Proses Manufaktur : Forging (Penempaan)

Proses Manufaktur : Forging (Penempaan)

A.    Pengertian Forging (Penempaan)

     FORGING adalah proses pembentukan logam secara plastis dengan memberikan gaya tekan pada logam yang akan dibentuk . Gaya tekan yang diberikan bisa secara manual maupun secara mekanis (HIDROLIS ataupun PNEUMATIS). Proses FORGING bisa dikerjakan pada pengerjaan dingin maupun pengerjaan panas.

B.    Jenis-Jenis Forging (Penempaan)

Forging dapat dikelompokkan sebagai berikut :

       1.   HAMMER FORGING

2. DROP FORGING

3. PRESS FORGING

4. UPSET FORGING

5. ROLL FORGING

6. SWAGING

C.    Penempaan dengan Palu ( Hammer Forging)

Proses ini merupakan forging yang paling sederhana. Pada umumnya landasan (ANVIL) dan HAMMER yang dipakai berbentuk datar. Sehingga proses ini diprioritaskan untuk membuat benda kerja yang sederhana dan skala produksi kecil. Prosesnya lama dan hasilnya tergantung dari skill operator.

D.     Pengempaan dengan  DROP FORGING

PRINSIP : Memaksa logam panas yang plastis memenuhi dan mengisi bentuk die dengan cara penempaan. Proses ini yang diperlengkapi dengan die. Die umumnya dibagi dua bagian dimana satu bagian diletakkan pada hammer, yang lainnya pada anvil.

  

Syarat die yang digunakan harus kuat dan tangguh terhadap beban impact,keausan, dan temperatur umumnya terbuat dari campuran baja dengan krom, molibdenum dan nickel. Faktor yang penting dan harus diperhatikan adalah tenaga pneumatis dan tenaga hidrolis sehingga mesin-mesin tipe steam hammer maupun air hammer mampu bekerja sangat cepat, mudah dikontrol dan otomatis.

E.     Pengempaan dengan  PRESS FORGING

Pada hammer forging maupun drop forging energi yang diberikan pada saat penempaan sebagian besar terserap oleh anvil, pondasi mesin dan permukaan luar benda kerja sedangkan bagian dalam benda kerja belum terdeformasi. Karena itu untuk benda kerja dengan penampang tebal dan besar digunakan press forging.

Prinsip press forging : dilakukan penekanan secara perlahan-lahan pada benda kerja sampai menghasilkan aliran logam yang uniform. Press forging biasanya dikerjakan tanpa die dan hammer maupun anvilnya berbentuk datar.

F.     Pengempaan dengan  UPSET FORGING

Proses forging yang dikhususkan untuk pembesaran diameter pada ujung batang logam ditekan dalam arah memanjang. Pada dasarnya benda kerja yang diupset berupa bar bulat, wire ataupun benda kerja berbentuk silindris.

Ada 3 hal yang diperhatikan saat melakukan upset forging :

1.   Panjang benda yang diupset tidak lebih dari 3 kali diameter batang.

2.   Diameter upset tidak lebih dari 1,5 kali diameter batang.

3.   Panjang benda kerja yang tidak ditumpu oleh die tidak lebih dari diameter batang.

G.    Pengempaan dengan  SWAGING

SWAGING adalah proses pengurangan diameter benda kerja yang berbentuk bulat baik solid meupun berongga dengan cara penempaan berulang kali.

GAMBAR PROSES SWAGING

Disini die berfungsi sebagai hammer. Proses swaging juga dapat membentuk bentuk kerucut dan mengurangi diameter dalam maupun diameter luar penampang

H.    Pengempaan dengan  ROLL FORGING

Proses forging untuk mengurangi ketebalan dari bar yang berbentuk bulat atau datar sehingga mengalami perpanjangan ke arah sumbu axisnya. Roll forging biasanya memproduksi poros, batang taper dan pegas daun. Roll forging terdiri dari dua roll semisilindris dengan bentuk groove sebesar 25-75 % sumbu putaran.

 

Klasifikasi forging berdasarkan operasi dan cetakan

1. Tempa terbuka ( open die forging)

2. Tempa bloker (blocker die forging)

3. Tempa konventional (conventional die forging)

4. Tempa tertutup ( close die forging)

Open die Forging

Tempa melalui pemakaian dies terbuka, merupakan proses tempa sederhana yaitu dengan menggunakan dies blok sederhana.hasil proses dari tempa biasanya hanya berupa bakalan untuk memperkecil proses permesinan.

Blocker die Forging

Tempa melalui dies blocker hanya menghasilkan bentuk yang mirip dari bentuk yang diinginkan, ukuran masih jauh dari benda kerja, bahkan kadang” proses ini dilakukan untuk memperkecil ongkos pada proses permesinan. Toleransi ukuran hasil tempa tidak di tentukan hasil teliti.

Secara umum toleransi tempa bloker dapat di peroleh 2-3 kali toleransi ukuran melalui tempa konventional, sudut buangan sekitar 7^o  atau lebih dari ukuran benda jadi.

Conventional Die Forging

Pembentukan melalui tempa konventional lebih terperinci, toleransi ukuran lebih teliti dan sudut buang sekitar 5-7^o  di bandingkan dengan tempa melalui dies bloker.

Close Die Forging

Tempa dengan dies tertutup merupakan perubahan untuk bentuk yang sangat komplek, sehingga meliputi analisa teknik aspek logam fisik dan logam mekanik, seperti aliran logam,perpindahan panas, antara logam yang di bentuk dan dies yang terus menerus selama operasi.

I.     Klasifikasi dan karakteristik Mesin Forging

—  1.Secara umum klasifikasi mesin tempa di dasarkan pada prinsip operasi tempanya seperti misalnya mesin tempa hidraulick, mesin di batasi oleh beban atau kemampuan mesin untuk proses pembebanan yang di batasi oleh beban atau kemampuan mesin untuk proses pembentukan di batasi oleh kapasitas beban.

—  2. Mesin tempa press mekanik (eksentrik atau crank) di tentukan oleh panjang langkah mesin, beban pada panjang langkah mesin(beban yang tersedia pada mesin).

—  3. Mesin tempa hammer adalah mesin yang di batasi oleh energi, hasil deformasi dari pemindahan energi kinetik ram mesin. Mesin tempa screw press juga merupakan mesin yang di batasi oleh energi tetapi hampir sama dengan mesin tempa hydraulik atau mekanik press.

J.     Hal Yang perlu di perhatikan pada proses forging

—  1. Tanpa cukup panas akan memakan waktu terlalu lama dan memerlukan terlalu banyak energi mekanik deformasi plastik.

—  2. Tanpa pukulan palu yang diterapkan dengan benar akan mengambil terlalu banyak waktu dan memerlukan terlalu banyak panas.

—   3. Terlalu banyak hasil panas pemisahan berat mikro konstituen, ditandai pertumbuhan dan dekarburisasi butir.

—  4. Terlalu banyak waktu mengakibatkan kerugian material karena skala oksida, pitting dan berantakan permukaan dan sebagian besar dari semua, decarburization.

K.    Kelebihan Menggunakan Forging

1. Bagian yang ditempa memiliki elatisitas yang tinggi dan memberikan ketahanan besar untuk benturan dan kelelahanbeban.

2. Tempa memurnikan struktur logam.

3. Hal ini menghasilkan penghematan besar dalam waktu, tenaga dan material dibandingkan dengan produksi material serupa dengan memotong dari batangan yang solid dan kemudian membentuknya.

4. Tempa mendistorsi searah serat(fiber) dibuat sebelumnya diciptakan oleh rolling dan meningkatkan kekuatan dengan menetapkan arah butir-butiran.

5. Karena bekerja secara intensitas, kekurangan jarang ditemukan, sehingga memiliki keandalan yang baik.

6. Tingkat akurasi yang wajar dapat diperoleh dalam penempaan.

7. Bagian yang ditempa dapat dengan mudah dilas.

L.     Kekurangan Menggunakan forging

1. Pengoksidasian yang cepat dalam menempa permukaan logam pada temperatur tinggi hasil skala yang dihasilkan tidak sesuai dengan cetakan

2. Toleransi dekat dalam menempa operasi sulit untuk mempertahankan.

3. Penempaan terbatas pada bentuk yang sederhana dan memiliki keterbatasan untuk bagian-bagian yang dipotong.

4. Beberapa bahan tidak mudah dikerjakan oleh penempaan.

5. Biaya awal untuk cetakan penempaan dan biaya pemeliharaan mereka tinggi.

6. Logam akan retak atau terganggu jika bekerja di bawah batas suhu tertentu.

7. Biaya pemeliharaan cetakan tempa juga sangat tinggi.