Site Loader
Rock Street, San Francisco

 NON-TRADITIONA MACHINING PLASMA BEAM MACHINING       ATANGK2516010PTM B  PROGRAMSTUDI PENDIDIKAN TEKNIK MESINFAKULTASKEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKANUNIVERSITASSEBELAS MARET2018A.   Pengertian Plasma Beam Machining (PBM)Ketika terperature dari sebuah gasmencapai temperatur 2000oC, molekul gas menjadi dipecah menjadiatom-atom yang terpisah. Di temperatur yang lebih tinggi, hingga 3000oCatom ini menjadi terionisasi. Gas pada tahap ini dinamakan Plasma. Proses pemesinadengan menggunakan Plasma pertamakali ditemukan pada awal 1950 sebagai salah satu alternative metode denganmenggunkan pemotong api gas oxy untuk material stainless steel, alumuniumdan non ferrous metals.

pada waktuitu proses pemesinan dengan menggunakan plasmamemiliki keterbatasan seperti kecepatan pemotongan yang pelan, kualitashasil pemesinan yang jelek, dan peralatan yang mendukung untuk proses pemesinanplasma  kurang memadai. Pemesinan untuk materialmetalik dan nonkonduktif jauh lebih diminati. Fitur yang sangat penting pada plasmabeam machining (PBM) adalah satu satunya metode proses pemesinan yangbekerja sangat cepat untuk bahan stainlesssteel dibandingkan ketika melakukannya pada bahan mild steel. B.    SistemPemesinan PBM Dalam proses pemesinan plasma sebuah busur (arc)terus menerus dihasilkan antara katoda tungsen panas dan anoda tembagaberpendingin air. Gas muncul disekitar katoda dan mengalir melalui anoda.Temperatur di lubang sekitar katoda mencapai 2800oC, yang cukupuntuk menghasilkan busur plasma bersuhutinggi.

Best services for writing your paper according to Trustpilot

Premium Partner
From $18.00 per page
4,8 / 5
4,80
Writers Experience
4,80
Delivery
4,90
Support
4,70
Price
Recommended Service
From $13.90 per page
4,6 / 5
4,70
Writers Experience
4,70
Delivery
4,60
Support
4,60
Price
From $20.00 per page
4,5 / 5
4,80
Writers Experience
4,50
Delivery
4,40
Support
4,10
Price
* All Partners were chosen among 50+ writing services by our Customer Satisfaction Team

Dengan kondisi ini, logam yang diproses dangat cepat meleleh danmenguap. Aliran gas yang trionisasi menghilangkan chip-chip yang halus hasilpemesinan dan juga menghasilkan garis pada permukaan benda kerja. Lajupemakanan material secara subtansinya pergerakannya lebih tinggi dari padaputaran pada satu titik mesin konvensional. Karakteristik dari PBM sebagaiberikut :C.   Macam MacamProses Pemesinan PlasmaSistempemesinan PBM dibagi menjadi empat, yaitu busur plasma (plasma arc), jet plasma (plasmajet), plasma terlindung (Sheildedplasma), dan plasma udara (airplasma).1.     Busur Plasma (PlasmaArc)Busur dihasilkan dari elektroda dansinar plasma menghasilkan panas ke benda kerja yang temperaturnya mencapai33.3000oC.

Efek dari penggunaan dua busur antara nosel dan bendakerja merusak elektroda dan benda kerja. Laju perpindahan panas yang tinggidiketahui terjadi selama busur plasma disebabkan oleh perpindahan dari semuapanas anoda ke benda kerja. Karena efisiensi yang baik dari sistem busur plasma.PBM sering digunakan untuk proses pemesinan logam.

Busur plasma tidaktergantung pada reaksi kimia antara gas dan bahan logam benda kerja. Karenatemperatur yang tinggi, proses sesuai untuk bahan konduktif elektrik termasukyang tahan terhadap pemotongan dengan bahan bakar gas oxy. Berikut gambar darisistem busur plasma :Gambar 5.49 Sistem perpindahan busur plasma    2.     Jet PlasmaGambar 5.

50 Sistem jet plasma nontransferred   Dari gambar diatas kita bisamengetahui. Busur nontransferred dioprasikandiantara semburan itu sendiri. Hanya gass terionisasi (plasma) yang dipancarkan sebagai jet yang menyebabkan suhu tinggisekitar 16.600oC. semeburan/obor itu adalah anoda, sebagian besardari panas anoda diekstraksi oleh air pendingin dan tidak digunakan secaraefektif dalam proses peminfahan material. Bahan nonkonduktif yang sulit diolahdengan metode konvensional.

 3.     Plasma Terlindung (shieldedplasma)Plasmaterlindung gas, ketika proses pemesinan bahan yang berbeda sepertialumunium, baja stainless, dan baja rendah. Pembantu gas biasnya harusdigunakan untuk menghasilkan potonngan kualitas potongan yang sesuai. Sepertidalam hal peindung luar dengan gas ditambahkan di sekitar nosel, untukmengurangi pengaruh dari atmospher pada proses pemesinan gas (nitrogen atauargon). Pelindung dengan gas tergantung bahan logam yang akan di proses. Untukbaja stainless, aluminium dan logam nonferrous,hidrogen sering digunakan sebagai gas pelindungnya.

Karbon dioksida lebihsering digunakan untuk logam ferrousdan nonferrous, udara atau oksigenjuga biasanya digunakan.Plasmaterlindung air, pada gambar 5.51 kita dapat mengetahui, nitrogensering digunakan dalam proses pemsinan sementara gas pelindung diganti olehair. Air membentuk jaket radial disekiar semburan plasma. Efek pendinginan air mengurangilebar zona pemotongan dan memperbaiki kualitas pemotongan. Namun, tidak ada perbaikanpada laju pemotongan dan sudut hasil pemotongan (McGeough, 1988).

Gambar 5.51Plasma terlidung air    4.     Plasma Udara (airplasma) Tekananudara sering digunakan sebagai gas pada proses pemesinan, bukan nitrogen atauargon (gambar 5.52).

Ketika udara dikenai temperatur tunggi dari busur lisrtik,udara akan berubah menjadi gas penyusunnya. Selama oksigen pada plassma yangdihasilkan sangat reaktif terutama dengan logam besi, laju proses pemesinanmeningkat sekitar 25%. Kelemahan utama metode ini adalah perumakaan sangatteroksidasi, yang sering terjadi pada proses pemesinan alumunium dan bajastainless. Karena tungsten sangat reaktid dengan oksigen, paduan hafnium cooper(Hf-Cu) atau paduan hafniumzirkonium (Hf-Zr) juga menggantikan elektroda tungsten.

Namun, umur elektroda ini menjadi lebih pendek.  Bahan elektrik konduktif seperti stailees dan chrome nickel alloy steels, alumuniumdan tembaga dapat diproses dengan proses pemesinan plasma udara. Selama udaradigunakan untuk proses pemesinan dan untuk pelindung, biaya proses pemesinansekitar setengah dari biaya proses pemesinan dengan menggunakan plasmaterlindung gas atau plasma terlindung air. Ketika campuran gas nitrogen 80% danoksigen 20% digunakan, laju proses pemesinan dari baja rendah akan meningkatsekitar 25%. D.   LajuPemakanan MaterialSelama plasma beam machining (PBM) menyerapenergi panas dari jet plasma yang diarahkan ke benda kerja maka akan terjadipemakanan.

Semburan plasma menghilangkan logam cair hasil pemaknan dan yangmenguap sebagai uap halus. Tingkat pemotongan yang dihasilkan dankarenanya ketahanan mesin bergantung pada benda kerja pada saat prosespemesinan serta jenis pemotongan dan perisai gas yang menentukan lajuperpindahan suhu maksimum. Laju pemakanan maksimum, sebagaimana tertera dalamindeks ketahana mesin dari dua gas plasma untuk carbon steel, stainless steel, dan alumuniun. Ditunjukan pada gambar berikut Gambar 5.53 Ketahanan mesin daribeberapa material yang berbeda pada plasma berpelindung gas (El-Hofy, 1995).

Gambar 5.54 Konsumsi daya pada pemakanan kasar oleh sinar plasma  menunjukkan faktor konsumsi daya yang dibutuhkan sinarplasma pada pemakanan kasar kasar beberapa paduan. Faktor rendah menunjukkantingkat energi yang rendah atau laju pemakanan yang tinggi. Kecepatan pemesinandiketahui menurun dengan meningkatkan ketebalan logam atau lebar pemotonganjika terjadi beveling.

Seiring dengan meningkatnya daya, pemakanan yang efisiendari logam yang meleleh,  perlu tingkatpenyesuaian dalam hal laju aliran gas. Selama prosse pemesinan menggunakanplasma pada pelat baja setebal 12 mm menggunakan 220 kW kecepatan pemesinanadalah 2500 mm/menit, yang 5 kali lebih besar dari pada pemotongan oxy-gas.E.     Ketepatan dan Kualitas permukaan hasil prosespemesinanUjung atau tepi dari benda kerjayang dipotong menggunkan PBM sering kali miring. Hasil penelitian McGeough(1988), bahwa sisi kanan busur plasma arahnya relatif terhadap pemotongan yangmenghasilkan tepi persegi sekitar  ± 3°.Tepi  kiri miring sekitar 15okarena putaran searah jarum jam dari hasil pemakana gas.

Karena tingginya lajuperpindahan panas berpengaruh terhadap kedalaman pemakanan,  kedalaman logam meluas sekitar 0,18 mmdibawah permukaan yang dipotong. Kecepatan proses pemesinan yang tinggi tidakmemungkinkan untuk panas menembus lebih dari beberapa mikron dari tepi potonganyang menghasilkan sedikit atau tanpa distorsi pada pemotongan benda kerja. Pemotonganpada ujung material cenderung lebih sulit dari pada dasar material. Zona yangterkena panas (HAZ) dengan ketebalan 0,25 sampai 1,12 mm teah diketahui. Selainkarena pendingina yang cepat, retakan mungkin timbul diluar zona yang terkenapanas  sampai 1,6 mm. Permukaan yangbersih dan halus yang dihasilkan oleh proses pemesinan PBM. Memiliki toleransimencapai terbesar ± 1,6 mm.

Selesai pemotongan, diperlukan toleransi yangsempit.F.    Keuntungandan Kerugian Proses Pemesinan dengan PBMKeuntungan :1.

      Tidakmemerlukan analisis kimiawi atau perawatan yang sulit2.      Tidakmenggunakan flurokarbon terklorinasi yang berbahaya, pelarut atau bahan kimiapembersih asam3.      Beroperasidengan bersih, seringkali menghilangkan kebutuhan penurunan uap, pelarut,pembersih ultrasonik, dan peledak pasir.

4.      Tidakmembuat pekerja terkena bahan kimia berbahaya5.      Membutuhkansedikit energi untuk pengoperasianKekurangan1.     Membutuhkan pasokan listrik yang besar,contoh daya yang dibutuhkan sebesar (220 kW) untuk memotong pelat baja ringansetebal 12 mm pada 2,5 m / menit2.     Prosesnya menghasilkan panas yang dapatmerusak benda kerja dan menghasilkan asap beracun. G.

    Aplikasi  1.     PAM adalah metode pemesinan yang menarik untuk prosespemesinan dengan material yang sulit dilakukan oleh mesin konvesional atauproses pemeisna konvensional. Dalam hal ini kecepatan pemotongan 2 meter/ menitdan kedalaman pemakanan 5 mm/putaran akan menghasilkan permukaan akhir 0,5 mmRt. Kedalaman pemotongan dapat disesuaikan dengan mengatur kekuatan mesin dankecepatan permukaan. (gambar 5.55)Gambar5.

55 Pemotongan Busur plasma    2.     CNC (pengaturan komputer secara numerik)dari Plasma Beam Machining yang biasadigunakan untuk memotong profil logam yang sulit dikerjakan dengan teknik gas oxyacetylene seperti baja stainless danalminium.3.     PBM dapat memotong lekukan dari bajastainless sepanjang 1.

5 mm dan lebar 12.5 mm pada kecepatan 80 mm/menit,mengugunakn daya 50 kW. Laju proses pemesinan sama dengan 10 kali laju penyayatan dan metode chiping. Lajuproses pemesinah yang rendah ketika pemotongan alur pada bahan nonkunduktif. Dimensialur bergantung pada kecepatan melintang/melintas, daya busur, sudut dan tinggibusur plasma. 4.     Proses PBM direkomendasikan untuk bagianyang memiliki operasi pengelasan lanjutan.5.

     Busur plasma dapat memotong tabung denganketebalan hingga 50 mm. Dalam hal ini tidak ada deburring yang diperlukansebelum pengelasan tabung (Machining Handbook, 1989).6.

     Pemotongan plasma air di bawah laut NCdapat mencapai akurasi pemesinan kurang lebih 0.2 mm pada 9 m kecepatan potong.   

Post Author: admin

x

Hi!
I'm Dora!

Would you like to get a custom essay? How about receiving a customized one?

Check it out