LAPORAN PRAKTIKUM

PROSES MANUFAKTUR II

MODUL 4

PROSES NON KOVENSIONAL 2

(EDM WIRE CUTTING)

Oleh:

Kelompok 22

Anggota:

Fenella Christabelle (13111041)

Fauzi Ahmad (13111051)

Agreen Anggada (13111053)

Faris Mutaalim (13111062)

Tanggal Praktikum:

28 Februari 2014

Tanggal Penyerahan Laporan:

4 Maret 2014

Nama Asisten : M. Jazztyan Indra P. (13110 )

LABORATORIUM DASAR TEKNIK PRODUKSI

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Proses permesinan non konvensional telah banyak digunakan untuk

pembuatan produk dalam skala kecil maupun besar. Salah satu contoh

permesinan non konvensional adalah electrical discharge machining atau biasa

disebut mesin EDM. Ada beberapa jenis mesin EDM, salah satunya adalah

mesin EDM wire cutting untuk membuat produk berbahan dasar plat dengan

cara menyetel program pada mesin

1.2 Tujuan

Pada praktikum kali ini, diharapkan praktikan dapat:

1. mengetahui prinsip kerja EDM Wire Cutting

2. mengetahui secara garis besar cara mengoperasikan EDM Wire Cutting

BAB 2

TEORI DASAR

2.1 Prinsip Kerja Mesin EDM Secara Umum

Dasar dari cara kerja mesin EDM adalah sebuah pahat (electrode)

dan benda kerja, sambungan terhadap arus DC, dan ditempatkan pada

fluida dieketrik. Arus positif dihubungkan dengan benda kerja dan arus

negative dihubungkan dengan elektroda sehingga terjadi beda potensial

yang menyebabkan loncatan electron dari elektoda ke benda kerja.

Loncatan electron keluar dalam bentuk percikan. Percikan inilah yang

akan mengikis benda kerja. Untuk menghindari beda potensial yang terlalu

tinggi, fluida dielektrik diletakan antara elektroda dan benda kerja.

2.2 Fluida Dielektrik

Fungsi dari fluida dielektrik sendiri adalah sebagai berikut:

-­‐ sebagai insulator sampai beda potensial terlampau tinggi

-­‐ sebagai media pendingin

-­‐ bertidak sebagai media pembilas dan pembawa geram keluar melalui

celah kecil

Fluida yang biada sigunakan sebagai fluida dielektrik adalah mineral

oil termasuk kerosin, air distilasi, dan air diionisasi. Fluida dielektrik

sebaiknya bersih dan memiliki viskositas rendah sehingga lebih mudah

mengalir. Fluida dielektrik harus bersifat sebagai insulator untuk meredam

beda potensial antara benda kerja dan elektroda.

Pada mesin EDM, terdapat pompa dan filter untuk fluida dielektrik. Bak

penampung fluida dielektrik dengan bak bagian proses permesinan terbagi

dalam dua bak yang berbeda.

2.3 Elektroda

Percikan yang terjadi pada proses mengakibatkan erosi pada

elektroda sehingga mengubah geometri dan keakuratan elektroda. Wear

ratio merupakan factor penting untuk sebuah elektroda. Wear ratio adalah

rasio volume benda kerja yang terkikis dengan volume elektroda.

Jangkauan wear ratio untuk elektroda metal adalah 3:1 sedangkan untuk

elektroda karbon adalah 100:1.

Wear ratio berhubungan dengan titik leleh. Titik didih yang

dimiliki elektroda sebaiknya tinggi agar tidak meleleh akibat panas yang

ditimbulkan oleh percikan.

2.4 Wire EDM

Permesinnan wire EDM menggunakan kawat berdiameter antara

0.2-0.3 mm sebagai elektroda dan plat dengan tebal 300 mm sebagai

benda kerja. Kawat melaju pada alurnya sehingga memotong benda kerja.

Kawat pada permesinan menggunakan wire EDM biada terbuat dari brass,

copper, tungsten, molybdenum, zinc-coated, atau brass coated. Kawat

sebaiknya mempunyai konduktivitas elektrik dan kekuatan tarik yang

tinggi karena kekuatan tarik yang terjadi adalah sebesar 60% dari kekuatan

tariknya.

Kawat biasanya hanya dipakai sekali. Kawat tersebut bergerak

konstan antara 0.15 sampai 9m/min dan celah antara kawat dengan benda

kerja diatur secara konstan oleh mesin. Kecepatan potong secara tegak

lurus harus diperhatikan.

Parameter yang digunakan pada proses permesinan wire EDM

adalah arus, tegangan, kecepatan makan, dan material benda kerja.

BAB 3

PENGAMATAN

Benda kerja : plat stainless steel

Elektroda : kawat kuningan

Gambar benda kerja yang dihasilkan:

Gambar 1. Benda Kerja Hasil Produksi EDM Wire Cutting

BAB 4

ANALISIS

Fenella Christabelle / 131 11 041

Prinsip kerja mesin EDM Wire Cutting adalah mengalirkan arus DC yang

arus positifnya dihubungkan dengan benda kerja dan arus negatifnya dihubungkn

dengan elektroda. Eletroda yang dipakai pada mesin wire cutting berupa kawat

yang berjalan tegak lurus dengan benda kerja sehingga electron dari kawat loncat

ke arah benda kerja dan menghasilkan percikan yang menyebabkan pengikisan

pada benda kerja.

Awalnya, dibuat gambar dua dimensi yang diinginkan pada kertas

millimeter block. Dari gambar ini ditentukan koordinat dari beberapa titik pola

bentuk yang ingin dihasilkan. Ada dua jenis perintah pengkodean koordinat pola

yaitu absolute command dan incremental command. Pada absolute command,

beberapa titik pola diberi kode dengan titik awal sebagai acuan. Sedangkan, pada

incremental command, titik-titik pola tersebut menggunakan satu titik sebelumnya

sebagai acuan. Titik pola yang dijadikan perintah adalah titik di mana ujung garis

membentuk sudut. Bila pola tersebut berbentuk setengah lingkaran, maka titik

yang dijadikan perintah adalah ujung-ujung pada garis setengah lingkaran dan

titik puncak lingkaran. Bila pola hanya berbentuk lingkaran maka titik yang

dijadikan perintah adalah titik awal dan titik akhir di mana garis tersebut diputar.

Saklar utama pada bagian belakang mesin dinyalakan, lalu tarik tombol

emergency stop dan putar ke kanan. Setelah itu, tekan tombol ON pada CNC.

Tombol PRGRM ditekan dan pilih Edit. Di bagian ini, dibuat program untuk pola

yang diinginkan. Program dibuat dengan memasukan kode-kode perintah dari

pola yang diinginkan. Ketika melakukan tahap ini, praktikan lain dapat mengecek

apakah fluida dielektrik (pada praktikum ini digunakan air distilasi) dan kawat

elektroda (pada praktikum ini digunakan kuningan) tersedia dan terpasang dengan

benar serta melakukan pemasangan benda kerja pada mesin. Tutup bagian bak

proses dengan akrilik untuk mencegah fluida dielektrik tumpah dan membasahi

area di sekitar mesin.

Tombol graph dan tombol exec ditekan. Setelah itu, pilih start auto untuk

melihat model gambar dari proses pemotongan yang akan dilakukan. Bila model

sudah seuai dengan yang pola yang diinginkan, tombol EDM ditekan untuk

mengatur pemotongan yang digunakan lalu tekan tombol JOG. Posisi kawat dan

benda kerja diatur agar letak pemotongan sesuai lalu tekn tombol MEM. Tombol

water, tension, wire feed, EDM power ditekan secara berurutan lalu tekan tombol

cucle start untuk memulai proses pemotongan.

Fluida dielektrik keluar dari celah di atas benda kerja menyelimuti bagian

dari area benda kerja yang akan dipotong lalu membawa geram yang terpotong ke

bagian bawah bak. Timbul percikan berupa cahaya tampak berwarna putih dari

kawat yang terkadang berkedip. Cahaya tidak bergerak konstan namun berkedip

karena kecepatan benda kerja tidak selalu linear dengan kecepatan makan dari

kawat.

Setelah proses pemotongan selesai dilakukan, tombol emergency stop

ditarik dan diputar ke kiri, tombol off pada CNC ditekan dan saklar utama mesin

dimatikan. Fluida dielektrik terbuang dari tempat pemotongan lalu mengalir ke

bak penampung fluida dielektrik. Tutup bak bagian proses dibuka lalu ambil

benda kerja yang sudah terpotong.

Bentuk benda kerja yang dihasilkan rapi, presisi, dan tidak kasar di bagian

pemotongan. Bagian ujung benda kerja yang baru selesai dipotong tidak panas

karena bagian yang dipotong langsung dialiri oleh fluida dielektrik yang memang

berfunsgsi sebagai media pendingin. Selain itu fluida dielektrik juga bersifat

sebagai insulator agar tidak terjadi beda potensial terlalu tinggi yang

menyebabkan percikan yang dihasilkan terlalu besar dan menyebabkan benda

kerja terbakar.

Sedangkan, elektroda yang sudah dipakai tidak bisa dipakai lagi. Elektroda

tersebut terkikis karena dimensi kawat yang terlalu kecil sehingga tidak mampu

panas dari beda potensial antara kawat dan benda kerja. Kawat yang sudah

terpakai digulung terpisah dengan kawat yang belum dipakai.

Fauzi Ahmad / 131 11 051

EDM Wire Cutting pada dasarnya prinsip kerja EDM lainnya yaitu

penggunaan beda potensial untuk menghasilkan spark dari loncatan elektron.

Yang berbeda adalah pada EDM Wire Cutting elektroda yang digunakan

berbentuk wire (kawat) .Nantinya wire akan dialiri arus listrik dan akan

menghasilkan beda potensial antara kawat dan benda kerja sehingga

menghasilkan spark yang panas dan dapat melelehkan logam (benda kerja). Lalu

ada fluida dielektrik yang dialirkan ke benda pertemuan antara benda kerja dan

wire, cairan dielektrik memiliki fungsi sebagai :

• isolator untuk menaikkan beda potensial antara elektroda dengan benda

kerja

• media pedingin

• media pembawa dan pembilas gram yang dihasilkan

lalu syarat cairan dielektrik yang dapat digunakan adalah sebagai berikut

• isulator listrik yang baik sehingga mampu menaikkan beda potensial

antara elektroda dan benda kerja

• memiliki viskositas rendah agar lebih mudah dalam membersihkan gram

• penghantar panas yang baik untuk mendinginkan benda kerja

• bersifat inert terhadap benda kerja

• non flammable dalam tekanan ATM

• murah

Pada praktikum pada hari ini elektroda yang digunakan adalah tembaga,

selain tembaga kita juga dapat menggunakan kuningan, tungsten, molybdenum,

dan zink-kuningan. Benda kerjanya adalah seng dan cairan dielektriknya adalah

distilized and deionized water.Elektroda dipilih sesuai dengan syarat-syarat yang

ditentukan seperti

• mempunyai konduktivitas listrik yang tinggi

• titik leleh yang tinggi

• tensile strentgh yang tinggi

• wear ratio yang tinggi.

• Tidak menghasilkan gas beracun

• Fabrikasinya mudah

Tahapan kerja pada penggunaan EDM Wire Cut,pertama dengan

menyalakan tuas on pada bagian belakang mesin,lalu menarik tuas emergency,lalu

menyalakan power CNC.Pada tahap ini perlu dilakukan programing tentang

bentuk yang ingin kita buat.Terdapat beberapa kode pada buku panduan EDM

Wire Cut.Nomor awal yang terdapat pada kode adalah nomor project.Baris kedua

dengan menentukan sistem koordinat yang ingin dipakai pada project. Lalu

menentukan apakah dengan sistem absolute coordinate atau incremental.Jika

absolute letak dari titik X0.Y0 adalaha tetap,sedangkan pada incremental titik

awal akan selalu berubah sehingga kode yang dimasukkan juga berubah.Lalu

bentuk yang ingin dibuat,terdapat beberapa kode seperti linier,circular clockwise

atau circular counter clockwise.Semua disesuaikan dengan kebutuhan dan cara

penulisan sesuai dengan sistem koordinat. Pada praktikum ini kami akan

menggunakan sistem kordinat absolut untuk membentuk seng agar menjadi

seperti gambar disamping

Setelah selesai membuat program,hasil visualisasi dapat dilihat dengan

menekan tombol Graph-Exec-Start secara berurutan.Setelah gambar yang

dihasilkan cocok atau sesuai dengan skets awal maka langkah selanjutnya adalah

menyalakan mesin dengan cara tekan tombol EDM-JOG-atur posisi kawat-MEM-

WATER-TENSION-WIRE FEED-EDM POWER secara berurutan lalu tombol

cycle start.Maka mesin akan mulai memotong benda kerja sesuai dengan jalur

yang dibuat,dan posisi juga dapat diamati pada monitor. Bentuknya terinspirasi

dari kaca mata praktikum sehingga seperti huruf B.

Penyalaan pada EDM Wire Cut ini tidak secara terus menerus hal ini

disebabkan untuk mempertahankan gap antara wire dan benda kerja dibutuhkan

waktu,artinya ketika arc menyala maka bagian benda kerja akan tererosi sehingga

gap semakin besar,wire harus berjalan hingga jarak gap yang sesuai baru bisa

melakukan penyalaan kembali.

Agar penyalaan bisa lebih kontinu terdapat dua cara,pertama dengan

menaikkan kecepatan jalan dari wire sehingga gap tetap terjaga,kedua dengan

mengecilkan arus sehingga gap yang ada tidak terlalu besar dan dapat diimbangi

dengan jalannya wire. Berikut adalah hasil dari EDM wire cutting.

Agreen Anggada/ 131 11 053

Pada praktikum kali ini digunakan EDM Wire Cutting untuk membentuk

benda kerja yang tipis seukuran 300mm.Prinsip kerja EDM Wire Cutting adalah

sama dengan prinsip kerja EDM lainnya,yang berbeda adalah pada EDM Wire

Cutting elektroda yang digunakan berbentuk wire.Wire ini akan dialiri arus dan

bersamaan dengan adanya fluida dielektrik yang salah satu fungsinya adalah

sebagai isolator untuk menaikkan beda potensial maka akan terjadi beda potensial

antara elektroda dengan benda kerja.Perbedaan potensial ini akan menghasilkan

arc atau bunga api yang akan mengerosi benda kerja sesuai dengan ukuran wire

dan arus yang diberikan.

Pada praktikum ini elektroda yang digunakan adalah tembaga,benda

kerjanya adalah seng dan cairan dielektriknya adalah distilized and deionized

water.Elektroda dipilih sesuai dengan syarat-syarat yang ditentukan

seperti,mempunyai konduktivitas listrik yang tinggi,titik leleh yang tinggi,tensile

strentgh yang tinggi,dan wear ratio yang tinggi.Terdapat berbagai macak

elektroda seperti brass,copper,tungsten,molybdenum,dan zinc.Sedangkan untuk

cairan dielektrik syarat yang harus dipenuhi adalah harus merupakan isulator

listrik yang baik untuk menaikkan beda potensial antara elektroda dan benda

kerja,memiliki viskositas rendah agar lebih mudah dalam membersihkan

gram,penghantar panas yang baik untuk mendinginkan benda kerja,bersifat inert

terhadap benda kerja,non flammable dan murah.

Tahapan kerja pada penggunaan EDM Wire Cut,pertama dengan

menyalakan tuas on pada bagian belakang mesin,lalu menarik tuas emergency,lalu

menyalakan power CNC.Pada tahap ini perlu dilakukan programing tentang

bentuk yang ingin kita buat.Terdapat beberapa kode pada buku panduan EDM

Wire Cut.Nomor awal yang terdapat pada kode adalah nomor project.Baris kedua

dengan menentukan sistem koordinat yang ingin dipakai pada project.Lalu

menentukan apakah dengan sistem absolute coordinate atau incremental.Jika

absolute letak dari titik X0.Y0 adalaha tetap,sedangkan pada incremental titik

awal akan selalu berubah sehingga kode yang dimasukkan juga berubah.Lalu

bentuk yang ingin dibuat,terdapat beberapa kode seperti linier,circular clockwise

atau circular counter clockwise.Semua disesuaikan dengan kebutuhan dan cara

penulisan sesuai dengan sistem koordinat.

Setelah selesai membuat program,hasil visualisasi dapat dilihat dengan

menekan tombol Graph-Exec-Start secara berurutan.Setelah gambar yang

dihasilkan cocok atau sesuai dengan skets awal maka langkah selanjutnya adalah

menyalakan mesin dengan cara tekan tombol EDM-JOG-atur posisi kawat-MEM-

WATER-TENSION-WIRE FEED-EDM POWER secara berurutan lalu tombol

cycle start.Maka mesin akan mulai memotong benda kerja sesuai dengan jalur

yang dibuat,dan posisi juga dapat diamati pada monitor.Penyalaan pada EDM

Wire Cut ini tidak secara terus menerus hal ini disebabkan untuk mempertahankan

gap antara wire dan benda kerja dibutuhkan waktu,artinya ketika arc menyala

maka bagian benda kerja akan tererosi sehingga gap semakin besar,wire harus

berjalan hingga jarak gap yang sesuai baru bisa melakukan penyalaan

kembali.Agar penyalaan bisa lebih kontinu terdapat dua cara,pertama dengan

menaikkan kecepatan jalan dari wire sehingga gap tetap terjaga,kedua dengan

mengecilkan arus sehingga gap yang ada tidak terlalu besar dan dapat diimbangi

dengan jalannya wire.

Skets menggunakan sistem absolute coordinate

Hasil Benda Kerja

Code Programing

Hasil Visualisasi

Faris Mutaalim / 131 11 062

EDM Wire Cutting adalah proses pemotongan dengan prinsip kerja EDM.

Dengan memanfaatkan beda potensial yang tinggi antara elektroda dan benda

kerja, lompatan electron yang terjadi digunakan untuk membangkitkan panas yang

dapat mengikis benda kerja. Selain itu terdapat flluida dielektrik yang berfungsi

untuk mendapatkan beda potensial yang tinggi antara elektroda dan benda kerja,

pendingin, serta pembilas dan pembawa geram.

Pada praktikum kali ini elektroda yang digunakan adalah tembaga, selain

tembaga kita juga dapat menggunakan beberapa material lain seperti tungsten,

molybdenum, kuningan, dan zink-kuningan. Benda kerja ysang digunakan adalah

seng dan cairan dielektriknya adalah air destilasi.

Pada proses EDM Wire Cut digunakan mesin EDM yang dapat diisi

program untuk memandu wire yang akan bergerak memotong benda kerja.

Dengan menggunakan buku petunjuk dari mesin tersebut kita dapat memotong

dengan berbagai bentuk, missal melingkar atau garis lurus.

Saat praktikum nyala bunga api tidak kontinu. Hal ini disebabkan oleh

tidak pasnya setting besar arus dengan kecepatan makan dari proses yang

dilakukan. Hal ini dapat diperbaiki dengan cara menaikkan kecepatan makan atau

dengan menurunkan kuat arus sehingga nyala bunga api yang terjadi dapat dibuat

kontinu. Tidak kontinunya nyala bunga api disebabkan oleh ketika arus terlalu

besar maka bunga api akan memotong dalam jarak yang besar dibanding dengan

kecepatan makan. Hal tersebut akan menyebabkan elektroda akan berada pada

jarak yang terlalu jauh untuk beberapa saat dan pada saat itu bunga api tidak akan

terjadi.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

5.1.1 Prinsip Kerja EDM wire cutting adalah pemanfaatan beda potensial

elektroda yang berupa kawat dan benda kerja yang berupa plat. Kawat bergerak

secara konstan tegak lurus terhadap benda kerja. Percikan dari kawat memotong

benda kerja. Air distilasi sebagai fluida dielektrik meredam beda potensial yang

terlalu tinggi, menjadi media pendingin dan membilas geram yang dihasilkan

pada proses permesinan EDM wire cutting.

5.1.2 Cara mengoperasikan EDM wire cutting adalah sebagai berikut:

- gambar pola benda kerja yang diinginkan pada kertas millimeter block

- tentukan koordinat setiap pertemuan dua garis, untuk lingkaran ditentukan jari-

jarinya sesuai dengan perintah yang akan dimasukkan (absolute atau incremental)

- nyalakan mesin : tekan saklar di belakang mesin, tarik emergency stop dan putar

ke kanan, dan tekan tombol ON power CNC di bawah layar

- tekan tombol PRGRM, tombol edit, lalu masukkan G code pada computer

(berdasar bentuk dan koordinat yang diinginkan)

- tekan tombol graph, exec, dan tombol start auto untuk melihat tampilan pola

yang dibentuk melalui pengkodean

- tekan tombol EDM (select screen), JOG (operation), MEM, water, tension, wire

feed, EDM power secara berurutan

- tekan tombol cycle start untuk memulai proses EDM wire cutting

- amati feed rate, length, voltmeter, amperemeter, dan meter relay

- setelah proses selesai, tekan tombol emergency stop, off pada power CNC, dan

matikan saklar utama mesin

- tunggu seluruh fluida dielektrik terbawa ke bak penampung lalu ambil benda

kerja

5.1 Saran

Ketika praktikum berjalan, banyak terjadi kesalahan pada pemasukan kode atau

pemencetan tombol keyboard control sehingga alarm menyala. Sebaiknya hal ini

dihindari, asisten atau teknisi sebaiknya mengawasi praktikan dalam memasukan

kode pada computer. Selain itu, seharusnya penutup bak proses ditutui dahulu

sebelum tombol cycle start agar ketika fluida dielektrik keluar, fluida tersebut

tidak membasahi praktikan atau area di sekitar EDM wire. Saat pertama kali

tombol cycle start ditekan, pemotongan tidak terjadi. Hal ini disebabkan

pengaturan posisi benda kerja kurang pas. Maka, sebaiknya posisi benda kerja

diatur dengan baik terlebih dahulu sebelum tombol cycle start ditekan.

DAFTAR PUSTAKA

- Diktat Kuliah Proses Permesinan Non Konvensional

- DeGarmo, E.P, Materials and Processes in Manufacturing New York :

Macmilan Publishing Co., 1984

- Kalpakjian, S., Manufacturing Engineering and Technology, Delhi:

Addison Wesley Longman, 2000

LAMPIRAN

Gambar 2. Gambar Benda Kerja pada Kertas Milimeter Block dengan Perintah

Absolute

Gambar 3. Pengkodean dalam Jenis G Code Pada Komputer

Gambar 4. Tampilan Pemotongan Ketika Tombol Auto Start Ditekan

Gambar 5. Macam Perintah G Code