EDM Die Sinking

Laporan Praktikum Kelompok 16

Modul PM2-03: Proses Non Konvensional I | 0

LAPORAN PRAKTIKUM PROSES MANUFAKTUR II

MODUL PM2-03 PROSES NON KONVENSIONAL I

Oleh:

Kelompok 16

Anggota:

Hendrastantyo Ruriandi 13111072

Dini Adilah Prabowo 13111075

Ahmad Armansyah Fauzi 13111079

Iqbal Jauhari Roesdha 13111082

Fuad Muthahari 13111090

Ali Akbar Nasution 13111140

Tanggal Praktikum:

27 Februari 2014

Tanggal Penyerahan Laporan:

3 Maret 2014

Nama Asisten: Rifki Ruriardi (13110121)

LABORATORIUM DASAR TEKNIK PRODUKSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung

2014



BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Praktikum

Proses pemesinan secara mekanikal tidak selamanya dapat dilakukan karena bisa saja hasilnya

tidak memuaskan, atau tidak ekonomis, atau memang tidak dapat dilakukan pada beberapa

komponen mesin. Misalkan jika material yang dikerjakan: (1) memiliki kekuatan dan kekerasan

yang akan dikerjakan terlalu tinggi, (2) terlalu getas (dan akan merusak jika tetap dilakukan

pemesinan mekanikal), (3) terlalu fleksibel (di mana tidak mampu menahan beban selama

prosesnya), (4) bentuknya terlampau kompleks, (5) membutuhkan toleransi dimensi yang sangat

baik, dan (6) kenaikan temperatur dan tegangan sisa yang dihasilkan selama proses tidak dapat

ditahannya.

Untuk itu diperlukan metode pemesinan lain yang tidak secara mekanikal. Bisa secara kimiawi,

elektrikal, laser, hingga memanfaatkan pancarn energi yang tinggi. Salah satu bentuknya adalah

electrical-discharge machining (EDM) yang mampu membentuk bagian yang kompleks dengan

kekerasan dan kekuatan material yang tinggi namun secara ekonomis relatif cukup mahal. Untuk

benda kerja yang cukup tebal digunakanlah metode EDM die-sinking.

B. Tujuan Praktikum

Memahami prinsip proses EDM die-sinking.

Memahami cara kerja mesin EDM die-sinking.

Mengetahui jenis-jenis elektroda yang dapat digunakan dan benda kerja yang dapat melalui

proses EDM die-sinking.

Mengetahui jenis-jenis cairan dielektrik yang dapat digunakan pada EDM die-sinking.



BAB II TEORI DASAR

Electrical-discharge machining (EDM, juga biasa disebut electrodischarge atau spark-erosion

machining) adalah proses pemesinan yang berprinsip pada mengerosikan logam dengan loncatan

elektron. Ketika dua kawat konduktor arus saling bersentuhan akan terbentuk busur, yang jia dilihat

lebih dekat pada titik kontak antara dua kawat akan terlihat sebagian kecil logam yang terbuang

(tererosi). Proses EDM ini adalah salah satu proses yang penting dan sering digunakan dalam

industri manufaktur.

Prinsip kerja EDM (diperlihatkan pada gambar di atas) ini adalah pahat pembentuk (yang terbuat dari

elektroda) dan benda kerja dihubungkan pada catu daya DC dan ditempatkan di dalam cairan

dielektrik (tidak dapat mengkonduksi listrik). Ketika beda potensial antara pahat dengan benda kerja

sudah cukup tinggi cairan dielektrik hancur dan terbentuk loncatan elektron melalui cairan dielektrik,

menghilangkan sebagian kecil, sangat kecil tiap datu loncatan, logam dari permukaan benda kerja.

Proses ini bekerja pada frekuensi 200-500 kHz, dengan voltase 50-380 V, dan arus listrik 0,1-500 A.

Volume material yang hilang per loncatan elektron berkisar antara 10-6-10-4 mm3. Proses EDM ini

dapat dilakukan pada material benda kerja berupa konduktor listrik. Titik leleh merupakan faktor

penting yang mempengaruhi volume logam yang hilang per loncatan elektron, di mana semakin tinggi

jumlahnya maka akan semakin rendak laju penghilangan material. Laju ini, material-removal rate,

dapat dirumuskan sebagai:

= 4 10 , dengan MRR dalam mm3/menit, I adalah arus dalam Ampere, dan Tw adalah titik leleh benda kerja

dalam C.

Selama prosesnya benda kerja terpasang pada tangki berisi cairan dielektrik dan pergerakannya

dikontrol secara numerik oleh sistem kontrol. Jarak antara pahat dan benda kerja merupakan hal

yang perlu diperhatikan. Gerak menambah kedalaman potong oleh elektroda dikontrol dengan

mekanisme servomechanism dengan mengatur gap (jarak) yang tetap.



Cairan dielektrik yang umum digunakan adalah minyak tanah, sekalipun kerosin dan air distilasi dan

ionisasi juga dapat digunakan pada aplikasi khusus. Juga ada cairan yang bersih dengan viskositas

rendah yang lebih mahal, dan lebih mdah melakukan pembersihan. Cairan dielektrik memiliki fungsi:

Sebagai insulator hingga beda potensial yang dihasilkan cukup tinggi.

Sebagai media pendingin (bagi elektroda dan benda kerja).

Sebagai media flushing, yang membawa geram keluar dari daerah gap.

Elektroda biasanya terbuat dari grafit, dan terkadang kuningan, tembaga, atau paduan tembaga-

tungsten. Loncatan elektron yang terjadi pada EDM juga mengerosikan elektroda, mengubah

geometrinya, dan dapat mempengaruhi bentuk produk yang dihasilkan termasuk akurasi dimensinya.

Keausan pahat menjadi faktor penting yang haarus diperhatikan dan dilambangkan dengan wear

ratio, yaitu rasio volume benda kerja yang hilang terhadapvolume keausan elektroda. Pada elektroda

logam rasio ini biasanya 3:1 dan pada elektroda grafit 100:1. Keausan elektroda terkait dengan titik

lelek dari material yang digunakan. Semakin rendah titik leleh elektroda akan semakin tinggi laju

keausannya, dan semakin tinggi arus juga semakn tinggi keausan.



BAB III DATA PERCOBAAN

A. Alat dan bahan

Alat:

Mesin EDM die-sinking

Bahan:

Plat Aluminium

Elektroda tembaga

Cairan dielektrik

B. Gambar mesin EDM die-sinking

Merk: Charmilles Eleroda



BAB IV ANALISIS

Hendrastantyo Ruriandi (13111072)

Proses EDM (Electrical discharge machining) merupakan proses machining yang memanfaatkan

erosi pada permukaan logam akibat spark yang mengenai permukaan. Benda kerja yang akan

melalui proses ini diletakkan pada pencekam di dalam tangki. Sebelum pemasangan dilakukan,

permukaan benda kerja dibersihkan terlebih dahulu untuk menghilangkan oksida dan kotoran lainnya.

Elektroda juga dipasang pada pencekam elektroda dan dipastikan elektroda maupun benda kerja

telah terpasang dengan baik.

Proses EDM dilanjutkan dengan memutar switch utama, switch arus, switch pompa ke kondisi on

secara berurutan. Selain itu, switch cairan dielektrik juga diputar ke posisi ON tanpa memeperhatikan

urutan pemutaran. Setelah pemutaran switch dilakukan, langkah berikutnya dilakukan dengan setting

nol posisi elektroda terhadap benda kerja dengan menggerakkan pengerak kereta hingga jam ukur

bergerak. Pengaturan kedalaman potong dilakukan dengan memperhatikan skala mikrometer.

Kedalaman potong pada praktikum ini sebesar 2 mm. Proses EDM dimulai dengan menekan tombol

elektroda (+) dan tegangan ON.

Proses EDM ini memiliki beberapa parameter yang penting untuk diperhatikan. Parameter-parameter

tersebut, yaitu:

1. Arus listrik yang mengalir pada proses ini sangat mempengaruhi terbentuknya spark yang

terbentuk pada permukaan benda kerja.

2. Material benda kerja serta material elektroda sangat penting untuk diperhatikan. Kedua benda ini

harus memiliki sifat konduktivitas yang baik agar spark dapat terbentuk. Hal yang sangat

berpengaruh adalah wear ratio pada elektroda. Agar proses berjalan dengan baik, rasio

terkikisnya elektroda lebih kecil dibandingkan benda kerja dan diusahakan dalam pengerjaan

tidak perlu mengganti elektroda akibat elektroda yang terkikis habis.

3. Celah antara elektroda dan benda kerja dibuat agar terjadi beda tegangan yang cukup tinngi

sehingga spark dapat terbentuk. Celah yag terlalu besar tentu tidak akan mendukung terjadinya

spark karena elektron yang tidak memungkinkan untuk bergerak.Sedangkan apabila celah terlalu

rapat, dapat dikatan arus dapat mengalir dengan lancar dan elektron akan bergerak tanpa

adanya spark.

4. Dimensi benda kerja yang terbentuk sangat dipengaruhi oleh dimensi elektroda. Hal ini

diakibatkan pengikisan yang terjadi pada benda kerja mengikuti pola permukaan elektroda

sehingga dimensi sangat dipengaruhi.



5. Cairan Dielektrik yang digunkan pada proses ini sangat bermanfaat untuk membersihkan geram

pada permukaan benda kerja, sebagai pendingin pada saat proses berlangsung, serta memiliki

fungsi utama sebagai insulator hingga beda tegangan antara elektroda dan benda kerja cukup

tinggi spark dapat terbentuk. Agar cairan yang digunakan dapat memenuhi fungsinya ada

beberapa persyaratan yang perlu dipenuhi yaitu viskositas yang rendah agar dapat membawa

geram pada permukaan benda kerja serta tidak menghambat gerak elektroda, kpasitas panas

yang cukup tinggi agar dapat menyerap panas dengan baik, titik nyala tinggi, serta cairan yang

bersifat inert.

6. Panjang langkah gerakan elektroda sangat berpengaruh terhadap kecepatan potong. Semakin

pendek maka semakin cepat pula proses pengerjaan. Panjang langkah juga perlu diperhatikan

agar elektroda tidak membentur permukaan benda kerja.

7. Konduktivitas listrik benda kerja dan elektroda harus baik agar loncatan elektron dan

terbentuknya spark dapat terjadi.

8. Kedalaman potong sangat berpengaruh terhadap waktu pengerjaan yang dilakukan/

Pada saat proses berlangsung, terdapat fenomena yang terjadi. Fenomena yang pertama adalah

timbulnya gelembung udara. Fenomena ini diakibatkan adanya gerakan pada elektroda yang naik-

turun sehingga ada udara yang terjebak serta adanya cairan dielektrik yang menguap dan berubah

fasa menjadi uap. Panjang langkah yang pendek akan membuat pergerakan elektroda semakin cepat

sehingga membuat udara yang terperangkap semakin banyak dan menimbulkan gelembung. Selain

itu apabila cairan dielektrik memiliki titik didih yang cukup rendah, penguapan juga akan semakin

cepat terjadi dan membuat gelembung yang terperangkap semakin banyak.

Fenomena yang juga biasanya terjadi adalah dimensi benda kerja yang terbentuk juga tidak sesuai

dan tidak sama persis dengan elektroda. Hal ini diakibatkan gap yang terbentuk tidak hanya antara

elektroda dan permukaan benda kerja yang tepat berada di bawahnya. Akan tetapi ada juga ada gap

antara elektroda dan daerah sekeliling permukaan benda kerja yang tepat berada di bawah elektroda.

Sehingga spark juga terbentuk pada area tersebut. Hal inilah yang mengakibatkan area benda kerja

yang terkikis lebih besar.

Pada prinsipnya, proses EDM ini dapat berlangsung akibat adanya beda tegangan yang cukup tinggi

antara elektroda dan benda kerja serta gap yang kecil di antara keduanya. Agar ada beda potensial

antara benda kerja serta elektroda, maka dimanfaatkanlah arus DC yang dialirkan pada kedua benda.

Benda kerja dihubungkan dengan kutub postif, dan elektroda dihubungkan dengan kutub negatif.

Penggunaan arus DC ini biasanya didapatkan dari listrik PLN yang memiliki arus AC dan disearahkan

dengan rangkaian rectifier. Sumber arus DC ini juga dimanfaatkan untuk servo control agar electroda

dapat bergerak naik dan turun.



Pada pemasangan elektroda dan benda kerja telah diatur sedemikian rupa agar ada celah kecil di

antara kedua benda. Ketika kedua benda ini dialiri arus DC, maka terdapat perbedaan tegangan

antara benda kerja dan elektroda. Karena terdapat celah yang kecil, maka arus tidak dapat mengalir

dengan baik akan tetapi elektron masih tetap berusah untuk berpindah ke kutub positif, sehingga ada

loncatan elektron dari elektroda menuju benda kerja.

Proses EDM ini berlangsung di dalam cairan dielektrik. Cairan Dielektrik bersifat insulator, sehingga

loncatan elektron dari elektroda tertahan oleh cairan tersebut. Akibat banyaknya muatan elektron

yang tertahan oleh cairan dielektrik, suatu ketika cairan tersebut tidak mampu lagi menahan loncatan

elektron tersebut sehingga terjadilah dielectric breakdown. Akibatnya adalah loncatan elektron yang

terjadi sangat besar dan timbullah spark. Spark inilah yang dimanfaatkan untuk mengikis benda kerja.

Proses ini berlangsung sangat cepat dan berulang. Oleh sebab itu, electroda bergerak naik sesaat

kemudian turun hingga membuat celah yang kecil agar loncatan electron yang tertahan oleh cairan

dielektrik dapat terjadi kembali.

Gerakan naik-turun elektroda membuat spark terbentuk. Selain itu, gerakan ini sangat bermanfaat

agar spark yang terbentuk merata pada seluruh permukaan benda kerja. Spark yang tercipta

terbentuk di daerah yang sangat acak. Apabila elektroda tetap diam, maka posisi spark yang terjadi

hanya ada pada satu lokasi saja. Dengan gerakan, yang naik-turun maka spark yang terbentuk

diharapkan terbentuk di keseluruhan area benda kerja yang ingin dikikis. Gerakan naik-turun

elektroda juga memiliki keuntungan untuk membersihkan permukaan benda kerja. Dengan adanya

gerakan naik-turun, cairan dielektrik akan membawa geram hasil pengikisan.

Proses EDM ini berlangsung dalam waktu yang cukup lama. Pembentuka spark mampu mengikis

sebagian kecil pada benda kerja sehingga waktu yang dibutuhkan sangat lama dan geram yang

dihasilkan pun sangat kecil.

***

Dini Adilah Prabowo (13111075)

Pada prinsipnya, apa yang terjadi dalam proses EDM die-sinking adalah:



Digunakan catu daya AC yang dengan rectifier diubah arusnya menjadi arus DC. Arus DC ini

dihubungkan pada elektroda di kutub negatif dan benda kerja di kutub positif, namun polaritas ini

dapat dibalik untuk kegunaan yang berkebalikan.

Servo control dihubungkan ke elektroda untuk menggerakkan elektroda. Pemilihan servo control

ini didasarkan pada ketahanannya dalam menopang beban, di mana diharuskan menahan

elektroda pada jarak tertentu yang tetap (untuk menjaga gap yang konstan), juga sifatnya yang

dapat diatur. Elektroda sendiri memiliki fungsi:

1. Memberi loncatan elektron ke benda kerja, di mana elektron bergerak dari elektroda

sebagai kutub negatif ke benda kerja sebagai kutub positif.

2. Pembersih geram dari gap, di mana dengan naik-turunnya elektroda dengan cepat

membantu fluida menyapu geram.

3. Menentukan bentuk pemotongan atau dengan kata lain berperan sebagai die atau mold.

Syarat yang harus dimiliki elektroda, yaitu: bersifat konduktor dan ketahanan terhadap aus yang

tinggi (titik leleh yang dimiliki tinggi, relatif terhadap benda kerja). Elektroda yang biasa

digunakan adalah grafit, kuningan, tembaga, dan paduan tembaga-tungsten.

Benda kerja, yang dihubungkan pada kutub positif catu daya, ditenggelamkan ke cairan

dielektrik.

Elektroda diatur didekatkan ke benda kerja dengan hanya menyisakan sangat sedikit jarak (gap)

dan ujung elektroda beserta gap ini ikut tenggelam di dalam cairan dielektrik. Cairan dielektrik ini

memiliki fungsi:

1. Sebagai insulator hingga beda potensial yang dihasilkan cukup tinggi untuk terjadinya

breakdown pada cairan dielektrik.

2. Pembuangan geram, dengan cara mengalirkannya menjauhi gap.

3. Sebagai media pendingin untuk elektroda dan benda kerja.

Cairan yang umum digunakan adalah minyak, kerosin, serta air distilasi dan air ionisasi.

Gerakan elektroda terdiri dari dua jenis, yaitu gerakan turun menambah kedalaman potong serta

gerak naik-turun. Gerakan turun saja dikontrol oleh mikrometer yang di awal telah diatur

skalanya sesuai besar kedalaman potong. Sementara gerak naik-turun dikontrol oleh jam ukur

yang di awal telah di atur pada skala sesuai gap yang sempit, agar didapat gap yang konstan.

Ketika catu daya dihidupkan arus listrik akan mengalir, di mana elektron akan bergerak dari

kutub negatif (elektroda) ke kutub positif (benda kerja). Ketika baru sedikit arus yang mengalir,

belum dapat terjadi lompatan elektron karena beda potensial elektroda-benda kerja masih

rendah, sehingga elektron belum mampu melawan atau melewati dielektrik. Hal ini membuat

elektron menumpuk di elektroda menunggu cukup tinggi beda potensial untuk membawanya

melewati cairan dielektrik.

Ketika makin banyak arus mengalir, beda potensial elektroda-benda kerja meningkat, membuat

terjadinya dielectric breakdown, di mana elektron berhasil menembus cairan dielektrik dan

menghampiri benda kerja. Di sini lah terbentuk spark, loncatan elektron yang mengikis benda

kerja.



Loncatan elektron yang terjadi ini tidak hanya mengerosikan benda kerja namun juga

menyebabkan aus pada elektroda. Namun karena elektroda memiliki titik leleh yang relatif lebih

tinggi daripada benda kerja maka erosi pada elektroda jauh lebih sedikit daripada benda kerja.

Ketika polaritas dibalik yang akan terjadi adalah elektroda lebih terkikis daripada benda kerja.

Pembuangan geram dilakukan oleh cairan dielektrik dengan bantuan gerak naik-turun elektroda.

Ketika elektroda naik-turun akan mendorong geram yang melayang di daerah gap keluar

terbawa cairan dielektrik. Ketika geram sudah berada di luar daerah gap tidak akan menjadi

masalah bagi proses EDM ini.

Langkah-langkah yang harus dilakukan dalam EDM die-sinking adalah:

Siapkan mesin EDM die-sinking, benda kerja, elektroda, dan cairan dielektrik.

Bersihkan benda kerja lalu pasangkan pada meja pencekam.

Pasangkan elektroda pada pencekam elektroda.

Putar knop berikut secara berurutan: switch on, switch arus listrik, switch motor pompa, lalu

switch cairan dielektrik.

Atur posisi nol (setting 0) elektroda terhadap benda kerja dengan menggerakkan kereta ke

bawah (memutar penggerak kereta) sampai jarum jam ukur begerak (menandakan elektroda

telah sedikit bersentuhan sedikit dengan benda kerja).

Apabila kereta sudah tidak dapat digerakkan lagi atur jarak elektroda dengan benda kerja (gap)

dengan memutar switch elektroda sampai lampu indikator menyala.

Atur kedalaman potong dengan menggunakan mikrometer (atur skala pada mikrometer sesuai

kedalaman pemotongan, pada praktikum ini diinginkan sebesar 2 mm).

Hidupkan knop elektroda + dan knop ON untuk memulai proses EDM die-sinking.

Beberapa parameter yang harus diperhatikan pada proses EDM die-sinking ini, yaitu:

Arus listrik: semakin tinggi arus listrik akan semakin tinggi MRR karena semakin cepat beda

potensial elektroda-benda kerja meningkat.

Perubahan daya, di mana arus AC diubah menjadi DC.

Material elektroda: memiliki titik leleh yang tinggi relatif terhadap benda kerja agar tidak cepat

mengalami keausan.

Material dan dimensi benda kerja: lebih disarankan untuk material yang cukup tebal, berbeda

pada EDM wire-cutting yang cocok untuk material tipis.

Cairan dielektrik, harus memenuhi syarat:

- kapasitas panas dan titik nyala yang tinggi, agar tidak mudah menguap.

- inert, agar tidak bereaksi secara kimia dengan benda kerja maupun elektroda serta

lingkungan.

- viskositasnya rendah, membuatnya tidak menempel pada elektroda dan benda kerja, tidak

membebani gerakan elektroda, serta lebih mudah (lebih kuat) mengalirkan geram keluar.



- bersih, di mana cairan yang kotor (banyak geram di dalamnya) akan menghambat loncatan

elektron ke benda kerja.

Kedalaman potong.

Fenomena yang umum terjadi dalam proses EDM die-sinking ini adalah:

Terbentuk gelembung yang berupa uap dari cairan fluida akibat panas yang diperlukan selama

prosesnya, dan uap ini membentuk gelembung akibat gerak naik-turun elektroda.

Benda kerja terbentuk sesuai elektroda.

Dimensi dari benda kerja hasil cetakan tidak akan identik dengan bentuk ujung elektroda di

mana ukurannya lebih besar akibat adanya gap. Jadi perbedaan ukuran ini sama besarnya

dengan ukuran gap.

***

Ahmad Armansyah Fauzi (13111079)

Pada praktikum ini yang pertama kali harus dilakukan adalah menyiapkan alat dan benda kerja. Alat

dipastikan bekerja dan benda kerja harus dibersihkan terlebih dahulu agar pengerjaan lebih mudah

dan hasilnya lebih baik. Lalu benda kerja dipasang di mesin dengan pencekam. Kemudian yang

harus dilakukan adalah menyalakan switch pada mesin EDM die sinking, dimulai dari switch utama,

kemudian switch arus, switch pompa motor dan switch cairan dielektrik. Kemudian jarak elektroda

dengan benda kerja harus diatur, dan kedalaman potong yang diinginkan juga diatur. Terakhir untuk

menyalakan mesin tombol elektroda dan tegangan ON harus ditekan.

Pada proses EDM die sinking terdapat beberapa fenomena. Yang pertama adalah dielectric

breakdown. Fenomena ini karena ada beda tegangan antara elekroda dan benda kerja. Ketika

terdapat jarak di antara benda kerja dan elektroda, elektron akan berusaha meloncat tapi tertahan

oleh cairan dielektrik karena cairan dielektrik adalah insulator yang berfungsi seperti kapasitor. Ketika

muatan sudah cukup maka akhirnya cairan dielektrik akan pecah dan spark dapat lewat. Fenomena

ini terjadi dengan sangat cepat. Kemudian fenomena yang lain adalah hasil potongan yang lebih

besar daripada penampang elektroda. Seharusnya hasil potongan sama dengan elektroda karena

spark yang muncul dari permukaan elektroda yang ada, tetapi karena terdapat spark yang menyebar

ke luar bentuk penampang elektorda, maka terjadi pelebaran hasil potong. Kemudian fenomena

berikutnya adalah terjadinya gelembung di cairan dielektrik. Gelembung ini dihasilkan karena gerakan

elektroda yang naik turun dan juga karena cairan yang menguap karena panasnya spark. Panas

spark bisa melebihi 10000C.

Parameter yang harus diperhatkan pada proses EDM die sinking ini adalah: yang pertama adalah

material elektroda yang dipakai. Material elektroda harus lebih tahan aus daripada material benda



kerja, karena jika tidak maka elektrodanyalah yang akan cepat rusak. Aus ini dapat terjadi karena

panas yang sangat tinggi sehingga material meleleh. Dengan kata lain titik leleh elektroda harus lebih

tinggi daripada titik leleh benda kerja. Selain itu material elektorda harus merupakan konduktor listrik

yang baik. Dan juga geometri elektorda harus diperhatikan karena hasil potongan tergantung dari

bentuk penampang elektrodanya. Kemudian parameter yang kedua adalah jenis cairan dielektrik.

Cairan dielektrik berfungsi sebagai pendingin, insulator dan juga pembawa geram. Maka harus

diperhatikan viskositas dari cairan dielektrik. Viskositasnya tidak boleh terlalu tinggi karena akan

,memperberat kerja motor dan juga akan sulit membawa geram. Cairan dielektrik ini biasanya akan

tidak terbakar pada proses walaupun mudah terbakar. Hal ini disebabkan karena gerakan elektroda

yang naik turun dan naik tepat ketika spark muncul. Maka tidak terdapat cukup waktu untuk membuat

cairan dielektrik terbakar. Cairan dielektrik juga tidak boleh sampai menempel dan sulit dibersihkan.

Kemudia parameter berikutnya adalah beda tegangan dan jarak antara elektroda dengan benda

kerja. Dua hal ini adalah yang mengakibatkan adanya loncatan elekron yang mengakibatkan panas

untuk pemotongan. Harus terdapat beda tegangan yang cukup tinggi dan jarak yang cukup kecil

untuk membuat terjadinya spark. Panjang langkah dari elektroda yang naik turun dan kedalaman

potong juga harus diperhatikan, karena jika panjang langkah lebih besar dari kedalaman potong maka

elektroda akan menumbuk benda kerja. Dan hal ini juga agar pembuangan geram tetap sesuai.

Cara kerja dari alat ini adalah sebagai berikut: arus yang dihasilkan akan melalui rectifier dan

menjalankan servo motor yang akan mengatur gerakan dari elektroda. Elektroda akan bergerak naik

turun dan akan naik ketika jam ketinggian sudah mencapai jam ukur. Gerakan naik turun ini

dimaksudkan agar tidak terdapat spark yang menyebar dan mengurangi kepresisian hasil potoong.

Kemudian elektroda ini akan berhenti dengan sendirinya ketika kedalaman potong sudah sesuai

dengan kedalaman potong yang kita atur pada mikrometer. Ini dibantu dengan sensor yang ada.

Ketika terdapat jarak yang cukup dekat antara elektroda dengan benda kerja, karena ada beda

tegangan yang cukup tinggi maka muncul loncatan elektron yang mengakibatkan loncatan bunga api

yang menghasilkan panas sehingga benda kerja terkikis dan terbentuk sesuai penampang elektroda.

***

Iqbal Jauhari Roesdha (13111082)

Pada praktikum EDM Die Sinking, pertama-tama kita harus mempersiapkan alat dan benda kerja

yang digunakan. Alat yang diperlukan adalah elektroda tembaga dan benda kerjanya pelat

aluminium. Pastikan peralatan dan benda kerja dalam kondisi baik dan bersih. Kemudian kita periksa

kondisi mesin dan pompa hidrolik.

Pasang benda kerja pada pencekam yang berada meja kerja didalam tangki. Kemudian putar switch

utama, arus, motor pompa, dan cairan dielektrik ke posisi on. Atur posisi elektroda terhadap benda

kerja (setting nol) dengan memutar penggerak kereta sampai jam ukur bergerak. Atur kedalaman



potongnya 2 mm dengan cara menaikkan skala pada mikrometer 2 garis. Untuk memulai proses EDM

die sinking tekan tombol elektroda (+) dan tegangan on.

Pada proses ini terjadi beberapa fenomena, salah satunya tebentuk gelembung gas. Hal ini terjadi

karena gerakan naik turunnya elektroda yang menyebabkan fluida menjadi berbusa. Gas juga

terbentuk akibat menguapnya fluida akibat panas dari spark. Produk yang dihasilkan sesuai dengan

bentuk elektroda, karena pemotongan dilakukan oleh spark terjadi disekitar elektroda sehingga

daerah yang terpotong sesuai bentuk elektroda. Dimensi produk akan lebih besar daripada elektroda

karena spark akan memotong daerah sekeliling (dalam jarak tertentu) di sekitar elektroda.

Parameter dari proses ini adalah arus listrik, material, dimensi, fluida dielektrik kedalaman potong,

gap, dan panjang langkah. Arus listrik berbanding lurus dengan jumlah material yang terpotong akibat

spark. Dari segi material elektroda harus memiliki ketahanan aus yang lebih besar daripada benda

kerja, sehingga benda kerja aus terlebih dahulu daripada benda kerja. Elektroda dan benda kerja

harus konduktor agar dapat terjadi loncatan listrik. Kita juga harus menyesuaikan dimensi benda kerja

yang dibuat, karena proses ini memotong dengan lambat, dan ukuran juga bergantung dengan

elektroda. Fluida dielektrik juga harus diperhatikan karena fluida dielektrik berfungsi sebagai

pendingin, menginsulasi spark dan membantu pembuangan geram. Kita juga harus mengatur

kedalaman potong. Pada proses ini kita harus memberikan gap antara elektroda dengan benda kerja

agar dapat terjadi spark. Jika terlalu jauh maka tidak akan terjadi spark. Panjang langkah harus kita

atur agar tidak terjadi tabrakan antara elektroda dan benda kerja. Langkah ini juga berfungsi agar

geram dapat menjauhi daerah pemotongan .

Prinsip kerja dari proses ini adalah memotong benda kerja dengan loncatan listrik dari elektroda

dengan benda kerja dengan memanfaatkan beda potensial antara elektroda dengan benda kerja.

Cara kerja mesin ini adalah listrik AC masuk menuju rectifier menjadi arus DC. Kemudian besar arus

akan diatur pada current control. Kemudian pada servo control akan mengatur gerakan servo motor

yang menggerakkan elektroda sehingga terjadi spark pada elektroda ke benda kerja sehingga terjadi

pemotongan

***

Fuad Muthahari (13111090)



EDM Die Sinking merupakan proses pemesinan dengan memanfaatkan loncatan elektron dari

elektroda untuk memotong benda kerja. Loncatan elektron ini timbul akibat adanya celah sempit

antara benda kerja dan elektroda serta adanya beda potensial yang tinggi antara elektroda dan

benda kerja. Beda potensial yang tinggi ini diakibatkan adanya cairan dielektrik yang bersifat insulator

yang berada di antara elektroda yang dihubungkan dengan kutub negatif dan benda kerja yang

dihubungkan dengan kutub positif. Elektron akan menumpuk pada ujung elektroda hingga suatu saat

akan terjadi loncatan elektron ke benda kerja. Loncatan elektron yang sangat banyak dan memiliki

momentum yang tinggi ini yang kemudian akan mengikis benda.

Pada praktikum EDM Die Sinking hal yang pertama kali dilakukan adalah menyiapkan benda kerja

dan membersihkan kotoran yang ada pada permukaan benda kerja. Kemudian benda kerja dipasang

pada meja kerja (pada tangki) dengan cara dicekam. Kemudian elektroda dipasang pada kereta.

Kemudian mesin dinyalakan dengan memutar switch utama, switch arus, switch motor pompa dan

switch cairan dielektrik ke posisi nyala. Kemudia diatur posisi elektroda terhadap benda kerja (setting

0). Setelah itu diatur kedalaman potong yang diinginkan dengan cara menaikkan skala mikrometer.

Lalu proses EDM die sinking dimulai dengan menekan tombol elektroda dan tegangan ON.

Parameter yang perlu diperhatikan dalam pengerjaan proses EDM die sinking antara lain :

1. Besarnya arus pada pengerjaan proses EDM die sinking akan memengaruhi waktu pengerjaan

proses tersebut. Semakin tinggi arus yang digunakan maka spark yang dihasilkan akan semakin

besar dan proses pengerjaan menjadi lebih cepat.

2. Material elektroda dan benda kerja. Material elektroda yang digunakan harus memiliki ketahanan

aus yang lebih tinggi dibandingkan dengan benda kerja hal ini dikarenakan elektroda yang harus

mengikis benda kerja, bukan sebaliknya. Selain itu perlu diperhatikan sifat konduktivitas

listriknya, semakin baik maka waktu pengerjaan akan semakin cepat.

3. Dimensi benda kerja yang akan diproses dan elektroda perlu diperhatikan juga, karena

pengerjaan menggunakan EDM die sinking relatif lambat.

4. Jenis cairan dielektrik perlu diperhatikan juga mengenai sifat-sifatnya seperti kapasitas panas,

inert dan viskositas rendah. Kapasitas panas akan berhubungan dengan temperatur pengerjaan

dan viskositas akan berpengaruh pada mekanisme pembuangan geram serta beban pada

elektroda.

5. Celah (gap) antara elektroda dan benda kerja akan memengaruhi besarnya spark yang

dihasilkan.

6. Panjang langkah pada proses pengerjaan akan memengaruhi waktu pengerjaan. Semakin kecil

langkah maka semakin cepat waktu proses pengerjaan, namun perlu diperhitungkan jaraknya

agar tidak terjadi tumbukan antara elektroda dan benda kerja.

Pada proses EDM die sinking ada beberapa fenomena yang dapat diamati, antara lain timbulnya

gelembung pada saat proses pengerjaan. Gelembung ini disebabkan oleh 2 faktor, yang pertama

yaitu adanya udara yang masuk ke fluida pada saat elektroda bergerak naik turun. Yang kedua yaitu



gelembung dapat timbul akibat adanya penguapan yang terjadi pada fluida dielektrik diakibatkan

temperatur spark yang melewati temperatur uap dari fluida dielektrik tersebut. Selain itu fenomena

yang dapat diamati lainnya adalah ukuran dimensi produk yang lebih besar dibandingkan dengan

cetakannya (die). Hal ini disebabkan karena spark tidak hanya timbul pada bagian bawah elektroda,

namun dapat timbul juga dibagian sisi. Hal ini yang menyebabkan benda kerja terkikis dan

dimensinya lebih besar dibandingkan cetakannya.

***

Ali Akbar Nasution (13111140)

Pada praktikum kali ini dimulai oleh persiapan benda kerja dengan meyakinkan tidak ada benda

pengotor pada permukaan benda kerja. Lalu pasang benda kerja pada pencekam dalam bak mesin.

Pasang juga elektroda yang akan digunakan pada kereta. Setelah dipastikan benda kerja dan

elektroda telah dipasang dengan baik mulai mesin dengan memutar switch utama, switch arus, switch

motor pompa dan switch cairan dielektrik. Lalu atur posisi elektroda terhadap benda kerja (setting 0)

dengan memutar penggerak kereta hingga jam ukur bergerak. Lalu atur kedalaman potongnya

dengan cara menaikan skala pada mikrometer. Lalu mulai proses EDM Die Sinking dengan menkan

tombol elektroda dan tegangan ON. Gerak kerja pada mesin EDM Die Sinking merupakan gerak naik

turun elektroda yang cukup cepat, hal ini dilakukan untuk mencegah spark menyebar selain didaerah

dibawah elektroda sehingga hasil yang didapat bisa lebih presisi.

Ada beberapa fenomena yang biasanya terjadi ketika proses pengerjaan pertama terjadinya

gelembung ketika elektroda masuk dan keluar dari cairan dielektrik, hal ini terjadi karena gerakan naik

turun elektroda sehingga membawa sedikit udara kedalam cairan dielektrik dan terjadinya penguapan

dari cairan dielektrik tersebut akibat tingginya temperatur spark. Fenomena lainnya adalah perbedaan

dimensi yang dihasilkan pada benda kerja dengan cetakannya, hal ini karena spark terkadang terjadi

diantara sisi elektroda dan benda kerja (spark gap), tidak hanya dibawah elektroda.

Beberapa parameter yang perlu diperhatikan pada pengerjaan menggunakan mesin EDM Die

Sinking,

1. Jenis bahan elektroda dan benda kerja, elektroda harus lebih kerja dibanding benda kerja agar

pengikisan terjadi pada benda kerja.

2. Besar Tegangan akan mempengaruhi arus yang melewati elektroda dan besarnya spark yang

ditimbulkan, sehingga berpengaruh pada waktu pengerjaan, semakin besar arus yang lewat

akan semakin cepat pengikisan yang terjadi

3. Dimensi benda kerja yang ingin dibentuk dan dimensi elektroda juga perlu diperhatikan agar

waktu pengerjaan tidak terlalu lama.



4. Celah (gap) antara elektroda dan benda kerja akan mempengaruhi bunga api yang terbentuk,

semaki dekat akan semakin banyak bunga api yang timbul namun apabila terlalu dekat pun akan

tidak timbul bunga api sama sekali.

5. Panjang langkah yang dilakukan elektroda untuk naik turun akan berpengaruh pada waktu

pengerjaan, sebaiknya panjang langkah tidak terlalu panjang untuk menghemat waktu

pengerjaan.

6. Konduktivitas listrik elktroda dan benda kerja juga berpengaruh, semakin baik sifat

konduktivitasnya akan semakin cepat pengerjaan.

7. Jenis cairan dielektrik yang digunakan juga berpengaruh terhadap temperatur dan besarnya

bunga api yang timbul

Pada dasarnya cara kerja mesin ini adalah dengan memanfaatkan beda potensial yang tinggi dan

jarak yang kecil antara benda kerja dan elektroda sehingga timbul bunga api (spark )yang memiliki

momentum tinggi sehingga mampu mengikis benda kerja sedikit demi sedikit. Cairan dielektrik juga

digunakan pada pengerjaannya, cairan dielektrik digunakan agar dapat menampung muatan yang

lebih banyak sehingga bunga api yang ditimbulkan lebih besar dan mengikis lebih banyak.

***



BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

EDM die-sinking berprinsip pada menghasilkan loncatan elektron dari elektroda dan benda

kerja yang telah dihubungkan ke catu daya di dua kutub berbeda dan kemudian akan

mengerosikan benda kerja dan terbentuk serupa dengan ujung elektroda, dengan

menggunakan cairan dielektrik (yang bersifat insulator sebeum beda potensial elektroda

dan benda kerja cukup tinggi) untuk menenggelamkan ujung elektroda dan benda kerja.

Mesin EDM die-sinking bekerja dengan mengalirkan arus terlebih dahulu pada mesin lalu

menghidupkan pompa dan mengalirkan cairan dielektrik. Kemudian dengan servo motor

elektroda akan digerakkan naik-turun dan turun menambah kedalaman potong, di mana

ujung elektroda yang membentuk gap sempit terhadap benda kerja akan menghasilkan

loncatan elektron akibat beda potensial yang semakin tinggi dari kutub negatif (pada

elektroda) dan kutub positif (pada benda kerja). Loncatan elektron inilah yang mengerosikan

benda kerja.

Elektroda yang dapat digunakan: grafit, kuningan, tembaga, dan paduan tembaga-tungsten.

Cairan dielektrik yang dapat digunakan: minyak tanah, kerosin, dan air distilasi dan ionisasi.

B. Saran

Karena mesin EDM die-sinking di laboratorium sudah dapat digunakan ada baiknya praktikan

dipersilakan jika ingin mencoba mesin tersebut di luar jam praktikum.



LAMPIRAN

A. Tugas Setelah Praktikum

1. Tuliskan nama dan fungsi dari komponen EDM die sinking yang digunakan pada praktikum

dengan lengkap!

Catu daya: menghasilkan daya.

Rectifier: mengubah arus listrik AC menjadi DC.

Servo motor: menjaga gap dengan ukuran yang sama.

Motor pompa: mengalirkan cairan dielektrik masuk ke mesin.

Voltmeter: pengukur tegangan listrik.

Amperemeter: pengatur arus listrik.

Pencekam elektroda: mencekam elektroda di posisi tegak lurus benda kerja.

Kereta: jalur pergerakan elektroda.

Elektroda: berlaku sebagai pahat tempat munculnya lonctan elektron.

Mikrometer: pengatur kedalaman potong.

Dial indicator: pengatur langka kerja elektroda.

Tangki cairan dielektrik: penampungan cairan dielektrik, tempat ditenggelamkannya

ujung elektroda dan benda kerja beserta gap.

Pengatur cairan dielektrik: pengatur kedalaman cairan dielektrik.

Pembuangan cairan dielektrik: saluran pembuangan cairan dielektrik.

Switch:

- Utama: tombol menghidupkan (dan mematikan) mesin.

- Arus: pengatur arus yang digunakan.

- Motor pompa: pengatur motor pompa pengalir cairan dielektrik.

- Cairan dielektrik: pengatur kran cairan dielektrik.

Meja pencekam benda kerja: mencekam benda kerja di dalam cairan dielektrik dengan

posisi permukaan benda yang akan dikikis menghadap atas.

2. Terangkan prosedur kerja yang telah dilakukan pada EDM die sinking!

Siapkan mesin EDM die-sinking, benda kerja, elektroda, dan cairan dielektrik.

Bersihkan benda kerja lalu pasangkan pada meja pencekam.

Pasangkan elektroda pada pencekam elektroda.

Putar knop berikut secara berurutan: switch on, switch arus listrik, switch motor pompa,

lalu switch cairan dielektrik.

Atur posisi nol (setting 0) elektroda terhadap benda kerja dengan menggerakkan kereta

ke bawah (memutar penggerak kereta) sampai jarum jam ukur begerak (menandakan

elektroda telah sedikit bersentuhan sedikit dengan benda kerja).



Apabila kereta sudah tidak dapat digerakkan lagi atur jarak elektroda dengan benda

kerja (gap) dengan memutar switch elektroda sampai lampu indikator menyala.

Atur kedalaman potong dengan menggunakan mikrometer (atur skala pada mikrometer

sesuai kedalaman pemotongan, pada praktikum ini diinginkan sebesar 2 mm).

Hidupkan knop elektroda + dan knop ON untuk memulai proses EDM die-sinking.

Documents

EDM Die Sinking