TUGAS BESAR  INTEGRASI PERANCANGAN & PROSES MANUFAKTUR
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

TUGAS BESAR INTEGRASI PERANCANGAN & PROSES MANUFAKTUR

on

  • 3,833 views

Pembuatan Mould Plastik Tempat Sendok dengan CAD ( Inventor ) dan CAM (Uni-Graphic UX5)

Pembuatan Mould Plastik Tempat Sendok dengan CAD ( Inventor ) dan CAM (Uni-Graphic UX5)

Statistics

Views

Total Views
3,833
Views on SlideShare
3,234
Embed Views
599

Actions

Likes
0
Downloads
163
Comments
0

4 Embeds 599

http://ryanmesin.wordpress.com 591
http://translate.googleusercontent.com 4
url_unknown 3
http://www.slideshare.net 1

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft Word

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

TUGAS BESAR  INTEGRASI PERANCANGAN & PROSES MANUFAKTUR TUGAS BESAR INTEGRASI PERANCANGAN & PROSES MANUFAKTUR Document Transcript

  • Tugas Besar <br />Integrasi Perancangan & Proses Manufaktur<br />Pembuatan Mould Plastik Tempat Sendok<br />Nama : Albertus Rianto Suryanigrat<br />NPM: 0906496163<br />DEPARTEMEN TEKNIK MESIN<br />UNIVERSITAS INDONESIA<br />JAKARTA<br />2010<br />BAB IPENDAHULUAN<br />Di dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menggunakan barang atau peralatan yang pembuatannya dilakukan dengan membuat cetakan. Seperti pada peralatan rumah tangga, spare part otomotif, bahkan pembuatan barang-barang seni yang cukup artistik. Teknik pembuatan cetakan sendiri pada mulanya sudah dikenal pada jaman pra sejarah, dan terus berkembang hingga masih dipergunakan pada masa sekarang. Dengan pembuatan cetakan, diharapkan produk akan dapat mengikuti bentuk cetakan yang akan dibuat dan karena hal ini, pembuatan cetakan akan terus dikembangkan. Pengembangan pembuatan cetakan pada jaman sekarang banyak didasarkan pada keakurasian dan kerumitan produk yang dapat dibuat. <br />Jenis cetakan yang sering kita jumpai ada berbagai macam penggunaan diantaranya adalah :<br />
    • Cetakan untuk material berupa aluminium atau logam yang sering kita namakan proses Dies Casting.
    • Cetakan untuk material thermoplastik/thermoseting yang sering kita namakan proses moulding
    • Cetakan untuk pembentukan dies press baik proses blanking maupun reforming.
    Indonesia sebagai pasar yang paling membutuhkan produk rumah tangga sebaiknya mampu melakukan kegiatan reverse engineering untuk produk-produk berbahan polimer. Hal ini selain banyak menyerap tenaga kerja, akan membuat Indonesia akan bisa memenuhi kebutuhannya sendiri. Selain kedua hal tersebut, dengan banyaknya produk dalam negeri, akan membangkitkan banyak penelitian dan pengembangan tentang kagiatan mould and dies di Indonesia. <br />Kegiatan reverse engineering adalah kegiatan yang memutar proses konvensional dalam kegiatan engineering menjadi terbalik yang mana produk barang yang sudah ada didesain ulang untuk dibuatkan mold and dies agar dapat diproduksi ulang. Kegiatan ini sangat populer didalam pengembangan industri pada negara berkembang. Alat yang sering digunakan adalah CMM, 3D Scan untuk pengambilan geometri, Sofwere desain untuk membuat CAD/CAM/CAE/CIMM dan yang terakir adalah proses manufakturing dengan mesin CNC Milling, Turning, Electrical Discharge Machining (EDM), WireCut EDM, Gerindra, Aero scope untuk menghaluskan permukaan dies, dan mesin Injection Molding/ Dies Casting untuk proses produksinya.<br /> <br />Gambar 1.1 Pengambilan Geometri dengan menggunakan 3 D Scan dan sebuah perangkat komputer untuk mengkomunikasi hasil CAD dengan Mesin CNC<br />Indonesia melalui Departemen Perindustrian dengan Jetro sudah melakukan kerja sama pengembangan desain mold and dies dengan program transfer pengetahuan melalui asosiasi IMDIA ( Indonesian Mould and Dies Industrial Accociate) hal ini diharapkan dengan penguasaan teknologi injection molding dan dies casting, Indonesia bisa lebih mandiri dalam pengembangan teknologi tersebut, mengingat ketertinggalan kita dengan negara Thailand dan Malaysia.<br />BAB II MODELING PART<br />Produk yang akan kita kerjakan adalah produk dengan material jenis plastik polypropylene (PP) transparan dengan ketebalan 1,2mm. Untuk pengambilan ukuran geometri digunakan sigmat jenis Digital Caliper dengan panjang 20cm. Pengambilan gambar dilakukan pada ruangan dengan kondisi standar. Produk berbentuk silinder dengan ketinggian 150mm. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada gambar 2.1 dan gambar 2.2. Beberapa bagian benda kerja dilakukan dengan beberapa pendekatan terutama pada bagian countur yang rumit dan susah untuk diambil secara akurat. Beberapa bagian produk juga sengaja tidak didesain dengan alasan pembuatannya hanya bisa dilakukan dengan bantuan mesin EDM ( Electrical Discharge Machine ) dan Wire Cut EDM.<br />Gambar 2.1 Design Produk Utama<br />Gambar 2.2 Design Part Produk<br />Design yang akan dikerjakan adalah bagian atas produk utama dengan dibantu menggunakan perangkat lunak softwere Inventor Ver. 2009. Pengambilan geometri dilakukan seiring dengan kegiatan CAD yang akan dibangun seperti terlihat pada gambar 2.3.<br />Gambar 2.3 Sketsa Plant XY<br />Sketsa diatas mengunakan jenis perintah line biasa dan curve dengan kita sketsa pada plant XY. Kemudian gambar tersebut di Extrude kearah Z dengan ketinggian 150mm (Gambar 2.4)<br />Gambar 2.4 Proses Extrude<br />Langkah berikutnya adalah pembuatan kurva pada bagian atas. Pembuatan kurva ini didasarkan pada bentuk benda kerja dengan asumsi kurva yang dibentuk benda kerja mengunakan satu radius (Persamaan Ordo 2). Prosesnya dapat dilihat pada gambar 2.5. Kemudian setelah kurva plant tersebut terbentuk, benda kerja akan displit dengan operasi boelan (gambar 2.6)<br />Gambar 2.5 Pembuatan Plant Countour Atas<br />Gambar 2.6 Operasi Split Atas<br />Langkah berikutnya adalah proses perintah fillet. Mula-mula kita tentukan radius fillet yang akan kita bentuk dan karena bentuk asli dari benda kerja adalah unik, maka dimungkinkan untuk mengunakan radius fillet 25mm pada segmen bagian depan yang mana semua segmen menggunakan radius 20mm seperti terlihat pada gambar 2.7.<br />Gambar 2.7 Proses Fillet<br />Langkah selanjutnya adalah pembuatan countur bagian bawah. Urutan langkahnya mirip pada pembuatan langkah pembuatan countur bagian atas, hanya penempatan dan radius nya berbeda (Gambar 2.8). Kemudian pada bagian tersebut kita split sehingga membentuk hasil perpotongan (Gambar 2.9).<br />Gambar 2.8 Pembuatan Plant Countour Bawah<br />Gambar 2.9 Operasi Split Bawah<br />Karena benda kerja yang sudah dibuat masih berbentuk pejal, maka perlu didesign untuk pembuatan perintah shell yang mana bagian pejalnya akan menjadi bagian kulit dengan ketebalan kulit sebesar 1.2mm sesuai dengan ketebalan benda kerjanya. (Gambar 2.10 dan Gambar 2.11).<br />Gambar 2.10 Sebelum Diperlakukan Perintah Shell<br />Gambar 2.11 Sesudah Diperlakukan Perintah Shell <br />Proses selanjutnya adalah pembuatan kulit terluar sebagai tempat joint dengan bagian part yang lain yang kemudian kita sebut sebagai bagian leher benda kerja. Design dari leher tersebut didasarkan pada pengukuran langsung pada benda kerja. Langkah prosesnya sebagai berikut : Kita tentukan sketsa terlebih dahulu bagian yang akan kita bikin. Ukuran seperti dapat dilihat dalam Gambar 2.12. Kemudian kita gunakan peritah Sweep dengan metode mengikuti path countour yang sudah kita bangun (Gambar 2.13). Setelah terbentuk, kita rapikan dengan perintah fillet (Gambar 2.14). Dari sekian banyak langkah, terbentuklah design produk (Gambar 2.15) yang kemudian siap untuk dibuat core (Male Mould) dan cavity(Female Mould).<br />Gambar 2.12 Sketsa Pembuatan Leher<br />Gambar 2.13 Operasi Sweep Pada Leher<br />Gambar 2.14 Perintah Fillet pada Leher<br />Gambar 2.15 Gambar Design Produk<br />BAB III PEMBUATAN MOULD CORE DAN CAVITY<br />Proses selanjutnya adalah membuat moulds dari design produk yang sudah dibuat yakni dengan cara membuat derived part yang artinya sebuah part merupakan fungsi turunan dari part yang sudah ada. Didalam derivied part dilakukan operasi boolean substract. Jika terjadi perubahan design pada part turunannya maka part aslinya tidak berubah, namun sebaliknya jika terjadi perubahan terhadap part aslinya maka part turunannya(derived) akan ikut menyesuaikan. <br />3.1 PEMBUATAN CAVITY MOULD<br />Pada proses pembuatan derived part terlebih dahulu dibuat sebuah assembly part dari part produk kemudian dilakukan assembly terhadap sebuah blok yang nantinya blok tersebut adalah sebuah blok cavity dari part tersebut yang dibuat melalui derived assembly. Dari file klik new assembly file (*.iam) dan masukkan part produknya dengan perintah place component dan buat create component dan beri nama file tersebut dengan cavity moulds. <br />Gambar 3.1 Persiapan Pembuatan Design Cavity<br />Pembuatan tersebut tentu tidak sederhana, mengingat bagian atas dan bawah yang berbentuk countur. Hal ini perlu dilakukan penyesuaian terlebih dulu plan nya untuk kemudian plan tersebut akan digunakan untuk operasi boelan pada benda mentahnya.<br />Gambar 3.2 Pembuatan Plan Bawah<br />Setelah Sketsa Plan terbentuk (Gambar 3.2) maka kita akan membuat bakal benda kerja dengan meng Ektrude plan berbentuk persegi sepanjang benda kerja berada di dalam balok. Didalam hal ini, kita ektrude sebesar 200mm. Setelah terjadi Ektrusi, maka antara countor plan yang kita buat (Gambar 3.2) dengan bakal benda kerja kita lakukan operasi Boelan seperti pada gambar 3.3<br />Gambar 3.3 Operasi Boelan Untuk Memotong Bakal Bahan<br />Kemudian setelah terbentuk bakal benda kerja, kita gunakan perintah baudary patch (Gambar 4.4) dan kemudian kita trim sisi plan lebihnya terhadap bakal benda kerja tersebut (Gambar 3.5) sehingga hasilnya akan seperti pada Gambar 3.6.<br />Gambar 3.4 Perintah Boundary Patch Bakal Benda Kerja<br />Gambar 3.5 Operasi Trim pada Bakal Benda Kerja<br />Gambar 3.6 Operasi Trim Bakal Benda Kerja<br />Setelah benda kerja terbentuk seolah-olah tengelam pada bakal benda kerja, maka kita gunakan perintah ekstrude (Gambar 3.7) yang kemudian hasil perintah Ektrude tersebut digunakan untuk operasi Boelan seperti pada gambar 3.8.<br />Gambar 3.7 Operasi Ekstrude Bakal Benda Kerja<br />Gambar 3.8 Operasi Boelan Bakal Benda Kerja<br />Setelah kita lihat pada gambar 3.8, maka perintah terakhir adalah menghapus design benda kerja pada bakal benda kerja sehingga terbentuklah lapisan kulit setebal 1.2mm (Gambar 3.9) dan Cavity siap untuk di Machining. <br />Gambar 3.9 Operasi Delete Face (Core Cavity)<br />3.2 PEMBUATAN CORE <br />Pada langkah pembuatan core tidak jauh berbeda saat pembuatan cavity. Pertama buat file baru (*.ipt) dan dilakukan derived part pada file part produk. <br />Gambar 3.10 Gambar core file IPT baru ditambah bidang pada bagian bawah<br />Dari sini dilakukan penambahan balok untuk posisi bawah yang mana karena secara kebetulan parting line dari mould membentuk sebuah bidang maka dapat langsung dilakukan metode seperti pada gambar 3.10<br />Gambar 3.11 Gambar core setelah face dihapus<br />Dengan menganalogikan seperti yang telah dilakukan saat pembuatan cavity, kita kembali gunakan perintah deleted face pada permukaan yang seharusnya agar terbentuk ruang antara core dengan cavity. Ruangan ini yang kemudian akan terisi polypropylene cair sebagai bahan baku pembuatan benda kerja. Setelah dilakukan delete face maka akan tampak hasil dari core mould seperti pada gambar 3.11.<br />Gambar 3.12 Pembuatan Bakal Penopang Core<br />Seperti saat mendesain cavity, kita akan mengabungkan Bakal penopang core dengan core (Gambar 3.12) yang mana kemudian kita gunakan trim untuk menghapus sisa plan diluar balok bakal bahan penompang core. Core siap untuk segera dimachining.<br />Gambar 3.13 Design Core yang telah terbentuk<br />Setelah semua selesai untuk didesain, maka akan dilakukan pengecekan final terhadap kedua pasangan mould ( Core dan Cavity) apakah desain mould yang telah kita buat match dengan tidak terjadi interfere ataupun ketebalan yang tidak merata terhadap produk hasil. Hal ini dilakukan dengan melakukan assembly pada kedua part tersebut.<br />BAB III PROSES MANUFAKTURING<br />Proses manufacturing dilakukan dengan bantuan software Unigraphic NX5 untuk membuat lintasan pahat. Dari file inventor file part di save as menjadi exstensi STEP yang mana jenis file neutral. Setelah itu file tersebut dibuka di software UG dan siap dilakukan proses pembuatan lintasan pahat.<br />3.1 CAVITY INJECTION MOULDING<br />Pada lingkungan UG maka dibuka file STEP mould cavitynya. Setelah itu maka akan terlihat gambar cavity injection mould tutup tempat sendok di software UG, selanjutnya masuk tahap persiapan material benda kerja yakni dibuat dengan menggunakan sketsa pada permukaan atas mould.<br />Pembuatan sketsa dilakukan dengan mengklik tombol sketch dan memilih bidang kerja lalu dibuat garis di permukaan sketch, lalu sketch tersebut diextrude sejauh benda kerja ke arah sumbu Z+.<br />Lalu lakukan manufacturing dengan menekan tombol start dan akan tampak pada layar UG lingkungan manufacturing. Namun sebelumnya untuk memulai terlebih dahulu tekan tombol create program (Gambar 3.1) dan beri nama program dan klik OK. <br />Gambar 3.1 Create Program<br />Dapat diperhatikan maka terdapat perubahan icon pada lingkungan manufacturing tersebut. Lalu pada browser bar “program” diklik kanan pilih insert operation (Gambar 3.2) Pilih cavity mill dan klik OK pada gambar disebelah kiri, setelah itu isi parameter permesinan di sebelah kanan, pertama ditentukan dahulu geometry klik (Gambar 3.3) kemudian kita isikan MCS (Machine Coordinate System). Kemudian pada specify klik segitiga kecil dan pilih 3point pick dan pilih tiga titik ujung benda kerja dan sumbu X dan sumbu Y pada edge blok, yang fungsinya untuk mendefinisikan Workpiece Reference Point.<br /> <br />Gambar 3.2 Perintah Insert Operational, Create Operation, dan Cavity Mill<br /> <br />Gambar 3.3 Perintah Geometri, MCS (Machine Coordinate System)<br />.<br />Setelah selesai maka akan muncul menu layar seperti diatas. Setelah OK maka kembali ke menu sebelumnya dan pilih part pilih benda kerja untuk menjadi mouldnya dan specify blanknya pilih extruded blok yang baru dibuat sebagai material benda kerja kemudian tentukan cutting toolnya.<br /> <br />Gambar 4.11. Menu untuk parameter cutting tool<br />Setelah parameter stepover dan cutting depth diisi kemudian clik generate toolpath, maka sistem akan secara otomatis men-generate toolpath yang telah kita buat. Untuk melakukan simulasi klik tombol verify toolpath , kemudian pada toolpath verification pilih 2D-dynamic dan arahkan scroll bar ke bawah untuk kemudian di klik play.<br />Gambar 4.12 Tool Path Generator Proses Roughing Female Cavity<br />Gambar 4.13 Simulasi Tool Path Generator Proses Roughing Female Cavity<br />Langkah selanjutnya adalah akan dilakukan proses semi finish dengan menggunakan tool ball nose (ball_mill). Pada bagian area contour pilih bagian didalam cavity saja seperti tampak pada gambar 4.14.<br />Gambar 4.14 Tool Path Generator Zlevel Proses Semi Finising Famale Cavity<br />Gambar 4.15 Simulasi Proses Zlevel Semi Finishing Female Cavity<br />Gambar 4.16 Tool Path Generator Proses Finishing Female Cavity <br />Gambar 4.17 Simulasi Proses Finishing Female Cavity<br />Proses terakhir adalah melakukan machining pada bagian faced permukaan dalam cavity. <br />Gambar 4.18 Finishing Cut Area pada Female Cavity<br />Gambar 4.19 Tool Path Generator Proses Finishing Cut Area pada Female Cavity<br />Gambar 4.20 Simulasi Proses Finishing Cut Area pada Female Cavity <br />Gambar 4.21 Tool Path Generator Proses Flow Cut Multiple pada Female Cavity<br />Gambar 4.22 Simulasi untuk proses Flow Cut Multiple<br />4.2. CORE (MALE) CAVITY <br />Untuk membuat bagian core mould maka file yang ber exstension step dibuka di unigraphics dan dibuatkan blank nya yang berfungsi sebagai raw material yang akan dipotong. Untuk membuat raw material maka diklik start lalu modeling. Setelah itu klik sketch dan buat sketch pada bagian bawah kotak dan dilakukan extrude sejauh 150 ke arah sumbu Z+. untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini. Setelah proses extrude selesai maka benda kerja tersebut sudah memenuhi persyaratan untuk dilakukan manufacturingnya. Dengan cara start, manufacturing, lalu pada browser bar tampak program, dan klik kanan dan insert operation.<br />Gambar 4.23 Insert operation pada program pembuatan Core Cavity<br />Gambar 4.24 Membuat Blank Geometri Core Cavity<br />Gambar 4.25 Milling Tool Parameter Core Cavity<br />Gambar 4.26 Menentukan Part Geometry Core Cavity <br />Gambar 4.27 Tool Path Generator untuk Proses Roughness Core Cavity<br />Gambar 4.28 Simulasi Proses Rougness Core Cavity<br />Gambar 4.29 Zlevel Profile Tool Path Generator untuk Proses Finishing Core Cavity<br />Gambar 4.30 Simulasi Zlevel Profile untuk Proses Finishing Core Cavity<br />Gambar 4.31 Memilih Cut Area Countur Core Cavity <br />Gambar 4.32 Tool Path Generator untuk Proses Cut Area pada Core Cavity<br />Gambar 4.33 Simulasi untuk Proses Cut Area pada Male Cavity <br />Gambar 4.34 Tool Path Generator untuk Proses Flowcut Multiple pada Core Cavity<br />Gambar 4.35 Simulasi untuk Proses Flowcut Multiple pada Core Cavity<br />4. KESIMPULAN<br />Pada kegiatan reverse engineering, material yang dibuat harus bisa di reproduksi ulang dengan akurasi yang masih memenuhi. Sebagai contoh yang menggambarkan produk tidak sempurna di produksi ulang adalah ketika kita membeli casing handphone yang bukan original. Ketika kita pasang ke body HP, sering tidak sempurna dalam ikatannya. Hal ini dikarenakan karena kegiatan reverse engineering yang kurang berhasil. Untuk kasus produk-produk plastik rumah tangga juga sering kita jumpai beberapa cetakan yang sangat terlihat kekasaranya. <br />Hal-hal yang mempengaruhi hasil akhir yang paling utama adalah kualitas material nya, kemudian saat proses injection molding yang kurang sempurna, yang terakhir adalah saat pengambilan data geometri yang tidak sempurna. <br />Hasil kesimpulan dalam mendesain produk penutup tempat sendok kali ini, pengambilan data kurang dapat dipertanggung jawabkan. Selain banyak bentuk kountor yang sulit mengambil datanya secara benar. Rekomendasinya dapat mengunakan CMM ( Coordinat Measurment Machine) atau dengan 3D Scan yang sangat cocok dengan benda berbentuk countour. Bagian proses yang hanya bisa dilakukan dengan EDM, tidak dikerjakan didalam pembuatan desain kali ini. Selain memang sangat rumit untuk dimachining ( Dengan EDM), pengambilan data geometri akan sangat sulit untuk diambil dengan akurat.<br />Untuk proses injection molding nya, juga tidak menutup kemungkinan untuk mengalami kegagalan dalam proses, dalam kasus integrasi desain dan manuktur kali ini, tidak membahas bagaimana aliran polypropylane cair masuk dengan sempurna kedalam runner dan beberapa percabangan dengan sempurna. Hal ini bisa dianalisa dengan perangkat lunak seperti softwere mold flow.<br />