Pemrosesan lembaran logam mengacu pada serangkaian teknik pemrosesan yang diterapkan pada lembaran logam (biasanya kurang dari 6mm tebal) untuk mengubahnya menjadi benda kerja dengan bentuk dan fungsi tertentu. Karena sifat mekanisnya yang sangat baik, kemudahan pemrosesan, dan biaya yang efektif, lembaran logam banyak digunakan di berbagai bidang seperti manufaktur mesin, otomotif, peralatan rumah tangga, dan perangkat elektronik. Metode pemrosesan utama untuk lembaran logam termasuk pemotongan, penekukan, peregangan, forming, pengelasan, dan perawatan permukaan. Artikel ini akan membahas metode pemrosesan lembaran logam ini secara detail.
Proses Pemotongan
Pemotongan mengacu pada proses memotong dan memisahkan bahan mentah sesuai dengan persyaratan pemrosesan, menandai langkah pertama dalam pemrosesan lembaran logam. Tergantung pada metode pemotongan, dapat dibagi menjadi pemotongan konvensional, pengepungan CNC, pemotongan, dan pemotongan laser.
Pemotongan Konvensional
Pemotongan Konvensional
Pengepungan CNC
Pengepungan CNC menggunakan mesin punch turret CNC untuk memproses lembaran logam. Tidak seperti pemotongan konvensional, pengepungan CNC tidak memerlukan cetakan yang rumit; hanya perlu mengontrol jalur gerakan alat melalui pemrograman untuk mencapai berbagai bentuk pemotongan. Pengepungan CNC cocok untuk produksi batch kecil hingga menengah dan berbagai jenis produksi.
Rentang Pemrosesan untuk Pengepungan CNC
• Baja canai dingin, baja canai panas: Ketebalan ≤ 3.0mm
• Lembaran aluminium: Ketebalan ≤ 4.0mm
• Lembaran baja tahan karat: Ketebalan ≤ 2.0mm
• Ukuran lembaran maksimum: 1250mm x 4000mm
Keuntungan dari pengepungan CNC termasuk fleksibilitas yang kuat dan akurasi pemrosesan yang tinggi, terutama untuk benda kerja dengan bentuk yang kompleks. Namun, karena umur alat yang terbatas, pemrosesan lembaran tebal mungkin terbatas.
Pemotongan Laser
Pemotongan laser menggunakan sinar laser berdaya tinggi untuk memotong material. Dibandingkan dengan pemotongan mekanis, pemotongan laser menawarkan presisi tinggi, kecepatan cepat, dan potongan yang halus. Tergantung pada jenis lasernya, mesin pemotong laser dapat dibagi menjadi mesin pemotong laser YAG solid-state, mesin pemotong laser CO2, dan mesin pemotong laser serat.
Mesin Pemotong Laser YAG Solid-State
Mesin pemotong laser YAG solid-state disukai karena biaya rendah dan stabilitas yang baik, tetapi efisiensi energinya relatif rendah. Laser YAG biasanya memiliki daya keluaran kurang dari 600W dan terutama digunakan untuk pengeboran, pengelasan titik, dan pemotongan material dengan ketebalan kurang dari 8mm. Keuntungan utamanya adalah kemampuan memotong logam non-ferrous seperti aluminium dan tembaga, yang sulit diproses dengan mesin pemotong laser lainnya, tetapi memiliki kecepatan pemotongan yang lebih lambat dan tidak dapat memotong material non-logam.
Mesin Pemotong Laser CO2
Mesin pemotong laser CO2 biasanya memiliki daya keluaran antara 2000W hingga 4000W, memungkinkan mereka untuk memotong baja karbon hingga 20mm tebal, baja tahan karat hingga 10mm tebal, dan paduan aluminium hingga 8mm tebal secara stabil. Selain itu, mereka dapat memotong material non-logam seperti kayu, akrilik, PP, dan kaca. Kelemahan utama mesin pemotong laser CO2 adalah biaya operasional yang tinggi, konsumsi gas yang besar selama pemotongan, dan kesulitan dalam memotong material dengan reflektivitas tinggi seperti aluminium dan tembaga.
Mesin Pemotong Laser Serat
Mesin pemotong laser serat mentransmisikan cahaya laser melalui serat optik, dengan daya biasanya berkisar antara 1000W hingga 6000W. Keuntungan utamanya termasuk konsumsi daya rendah, perawatan mudah, dan kecepatan pemotongan cepat. Namun, biaya perawatan aksesori dan bahan habis pakai relatif tinggi, dan ada beberapa kesulitan dalam memotong material dengan reflektivitas tinggi seperti aluminium dan tembaga.
Ukuran lembaran maksimum untuk pemotongan laser umumnya 1500mm x 4000mm, dengan diameter lubang pemrosesan minimum ≥1T.
Penekukan Lembaran Logam
Penekukan adalah proses kritis dalam pemrosesan lembaran logam, yang melibatkan penggunaan mesin penekuk untuk mengubah sudut lembaran logam, membentuknya menjadi bentuk geometris yang diinginkan. Bentuk penekukan umum termasuk bentuk L, bentuk Z, bentuk U, sudut tumpul, sudut tajam, tepi mati, dan takik.
Kunci dari proses penekukan adalah mengontrol sudut dan bentuk penekukan dengan akurat sambil menghindari retak atau kerusakan. Peralatan penekukan modern sering menggunakan teknologi CNC, yang memungkinkan penyelesaian otomatis operasi penekukan yang kompleks sesuai dengan pemrograman. Untuk material yang lebih tebal atau berkekuatan tinggi, beberapa operasi penekukan atau desain cetakan khusus mungkin diperlukan.
Proses Peregangan
Peregangan melibatkan penerapan tegangan pada lembaran logam untuk memperpanjangnya menjadi bentuk yang diinginkan tanpa pecah. Proses ini biasanya digunakan untuk menghasilkan bagian lembaran logam yang ditarik dalam, seperti komponen bodi otomotif dan rumah peralatan rumah tangga.
Kunci dari proses peregangan adalah mengontrol kecepatan peregangan dan desain cetakan untuk mencegah pecahnya material atau deformasi berlebihan. Untuk meningkatkan kualitas proses peregangan, pelumas sering diterapkan pada permukaan material untuk mengurangi gesekan dan tekanan selama peregangan.
Proses Forming
Forming mengacu pada proses membentuk lembaran logam menjadi bentuk tertentu melalui penekanan, penggulungan, atau metode lainnya. Proses forming umum termasuk stamping, roll forming, dan hydroforming. Proses forming biasanya digunakan untuk menghasilkan bagian dengan bentuk yang kompleks, seperti roda otomotif dan pipa logam.
Proses pembentukan ditandai dengan kemampuan untuk memproduksi massal bagian-bagian berbentuk kompleks dengan cepat, tetapi memerlukan presisi tinggi dalam desain dan pembuatan cetakan. Selain itu, pegas balik dapat terjadi selama pembentukan, sehingga diperlukan kompensasi selama desain.
Proses Pengelasan
Pengelasan adalah metode menggabungkan benda kerja logam dengan menerapkan panas atau tekanan. Metode pengelasan umum dalam pengolahan lembaran logam termasuk pengelasan fusi, pengelasan keadaan padat, dan pematerian.
Pengelasan Fusi
Pengelasan fusi melibatkan pemanasan bahan pengelasan hingga keadaan cair, di mana ia menyatu dengan bahan dasar. Metode pengelasan fusi yang umum termasuk pengelasan busur, pengelasan gas terlindung, dan pengelasan laser.
Pengelasan Keadaan Padat
Pengelasan keadaan padat menggabungkan benda kerja dengan menekan atau menggosok permukaannya bersama tanpa melelehkan bahan pengelasan. Metode pengelasan keadaan padat yang umum termasuk pengelasan gesekan, pengelasan eksplosif, dan pengelasan difusi.
Pematerian
Pematerian menggunakan bahan pengisi dengan titik leleh lebih rendah daripada bahan dasar untuk menggabungkannya. Bahan pengisi meleleh selama proses pengelasan, sementara bahan dasar tetap padat, dan bahan pengisi mengisi sambungan dengan aksi kapiler, mengikat benda kerja bersama. Pematerian cocok untuk menggabungkan bahan yang berbeda atau bagian tipis.
Perlakuan Permukaan
Perlakuan permukaan mengacu pada pemrosesan permukaan lembaran logam untuk meningkatkan ketahanan korosi, estetika, dan ketahanan aus. Metode perlakuan permukaan yang umum termasuk penyemprotan, pelapisan serbuk, pelapisan elektro, dan anodisasi.
Penyemprotan
Penyemprotan melibatkan penggunaan peralatan penyemprotan untuk menerapkan lapisan secara merata pada permukaan logam, membentuk film pelindung melalui pemanggangan atau pengeringan alami. Penyemprotan dapat meningkatkan penampilan benda kerja dan meningkatkan ketahanan korosinya.
Pelapisan Serbuk
Pelapisan serbuk melibatkan penerapan bahan resin secara elektrostatik ke permukaan logam, yang kemudian dilebur bersama melalui suhu tinggi untuk membentuk lapisan pelindung. Pelapisan serbuk memiliki efek dekoratif dan ketahanan korosi yang sangat baik, dan biasanya digunakan pada penutup peralatan rumah tangga dan bagian otomotif.
Pelapisan Elektro
Pelapisan elektro menggunakan elektrolisis untuk mengendapkan lapisan logam atau paduan pada permukaan benda kerja, meningkatkan ketahanan korosi dan kekerasannya. Proses pelapisan elektro yang umum termasuk pelapisan seng, pelapisan nikel, dan pelapisan krom.
Anodisasi
Anodisasi adalah proses perlakuan permukaan untuk aluminium, menciptakan lapisan oksida padat pada permukaan aluminium melalui reaksi elektrokimia. Anodisasi tidak hanya meningkatkan kekerasan permukaan dan ketahanan korosi aluminium tetapi juga memungkinkan peningkatan estetika melalui pewarnaan.
Perakitan
Perakitan melibatkan penggabungan bagian-bagian logam lembaran yang telah diproses menjadi produk lengkap menggunakan sekrup, paku keling, pengelasan, atau metode lainnya. Kualitas proses perakitan secara langsung mempengaruhi kinerja dan penampilan produk akhir, sehingga kontrol kualitas yang ketat dan inspeksi diperlukan selama perakitan.
Kontrol Kualitas dan Inspeksi
Kontrol kualitas dan inspeksi berjalan melalui seluruh proses pengolahan lembaran logam. Untuk memastikan bahwa setiap langkah pengolahan memenuhi persyaratan desain, serangkaian peralatan dan metode inspeksi biasanya digunakan, seperti mesin pengukur koordinat (CMM), pemindai laser, dan detektor cacat ultrasonik.
Aplikasi Industri dan Tren Perkembangan
Penerapan pengolahan lembaran logam mencakup berbagai industri, masing-masing dengan persyaratan dan tantangan uniknya. Seiring perkembangan teknologi, bidang pengolahan lembaran logam menyaksikan kemajuan signifikan, terutama dalam otomatisasi, presisi, dan ilmu material.
Aplikasi Industri Utama
Otomotif: Bagian-bagian lembaran logam digunakan secara luas dalam produksi bodi mobil, komponen sasis, dan struktur interior.
Dirgantara: Industri dirgantara mengandalkan bagian-bagian lembaran logam presisi tinggi untuk rangka pesawat, panel, dan komponen mesin.
Elektronik: Lembaran logam digunakan untuk membuat penutup, braket, dan pendingin untuk perangkat elektronik.
Tren yang Muncul
Masa depan pengolahan lembaran logam dibentuk oleh beberapa tren utama:
Otomatisasi: Penggunaan robotik dan sistem otomatis yang semakin meningkat meningkatkan kecepatan dan konsistensi produksi.
Digitalisasi: Integrasi alat digital, seperti perangkat lunak CAD/CAM dan perangkat IoT, meningkatkan efisiensi desain, produksi, dan kontrol kualitas.
Keberlanjutan: Permintaan untuk praktik manufaktur yang berkelanjutan mendorong pengembangan proses yang meminimalkan limbah dan konsumsi energi.
Kesimpulan
Proses pengolahan lembaran logam adalah proses manufaktur yang sangat teknis dan banyak diterapkan. Dengan menguasai prinsip dan aplikasi berbagai metode pengolahan lembaran logam, dimungkinkan untuk lebih memenuhi kebutuhan manufaktur berbagai produk. Di masa depan, seiring perkembangan teknologi, pengolahan lembaran logam akan memainkan peran yang semakin penting di lebih banyak bidang.
