Proses Penempaan Bahan Logam, Tempa, Forging

Pengertian Definisi

Proses penempaan atau forging adalah proses pembentukan logam untuk menghasilkan produk akhir dengan memberikan gaya tekan dengan laju pembebanan tertentu. Pada pembentukan ini, benda kerja di pukul atau ditekan dengan perkakas melalui beberapa tahapan.

Produk hasil tempa memiliki struktur serat/garis alir yang searah dengan kekuatan yang diharapkannya. Garis alir proses tempa cenderung mengikiuti pola bentuk luar benda tempanya. Pada umumnya proses tempa diaplikasikan untuk menghasilkan bentuk-bentuk yang tak beraturan, dengan ukuran mulai dari bentuk ukuran kecil sampai besar.

Operasi tempa pada umumnya dilakukan pada temperatur tinggi atau hot working, terutama untuk benda kerja ukuran besar. Sebagian operasi tempa dilakukan pada temperatur rendah atau cold working untuk benda kerja berukuran relatif kecil. Untuk dapat menjadi Produk akhir,  biasanya  pembentukan dengan forging dilakukan secara bertahap seperti ditunjukkan pada gambar di bawah.

Skematika Tahapan Forging Pada Proses Pembentukan Komponen Automeotive.

Skematika Tahapan Forging Pada Proses Pembentukan Komponen Automeotive.

Animasi Tahapan proses pembentukan benda kerja menjadi produk jadi pada temperatur tinggi, dengan teknologi hot forging dapat dilhat dalam gambar di bawah.

Proses Pembentukan Logam Teknologi  Forging, Animasi

Proses Pembentukan Logam Teknologi Forging, Animasi

Produk Yang Dihasilkan Teknologi Forging/Tempa

Beberapa contoh produk yang dihasilkan dengan menggunakan teknologi pembentukan tempa dapat dilihat pada gambar di bawah. Peralatan dapur seperti sendok, garpu dan pisau makan merupakan produk-produk yang dibentuk dengan proses tempa. Sebagian suku cadang otomotive baik untuk sepeda motor maupu kendaraan roda empat juga dibentuk melalui teknologi forging.

 

Contoh Produk Hasil Pembentukan Dengan Metoda Forging/Tempa

Contoh Produk Hasil Pembentukan Dengan Metoda Forging/Tempa

Berdasarkan kecepatan pembentukannya, atau kecepatan pembebanannya,  peralatan atau mesin operasi tempa dikelompokkan menjadi dua, yaitu:

  1. Penempaan cepat seperti Forging Hammer dan Drop Hammer
  2. Penempaan lambat seperti Forging Press

Berdasarkan jenis cetakan, atau dies yang digunakan, operasi tempa biasanya dikelompokkan menjadi  Open Die Forging dan Closed Die Forging.

1. Open Die Forging, Tempa Dengan Cetakan Terbuka, Atau Tanpa Cetakan

Open die forging adalah penempaan yang dilakukan dengan meletakkan benda kerja di antara die yang berbentuk datar, atau flat die atau yang berbentuk sederhana. Proses ini digunakan untuk produk yang berukuran besar dengan produktivitas rendah.

Open die forging Biasanya digunakan untuk memberikan bentuk awal benda kerja yang akan dilanjutkan dengan penempaan  yang menggunakan die tertutup, atau closed die forging.

Beberapa contoh dari open die forging adalah: upsetting, edging, fullering, drawing, swagging, piercing dan punching.

Pabrik Pembentukan Dengan Teknologi Tempa Panas, Open Die Hot Forging Machine

Pabrik Pembentukan Dengan Teknologi Tempa Panas, Open Die Hot Forging Machine

2. Closed Die Forging, Tempa Dengan Cetakan Tertutup

Closed die forging adalah operasi penempaan yang menggunakan sepasang die block yang secara presisi membentuk benda kerja yang diinginkan. Die block dibuat melalui pemesinan atau casting. Penempaan dengan menggunakan die block ini akan menghasilkan produk yang memiliki toleransi ukuran yang lebih presisi. Die block terdiri dari dua bagian, yaitu die bagian atas, dan die bagian bawah.  Closed die forging umumnya diaplikasikan untuk benda kerja berukuran relatif kecil.

Closed die forging diterapkan secara bertahap dimulai dengan proses fullering dan edging pada bahan baku untuk memberikan bentuk awal benda kerja. Kemudian dilakukan penempaan kasar dengan rough die block. Pada tahapan ini terjadi perubahan bentuk yang relatif besar. Tahap penempaan akhir dilakukan dengan finishing die untuk memperoleh benda kerja yang sesuai dengan bentuk dan ukuran dari rancangan produk akhir.

Pada proses tempa ini, volume benda kerja harus cukup untuk dapat mengisi seluruh rongga cetakan dengan sempurna. Sulitnya menentukan volume yang tepat, maka sering digunakan volume benda kerja yang relatif lebih besar.

Kelebihan volume ini akan menyebabkan terjadinya aliran material secara lateral yang melebar ke luar dari rongga die dan membentuk pita logam tipis yang biasa disebut sebagai sirip atau flash. Untuk mencegah terjadinya flash yang berlebihan, atau flash terlalu lebar, pada die block disediakan rongga penampung yang disebut flash gutter. Setelah tahapan tempa terakhir, flash dipotong dengan menggunakan trimming die.

Flash berfungsi sebagai penutup atau katup pengaman kelebihan logam pada rongga cetakan tertutup dan selain itu berfungsi sebagai penghambat aliran logam sehingga terjadi tekanan yang tinggi untuk memastikan logam akan mengisi rongga cetakan yang masih kosong.

Pabrik Pembentukan Dengan Teknologi Tempa Panas, Closed Die Hot Forging Machine

Pabrik Pembentukan Dengan Teknologi Tempa Panas, Closed Die Hot Forging Machine

Pustaka:

  1. Hosford, W. F., 1993, “Metal Forming, Mechanics & Metallurgy”, Second edition, Printice-Hill, Inc., New Jersey.
  2. Lange, K. 1985, “Handbook of Metal Forming”, MC Graw-Hill, New Jersey.
  3. Backofen, W. A., 1972, “Deformation Processing”, Addison-Willey Publishing Company, Massachusett.
  4. Dieter, G.E., 1986,”Mechanical Metallurgy”, Mc. Graw-Hill, New Jersey.
  5. Dieter, G.E., 1988,”Workability Testing Techniques”, ASM, Metal Park, Ohio.
  6. Hobbs,R.M., 1974,”BPH Technical Bulletin”, Broken-Hill Proprietary Co., Ltd., Vol. 18.N0.2.
  7. Hutchinson, W.B., 1984, “International Metal Riviews”, vol 29, No. 1.

Gambar:

  1. www.bangmu2.com
  2. www.trade-ct.com
  3. perkakastajur.indonetwork.co.id
  4. www.cast-forged.com
  5. http://www.youtube.com/