PROSES-PROSES PEMBENTUKAN PELAT BAJA ( ESTABLISHMENT OF STEEL ) TEKNIK PEMBENTUKAN DAN PEMOTONGAN LOGAM

PROSES-PROSES PEMBENTUKAN PELAT BAJA

          Produk-produk yang terbuat melalui proses-proses pembentukan pelat baja yang ada disekitar kita semua, mereka meliputi produk-produk seperti alas meja-meja tulis, lemari-lemari tempat menyimpan arsip, perabotan rumah tangga, komponen-komponen mobil, badan pesawat terbang, dan kaleng-kaleng minuman, semuanya terbuat dari bahan baja. Pembentukan pelat sejak pada tahun 5000SM. ketika perkakas atau perabotan rumah tangga  dan barang-barang perhiasan dibuat dengan cara ditempa dan dilapisi dengan emas, perak, dan tembaga.( ESTABLISHMENT OF STEEL )

          Dibandingkan dengan mereka yang diproduksi melalui penuangan dan penempaan, unsur-unsur pelat baja memberikan keuntungan lebih yaitu ringan dan bentuknya yang serbaguna. Dikarenakan biayanya rendah dan pada umumnya karakteristik-karakteristik kekuatan dan pembentukannya yang baik, baja dengan kandungan karbon rendah merupakan pelat baja yang paling umum digunakan. Untuk penggunaan-penggunaan pesawat terbang dan pesawat luar angkasa, bahan-bahan baja umum yang digunakan adalah seperti aluminium dan titanium.

          Pertama-tama bab ini akan menggambarkan metode-metode bagaimana pelat-pelat kosong dipotong dari pelat-pelat besar yang bergulung, kemudian diproses menjadi produk-produk yang diinginkan dengan keragaman metode-metode tradisional serta dengan teknik-teknik seperti pembentukan plastiksuper dan pengikatan difusi. Bab ini juga mencakup pembahasan mengenai bentuk-bentuk karakteristik lempengan baja, teknik-teknik yang digunakan untuk menentukan pembentukannya, dan konstruksi diagram-diagram batas pembentukan. Semua proses-proses penting pembentukan lempengan dan semua perlengkapan yang digunakan untuk membuat produk-produk lempengan baja, sebagaimana telah diuraikan di dalam Gambar 1 dan Tabel 1 juga akan dijelaskan. 

Proses	Karakteristik-karakteristik
Pembentukan Gulungan	Bentuk-bentuk komponen dengan bagian konstan persilangan yang kompleks; bagian permukaan yang diselesaikan halus; tingkat produksi tinggi; biaya-biaya untuk membuat hiasan dengan menggunakan mesin tinggi.
Pembentukan bidang	Bentuk-bentuk komponen besar dengan lekukan-lekukan dangkal; cocok untuk produksi dengan kuantitas rendah; biaya tenaga kerja tinggi; biaya-biaya untuk peralatan mesin dan perlengkapan bergantung kepada ukuran komponen.
Menggabar	Komponen-komponen yang dangkal atau dalam dengan bentuk-bentuk sangat sederhana; tingkat produksi tinggi; biaya-biaya untuk peralatan mesin dan perlengkapan tinggi.
Pelapisan	Mencakup berbagai macam operasi-operasi seperti membuat lubang, penempaan, memberikan hiasan, pembengkokan, penonjolan, dan koin; bentuk-bentuk yang sederhana atau rumit terbentuk pada tingkat produk tinggi; biaya-biaya untuk peralatan mesin dan perlengkapan tinggi, tetapi biaya tenaga kerja rendah.
Pembentukan Karet	Menggambar dan memberikan hiasan pada bentuk-bentuk sederhana atau kompleks; permukaan lempengan yang terlindungi dengan membran karet; kelenturan operasi; biaya peralatan mesin rendah.
Pemintalan	Komponen-komponen poros simetris yang kecil dan besar; diselesaikan dengan bagian permukaan halus, tetapi biaya tenaga kerja dapat menjadi tinggi kecuali operasi-operasi dilakukan secara otomatis.
Pembentukan Plastik Super	Bentuk-bentuk yang kompleks, detail yang halus dan torelansi ketat; waktu pembentukan lama, oleh karena itu tingkat produksi rendah; komponen-komponen tidak cocok untuk digunakan dengan kondisi suhu tinggi.
Pembentukan Eksplosif	Lekukan-lekukan yang dangkal pada lempengan-lempengan yang besar dengan bentuk-bentuk sangat kompleks, sekalipun biasanya sumbu simetris; biaya untuk peralatan mesin rendah, tetapi biaya tenaga kerja tinggi; cocok untuk produkasi dengan kuantitas rendah; waktu sirkulasi lama.
Pembentukan gerakan Magnetik	Pembentukan dangkal, pembengkokan, dan operasi-operasi pemberian hiasan pada pelat-pelat dengan kekuatan sangat rendah; sangat cocok sekali untuk pipa baja; tingkat produksi tinggi; memerlukan peralatan mesin khusus.

PEMOTONGAN

          Sebelum komponen pelat baja diproduksi, pelat yang kosong dengan dimensi-dimensi yang sesuai adalah yang pertama-tama diambil dari pelat besar (biasanya dari koil) dengan cara memotong; yaitu pelat dipotong dengan mengutamakannya pada penekanan potongan, khususnya salah satunya dikembangkan diantara pukulan dan tumpuan. (Gambar. 1a).

 (A) skema ilustrasi geser dengan pukulan dan penahan, menunjukkan beberapa variabel proses. ciri karakteristik dari (b) lubang menekan dan (c)logam bundar. mencatat bahwa skala dua tokoh yang berbeda( ESTABLISHMENT OF STEEL )

 (a) efek dari kelonggaran, c antara memukul dan tumpuan di zona deformasi di geser. dengan meningkatnya kelonggaran, material cenderung harus ditarik ke tumpuan daripada harus dipotong. dalam praktek, biasanya kelonggaran berkisar antara 2% 10% dari ketebalan pelat.

 (b) microhardness (HV) kontur untuk 6,4 mm (0,25 inchi.) AISI 1020 tebal hot-rolled baja di wilayah potong. Sumber: H.P.Weaver and K. J. Weinmann.

          Bentuk-bentuk khusus bagian-bagian sisi pelat yang dipotong dan logam bundar sebagaimana tampil di dalam Gambar 2a dan c secara berturut-turut. Perlu diingat bahwa bagian-bagian tepi pelat tidak halus, ataupun tegak lurus pada bidang pelat.

          Pemotongan biasanya dimulai dengan pembentukan retakan-retakan pada bagian sisi atas maupun bawah potongan yang akan dikerjakan (A dan B, dan C dan D di dalam Gambar 2a). Retakan-retakan tersebut pada akhirnya bertermu satu sama lain dan terjadi pemisahan. Permukaan retakan kasar dikarenakan retakan-retakan tersebut. Permukaan yang halus dan berkilapan pada bagian lubang dan potongan dari kontak dan penggosokan bagian sisi yang dipotong pada dinding pemukul dan penahan.( ESTABLISHMENT OF STEEL )

          Parameter pemprosesan utama di dalam pemotongan adalah bentuk dan bahan-bahan untuk pukulan dan penahan, bentuk pukulan, pelumasan, dan  jarak c diantara pukulan dan penahan. Jarak merupakan suatu faktor penting di dalam menentukan bentuk dan kualitas bagian sisi yang akan dipotong. Apabila jarak meningkat, maka bagian sisi yang akan dipotong menjadi kasar, dan zona perubahan bentuk (Gambar 2a) menjadi lebih luas. Pelat bergantung kepada yang akan ditarik ke zona jarak, dan bagian sisi dari zona yang akan dipotong lebih kasar. Kecuali bagian-bagian sisi tersebut dapat diterima sebagai yang akan diproduksi, operasi-operasi sekunder (yang mana akan menambah biaya produksi) mungkin diperlukan untuk membuatnya lebih halus.

          Aksen adalah pada bagian sisi atau bubungan sebagaimana yang tampil di dalam Gambar 2b. Ketinggian aksen meningkat dengan meningkatnya jarak dan daktilitas pelat baja. Bagian sisi alat yang tumpul mengkontribusi terutama sekali pada pembentukan aksen. Ketinggian, bentuk, dan ukuran aksen secara signifikan dapat mempengaruhi operasi-operasi pembentukan berikutnya. Beberapa proses menghaluskan diggambarkan di dalam Seksi selanjutnya.

          Kualitas bagian sisi diketahui meningkat dengan meningkatnya kecepatan pukulan; kecepatan mungkin setinggi 10-12 m/detik (33-39 kaki per detik). Sebagaimana yang ditunjukan di dalam Gambar 2b, bagian-bagian sisi yang akan dipotong dapat melalui fungsi yang sangat lembab yang mana dikarenakan ketegangan pemotongan yang dilibatkan tinggi. Keakuratan kerja yang dihasilkan dapat sebaliknya mempengaruhi pembentukan pelat selama operasi-operasi berikutnya. ( ESTABLISHMENT OF STEEL )

 Kekuatan Pukulan

          Kekuatan pukulan yang diperlukan pada dasarnya adalah produk kekuatan pemotongan pelat baja di daerah yang akan dipotong. Pergesekan diantara pukulan dan potongan yang akan dikerjakan bagaimanapun juga akan meningkatkan kekuatan ini secara substansial. Kekuatan pukulan maksimum, F, dapat diperkirakan dari persamaan.

F = 0.π L(UTS)................................(Persamaan 1)

Dimana T adalah ketebalan pelat, L adalah total panjang yang akan dipotong (seperti diameter lubang), dan UTS adalah daya rentang akhir bahan. Apabila jarak meningkat, maka kekuatan pukulan menurun, dan pemakaian penahan dan pukulan juga akan berkurang.

          Selain itu kekuatan pukulan, kekuatan juga diperlukan untuk mengosongkan pukulan dari pelat selama kembalinya pukulan. Kekuatan kedua ini sulit diperkirakan, dikarenakan banyak faktor yang dilibatkan. Dampak-dampak dari bentuk pukulan dan bentuk penahan pada kekuatan-kekuatan pukulan digambarkan di dalam Seksi E.

Contoh: Kalkulasi Kekuatan Pukulan

Hitunglah kekuatan yang diperlukan untuk memukul lubang diameter 1 in (25 mm) hingga  ketebalan  3 ½ in (3.2 mm) logam campuran titanium yang telah dilembabkan Ti-6AI-4V lempengan pada suhu kamar.

Penyelesaian: Kekuatan diperkirakan dari Persamaan (16.1). UTS untuk logam campuran ini diketahui dari Tabel 6.10 menjadi 1000 MPa atau 140.000 psi. Jadi

F=0,7  ()(l)(140000) = 38500lb = 19,25 tons = 0,17MN

D. Operasi-operasi Pemotongan

          Beberapa operasi-operasi yang didasarkan pada proses pemotongan dapat dilakukan. Kita pertama-tama mendefinsikan dua hal. Di dalam melakukan pemukulan, potongan timah dibuang (Gambar 3a). Didalam proses pengosongan, potongan timah merupakan bagian dan yang terakhir dipotong. Banyak operasi yang akan dijelaskan di bawah ini, serta digambarkan secara keseluruhan pada akhir bab ini, sekarang dapat dilakukan dengan mesin yang dikendalikan dengan komputer (lihat Bab 39) dengan pengendali alat pengubah cepat. ( ESTABLISHMENT OF STEEL )

 (a) memukul (menusuk) dan pengosongan. (b) contoh-contoh operasi geser berbagai lembaran logam

 (a) perbandingan tepi dipotongan diproduksi oleh konvensional (kiri) dan dengan melakukan pengosongan halus (kanan) teknik. (b) ilustrasi skematis dari satu pengaturan untuk pengosongan halus. Sumber Feintool U.SOperations

Mesin-mesin tersebut khususnya berguna di dalam memproduksi atau membuat prototipe-prototipe komponen lempengan baja yang memerlukan beberapa operasi.

          Die Cutting adalah proses pemotongan yang terdiri atas operasi-operasi seperti berikut  ini:

a.   Melubangi - memukul beberapa lubang di atas lempengan;

b.   Memisahkan - memotong pelat pada dua atau lebih potongan yang akan dikerjakan;

c.   Memasang - memindahkan potongan-potongan  (atau berbagai macam bentuk) dari bagian-bagian sisi; dan

d.   Membuka - membiarkan  label tanpa memindahkan beberapa material.

Komponen-komponen yang akan diproduksi melalui proses-proses tersebut memiliki berbagai macam kegunaan, khususnya di dalam perakitan dengan komponen-komponen yang lainnya. Pelat baja yang akan dilubangi dengan diameter lubang mulai dari 1 mm (0.040 in) hingga 75 mm (3 in) memiliki kegunaan sebagai filter, penyaring, ventilasi, sebagai pengaman untuk mesin, mengurangi kebisingan, dan mengurangi berat. Mereka ditempa di dalam proses pergerakan pada tingkat setinggi 300.00 lubang per menit dengan menggunakan die dan perlengkapan khusus.

Pegosongan halus.  Bagian-bagian sisi yang hasil dana persegi dapat diproduksi dengan pengosongan halus. Salah satu dasar desain die tampak di dalaam gambar. Alat penyengat berbentuk seperti huruf V, atau tubrukan, mengunci dengan kuat pelat di tempat dan dapat menghindari jenis kerusakan bahan sebagaimana yang ditunjukan di dalam Gambar. Proses pengosongan halus yang mana telah dikembangkan pada tahun 1960-an melibatkan jarak pada urutan 1% ketebalan pelat, yang mana mungkin mulai dari 0.5 mm hingga 13 mm (0.02 in ) di dalm banyak hal dan kurang dari 0.025 mm (0.001 in) di dalam kasus bagian sisi berbentuk persegi.

          Slinting. Operasi-operasi pemotongan dapat dilakukan dengan alat-alat sepasang pisau berbentuk bundar sama dengan apa yang dilakukan pada waktu membuat pembuka kaleng, proses semacam ini disebut slitting. Mata-mata pisau mengikuti baik itu garis lurus maupun jalur berliku. Bagian sisi alat untuk memotong biasanya memiliki aksen yang mana mungkin dengan lentur dapat dilipat di atas permukaan pelat dengan menggulung pelat diantara dua gulungan. Ada dua jenis perlengkapan alat untuk memotong. Pertama jenis driven, mata-mata pisau  bertenaga mesin. Jenis yang kedua pull-through, potongan dioperasikan melalui mata-mata pisau yang sedang dalam kondisi tidak berjalan. Operasi-opersi pemotongan, jika tidak dilakukan dengan tepat, mungkin dapat menyebabkan berbagai macam distorsi pada bagian-bagian yang akan dipotong.

slinting dengan pisau rotary. Proses ini mirip pembukaan kaleng

Steel Rule. Baja halus (seperti kertas kulit dan karet) dapat dikosongkan dengan steel-rule dies. Penahan ini terdiri atas pelat tipis baja keras, dibengkokan kedalam bentuk yang akan diproduksi (konsepnya sama dengan  pemotongan kue) dan dikerjakan di atas landasan kayu yang rata. penahan ini dipress diatas lempengan dimana pada bagian akhir permnukaan yang rata dan ini memotong pelat sepanjang bentuk  steel rule.

Nibbling. Di dalam nibbling mesin disebut nibbler yang menggerakkan pukul kecil lurus ke atas dan kebawah dengan cepat pada penahan. Plat disipakan diantara celah dan beberapa lubang yang saling melengkapi dibuat. Operasi ini sama dengan bagaimana membuat lubang besar di atas pelat kertas dengan pukulam pada lobang secara terus menerus dengan pukulan kertas. Dengan menggunakan kontrol manual, pelat-pelat dipotong sepanjang beberapa jalur yang diinginkan. Keuntungan dari nibbling selain kelenturannya, lubang dan derajatnya yang berbelit-belit seperti yang ditunjukan di dalam Gambar dapat diproduksi dengan pukulan-pukulan standar. Proses ini tidak memakan biaya besar untuk mengoperasikan produksi kecil, karena tidak ada penahan khusus yang diperlukan.

          Sisa Pemotongan. Jumlah sisa dari hasil operasi-operasi pemotongan dapat menjadi signifikan ; ini  dapat menjadi sebesar 30%  pada penempaan besar. Faktor penting di dalam biaya produksi, pengerukan dapat secara substansial dikurangi dengan susunan bentuk-bentuk pada pelat yang akan dipotong tepat. Teknik-teknik desain dengan bantuan computer telah dikembangkan untuk meminimalisir pengerukan dari operasi-operasi pemotongan.( ESTABLISHMENT OF STEEL )

          Tailor-Welded Blanks. Terdiri atas dua atau lebih potongan-potongan pelat yang tepat dipatri secara bersama-sama (sebagaimana pada contoh dibawah ini) menjadi sangat penting sekali khususnya  industri otomotif. Karena setiap sub potongan memiliki ketebalan, kwalitas, pelapisan, ataupun sifat lainnya yang berbeda-beda,  tailor-welded blanks memiliki sifat-sifat yang diperlukan di lokasi-lokasi kosong yang diinginkan. Konsekuensinya produktivitas meningkat, reduksi pada bobot pengerukan berkurang, eliminasi pengelasan  bintik berikutnya yang diperlukan di dalam membuat komponen kendaraan dan kontrol dimensi lebih baik.

          Tekik-teknik pengelasan  yang paling umum digunakan ialah pengelasan sinar laser (Seksi selanjutnya). Dikarenakan ketebalan tipis yang dilibatkan, maka penjajaran tepat pelat sebelum dilas penting.

Contoh: pelat Baja Las Laser untuk Pembentukan

          Di dalam proses pembentukan yang akan diuraikan di dalam bab ini secara keseluruhan, pelat biasanya merupakan suatu potongan dan  ketebalan, dikosongkan dari pelat besar. Kecenderungan penting  yang melibatkan  laser butt welding  potongan-potongan pelat baja bentuk dan ketebalannya berbeda-beda, rakitan yang akan dilas berikutnya dibentuk kedalam bentuk akhir. Contoh tersebut adalah produksi mobil sebelah luar panel samping (ditunjukan di dalam Gambar).( ESTABLISHMENT OF STEEL )

          Perlu dicatat bahwa  potongan-potongan berbeda yang pertama-tama dikosongkan; empat diantaranya ketebalan 1 mm, dan satu lagi ketebalan 0.8 mm. potongan-potongan tersebut dilas dengan menggunakan sinar laser dan kemusian ditempakan kedalam bentuk akhir. Di dalam cara ini, pelt-pelat yang kosong dapat disesuaikan untuk penggunaan  tertentu, bukan hanya bentuk dan ketebalannya saja, melainkan juga penggunaan pelt-pelat dengan kualitas berbeda (dengan atau tanpa pelapisan).

          Teknik-teknik pengelasan laser (seksi selanjutny) sekarang gencar dikembangkan, konsekuensinya, sambungan-sambungan yang dilas sangat kuat sekali. Kecenderungan yang tumbuh terhadap  pengelasan dan pembentukan potongan-potongan pelat baja memungkinkan kelenturan signifikan di dalam desain produk, kekakuan structural, perilaku keretakan, dan pembentukan; ini juga memungkinkan penggunaan bahan-bahan berbeda dalam satu komponen, pengurangan bobot, dan reduksi biaya pada bahan-bahan, pengerukan, perlengkapan, perakitan dan tenaga kerja.

          Ada sejumlah penggunaan-penggunaan yang berkembang untuk jenis produksi ini U.S dan perusahaan-perusahaan otomotif di Jepang. Berbagai macam komponen-komponen sebagaimana yang ditunjukan di dalam Gambar mengutilisasikan keuntungan sebagaimana telah diuraikan diatas. Misalnya, perhatikan pada bagian (b) bahwa kekuatan dan kekakuan diperlukan untuk mendukung alat peredam guncangan yang ditempuh dengan pengelasan  potongan bulat ke permukaan pelat yang besar. Ketebalan potongan pada komponen-komponen tersebut berbeda-beda bergantung kepada lokasinya dan kontribusinya dengan karakteristik-karakteristik seperti kekakuan dan kekuatan, dan dengan cara demikian memungkinkan pengurangan-pengurangan bobot menjadi signifikan.

produksi panel sisi luar dari tubuh mobil, oleh laser ujung-las dan stempel

contoh laser ujung las dan dicap komponen badan otomatis

 Shearing Dies

Bentuk-bentuk dan jenis-jenis shearing dies akan diuraikan di dalam seksi ini.

          Jarak Ruangan. Karena pembentukan komponen yang akan dipotong dapat dipengaruhi oleh kualitas bagian-bagiannya yang akan dipotong, kontrol jarak ruangan penting. Jarak ruangan yang sesuai merupakan suatu fungsi dari jenis bahan, karakter, dan ketebalannya serta ukuran blank dan kedekatannya pada bagian-bagian lempengan asli. Sebagai petunjuk umum, jarak ruangan untuk bahan-bahan lunak  lebih sedikit dari kelas-kelas yang lebih keras. Juga lempengan yang lebih keras jarak ruangan juga mesti lebih luas. Lubang-lubang yang mana kecil (bila dibandingkan dengan ketebalan lempengan) memerlukan jarak ruang yang lebih luas dibandingkan dengan salah satunya yang lebih besar.

          Jarak ruang pada umumnya  berkisar antara 2% dan 8 % dari ketebalan lapisan, tetapi  mereka bisa menjadi lebih kecil yaitu 1% atau  lebih besar 30%.  Dalam penggunaan  ruang yang lebih besar,  perhatian harus diberikan kepada rigiditas dan pen sejajaran alat  pengepres  dengan pengikat dan pengaturnta. Semakin kaku,  kualitas tepi akan semakin baik. Dalam sebuah proses yang disebut  shaving (Gambar.),  bahan ekstra dari bagian kasar yang dipotong berlapis dipotong.

          Punch and Die Shapes. Catatan di dalam Gambar permukaan pukulan dan tumpuan keduanya rata. Oleh karena itu kekuatan pukulan berkembang dengan cepat selama pemotongan, karena kebalan yang secara keseluruhan akan dipotong pada waktu yang bersamaan. Lokasi daerah-daerah yang akan dipotong pada waktu-waktu tertentu dapat dikontrol dengan menyerongkan  pukulan dan permukaan (Gambar). Geometri sama dengan pada pkertas, anda dapat melihata bahwa dengan melihat lebih dekat pada akhir pukulan. Dengan menyerongkan khususnya sesuai untuk memotong blank-blank yang tebal karena ini dapat mengurangi kekuatan pada awal pukulan, ini juga  dapat mengurangi tingkat kebisingan operasi.

contoh penggunaan sudut geser pada pukulan dan penaha.

          Catatan di dalam Gambar dan dibahwa dikarenakan simetris pukulan, tidak ada kekuatan terselubung pada pukulan tersebut. Sebaliknya, pukulan seperti yang tampak di dalam Gambar memiliki penyadap tunggal, dan kekuatan terselubung pada pukulan itu. Konsekuensinya, pukulan dan pengaturan tekanan pada kasus yang terakhir mesti memiliki rigiditas terselubung yang memadai sehingga mereka mungkin dapat menghasialakan lubang yang dilokasikan  tidak tepat ataupun juga mungkin memudahkan pukulan pada bagian penahan yang lebih rendah (sebagaimana ini memungkinkan pada poin-poin B atau D dalam Gambar) yang mengakibatkan kerusakan.

ilustrasi skematis (a) sebelum dan (b) setelah pengosongan mesin umum. perhatikan gerakan yang terpisah dari mati (untuk blanking) dan pukulan (untuk meninju lubang di mesin cuci). (c) membuat ilustrasi skematis mesin cuci dalam progresif. (d) pembentukan bagian atas sebuah semprot aerosol cai dalam progresif. dicatat bahwa bagian tersebut melekat pada strip sampai operasi terakhir selesai

          Kekuatan Gabungan.  Beberapa operasi pada potongan yang sama mungkin dapat dilakukan dalam satu pukulan pada salah satu stasiun dengan compound die (Gambar). Operasi-operasi gabungan tersebut biasanya terbatas pada bentuk-brntuk yang sangat sederhana, karena mereka bagaimanapun juga lamban dan karena penahan (meningkatkan kompleksitas) secara cepat menjadi lebih mahal dibandingkan dengan operasi-operasi pemotongan secara individual.

          Kekuatan Progresif. Komponen-komponen yang memerlukan operasi ganda seperti pukulan, pengosongan, dan pencatatan dapat dilakukan pada tingkat produksi yang tinggi di dalam progressive dies. Pelat baja disediakan sebagai pelat koil, dan operasi berbeda dilakukan pada stasiun yang sama dengan masing-masing pukulan berangkai (Gambar). Contoh komponen yang dibuat di dalam progressive dies tampak di dalam Gambar.

          Kekuatan Transfer. Dalam susunan kekuatan transfer, pelat baja mengalami operasi-operasi berbeda di stasiun-stasiun yang berbeda pula yang mana tersusun sepanjang garis lurus atau jalur bundar. Setelah masing-masing langkah, komponen tersebut diangkut ke stasiun berikutnya untuk operasi-operasi lebih lanjut.

          Peralatan dan Bahan-bahan Kuat. Peralatan dan bahan-bahan kuat untuk pemotongan pada umumnya perkakas baja dan untuk tingkat produksi tinggi, karbit (lihat Tabel). Pelumasan penting untuk mengurangi perkakas dan pemakaian die dan meningkatkan kualitas bagian yang akan dipotong.

 Metode-metode Lain Memotong Pelat Baja

Ada beberapa metode-metode lain memotong pelat dan khususnya pelat:

a.   Pelat atau pelat dipotong dengan  gergaji ringan; metode ini adalah suatu proses penghilangan cacat (seperti yang digambarkan di dalam Seksi selanjutnya).

b.   Pemotongan dengan lidah api (Seksi selanjutnya) adalah metode umum lainnya, khususnya untuk pelat baja yang tebal; ini secara luas digunakan dalam pembuatan kapal dan  pada komponen-komponen structural berat.

c.   Pemotongan dengan menggunakan sinar laser (Seksi selanjutnya) menjadi suatu proses penting. Ini digunakan dengan perlengkapan yang dikontrol komputer, untuk memoting keragaman bentuk yang konsisten dan berbagai macam ketebalan. Proses ini dapat digabungkan dengan pemukulan dan  pemotongan,  kedua proses tersebut meliputi tingkat perbedaan dan komplementer. Komponen-komponen  dengan bentuk-bentuk tertentu dapat diproduksi yang terbaik melalui salah satu proses, beberapa dengan bentuk-bentuk lain dapat diproduksi yang terbaik melalui proses-proses lainnya.  Mesin-mesin kombinasi dapat melengkapi kedua kapabilitas yang akan dirancang dan dibuat. (Lihat juga Contoh pada bagian akhir Seksi selanjutnya).

d.   Friction sawing meliputi piringan atau mata pisau yang mana menggosok pelat atau pelat pada permukaan dengan kecepatan tinggi (seksi selanjutnya).

e.   Water-jet cutting (Seksi selnjutnya) merupakan suatu proses pemotongan penting yaitu efektif pada beberapa bahan-bahan metalik serta  salah satunya bahan-bahan non metalik.

 KARAKTERISTIK-KARAKTERISTIK PELAT BAJA

          Setelah kosong dipotong dari pelat yang lebih besar, ini dibentuk kedalam berbagai macam bentuk. Pada dasarnya, semua proses-proses pembentukan pelat menggunakan berbagai macam penahan dan perkakas untuk memperlunak dan melengkungkan pelat. Akan tetapi sebelum kita  mempertimbangkan proses-proses tersebut, karakteristik-karakteristik tertentu pelat baja mesti ditinjau kembali, dikarenakan dampak-dampak penting pada operasi secara keseluruhan (Tabel).

PEMANJANGAN

          Meskipun operasi-operasi pembentukan pelat jarang sekali melibatkan perlunakan sederhana takbersumbu sepserti didalam pengujian ketegangan, pengamatan-pengamatan mengenai pengujian daya rentang dapat menjadi sangat berguna untuk memahami perilaku pelat baja. Meninjau kembali dari Seksi selanjutnya bahwa specimen yang disubjeksikan pada ketegangan pertama-tama mengalami perpanjangan sama hanya apabila beban melebihi daya rentang akhir memyelesaikan sampel.

          Karena bahan biasanya akan diperlunak di dalam pembentukan pelat, tingginya pemanjangan seragam lebih baik untuk pembentukan yang baik. Ketegangan yang sesungguhnya dimana necking dimulai secara hitungan sama dengan strain-hardening exponent (n) sebagaimana tampak di dalam Persamaan (2.8); jadi nilai n yang tinggi menunjukkan perpanjangan sama (lihat Tabel).

 Karakteristik-karakteristik Penting Baja di dalam Pembentukan Pelat

Karakteristik	Penting
Pemanjangan	Menentukan kapabilat pelat baja untuk memperlunak tanpa necking dan gagal, strain-hardening exponent yang tinggi (a) dan eksponen sensitivitas tingkat ketegangan  (m) lebih baik.
Pemanjangan titik hasil	Diamati dengan pelat-pelat baja lunak, juga disebut Lueder’s bands dan ketegangan lebih lunak, menyebabkan  depresi-depresi pada permukaan pelat  seperti lidah api, dapat dieliminir dengan karakteristik menggulung, sekalipun pelat mesti dibentuk dengan waktu tertentu setelah menggulungkan.
Anisotropy (pianar)	Memperlihatkan perilaku berbeda pada arah-arah planar yang berbeda pula; tampak pada pelat cold-rolled dikarenakan merujuk pada orientasi atau mekanis, menyebabkan kebisingan, dapat dikurangi atau dieliminasi dengan mendinginkan logam sekalipun kekuatan rendah.
Anisotropy (normal)	Menentukan perilaku penipisan  pelat baja selama perlunakan, penting di dalam operasi-operasi menggambarkan kedalaman.
Ukuran butiran	Menentukan kekasaran permukaan pada pelat baja yang akan diperlunak, butiran yang lebih kasar, penampilan (warna kuning kulit pisang), juga mempengaruhi kekuatan material.
Tekanan-tekanan residual	Disebabkan oleh  deformasi tidak seragam selam pembentukan menyebabkan kerusakan pada komponen ketika akan dipotong dan dapat mengarah pada keretakan, berkurang atau tereliminasi dengan berkurangnya tekanan.
Springback	Disebabkan oleh pemulihan elastis  pelat yang rusak setelah pembongkaran, menyebabkan distorsi komponen dan kehilangan akurasi dimensional, dapat dikontrol dengan teknik-teknik seperti pembengkokan dan pukulan.
Pengerutan	Disebabkan oleh tekanan-tekanan komprehensif pada bidang lempengan, dapat diperhalus ataupun dapat berguna di dalam memberikan kekakuan, dapat dikontrol dengan alat dan desain penahan yang tepat.
Kualitas bagian sisi yang akan dipotong	Bergantung kepada proses-proses yang digunakan, bagian bagian sisi dapat menjadi kasar, tidak persegi, dan mengandung retakan-retakan, tekanan residual, dan lapisan yang lebih keras, yanag mana semuanya detrimental pada kelayakan pelat, kualitas dapat ditingkatykan dengan kontrol jarak raungan, peralatan dan desain penhan. Pengosongan, pemotongan, dan pelumasan.
Kondisi permukaan pelat	Bergantung kepada praktek menggulung, penting di dalam pembentukan pelat karena ini dapat menyebabkan kebocoran dan kualitas permukaan berkurang, lihat juga Seksi selanjutnya.

Necking mungkin menjadi terlokalisasi ataupun mungkin mengalami difusi bergantung kepada  sensitivitas tingkat ketegangan (m) bahan, hubungan ini diberikan di dalam Persamaan (2.9). nilai  (m) yang lebih tinggi, difusi lebih baik pada operasi-operasin pembentukan lempengan.

          Metode umum menghindari goresan-goresan tersebut adalah untuk mengeliminir atau mengurangi pemanjangan titik hasil dengan mengurangi ketebalan pelat 0.5% hingga 1.5% dengan gulungan lembab (penggulungan keras atau  ketat). Dikarenakan lamanya ketegangan (Seksi selanjutnya), pemanjangan titik hasil tampak kembali setelah beberapa hari di suhu kamar atau setelah beberapa jam pada suhu yang lebih tinggi. Untuk menghindari kejadian yang tidak diharapkan ini, salah satunya harus membentuk material pada batas waktu tertentu (yang mana bergantung kepada jenis baja).

  Anisotropy

          Suatu faktor penting yang mempengaruhi pembentukan pelat baja adalah anisotrophy (directionality) pelat. Meninjau kembali bahwa anisotrophy diperlukan selama pemrosesan mekanis panas pelat dan bahwa ada dua jenis anisotrophy (Seksi selanjutnya), crystallographic anisotrophy (merujuk pada orientasi butiran) dan mechanical fibering (alinyemen kenajisan, inklusi, dan kekosongan pada seluruh ketebalan pelat).  Subjek ini kemudian akan dibahas di dalam Seksi selanjutnya.

hasil-titik elongasi dalam spesimen lembaran logam. (b) lueder itu band dalam lembaran baja karbon rendah

 Ukuran Butiran

          Ukuran butiran pelat baja penting untuk dua alasan. Sebagaimana  telah digambarkan di dalam Seksi selanjutnya, ukuran butiran dapat mempengaruhi sifat-sifat mekanis, dan ini mempengaruhi penampilan permukaan komponen yang terbentuk (kuning kulit pisang). Butiran yang lebih kasar, penampilan permukaan lebih kasar. Ukuran butiran ASTM 7 atau lebih halus (Tabel) lebih baik untuk operasi-operasi pembentukan pelat baja.

METODE-METODE PENGUJIAN UNTUK PEMBENTUKAN PELAT BAJA

          Pembentukan pelat baja merupakan teknologi penting dan perhatian ekonomi. Ini biasanya didefinisikan sebagai kemampuan pelat baja untuk mengalami perubahan bentuk yang diinginkan tanpa kegagalan seperti necking atau kebocoran. Sebagaimana kita akan mengetahui secara keseluruhan pada akhir bab ini, pelat baja mungkin mengalami dua bentuk dasar deformasi (bergantung kepada geometri komponen): (a) pelunakan dan (b) penarikan (telah dijelaskan di dalam Seksi selanjutnya).

          Ada perbedaan-perbedaan penting diantara kedua bentuk tersebut, dan parameter-parameter berbeda yang dilibatkan di dalam menentukan pembentukan di bawah kondisi-kondisi berbeda tersebut. Bab ini menggambarkan metode-metode yang pada umumnya digunakan di dalam industri-industri manufakturing untuk memprediksikan pembentukan.

 Pengujian-Pengujian Bagaimana Membuat PELAT

          Karena pembentukan pelat pada dasarnya merupakan suatu proses bagaimana memperlunak bahan, pengujian-pengujian sebelumnya  telah dikembangkan untuk memprediksikan pembentukan yaitu pengujian-pemngujian bagaimana membuat lengkungkan (Gambar). sampel pelat baja dijepit diantara dua pelat penahan yang berbentuk bundar, dan bola baja atau pukulan memutar ditekan secara hidrolis kedalam pelat baja hingga keretakan mulai tampak pada sampel yang akan diperlunak.

(a) uji bekam (tes Erichsen) untuk menentukan sifat mampu bentuk dari lembaran logam. (b) hasil pengujian tonjolan pada baja dari berbagai lebar. spesimen terjauh kiri mengalami, pada dasarnya, ketegangan sederhana. spesimen terjauh yang tepat dikenakan biaksial sama peregangan

          Nilai yang lebih besar adalah pada kedalaman pukulan, lebih besar pembentukan pelat. Meskipun untuk melakukan pengujian-pengujian tersebut tidak sulit (dan memperkirakan indicator-indikator pembentukan), mereka tidak dapat menstimulir kondisi-kondisi sesungguhnya operasi-operasi pembentukan pelat baja.

Forming-Limit Diagrams

          Pengembangan penting di dalam menguji pembentukan pelat baja adalah forming-limit diagram (FLD). L.empengan tersebut ditandai dengan bentuk jaringan melingkar, khususnya 2.5 hingga 5 mm (0.1 hingga 0.2) in) dalam diameter dengan menggunakan teknik-teknik elektrokimiawi atau photoprinting. Blank kemudian diperlunak dengan pukulan, dan deformasi lingkaran diamati dan diukur di daerah-daerah dimana kegagalan (necking dan kebocoran) terjadi. Agar keakuratan pengukuran meningkat, lingkaran-lingkaran dibuat sepraktis mungkin.

          Untuk mengembangkan pelunakan tidak sama, sebagaimana di dalam  operasi-operasi pembentukan pelat yang sebenarnya, sampel-sampel yang akan dipotong dengan ketebalan-ketebalan bervariasi (Gambar). perlu dicatat bahwa sampel persegi (paling kanan gambr) menghasilkan  equal biaxial stretching  (seperti yang telah ditempuh dengan meniupkan balon berbentuk bola), sedangkansampel yang lebih sempit (paling kiri gambar ) mendekati  kondisi unaxial stretching  (ketegangan sederhana). Setelah  serangkaian percobaab tersebut dilakukan  pada pelat baja khusus dengan kelebaran berbeda-beda, diagram batas pembentukan menunjukkan batas-batas diantara daerah-daerah gagal dan aman terbentuk (Gambar).

          Untuk mengembangkan diagram batas pembentukan, ketegangan teknik besar dan kecil diukur dari  deformasi lingkaran-lingkaran sumber yang didapatkan sebagai berikut. Catatan di dalam Gambar bahwa lingkaran sumber dideformasi kedalam bentuk lonjong. Sumbu utama bentuk lonjong mengambarkan arah utama dan besarnya pelunakan. Ketegangan utama adalah engineering strain pada arah ini dan selalu positif, dikarenakan perlunakan pelat baja. Sumbu kecil bentuk lonjong menggambarkan besarnya perlunakan atau pengurangan pada arah sebaliknya pelat baja.

          Catatan bahwa ketegangan kecil dapat menjadi baik itu negatif maupun positif. Misalnya, jika lingkaran ditempatkan pada titik sampel uji ketegangan dan kemudian diperlunak, maka sampel menjadi lebih sempit karena akan diperlunak (dampak Poisson), dan ketegangan minor negtif. (perilaku ini dapat dengan mudah ditunjukan dengan memperlunak kelompok karet.) Disisi lain, jika kita menempatkan lingkaran pada balon karet berbentuk bundar dan memompanya, maka ketegangan kecil dan besar keduanya akan positif dan sama besarnya.

(a) ketegangan dalam pola grid cacat melingkar. (b) diagram membentuk batas (FLD) untuk berbagai logam lembaran. althogh strain utama adalah selalu positif (streching), strain minor mungkin baik positif atau negatif. di bagian kiri bawah dari diagram, R adalah anisotropi normal lembaran

          Dengan membandingkan daerah-daerah permukaan lingkaran yang asli dan lingkaran yang berubah bentuk pada pelat yang akan dibentuk, kita dapat juga menentukan apakah ketebalan pelat dapat diubah. Karena volume masih konstan pada perubahan bentuk plastic, kita mengetahui bahwa jika  daerah lingkaran yang berubah bentuk lebih besar dibandingkan dengan lingkaran asli, maka pelat menjadi lebih tipis. Fenomena ini dapat diamati dengan meniup balon dan tidak ada yang tembus cahaya (karena  lebih tipis) sebagaimana ini akan diperlunak.

          Data yang diperoleh dari lokasi-lokasi berbeda pada masing-masing sampel sebagaimana tampak di dalam Gambar didesain di dalam bentuk tersebut sebagaimana tampak di dalam Gambar. kurva-kurva menggambarkan batas-batas diantara daerah-daerah gagal dan aman. Jadi, jika suatu lingkaran mengalami ketegangan besar maupun kecil kurang lebih 40%, secara berturut-turut, maka tidak aka nada kebocoran pada bidang sampel. Di sisi lain, jika  ketegangan besar dan kecil pada sampel logam campuran aluminium +80% dan -40% secara berturut-turut, maka aka nada kebocoran pada bidang sampel tersebut.

          Contoh komponen pelat baja yang akan dibentuk dengan bentuk jaringan tampak di dalam Gambr. catatan kebocoran dan bentuk-bentuk lingkaran yang mengalami perubahan di sekitar daerah yang bocor. Gambar memperlihatkan bahan-bahan berbeda yang memiliki diagram batas pembentukan dan kurva lebih tinggi, pembentukan material lebih baik.

          Ini penting untuk dicatat bahwa ketegangan minor tekanan misalnya 20% diasosiasikan dengan ketegangan yang lebih besar dibandingkan dengn ketegangan minor positif dengan besaran sama. Dengan kata lain ini lebih baik untuk ketegangan minor menjadi negative (menyusutkan arah minor). Di dalam pembentukan komponen-komponen pelat baja yang kompleks, peralatan khusus dapat dirancang untuk mendapatkan keuntungan dari dampak lebih ketegangan minor negatif pada pembentukan.

          Dampak dari ketebalan pelat baja pada diagram batas pembentukan adalah untuk menaikan kurva dalam Gambar pelat yang lebih tebal, kurva pembentukannya lebih besar, dan  ini lebih mudah dibentuk. Di lain pihak, di dalam operasi-operasi pembentukan, blank yang tebal mungkin tidak dapat dengan mudah dilengkungkan disekitar jari-jari kecil tanpa keretakan (Seksi selanjutnya).

          Friksi dan pelumasan pada yang menghubungkan diantara pukulan dan pelat baja merupakan faktor-faktor penting pada hasil-hasil pengujian tersebut. Dengan komponen yang menghubungkan diberikan pelumas, maka ketegangan-ketegangan akan lebih mengganggu pada pukulan. Dengan demikian, permukaan yang akan  digores, diperdalam, dan dinodai dapat mengurangi pembentukan dan oleh karenanya mengakibatkan kebocoran dan kegagalam dini.

deformasi dari pola grid dan merobek lembaran logam selama pembentukan. sumbu mayor dan minor dari lingkaran digunakan untuk menentukan koordinat pada diagram batas terbentuk di agram tanpa batas

  

  MEMBUAT BENGKOK PELAT DAN PELAT

          Pembengkokan merupakan salah satu dari operasi-operasi pembentukan yang paling umum. Kita hanya melihat pada komponen-komponen mobil atau perabotan dapur saja atau penjepit kertas atau lemari arsip apresiasikan berapa banyak komponen-komponen yang dibentuk dengan cara dibengkokan. Pembengkokan digunakan tidak hanya untuk membentuk flens, pelipit, dan korugasi melainkan juga untuk memberikan kekakuan pada komponen tersebut (dengan meningkatkan momen kelembamannya).

          Terminology atau istilah yang digunakan di dalam pembengkokan ditunjukan di dalam Gambar catatan bahwa di dalam pembengkokan, bagian luar fiber material dalam ketegangan, sementara itu bagian dalam fiber sumbu  dibandingkan. Dikarenakan rasio Possion, lebar komponen (panjang lengkungan, L) pada daerah luar lebih kecil, dan daerah bagian dalam lebih besar, dibandingkan dengan lebar asli (lihat Gambar). Fenomena ini mungkin dengan mudah dapat diamati dengan membengkokan  alat penghapus karet berbentuk persegi empat.

          Sebagaimana yang tampak di dalam Gambar bend allowance adalah panjang sumbu netral dalam lengkungan dan digunakan untuk menentukan panjang blank dan komponen. Akan tetapi, posisi sumbu netral bergantung kepada radius dan sudut lengkungan (sebagaimana telah digambarkan di dalam naskah-naskah mengenai mekanika bahan-bahan). Formula perkiraan untuk band allowance L_b diberikan seperti berikut ini

Lh= a(R+k)............................................(persamaan 2)

dimana α adalah sudut lengkungan (dalam lingkaran). T adalah ketebalan lempengan, R adalah jari-jari lengkungan dan k adalah konstan. Catatan bahwa untuk kasus yang ideal, sumbu netral adalah titik ketebalan lempengan, k = 0.5, dan oleh karena itu,

Lb=α[R + (T/2)]…………………………….(persamaan 3)

Di dalam prakteknya, nilai k biasanya mulai dari 0.33 (untuk R < 2T) hingga 0.5 (untuk R > 2T)

membungkuk terminologi. dicatat bahwa radius tikungan diukur pada permukaan dalam bagian tikungan

(a) dan (b) efek inklusi memanjang pada retak, sebagai fungsi dari arah membungkuk dengan hormat ke arah bergulir asli lembar. (c) retak pada permukaan outher dari strip alumunium membungkuk kepada malaikat dari 90 derajat. perhatikan penyempitan permukaan atas karena efek poisson

 Jari-jari Lengkungan Minimum

          Apabila  R/T menurun (rasio jari-jaring lengkungn pada ketebalan menjadi lebih kecil), maka ketegangan pada bagian luar fiber dan bahan pada akhirnya akan mengalami keretakan (Gambar).

          Rasio dimana keretakan tampak pada bagian luar permukaan lengkungan dirujuk ke  jari-jari lengkungan minimum untuk bahan. Jadi jari-jari lengkungan minimum permukaan 3T menunjukkan bahwa jari-jari lebih kecil di mana lempengan dapat dilengkungkan, tanpa mengalami keretakan, tiga kali ketebalannya. Jari-jari lengkungan minimal untuk berbagai macam material diberikan di dalam Tabel 3.

          Ada hubungan terbalik diantara bendability dan reduksi keregangan bidang material. jri-jari lengkungan minimum kira-kira,      

jari-jari Lengkungan Minimum untuk Berbagai macam Material pada Suhu Ruang

Material	Kondisi
	Lunak	Keras
Logam campuran aluminium	0	67
Tembaga Berylium	0	47
Braso, timah	0	27
Magnesium	57	107
Baja
Austenitic stainless	0.57	67
Kandungan karbon, logam campuran dan HSLA rendah	0.57	47
Titanium	0.77	37
Logam c amouran	2.67	-

hubungan antara R / T rasio dan tarik.

          Apabila r adalah reduksi ketegangan bidang pelat baja. Catatan bahwa untuk r = 50, jari-jari lengkungan minimum adalah nol yaitu pelat dapat dilipat dengan cara yang banyak seperi komponen kertas. Untuk meningkatkan baja dapat dilengkungkan. Untuk meningkatkan kelengkunan baja, kita mungkin dapat meningkatkan reduksi ketegangannya, ataupun dengan pembengkokan di dalam lingkungan dengan suhu tinggi.

          Kemampuan untuk dapat dilengkungkan bergantung kepada kondisi potongan pelat. Apabila  potongan-potongan kasar merupakan poin-poin konsentrasi tekanan, maka kemampun untuk dapat dilengkungkan berkurang karena kekerasan pada potongan meningkat. Faktor signifikan lainnya  keretakan potongan adalah jumlah dan bentuk inklus pada pelat baja dan jumlah pekerjaan dimana  potongan dilalui selama pemotongan. Dikarenakan bentuknya yang dipertajam, inklusi-inklusi di dalam bentuk balok lebih detrimental dibandingkan dengan inklusi-inklusi yang berbentuk bulat. Pembersihan daerah-daerah yang sulit dikerjakan misalnya pengerjanaan komponen dengan mesin ataupun dengan mendinginkannya untuk meningkatkan anti kebocoran, terutama sekali untuk meningkatkan daya tahan pada keretakan potongn.

          Anisotropy pelat merupakan suatu faktor penting di dalam kemampuan bagaimana membuat melengkung. Cold rolling menghasilkan anisotrophy melalui orientasi yang lebih baik dan mechanical fibering karena alinyemen kenajisan, inklusi, dan kekosongan mungkin eksis. Sebelum membengkokan pelat tersebut, terlebih dahulu perhatikan bagaimana mengerjakan pemotongan dengan arah yang tepat dari pelat yang bergulung (meskipun alternatif ini tidak selamanya memungkinkan).

          Apakah pelat itu anisotropis atau bukan  yang dapat ditentukan dengan mengamati arah keretakan pada pengujian bagaimana membuat melengkung. jika retakan pelat adalah anisotropis; jika ini bentuknya bundar, pelat adalah isotropis.

Pemulihan

          Karena semua bahan-bahan memiliki suatu modulus tidak menentu elastisitas, perubahan bentuk plastic dapat diikuti, apabila beban dikeluarkan dengan beberapa pemulihan elastic. Di dalam pembengkokan, pemulihan ini disebut springback; saya dapat dengan mudah mengamatinya bagaimana proses pembengkokan dilakukan kemudian melepaskan potongan pelat baja atau kawat. Sebagaimana yang diungkapkan di dalam Gambar, sudut lengkung akhir setelah pemulihan lebih kecil, dan radius lengkungan akhir lebih besar, dibandingkan dengan sebelum dibengkokan. Pemulihan terjadi tidak hanya  pada lempengan-lempengan yang rata dan pelat, melainkan juga pada balok, kawat, dan batang dengan beberapa perpotongan.

          Pemulihan dapat dikalkulasikan kira-kira dalam istilah jari-jari R_i dan R_f, seperti :

          Catatan dari rumusan ini bahwa pemulihan meningkat (a) karena rasio R/T dan menghasilkan tekanan Y material meningkat dan (b) karena modulus elastic E menurun.

springback di lentur. puluhan bagian untuk memulihkan elastis setelah membungkuk, dan radius tikungan nya menjadi lebih besar. bawah kondisi tertentu, adalah mungkin untuk sudut tikungan akhir lebih kecil dari sudut asli (springback negatif)

          Di dalam pembengkokan die berbentuk V,  ini memungkinkan  untuk material memperlihatkan pemulihan baik itu negatif maupun positif. Kondisi seperti ini disebabkan oleh sifat dasar perubahan bentuk yang mana terjadi seperti pukulan menyelesaikan operasi pembengkokan pada akhir pukulan. Pemulihan negatif tidak terjadi pada pembengkokan di udara (pembengkokan bebas) dikarenakan kurangnya kebebasan-kebebasan yang dapat membebani penahan berbentuk V.

          Kemudahan selama Pemulihan. Di dalam operasi-operasi pembentukan, pemulihan biasanya dipermudah dengan overbending komponen, beberapa percobaan mungkin diperlukan untuk mendapatkan hasil-hasil yang diharapkan. Metode lain untuk mencapai pembengkokan dengan mensubjeksikannya pada penekanan  kompresif terlokalisasi diantara teknik pukulan dan  permukaan penahan, teknik ini dikenal dengan istilah  pukulan bottoming. Metode yang satunya lagi adalah strectch bending dimana komponen yang diperlakukan pada tegangan sementara dibengkokan. Untuk mengurangi pemulihan pembengkokan mungkin juga dilakukan pada suhu tinggi.

  Kekuatan Lentur

          Kekuatan lentur dapat diperkirakan dengan mengasumsikan bahwa proses tersebut merupakan salah satunya  dari proses pembengkokan sederhana yang berbentuk seperti empat persegi panjang. Daya lentur di dalam kasus seperti ini merupakan suatu fungsi kekuatan material, panjang lengkungan L, ketebalan lempengan T, dan ukuran  terbuka penahan W. lain halnya dengan friksi, daya lentur maksimum P adalah :

dimana faktor k mulai dari kira-kira 0.3 untuk wiping die hingga kira-kira 0.7 untuk U-die, kira-kira 1.3 untuk V-die dan Y  adalahtekanan hasil material.

metode pengurangan atau penghapusan springback dalam operasi lentur

operasi umum membungkuk, menunjukkan dimensi mati pembukaan, W, yang digunakan dalam menghitung kekuatan lentur

contoh operasi berbagai lentur

          Dimana UTS merupakan  kekuatan akhir material. Persamaan ini digunakan juga pada situasi dimana radius pukulan dan ketebalan lempengan kecil dibandingkan dengan die opening, W.

          Kekuatan lentur juga merupakan suatu fungsi perkembangan pukulan melalui sirkulasi pembengkokan. Ini meningkat dari nol hingga maksimum dan ini mungkin juga mengurangi kelenturan secara sempurna; ini kemudian meningkat secara tajam sementara itu pukulan mencapai dasar pukulan selama die bending.  Pembengkokan di udara atau pembengkokan bebas, daya tidak dapat meningkatkan kembali setelah  ini mulai menurun.

OPERASI-OPERASI PEMBENGKOKAN UMUM

          Beberapa operasi-operasi pembengkokan  umumnya digunakan  di sector industry  sebagaimana akan digambarkan di dalam bab ini.

Press Brake Forming

          Pelat atau plat baja  dapat dengan mudah dibengkokan  dengan menggunakan mesin. Pelat-pelat 7 m (20 kaki)  atau lebih panjang dan  yang lainnya  potongan-potongan  yang  lebih kecil biasanya  dilengkungkan  yang menggunakan press brake. Mesin ini menggunakan  die yang ukurannya panjang atau  mesin hidrolik  yang cocok untuk  operasi  produksi kecil. Peralatan sederhana dan ini dapat disesuaikan dengan banyaknya bentuk-bentuk, proses-proses yang den gan mudah dapat  dioperasikan.

          Material-material penahan untuk press brake mulai dari kayu keras (untuk  material-matertial kekuyatan rendah dan  operasi produksi kecil) hingga  ke bahan karbit. Untuk sebagian besar  penggunaan, baja karbon atau besi  adalah  yang paling banyak digunakan.

(a) sampai (e) ilustrasi skematis dari berbagai operasi lentur rem tekan (f) skematik ilustrasi dari sebuah rem pers.

Operasi-operasi  Pembengkokan Lain

          Pelat baja mungkin juga dapat dilengkungkan  dengan berbagai macam proses, sebagaimana  diuraikan dibawah ini.

          Roll – Bending. Didalam proses ini plat-lat dilengkungkan dengan menggunakan  serangkaian roll.  Dengan menyesuaikan diantara  3 buah rol  berbagai macam  lekukan  dapat diperoleh.

                   Lengkungan  dengan mesin  4 slide. Lengkungan  pada potongan-potongan yang pendek dapat juga dilakukan dengan menggunakan mesin. Mesin-mesin tersebut tersedia dalam berbagai  macam desain,  dan  gerakan-gerakan terselubung penahan  dapat dikontrol dan  disinkronisasikan dengan  gerakan  penahan vertical  untuk membentuk komponen  pada bentuk-bentuk yang diinginkan.

          Beading. Didalam beading  sekitar pelat baja  dilengkungkan ke dalam lobang penahan. Kekakuan  pada komponen dengan meningkatkan  momen kelambatan gerakan. Ini juga dapat meningkatkan penampilan komponmen dan mengurangi  potongan  yang terekspos.

(a) membentuk manik-manik dengan satu penahan (b) membentuk manik-manik dengan dua penahan, di rem tekan

flanging berbagai operasi. (a) flanges dari lembaranpelat datar. (b) penonjolan. (c) menusuk dari pelat logam untuk membentuk sebuah flange. dalam operasi, lubang tidak harus berlubang sebelum pukulan turun. Namun perhatikan tepi kasar sepanjang lingkar flange. (d) flanging tabung, perhatikan penipisan tepi flange.

          Flanging. Flanging adalah suatu proses bagaimana melengkungkan  potongan-potongan baja biasanya  hingga 90^o . Didalam meningkatkan flanging, Flange  diperlakuklan  pada tgekanan kompresif jika memang melebihi  dapaty menyebabkan  flange  mengkerut. Kecenderungan ini  menibngkat dengan menurunnya lekukan flange. Apabila rasio diameter flange pada  diameter lubang  meningkat maka ketegangan akan meningkat  secara proporsional.  Potongan kasar, kemungkinan besar  cenderung akan mengalami keretakan. Potongan yang sama rata atau kuat kemungkinan harus menggunakan alat yang tajam, terakhir untuk menyempurnakan  permukaan potongan dan  mengurangi  kemungkinan  terjadinya keretakan.

          Hemming. Dalam proses heming  (juga dikenal dengan flattening),  potongan  lapisan tersebut akan terlipat dengan sendirinya. Heming  meningkatkan  kekakuat  dari  bagian tersebut, yaitu memperbaiki  tampilannya, dan menghilangkan   tepi yang tajam.  Sewaming melibatkan  dua  tepi atau potongan  dari  logam lapis dengan menggunakan hemming. Kelin atau pelipit ganda  dapat dilakukan dengan menggunakan  proses-proses yang sama  yaitu dengan menggunakan  roler-roleh  pembentuk tertentu, untuk kerapatan dan ketahanan  seperti yang dibutuhkan  dalam wadah  atau kemasan makanan dan minuman.

          Roll Forming.  Proses ini  digunakan untuk membentuk  panjang  logam lapis dan untuk  mempercepat proses produksi  yang berskala besar;  hal tersebut  diistilahkan juga dengan  contour roll forming atau  cold roll forming. Dalam hal ini,   bidang atau potongan logam  dapat dilengkungkan menurut langkah-langkah  dengan cara melakukan passing melalui serangkaian roll. Bagian-bagian tersebut selanjutnya  dipotong secara rata dan berbentuk tegap.

          Produk-produk khusus yang dibuat adalah saluran, got, siding, panel, pintu dan kerangka gambar, dan pipa dan tabung  dengan kelim kunci (lihat  Bagian 30.5).  Panjang dari  produk tersebut  dibatasi hanya dengan  jumlah  bahan yang  disuplai dari coiled stoc k.  Tebal lapisan biasanya  berkisar antara  0.125 mm hingga 20 mm (0.0005  inci hingga 0,75 inci).  Cepat  pengerjaan  pada umumnya  dibawah 1.5 m/s (300 kaki/min),  walaupun mereka  dapat menjadi semakin besar untuk aplikasi tertentu.

          Perencanaan dan  penyusunan roll  yang mana secara mekanis yang harus ditangani  adalah memerlukan  pengalaman  yang dipertimbangkan. Toleransi, pemulihan dan kebocoran serta penekukan potongan yang harus dipertimbangkan. Gulungan-gulungan pada umumnya terbuat dari baja karbon atau besin dan mereka mungkin juga dari bahan kromium untuk permukaan lebih baik  dan untuk ketahanan yang lebih baik gulungan. Pelumas mungkin dapat digunakan untuk meningkatkan eksistensi gulingan dan permukaan dan untuk potongan yang akan dikerjakan.

MELENGKUNGKAN DAN MEMBENTUK PIPA

          Pelengkungan dan pembentukan pipa dan bagian-bagian lain yang berlubang memerlukan peralatan khusus untuk menghindari lekukan dan lipatan. Metode paling kuno dan sederhana pelengkungan pipa atau pipa pertama-tama , untuk melapisi bagian dalam dengan mencocokan partikel-partikel pada umumnya pasir, dan kemudian  melengkungkannya dalam perlengkapan yang sesuai. Pengisian tersebut dapat mencegah  pipa dari tekukan. Setelah pipa dilengkungkan, pasir diguncang-guncang; pipa-pipa juga diisi dengan  berbagai macam  tusukan-tusukan internal yang fleksibel. Pipa yang sangat tebal mempunyai  jari-jari lengkungan besar dapat dilengkungkan tanpa mengisinya dengan partikel-partikel dan tanpa menggunakan penyumbat.

 Pembengkakan.

 Proses ini melibatkan bagaimana komponen berbentuk pipa, kerucut, atau curviliniear kedalam split-female dan kemudian mengembangkannya, ini biasanya dengan polyurethane plug. Pukulan kemudian ditarik kembali; penyumbat kembali ke  bentuk semula, dan  komponen yang terbentuk dipindahkan dengan membuka dies. Produk-produk dengan merek khusus seperti kopi atau tempat air, tabung, dan manik-manik pada tambur. Untuk komponen-komponen dengan  bentuk, penyumbat, daripada silinder mungkin dibentuk agar dapat menggunakan  tekanan tinggi di daerah yang kritis. Keuntungan utama dari menggunakan penyumbat polyurethane adalah bahwa mereka  sangat tahan terhadap abrasi, pemakaian dan pelumas; kemudian mereka tidak merusak permukaan komponen yang telah dibentuk.

metode tabung lentur. Mandrels internal, atau mengisi tabung dengan bahan partikulat seperti pasir, sering diperlukan untuk mencegah runtuhnya tabung selama membengkokan. batang kokoh dan bentuk stuctural juga dapat dibengkokkan oleh teknik tersebut

          Pembentukan pipa dan bentuk-bentuk pipa seperti  pipa pembuangan, pipa-pipa penyaring bahan bakar , dan  manipol-manipol pembuangan dapat juga dikerjakan dengan menggunakan tekanan zat cair internal (mengganti penyumbat polyurethane), dengan bagian-bagian akhir dari pipa dilapisi dengan alat-alat mekanis. Komponen ini memuai di dalam split-female die pada tekanan engan susunan 600 MPa (90.000 psi);  die tersebut kemudian dibuka untuk memindahkan komponen yang telah terbentuk.

          Segmen penahan, ini terdiri dari  segmen-segmen individu yang ditempatkan  pada bagian   sisi,  kemudian secaraka  mekanis  dikembangkan  menurut  sebuah  petunjuk yang berkaitan dengan  jari-jari lingkaran yang  bersifat umum,  dan terakhir dilakukan  penarikan kembali. Secara relative  segmenpenahan ini tidak memerlukan biaya yang mahal, dan  dapat digunakan untuk  percepatan proses produksi  yang berskala besar.

Contoh : Produksi Bellow

Bellow  diproduksi  melalui proses pembengkakan , sebagaimana  yang ditunjukkan.  Setelah tabung dibengkakan pada beberapa  lokasi  yang memiliki jarak sama ,  kemudian selanjutnya di dipres secara aksial guna merapatkan  bagian-bagian yang membengkak,  kemudian membentuk  belloe tersebut.  Bahan tabung harus  dapat  melewati ketegangan yang terjadi selama  proses perobohan.

langkah-langkah dalam pembuatan embusan

   

PLAT MEMBENTUK  BIDANG

          Dalam pembentukan bidang , lempengan baja  atau lapisan logam  harus dijempit sepanjang  sisinya  dan kemudian meregangkan sebuah  die atau  form block yang bergerak ke atas, kebawah, atau sepanjang sisi bergantung kepada  mesin tertentu. Pembentukan bidang tersebut  digunakan terutama untuk  membuat  panel pelapis sayap kapal terbang, panel pintu mobil, dan  kerangka  jendela. Pelapis alumunium untuk kapal  Boeing  767 dan 757 adalah dibuat  dengan  membentuk  bidang, dengan  kerkuatan peregangan sebesar  9 MN ( 2 juta lb).  Lempengan empat persegi panjang  adalah  12 m x 2,5 m x 6.4 mm (40 kaki x 8.3 kaki x 0,25 inci).

          Dalam sebagian besar operasi,  blank merupakan sebuah  pelat empat persegi  panjang,  yaitu penjepi sepanjang sisi dan peregangan menurut pajang sisi,  dengan demikian memungkinkan  bahan tersebut menyusut menurut lebarnya.  Mengontrol jumlah peregangan adalah penting untuk menghindari  terjadinya  robek.  Membentuk bidang  tidak dapat  menghasilkan  bagian-bagian  dengan  kontur  tajam atau dengan sudut-sudut berikutnya (yaitu bagian-bagian yang rendah pada  permukaanpenahan).

ilustrasi skematis dari proses peregangan pembentukan. kulit aluminium untuk pesawat dapat dibuat dengan metode ini

          Penahan untuk  membentuk peregangan secara umum dapat dilakukan melalui  peleburan seng, logam, plastic, atau kayu. Penggunaan  secara umum memerlukan   sedikit  mibyak pelican atau tidak sama sekali. Berbagai  perlengkapan asesoris dapat digunakan  yang berhubungan dengan  pembentukan keregangan,  termasuik   pembentukan tambahan baik itu  dies female dan  male  sementara komponen dalam tegangan. Meskipun proses tersebut pada umumnya  digunakan untuk produksi volume rendah, akan tetapi ini serbaguna dan ekonomis.

MENGGAMBARKAN KEDALAMAN

          Banyak komponen yang terbuat dari pelat baja berbentuk silinder atau kotak; misalnya  vas bunga dan panci, kaleng-kaleng untuk makanan dan minuman bak cuci piring di dapur, dan tangki-tangki bahan bakar mobil. Komponen-komponen tersebut biasanya diproduksi melalui suatu proses bagaimana membuat lobang, meskipun proses tersebut pada umumnya disebut deep drawing akan tetapi perhitungan kapabilitasnya memproduksi komponen-komponen yang dalam, ini juga dapat digunakan untuk membuat komponen-komponen itu dangkal atau memiliki kedalaman sedang.

(a) skema ilustrasi dari proses menggambar yang mendalam pada pelat logamkosong melingkar. cincin stripper memfasilitasi penghapusan cangkir terbentuk dari pukulan. (b) proses variabel dalam deep drawing. kecuali untuk kekuatan pukulan, F, semua parameter yang ditunjukkan dalam gambar adalah variabel independen

Proses Menggambarkan Kedalaman

          Di dalam metode dasar ini, blank lempengan baja berbentuk bundar ditempatkan pada pembukaan sirkulasi yaitu di suatu tempat dengan alat pemegang atau  hold-driven ring. Pukulan melalui bagian bawah dan daya memasuki lubang penahan membentuk lengkungan. Variabel-variabel penting di dalam menggambarkan kedalaman merupakan sifat-sifat pelat baja, rasio diameter blank (D_o) dimater pukulan (D_r), jarak © diantara pukulan dan die, radius pemukulan (R_p), die-comer radius 9R_d) blankholder force, dan friksi serta pelumasan.

          Selama operasi penggambaran, gerakan blank ke dalam lubang penahan menghantarkan  kondisi kompresif tekanan di dalam flange, yang mana cenderung menyebabkan flange  mengerut elama penggambaran. Fenemona ini dapat ditun jukan dengan mencoba mempertahankan potongan bundar lempengan kedalam lubang seperti gelas minum. Pengerutan dapat dikurangi atau dieliminasi jika blankholder tetap konsisten di bawah daya tertentu. Muntuk meningkatkan kinerja besarnya daya itu dapat dikontrol sebagai suatu fungsi perjalanan pukulan.

          Dinding lengkungan yang mana mudah dibentuk pada dasarnya diperlakukan dengan kecenderungan longitudinal. Pemanjangan dapat menyebabkan dinding lengkubngan menjadi tipis; jika berlebihan, ini dapat menyebabkan kebocoran. Dikarenakan banyaknya variabel yang dilibatkan, maka daya pukul F sulit untuk mengkalkulsikannya; ini meningkat seirin g dengan meningkatnya kekuatan diameter, dan ketebalan lempengan baja.

 Kedalaman yang dapat digambarkan

          Operasi menggambarkan kedalaman, kegagalam pada umumnya akibat dari tipisnya dinding lengkungan di bawah tekanan longitudinal yang dapat direnggangkan tinggi. Jika kita mengikuti pergerakan material kedalam lubang, ini dapat diamati bahwa  lempengan baja mesti mampu mengalami reduksi dalam lebar dikarenakan penurunan dalam diameter, lempengan juga mengakibatkan penipisan di bawah tekanan pada dinding lengkungan yang dapat direnggangkan. Kedalaman yang dapat digambarkan pada umumnya dinyatakan dengan limiting drawing ratio (LDR):

. strain pada spesimen uji tarik dihilangkan dari sepotong pelat logam. strain yang digunakan dalam menentukan normal dan datar. anisotropi dari pelat logam

          Apakah pelat baja dapat dengan sukses menjadi kedalaman yang dapat digambarkan kedalam komponen lengkungan berbentuk bundar diketahui menjadi fungsi normal anisotropy, R lempengan baja juga disebut anisotropi plastik. Normal anisotropy dalam istilah ketegangan sesungguhnya bahwa sampel melalui ketegangan. Untuk mendapatkan nilai R, sampel uji kerenggangan adalah yang pertama-tama harus disiapkan dan kemudian diperlakukan pada pemanjangan dari 15% hingga 20%, dan ketegangan sesungguhnya dihitung di dalam cara sebagaimana telah dibicarakan di dalam Seksi 2.2. karena lempengan-lempengan bergulung pada umumnya  memiliki anisotropy pada arah planarnya, nilai R sampel yang dipotong dari lempengan bergulung akan bergantung kepada orientasinya berkenaan dengan arah bergulung lempengan. Di dalam hal ini nilai rata-rata R dikalkulasikan dari persamaan

          Dimana sudut-sudut relatif pada arah bergulung lempengan. Beberapa nilai tipikal R_ef diberikan di dalam Tabel 4.

          Secara eksperimental hubungan ditentukan diantara R_ef dan limiting drawing ratio. Tidak ada sifat mekanis lempengan baja yang memperlihatkan hubungan konsisten dengan LDR seperti halnya R_ag. Jadi dengan menggunakan hasil pengujian keregangan dan untuk mendapatkan normal anisotropy lempengan baja, limiting drawing ratio material dapat ditentukan. 

Jarak Rata-Rata Tipikal Anisotropi yang Normal, R untuk Berbagai Macam Lempengan Baja

Logam seng	0.4-0.6
Baja panas	0.8-1.0
Baja dingin	1.0-1.4
Baja aluminium	1.4-1.8
Logam campuran aluminium	0.6-0.8
Tembaga dan braso	0.6-0.9
Logam campuran titanium	3.0-5.0
Stainless steel	0.9-1.2
Baja logam ringan dengan kekuatan tinggi	0.9-1.2

                 

hubungan antara anisotropi rata-rata normal dan rasio pembatas untuk menggambar berbagai pelat logam

          Earing dan Planar Anisotropy. Di dalam menggambar, potongan-potongan lengkungan mungkin menjadi bergeloimbang, fenomena semacam ini disebut earing.  Kondisi ini disebabkan oleh planar anisotropy pelat ditunjukan dengan ∆R. ini didefinisikan dengan istilah nilai R dari persamaan

          Apabila ∆R = 0, tidak ada bentuk ear. Ketinggian ears meningkat sebagaimana dengan ∆R. jumlah ears yang dihasilkan mungkin dua, atau delapan. Ears tidak sesuai dengan lengkungan yang ditarik, karena mereka tidak berlapis sehingga menyebabkan  sisa.

          Ini dapat dilihat bahwa kedalaman yang dapat digambarkan dipertahankan dengan nilai R_eg dan ∆R yang rendah. Akan tetapi pada umumnya pelat baja dengan yang tinggi juga memiliki nilai ∆R tinggi. Tekstur pelat baja dikembangkan untuk meningkatkan kedalaman dapat digambarkan dengan mengontrol jenis unsur-unsur logam campuran di dalamn material serta berbagai macam parameter pemrosesan, selama menggulung pelat.

R.8 Praktek Menggambar Kedalaman

          Pedoman-pedoman tertentu yang telah ditetapkan agar sukses di dalam praktek menggambar kedalaman. Tekanan blankholder pada umumnya dipilih dari 0.7% sampai dengan 1.0% jumlah kekuatan yang dihasilkan dan  kekuatan akhir lempengan baja yang dapat diregangkan. Terlalu tinggi blankholder dapat meningkatkan daya pukul dan menyebabkan dinding lengkungan bocor; sedangkan di sisi lain pengkerutan akan terjadi apabila daya blankholder terlalu rendah.