Assalamu Alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Selamat datang di website mafiaisrul.blogspot.com kali ini kita akan membahas sedikit tentang Pengertian Electrochemical Machining (ECM), Aplikasi ECM, Prinsip Kerja, dan kelebihan dan kekurangan. Nah berikut penjelasan singkatnya…
Pengertian Electrochemical Machining (ECM)
Electro Chemical Machining (ECM) merupakan salah satu proses pemesinan non konvensional yang prinsip kerjanya berdasarkan hukum Faraday (1833). ECM adalah proses pemesinan yang bergantung pada penghapusan atom dari permukaan benda kerja (McGeough, 1988). ECM didasarkan pada proses anodic dissolution dalam elektrolisis (Tlusty, 2000). ECM adalah proses elektrolisis dimana pembuangan logam terjadi karena pelarutan secara proses kimia dari benda kerja (Sudiarso, 2009). Elektrolisis adalah suatu proses kimia yang mana terjadi ketika ada arus listrik yang melewati dua elektroda yang terbenam di dalam larutan elektrolit. Contoh dari proses elektrolisis adalah electro-plating dan electro polishing.
Electrochemical machine (ECM) adalah suatu jenis dari NTM yang digunakan untuk pemakanan atau pemotongan benda kerja dengan menggunakan proses kimia elektrik. Biasanya digunakan untuk produksi massal dan untuk benda kerja yang memilki tingkat kekerasan tinggi atau benda kerja yang tak dapat dikerjakan oleh mesin – mesin konvensional .
Ecm menggunakan bahan konduktif elektrik yang terbatas sehingga cocok semua bahan benda kerja. ECM dapat memotong sudut yang kecil ataupun rongga yang sangat sulit pada baja yang keras dan jenis material keras yang lain.
ECM sering diartikan sebagai mesin yang mengikis dengan listrik dan serupa dengan pengerjaan menggunakan mesin dalam suhu tinggi yang diposisikan seperti elektroda dan benda. Melalui sebuah bahan elektrolit dalam proses pemakanan dan sebagai katoda, penggunaan elektrolit dan anoda di ECM, sehingga tidak menggunakan pahat. Peralatan potong ECM dikontrol sepanjang alur yang diinginkan dan sangat dengan dekat dengan benda tetapi tidak sampai menyentuh. Pemakanan bahan yang memiliki tingkat kekerasan tinggi sangat mungkin dilakukan oleh ECM. Sepanjang tidak ada perubahan panas atau tegangan mekanik yang dipindahkan ke benda dan dimungkinkan pula untuk penyelesaian permukaan.
Gambar 1. Electrochemical machine (ECM)
ECM adalah sebuah proses elektrolic dan didasarkan pada fenomena elektrolisis sebagai mana hukum faraday (1883) sering diartikan sebagai mesin yang menyepuh dengan listrik dan serupa dengan pengerjaan menggunakan mesin dalam suhu tinggi yang diposisikan seperti elektroda dan benda. Melalui sebuah bahan elektrolit dalam proses pemakanan yang menggunakan katode, elektrolite dan anode sehingga dalam ECM tidak menggunakan pahat. Peralatan potong ECM dikontrol sepanjang alur yang diinginkan dan sangat dengan dekat dengan pengerjaan tetapi tidak sampai menyentuh. Pemakanan bahan yang memiliki tingkat kekerasan tinggi sangat mungkin dilakukan oleh ECM. Sepanjang tidak ada perubahan panas atau tegangan mekanik yang dipindahkan ke benda dan dimungkinkan pula untuk penyelesaian permukaan.
Aplikasi ECM
1) Smoothing of rough surfaces ( penghalusan permukaan)
Pengikisan atau penghalusan permukaan, adalah pengerjaan yang paling sederhana dan penggunaan yang umum dari ECM. Sebuah alat berupa katoda ditempatkan di atas permukaan benda yang memiliki permukaan yang tidak teratur. Kepadatannya dari permukaan berbeda dikarenakan oleh perbedaan tinggi permukaan. Yang pertama, oleh karena itu, dihapusnya perbedaan permukaan dan benda kerja menjadi halus. Penghalusan permukaan adalah salah satu dari jenis ECM di mana bentuk anoda akhir mungkin sama katoda.
Elektrokimia deburring adalah proses yang sangat cepat, waktu untuk meratakan permukaan komponen yang diproduksi adalah 5 sampai 30 detik. Karena kecepatan dan kesederhanaan operasi, elektrokimia deburring dapat dilakukan dengan alat, katoda tetap stasioner. Proses ini digunakan di banyak industri.
Gambar 6. Smoothing of rough surfaces
2) Holle Drilling (pengeboran lubang)
Pengeboran lubang adalah salah satu pengerjaan utama dalam ECM . Katoda alat ini biasanya dibuat dalam bentuk tabung elektroda. Elektrolit dipompa ke bawah melalui lubang di pusat alat, yang dipancarkan ke permukan benda kerja, dan aka mengalir keluar melalui celah diantara benda kerja dan alat. Pembalikan aliran elektrolit ke arah sebaliknya, dapat menghasilkan perbaikan pemukaan yang mesin.
Gambar 7. Holle Drilling
3) Full-form shaping
Full-Form Shaping memanfaatkan pembentukan celah yang konstan di permukaan benda dan alat ini bergerak secara mekanis pada tingkat yang tetap ke arah benda kerja untuk menghasilkan profil bentuk yang digunakan untuk produksi profil-profil tertentu. Aliran elektrolit memainkan peran yang penting dan berpengaruh dalam pembentukan profil bentuk dan merapikan permukaannya. Seluruh penampang benda kerja harus disediakan elektrolit seperti yang mengalir di antara elektroda.
4) Electrochemical grinding
Gambar 8.
Gambar 9. Electrochemical grinding
Bagian utama dari penggerindaan elektrokimia adalah penggunaan roda pengikis di mana isolasi abrasif, seperti partikel intan, diatur dalam pengerjaan. Roda ini menjadi alat katoda. Partikel-partikel non konduktor bertindak sebagai pembatas antara roda dan benda kerja, memberikan celah interelectrode konstan, untuk jalur elektrolit keluar.
Keakuratan yang dicapai oleh proses ini biasanya sekitar 0,125 milimeter. kelemahannya adalah hilangnya akurasi ketika sudut mengecil. Karena efek medan listrik, jari-jari lebih baik dari 0,25-0,375 milimeter jarang bisa dicapai. Sebuah aplikasi dari penggerindaan elektrokimia adalah produksi alat pemotong karbida tungsten. EKG juga berguna dalam pengerjaan benda yang rapuh seperti jarum suntik.
5) Electrochemical Arc Machining
Sebuah proses yang bergantung pada muatan listrik dalam elektrolit, sehingga memungkinkan pengikisan logam daam pengerjaan ECM, telah dikembangkan. Karena proses ini bergantung pada timbulnya percikan busur, itu telah bernama elektrokimia busur mesin (ECAM). Sebuah percikan telah didefinisikan sebagai debit transien antara dua elektroda, busur adalah fenomena termionik stabil. Jangka waktu pembuangan sekitar 1 kali per milidetik digambarkan sebagai percikan api, sedangkan untuk jangka waktu sekitar 0,1 detik kata discharge dapat dianggap busur. Karena dalam durasi proses ECAM, energi, dan waktu penyalaan bunga api berada di bawah kontrol, itu sah untuk menganggap mereka sebagai busur.
BAGIAN-BAGIAN DAN CARA KERJANYA
Prinsip kerja ECM yaitu benda kerja dihubugkan dengan sumber arus searah yang bermuatan positif sedangkan pahat dibuhungkan dengan sumber arus yang bermuatan positif dan cairan elektrolit dialirkan diantara pahat dan benda kerja. Sehingga terjadilah proses pengerjaan material benda kerja karena adanya reaksi elektrokimia dan juga reaski kimia. Electro Chimical Machining (ECM) terdiri dari pahat katoda dan anoda.
Syarat-syarat proses ECM yaitu pahat bermuatan negative dan benda kerja bermuatan positif celah antara pahat dan benda kerja yang berfungsi sebagai aliran cairan elektrolit (sel elektrolit). Sel elektrolit yang terbentuk diantara pahat dengan benda kerja inilah yang membentuk terjadinya reaksi elektrokimia dan reaski kimia. Fungsi dari cairan elektrolit dalam proses ECM, yaitu:
1. Sebagai media untuk memungkinkan terjadinya proses pengerjaan material.
2. Sebagai fluida pendingin selama proses ECM berlangsung
3. Untuk menghanyutkan bagian-bagian daripada material benda kerja yang telah dikerjakan.
Pemilihan cairan elektrolit berdasarkan beberapa faktor sebagai berikut:
1. Bersifat sebagai konduktor listrik
2. Tidak korosif terhadap peralatan
3. Tidak beracun dan tidak membahayakan operator
4. Mempunyai sifat kimia yang stabil, sehingga memungkinkan terjadinya reaksi elektro kimia yang stabil selama proses ECM beerlangsung.
Proses ECM bisa dipergunakan untuk segala macam metal, paduan logam dan material bersifat konduktor listrik. Komposisi dan struktur kimia, titik lelah, kekerasan dan sifat-sifat fisik material lainnya tidak mempengaruhi proses pengerjaan ECM. Bentuk permukaan benda kerja yang kompleks dapat dikerjakan dengan proses ECM sehingga proses ini cocok untuk pembuatan cetakan. Proses pengerjaan dengan ECM meliputi operasi-operasi, diantaranya: finishing, deburring, honing, countouring,deep hole drilling. Proses pengerjaan dengan ECM bebas dari segala bentuk tegangan maupun geram sehingga memungkinkan tidak terjadinya circuit-circuit antara pahat dan benda kerja. Surface finish yang bisa dicapai dalam proses ECM berkisar 0,2-0,8 μ m.
Prinsip dasar dari pada ECM. adapun persyaratan untuk memungkinkan berlangsungnya proses ECM, ialah:
1. Pahat bermuatan negative dan benda kerja bermuatan positif.
2. Celah antara pahat dengan benda memungkinkan aliran cairan elektrolit yang selanjutnya akan berfungsi sebagai suatu sel-elektrolit.
Jenis cairan elektrlit yang dipergunakan adalah Na Cl; Na N03; N2Cl0. Besarnya gap antara pahat dengan benda kerja 50 : 300 jam. Sel elektrolit yang terbentuk diantara pahat dengan benda kerja inilah yang memebentuk terjadinya reaksi elektro-kimia dan reaksi kimia. Bila energi listrik yang dibutuhkan telah cukup(sekitar 6 ev) maka ion metal yang terdapat pada permukaan benda kerja akan tertarik kedalam sel elektrolit. Ion metal yang bermuatan positif ini akan bereaksi dengan non negative dari sel elektrolit dan membentuk senyawa metal hidroksida. Sehingga dengan demikian terjadilah proses pengerjaan material benda kerja secara pelarutan anodis.
Sirkulasi Cairan Elektrolit
Adanya proses peralutan anodis daripada material benda kerja maka terbentuklah senyawa metal hidroksida yang bercampur dengan cairan elektrolit semacam lumpur. Cairan yang berlumpur ini kemudian diendapkan dalam bak pengendap. Keluar dari bak pengendap ini, cairan elektrolit tersebut kemudian dijernihkan dengan mempergunakan centrifuge dan akhirnya baru dialirkan kedalam reservoir elektrolit. Dengan mempergunakan pompa, cairan elektrolit ini dialirkan kedalam celah antara benda kerja dengan pahat.
Proses Elektro Kimia daripada ECM:
Dua macam reaksi yang terjadi didalam proses ECM yaitu:
1) Reaksi elektro kimia pada anoda dan katoda yang meliputi proses-proses sebagai berikut:
a. Proses larutan pada anoda.
b. Proses reduksi-oksidasi.
c. Proses pelapisan pada katoda.
d. Proses pembentukan gas
2) Reaksi kimia pada cairan elektrolit terjadi pada lapisan batas antara permukaan bend kerja dengan cairan elektrolit dan perpindahan ion-ion terjadi secara:
a. Difusi, pergerakan ion karena adanyamedanlistrik.
b. Proses konveksi karena aliran elektrolit.
Pemilihan Elektrolit
Fungsi dari pada cairan elektrolit didalam proses ECM yaitu:
1. Sebagai media untuk memungkintan terjadinya proses pengerjaan material.
2. Sebagai fluida pendingin selama proses ECM berlangsung.
3. Untuk menghanyutkan bagian-bagian daripada material benda kerja yang telah dikerjakan.
Pemilihan cairan elektrolit berasarkan beberapa faktor sebagai berikut:
1. Besifat sebagai konduktor listrik.
2. Tidak koresif terhadap peralata dan pahat pada peralatan ECM .
3. Tidak beracun dan tidak membahayakan operator.
4. Mempunyai sifat kimia yang stabil, sehingga memungkinkan terjadinya reaksi elektro kimia yang stabil selama proses ECM berlangsung.
Cairan yang terlalu bersifat basa atau asam sekali tidak dapat dipergunakan dalam proses ECM. Karena beberapa pertimbangan sebagai berikut:
1. Mengurangi reaksi elektro kimia pada elektroda-elektroda.
2. Korosit terhadap peralatan dari pada mesin ECM.
3. Berbahaya terhadap operator.
KELEBIHAN DAN KEKURANGAN
Pemesinan menggunakan ECM mempunyai beberapa kelebihan, antara lain:
1) Mampu melakukan pemesinan pada benda kerja dengan kekerasan material yang tinggi karena prosesnya tidak dipengaruhi oleh kekerasan bahan benda kerja,
2) Pemesinan pada benda kerja jenis fragile parts dan brittle materials sangat aman menggunakan ECM,
3) Benda kerja non-rigid dapat diproses dengan mudah,
4) Tidak ada cutting force karena elektroda dan benda kerja tidak bersentuhan,
5) Mampu membuat bentuk yang kompleks yang sulit dikerjakan dengan metode konvensional,
6) Dapat digunakan untuk memotong benda yang sangat kecil atau dengan sudut yang kecil,
7) Tidak ada kerusakan akibat pengaruh panas dan tekanan (thermal and mechanical stress) pada benda kerja,
8) Elektroda atau pahat lebih awet karena tidak ada keausan pemakaian,
9) Surface finish yang baik,
10) ECM memiliki time saving yang lebih baik, dibanding mesin konvensional.
11) Proses pemesinan tidak bising (smooth).
Di samping kelebihan tersebut, ECM mempunyai kekurangan antara lain:
1) Memerlukan daya yang tinggi untuk mengoperasikan ECM,
2) Memerlukan waktu dan biaya tambahan untuk membuat elektroda sebagai alat potong pada ECM,
3) Penggunaan elektrolit dapat mengakibatkan korosi pada benda kerja dan mesin itu sendiri,
4) Pengikisan material benda kerja tergantung dari energi yang dipakai selama pemesinan.
Sekian artikel hari ini semoga bermanfaat, dan mohon maaf bila terdapat kesalahan dalam penulisan artikel kami. Jangan lupa follow and share ke teman-teman kalian ya,,, terima kasih.
Salam hangat
penulis
No comments:
Post a Comment