping, Proses pemotongan untuk membuat benda selindris (bubut, gurdi, boring, tapping,

reaming, dll)reaming, dll)• Proses pemotongan untuk membuat benda beragam bentuk/ prismatik (freis, Proses pemotongan untuk membuat benda beragam bentuk/ prismatik (freis,

shaping, skrap, pembuatan roda gigi, broaching)shaping, skrap, pembuatan roda gigi, broaching)• Proses abrasifProses abrasif• Proses non-konvensionalProses non-konvensional• Definisi dan jenis proses pemotonganDefinisi dan jenis proses pemotongan• Perkakas potong (geometri, material, keausan dan umur pahat) Perkakas potong (geometri, material, keausan dan umur pahat) • Perkakas bantu (jig & fixtures)Perkakas bantu (jig & fixtures)• Pratikum teknik manufaktur 1.Pratikum teknik manufaktur 1.

Hasil belajar yang diharapkan (Outcomes)

• Pengetahuan berbagai jenis proses produksi, mesin perkakas dan fungsinya.

• Pengetahuan berbagai parameter yang berhubungan dengan proses pemesinan.

• Pengetahuan mesin-mesin non konvensional yang dipergunakan untuk proses pemotongan

8

Manufaktur merupakan applikasi proses-proses secara phisik dan kimia untuk mengubah geometri, sifat-sifat material, dan/atau tampilan dari material awal untuk membuat produk.

menambah nilai material awal dengan cara merubah bentuk dan sifat-sifat material awal

Teknologi

Ekonomi

Pengertian Proses Manufaktur

Pengertian Proses Manufaktur

Suatu kegiatan untuk meningkatkan kegunaan (utility) dari suatu benda, dengan masukan faktor produksi dan bentuk keluaran berupa produk.

Proses peningkatan kegunaan dilakukan dengan pengubahan (transformasi) dengan memakai teknologi tertentu disebut dengan proses manufaktur atau proses produksi.

10

Suatu proses/teknik/cara yang dilakukan

untuk mengubah bahan

mentah/setengah jadi menjadi produk

yang lebih berguna dengan

menggunakan proses, peralatan,

operasi dan tenaga manusia yang

bervariasi sesuai rancangan yang

bersifat efektif biaya dan menghasilkan

untung.

Pengertian Proses

Manufaktur = teknik manufaktur ; = Proses produksi

Pengertian Proses ManufakturKeluaran produksi adalah produk dengan nilai kegunaan yang lebih tinggi. Nilai kegunaan tersebut disebut dengan nilai tambah (Added Value)

Added Value is defined as the difference between a particular product's final selling price and the direct and indirect input used in making that particular product.

Setiap produk ini (di atas) memiliki added value yang berbeda-beda. Biasanya produk dengan teknologi yang rendah memiliki added value yang rendah pula demikian sebaliknya. Ilustrasi: 50 kg paduan aluminium bisa berharga $500,-, tetapi bila material ini sudah merupakan sebuah komponen pesawat terbang maka dapat bernilai 30x lipat dari harga semula.

Pengertian proses produksi• Proses produksi adalah proses tranformasi dengan Proses produksi adalah proses tranformasi dengan masukanmasukan berupa berupa

bahan baku (material) dengan menggunakanbahan baku (material) dengan menggunakan faktor atau resource faktor atau resource produksiproduksi (seperti: tenaga kerja, peralatan produksi, metoda (teknologi/ (seperti: tenaga kerja, peralatan produksi, metoda (teknologi/ know-how), sumber daya uang dan energi) menjadi produk (keluaran)know-how), sumber daya uang dan energi) menjadi produk (keluaran)

• Produk dalam hal ini dapat berupa produk (kumpulan dari part), rakitan Produk dalam hal ini dapat berupa produk (kumpulan dari part), rakitan (assy) atau komponen tunggal (part).(assy) atau komponen tunggal (part).

• Sedangkan proses transformasi itu sendiri terdiri dari 2 tahapan yaitu: Sedangkan proses transformasi itu sendiri terdiri dari 2 tahapan yaitu: • Tahapan pembuatan komponen tunggal (part) seperti: proses Tahapan pembuatan komponen tunggal (part) seperti: proses

pengecoran, pembentukan, pemesinan, dll. pengecoran, pembentukan, pemesinan, dll. • Tahapan penggabungan part menjadi assy atau produk atau disebut Tahapan penggabungan part menjadi assy atau produk atau disebut

dengan dengan proses perakitan (assembly)proses perakitan (assembly)

Diagram Proses Produksi

Proses ProduksiBahan baku Produk

Op

era

tor

Mesin

Kap

ital

Info

rmasi

En

erg

i

4M= MaterialsMachinesMenModals +Information &Energy

14

Sebuah sistem dimana bahan mentah

diproses dari satu bentuk ke bentuk lain,

yang disebut dengan produk. Bahan

mentah memperoleh pertambahan nilai

dalam proses dan menghasilkan

keuntungan.

Pengertian SISTEM MANUFAKTUR

Klasifikasi Proses Manufaktur

• Proses pengecoran (Proses pengecoran (Casting ProcessesCasting Processes))• Proses pembentukan (Proses pembentukan (Forming and Shaping ProcessesForming and Shaping Processes))• Proses pemesinan (Proses pemesinan (Machining ProcessesMachining Processes))• Proses produksi polimer (Proses produksi polimer (Polymer ProcessingPolymer Processing))• Proses metalurgi serbuk (Proses metalurgi serbuk (Powder MetallurgyPowder Metallurgy))• Proses penggabungan (Proses penggabungan (Joining ProcessesJoining Processes))• Proses penyelesaian akhir seperti Proses penyelesaian akhir seperti heat treatmentheat treatment dan dan surface treatmentsurface treatment

((Finishing ProcessesFinishing Processes))• Proses perakitan (Proses perakitan (Assembly ProcessesAssembly Processes))

[Klasifikasi ini menurut: Kalpakjihan, Manufacturing Processes][Klasifikasi ini menurut: Kalpakjihan, Manufacturing Processes]

Karena proses produksi itu sendiri padat teknologi (Karena proses produksi itu sendiri padat teknologi (know-howknow-how) maka sering ) maka sering disebut orang teknologi produksi (teknik manufaktur). Sedangkan istilah disebut orang teknologi produksi (teknik manufaktur). Sedangkan istilah sistem produksi lebih berorientasi kepada aspek manajemen pada sistem produksi lebih berorientasi kepada aspek manajemen pada produksi (atau bukan lagi aspek teknologinya)produksi (atau bukan lagi aspek teknologinya)

Proses Pengecoran (Casting)

Ciri-ciri:

- Bahan/logam dipanaskan hingga temperatur leleh (melting point)- Bahan yang meleleh dituangkan kedalam cetakan (mold)- Contoh: Die Casting, Investment Casting, Centrifugal Casting, dll

Proses Pengecoran (Casting)Proses Pengecoran (Casting)

Ciri-ciri:

- Bahan/logam dipanaskan hingga temperatur

leleh (melting point)- Bahan yang meleleh dituangkan kedalam cetakan (mold), temperatur leleh

cetakan temp leleh logam- Contoh: Sand Casting, Die Casting,

Investment Casting, Centrifugal Casting, dll

Jenis-jenis Proses PengecoranProses Pengecoran

• Pengecoran Pasir (Sand Casting)• Investment casting• Die Casting

Pengecoran Pasir (Sand Casting)

Investment Casting

Die Casting, ada tekanan

Injection Moulding; plastics

• Blow molding• Rotational molding

Injection Moulding

Blow Moulding

Contoh produk hasil proses pengecoran

Proses produksi ini padat teknologi (know-how) . Sedangkan aspek manajemen belum signifikan

Proses Pembentukan (Forming)

Ciri-ciri:- Bahan/logam mengalami deformasi plastik sesuai dengan bentuk yang diingini- Tidak ada material yang terbuang dalam bentuk geram - Contoh: - tempa (forging), deep drawing

- sheet metalworking seperti: rolling, bending, shearing, blanking, punching, dll - wire drawing, dll.

Beberapa Contoh produk hasil proses pembentukan

deep drawing tempa blanking

Proses produksi ini padat teknologi (know-how) . Sedangkan aspek manajemen belum signifikan

Proses Pemesinan (Machining Process)

Ciri-ciri:-Terjadi deformasi plastis- Proses pemotongan logam yang disertai dengan terbentuknya geram (chip)- Adanya gerakan relatif antara pahat potong & bendakerja (pahat potong jauh lebih keras dari benda kerja sehingga dengan adanya gerakan tersebut material bendakerja terpotong) - termasuk proses pengerjaan akhir untuk menghasilkan komponen/part sesuai spesifikasi geometrik (ukuran, bentuk & kekasaran permukaan) yang diminta.

Beberapa Contoh Produk hasil proses pemesinan

Proses produksi ini padat teknologi (know-how) . Sedangkan tinjauan aspek manajemen belum signifikan untuk dipermasalahkan.

Proses Metalurgi Serbuk (Powder Metalurgy)(Powder Metalurgy)

Ciri-ciri:- Bahan dasar teknologi ini adalah serbuk metal (metallic powder)- Serbuk metal ditekan (press) sesuai dengan bentuk part yang akan dibuat- Dilanjutkan dengan proses pemanasan pada temperatur tinggi (sintering) agar partikel serbuk menyatu (bonding) menjadi massa yang rigid

Beberapa contoh produk hasil proses metalurgi serbuk

Proses produksi ini padat teknologi (know-how) . Sedangkan tinjauan aspek manajemen belum signifikan untuk dipermasalahkan.

Proses Penyambungan (Joining Process)

- Proses penyambungan tidak tetap dapat dilakukan dengan sambungan baut- Proses penyambungan tetap umumnya dilakukan dengan proses las (welding process) seperti:

- Arc welding (las busur listrik)- Resistance welding (las tahanan listrik)- Oxyacetylene welding (las asitilen/karbit)- Electro beam welding- Laser beam welding, dll

- Proses penyambungan lain: riveting, brazing, soldering dan adhesive bonding

Las Asitilen/Las Karbit (Oxyacetylene welding)

C2H2 + O2 CO2 + H2O + energi panas

C2H2 = asitilen = tabung merahO2 = Oksigen = tabung hijauGas regulatorValve (katub) pengatur gasWelding torch

Shielded-Metal Arc Welding (SMAW)

SMAW termasuk dalam arc welding (las busur listrik), dimana logam dasar & pengisi sama-sama meleleh (melting)

SMAW merupakan suatu teknik pengelasan dengan menggunakan arus listrik berbentuk busur arus dan elektroda berselaput (dilapisi oleh lapisan flux), yang berfungsi sebagai pembentuk gas yang melindungi cairan logam dari kontaminasi udara sekelilingnya.

Jenis las ini paling banyak dipakai di industri

Las Titik (Spot Welding)

Merupakan jenis resistance welding

Dihasilkan panas karena adanya tahanan (R) antar dua elektroda dan arus listrik (i) sehingga dua bagian material “meleleh” secara lokal (membentuk titik)

Dipakai terbatas pada penyambungan pelat

Seam Welding

Merupakan jenis resistance weldingDihasilkan panas karena adanya tahanan (R) dan arus listrik (i)

antar dua roda elektroda yang berputar sehingga bagian material yang dilewati “meleleh” dan menyambung

Dipakai terbatas pada penyambungan pelat

Proses Perlakuan Panas & Permukaan

Perlakuan panas (heat treatment) adalah salah satu proses untuk mengubah struktur logam dengan jalan memanaskan bendakerja pada tungku pemanas sampai dengan temperatur rekristalisasi selama periode waktu tertentu kemudian didinginkan pada media pendingin seperti udara, air, air garam, oli dan solar yang masing-masing mempunyai kerapatan pendinginan yang berbeda-beda. Dengan adanya pemanasan atau pendinginan dengan kecepatan tertentu maka logam dan paduan memperlihatkan perubahan strukturnya yang akan mengubah juga sifat mekanik logam tersebut.

Proses Perlakuan Panas & Permukaan

Beberapa perlakuan panas bertujuan untuk melunakkan struktur kristal, menghaluskan butir, menghilangkan tegangan dalam dan memperbaiki machineability. Jenis dari perlakukan panas antara lain disebut dengan annealing, normalizing dan homogenizing. Sedangkan perlakuan panas untuk mendapatkan kekerasan dan kekuatan yang lebih tinggi antara lain adalah celup cepat (quenching), hardening, martempering dan austempering.

Tujuan Proses Perlakuan Panas:Memperbaiki sifat mekanik (kekerasan, kekuatan, ketangguhan, fatique, dll) sesuai dengan yang dikehendaki

Surface Treatment

Sedangkan perlakuan permukaan (surface treatment) merupakan proses untuk meningkatkan karakteristik permukaan logam seperti tahan terhadap korosi, tahan geser dan aus, permukaan yang lebih kuat dan keras serta memberikan aspek estetika tertentu. Yang termasuk dalam proses perlakuan permukaan adalah carburizing, nitriding dan flame hardening, electroplating, coating (melapisi) , pengecatan, dan lain-lain.

Proses Perakitan (Proses Perakitan (AssemblingAssembling))

- Proses penyatuan beberapa part/komponen menjadi sub-assy atau produk - Proses perakitan dapat dilakukan secara

- Manual (manual assembly) - Otomatis (automatic assembly) cth:

memakai robot industri- Gabungan manual dan otomatik

- Proses perakitan memerlukan lini perakitan (lihat gambar contoh) yang dapat terdiri dari stasiun kerja manual dan otomatis dengan memakai robot industri

Contoh suatu lini perakitan

Perakitan manual & otomatis

Contoh suatu lini perakitan