Teknologi Manufaktur

Keramik tradisional merupakan material yang berbahan dasar silikat mineral, silika, dan oksida mineral. Produk utamanya adalah tanah liat yang dibakar, semen, dan bahan abrasif alami. Kaca juga termasuk dalam kelompok keramik tradisional.

Seng memiliki titik leleh yang rendah. Hal tersebut membuat seng menarik sebagai logam tuang. Seng juga memberikan perlindungan korosi yang baik. Baja galvanis adalah baja yang telah dilapisi dengan seng. Penggunaan baja galvanis sangat populer di Indonesia.

Nikel (Ni) mirip dengan besi dalam banyak hal. Nikel bersifat magnetis. Modulus elastisitasnya hampir sama dengan besi dan baja. Namun, nikel jauh lebih tahan korosi. Karena karakteristiknya yang tahan korosi, nikel banyak digunakan sebagai elemen paduan dalam baja. Contoh penggunaan nikel sebagai elemen paduan adalah baja tahan karat, dan sebagai logam pelapis pada baja karbon biasa.

Pengukur tetap adalah replika fisik dari dimensi produk yang akan dinilai. Ada dua kategori dasar: master gage dan limit gage . Master gage dibuat menjadi replika langsung dari ukuran nominal suatu produk. Limit gage dibuat menjadi replika terbalik dari dimensi suatu produk dan dirancang untuk memeriksa dimensi dengan batas toleransi.

SolidWorks adalah software yang membantu pengguna untuk membuat model solid (benda padat). SolidWorks diperkenalkan pada tahun 1995 oleh sebuah perusahaan di Massachusetts. SolidWorks dapat digunakan untuk membuat model benda susunan ( assembly ). Sebelum membuat model benda susunan, terlebih dahulu kita membuat model bagian ( part ). Selain itu, SolidWorks juga dilengkapi dengan fitur analisis tegangan ( stress ) dan gerak ( motion ).

Pengukuran adalah prosedur di mana kuantitas yang tidak diketahui dibandingkan dengan standar yang diketahui, menggunakan sistem satuan yang diterima dan konsisten. Sistem satuan yang sering digunakan di Indonesia adalah International System of Units (SI).

AutoCAD merupakan software gambar dan desain yang dikembangkan serta dipasarkan oleh Autodesk Inc. AutoCAD merupakan software yang simpel. Perangkat lunak AutoCAD bisa digunakan pada operating system Microsoft Windows atau Apple macOS. Anda dapat menggambar dengan cepat dan mudah bila menggunakan AutoCAD.

Dimensi dan toleransi biasanya dinyatakan sebagai nilai linier (panjang). Ada atribut geometris lain dari komponen (produk) yang juga penting; seperti: kerataan permukaan, kebulatan poros atau lubang, paralelisme antara dua permukaan, dan sebagainya.

Dimensi adalah ukuran linier atau sudut dari komponen yang ditentukan pada gambar bagian. Dimensi penting karena menentukan seberapa baik perakitan komponen. Saat membuat komponen tertentu, hampir tidak mungkin untuk membuat bagian dengan dimensi yang tepat seperti yang diberikan pada gambar. Sebaliknya variasi terbatas diperbolehkan pada dimensi. Variasi yang diizinkan tersebut adalah toleransi. Selain dimensi dan toleransi, permukaan suatu komponen juga penting. Permukaan memengaruhi kinerja produk, kesesuaian perakitan, dan estetika produk.

Baja perkakas ( tool steel ) adalah baja paduan tinggi yang dirancang sebagai alat potong industri, cetakan, dan die . Supaya bisa bekerja dengan baik, baja perkakas harus memiliki persyaratan mekanis tertentu. Baja perkakas harus memiliki kekuatan tinggi, kekerasan, kekerasan pada suhu tinggi, ketahanan aus, dan ketangguhan. Untuk mendapatkan sifat-sifat tersebut, baja perkakas diberi perlakuan panas.

Aluminium merupakan logam berwarna putih perak. Logam ini dapat dipadukan dengan elemen lain seperti: tembaga, silicon , magnesium, dan manganese .

Material berbasis besi ( ferrous atau iron ) merupakan material logam yang paling luas penggunaannya. Hal ini karena material berbasis besi relatif lebih murah dan memiliki kelenturan yang sangat baik. Aplikasi material berbasis besi juga sangat luas. Banyak peralatan rumah tangga, peralatan kelistrikan, konstruksi, dan peralatan industri yang menggunakan material ini.

Paduan cast-cobalt merupakan material alat potong yang diperkenalkan pada tahun 1915. Alat potong cast-cobalt terdiri dari 38 - 53 % cobalt (Co), 30 - 33 % chromium (Cr), dan 10 - 20 % tungsten (W). Alat potong paduan cast-cobalt memiliki tingkat kekerasan yang tinggi, yakni antara 58 - 64 HRC (kekerasan Rockwell C). Alat potong ini juga memiliki ketahanan aus yang baik dan mampu menjaga kekerasannya pada temperatur yang tinggi.

Proses permesinan dilakukan dengan menggunakan alat potong (pahat). Jika gaya potong menjadi terlalu tinggi, pahat akan patah. Jika suhu pemotongan terlalu tinggi, material pahat akan melunak dan gagal. Keausan terus-menerus pada ujung pahat bisa menyebabkan kegagalan.

High-speed steel (HSS) merupakan baja tool paduan tinggi yang mampu mempertahankan sifat kekerasannya pada temperatur tinggi. Kemampuan untuk mempertahankan sifat kekerasannya tersebut lebih baik daripada material lain seperti baja karbon tinggi dan baja paduan rendah. Nama high-speed steel digunakan karena bahan tool tersebut dikembangkan untuk mesin-mesin berkecepatan tinggi pada awal tahun 1900-an. Pada awal pengembangannya, HSS tentu saja lebih baik daripada alat potong ( tool ) sebelumnya.

Fase matriks pada komposit dapat berupa logam, polimer, atau keramik. Secara umum, logam dan polimer digunakan sebagai bahan matriks karena beberapa keuletan diinginkan.

Polimer ( polymer ) merupakan material yang terdiri dari molekul-molekul dengan susunan yang panjang. Tiap molekul terbentuk dari proses pengulangan unit yang terhubung bersama. Dalam molekul polimer tunggal biasanya terdapat ribuan hingga jutaan unit. Polimer berasal dari bahasa Yunani yakni poly dan meros . Poly berarti banyak, sedangkan meros berarti bagian.

Dalam pembentukan polimer dapat dilakukan dengan proses pengecoran. Pengecoran dilakukan dengan menuang resin cair ke dalam cetakan dan membiarkan polimer tersebut mengeras.

Serat merupakan fase yang bisa digunakan pada komposit. Komposit yang dibuat dengan serat disebut dengan istilah fiber-reinforced composite . Berdasarkan diameter dan karakternya, serat dikelompokkan menjadi tiga jenis yang berbeda, yaitu: whisker , serat, dan kabel.

Beton adalah komposit partikel besar yang umum di mana matriks dan fase terdispersinya adalah bahan keramik. Dalam arti luas, beton menyiratkan bahan komposit yang terdiri dari agregat partikel yang diikat bersama dalam benda padat oleh beberapa jenis media pengikat, yaitu semen. Dua beton yang paling dikenal adalah beton yang dibuat dengan semen portland dan aspal, di mana agregatnya adalah kerikil dan pasir. Beton aspal banyak digunakan terutama sebagai bahan paving , sedangkan beton semen portland digunakan secara luas sebagai bahan bangunan struktural.

Komposit merupakan material yang terdiri dari dua atau lebih bentuk yang jelas secara fisik, di mana kombinasinya menghasilkan sifat yang berbeda dari komponen penyusunnya. Komposit adalah material yang sangat menarik dalam dunia teknik mesin. Komposit ( composite ) memiliki struktur yang kompleks.

Terlepas dari kemajuan luar biasa yang telah dicapai dalam ilmu dan teknik material, tantangan teknologi masih tetap ada. Tantangan berupa pengembangan material yang lebih canggih dan khusus, serta pertimbangan dampak lingkungan.

Titanium adalah bahan teknik yang relatif baru. Titanium memiliki kombinasi sifat yang luar biasa. Titanium murni memiliki densitas yang relatif rendah dan modulus elastisitas 107 GPa. Titanium paduan sangat kuat, kekuatan tariknya bisa mencapai 1.400 MPa. Selain itu; titanium paduan sangat ulet, mudah ditempa dan dikerjakan.

Magnesium merupakan logam yang mempunyai berat terendah dibanding semua logam struktural. Magnesium relatif lunak dan memiliki modulus elastisitas yang rendah: 45 GPa. Pada suhu ruang, magnesium dan paduannya sulit untuk berubah bentuk. Secara kimia, magnesium paduan relatif tidak stabil dan sangat rentan terhadap korosi di lingkungan laut. Di sisi lain, ketahanan korosi atau oksidasi cukup baik di atmosfer normal.

Tembaga dan paduan berbasis tembaga telah digunakan dalam berbagai aplikasi sejak zaman dahulu. Tembaga murni sangat lunak dan ulet sehingga sulit untuk dikerjakan. Tembaga memiliki kapasitas yang hampir tidak terbatas untuk dikerjakan secara dingin. Selain itu, tembaga sangat tahan terhadap korosi di lingkungan yang beragam termasuk atmosfer, air laut, dan beberapa bahan kimia industri. Sifat mekanik dan ketahanan korosi tembaga dapat ditingkatkan dengan paduan. Kebanyakan tembaga tidak dapat dikeraskan atau diperkuat dengan prosedur perlakuan panas; akibatnya, pengerjaan dingin dan/atau paduan harus digunakan untuk meningkatkan sifat mekaniknya.

Superalloy merupakan material paduan yang memiliki kombinasi sifat superlatif. Superalloy digunakan dalam komponen turbin pesawat, yang harus tahan terhadap paparan lingkungan yang sangat teroksidasi dan suhu tinggi untuk jangka waktu yang wajar.

Baja ( steel ) merupakan material yang sering digunakan dan dijumpai pada kehidupan kita sehari-hari. Kandungan utama dalam baja adalah ferrous atau iron . Selain ferrous , ada kandungan lain yang selalu ada pada baja. Kandungan lain yang selalu ada dalam baja adalah karbon dan manganese .

Lingkungan korosif termasuk atmosfer, larutan berair, tanah, asam, basa, pelarut anorganik, garam cair, logam cair, dan tubuh manusia. Atas dasar tonase, korosi atmosfer menyumbang kerugian terbesar. Kelembaban yang mengandung oksigen terlarut adalah agen korosif utama, tetapi zat lain, termasuk senyawa belerang dan natrium klorida, juga dapat berkontribusi. Hal ini terutama berlaku untuk atmosfer laut, yang sangat korosif karena adanya natrium klorida. Larutan asam sulfat encer (hujan asam) di lingkungan industri juga dapat menyebabkan masalah korosi. Logam yang biasa digunakan untuk mencegah korosi akibat atmosfer adalah paduan aluminium dan tembaga, serta baja galvanis.

Kondisi penyayatan dalam proses permesinan terdiri dari kecepatan, pemakanan, kedalaman pemakanan, dan cairan penyayatan. Alat potong menjadi pertimbangan dalam memilih cairan penyayatan. Kedalaman pemakanan sering ditentukan sebelumnya oleh geometri dan benda kerja yang dikerjakan.

Hobbing juga merupakan proses pengefraisan, namun hobbing jauh lebih kompleks dan mahal. Alat potong yang digunakan pada proses hobbing disebut hob . Proses hobbing menggunakan mesin hobbing .

Boring adalah proses permesinan yang mirip dengan pembubutan. Boring adalah proses pembubutan internal. Mesin yang digunakan untuk melakukan proses ini disebut mesin boring . Mesin bubut kadang-kadang juga digunakan untuk proses boring .

Ada empat metode yang digunakan untuk menahan benda kerja dalam pembubutan. Metode ini terdiri dari berbagai mekanisme untuk menahan, memusatkan, dan menopang benda kerja pada posisinya di sumbu spindle serta memutarnya.

Mesin bubut dapat dikenal dengan istilah turning machine atau lathe . Mesin bubut adalah mesin tertua yang sampai sekarang masih digunakan di dunia industri. Mesin bubut digunakan untuk menghasilkan produk berpenampang lingkaran. Penerapan spesifik dari mesin bubut antara lain: membubut diameter luar, diameter dalam, tirus, dan kontur permukaan; membuat ulir luar dan ulir dalam; knurling ; mengebor; serta membubut muka ( facing ).

Faktor-faktor penting yang memengaruhi proses permesinan: Benda kerja . Bahan, dimensi, dan bentuk. Parameter permesinan . Waktu ( time ), putaran mesin, kecepatan potong ( cutting speed ), kecepatan pemakanan ( feeding ), dan kedalaman pemakanan ( depth of cut ).

Electroplating juga dikenal sebagai pelapisan elektrokimia. Electroplating adalah proses di mana ion logam dalam larutan elektrolit diendapkan ke benda kerja (katode). Anode umumnya terbuat dari logam yang berfungsi sebagai sumber pelapis benda kerja. Arus listrik searah dilewatkan antara anode dan katode. Elektrolit adalah larutan asam, basa, atau garam dalam air.

Produksi sekunder adalah proses daur ulang aluminium bekas menjadi aluminium yang dapat digunakan kembali. Proses ini lebih ramah lingkungan. Sekitar 95 % lebih hemat energi daripada produksi primer.

Aluminium merupakan salah satu logam yang paling melimpah di Bumi ini. Aluminium juga menjadi elemen kimia peringkat tiga terbanyak di kerak Bumi. Aluminium berwarna putih perak. Dalam kehidupan sehari-hari, banyak dijumpai produk-produk yang terbuat dari aluminium.

Pembersihan mekanis merupakan proses penghilangan tanah, kerak, atau film dari permukaan benda kerja dengan cara abrasif atau tindakan mekanis. Proses yang digunakan untuk pembersihan mekanis sering kali memiliki fungsi lain selain pembersihan, seperti deburring dan penyempurnaan permukaan. Proses pembersihan mekanis yang sering digunakan yaitu blast finishing dan shot peening .