Mengenal Proses Ekstrusi (Extrusion) Dalam Pembentukan Logam

Proses Ekstrusi

Ekstrusi (Extrusion) adalah proses pembentukan logam atau benda kerja dengan cara mendorong keluar logam di dalam rongga tertutup melalui cetakan untuk mengurangi penampang atau menghasilkan bentuk penampang yang diinginkan.

Proses ekstrusi umumnya digunakan untuk pembuatan logam yang panjang dan lurus. Bentuk penampang pada proses ekstrusi dapat berupa lingkaran, persegi panjang, sampai bentuk T, Bentuk L dan Tabung dll. Dalam proses Ekstrusi menghasilkan gaya tekan dan geser pada logam dengan kemungkinan deformitas sangat tinggi tanpa benar-benar merobek logam.

Prinsip Kerja dan Proses Ekstrusi

Ekstrusi adalah proses pembentukan logam dengan memberikan tekanan pada benda kerja. Dalam proses ini, piston atau plunger digunakan untuk memberikan gaya tekan pada benda kerja. Pertama-tama benda kerja logam dengan ukuran standar dipanaskan dalam ekstrusi panas atau tetap pada suhu kamar dan ditempatkan ke dalam mesin ekstrusi. Gaya tekan kemudian mendorong logam ke arah cetakan. Gaya tekan tinggi ini memungkinkan logam kerja mengalir melalui cetakan dan diubah menjadi bentuk yang diinginkan. Setelah dilakukan proses penekanan kemudian bagian yang diekstrusi dikeluarkan dari mesin ekstrusi dan diberi perlakuan panas untuk menghasilkan sifat mekanik yang lebih baik.

Mesin ekstrusi tersebut terdiri dari perangkat silinder piston di mana logam ditempatkan dalam silinder dan didorong oleh piston. Pada Bagian atas silinder dilengkapi dengan sebuah cetakan (die) untuk menghasilkan bentuk penampang yang diinginkan.

Jenis Proses Ekstrusi

Dalam proses pembentukan logam secara ekstrusi terdapat beberapa jenis maupun proses yang digunakan untuk menghasilkan benda kerja dengan bentuk dan hasil akhir yang diinginkan Dalam proses ekstrusi dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu berdasarkan arah aliran logam dan berdasarkan temperatur kerja yang digunakan.

1. Jenis Ekstrusi Berdasarkan Arah Aliran Logam

a. Ekstrusi langsung (Direct Extrusion)

Direct Extrusion (Ekstrusi Langsung)

Ekstrusi Langsung atau seringkli dikanal dengan Ekstrusi Maju adalah jenis ekstrusi yang paling umum dan banyak digunakan dalam proses ekstrusi. Proses ekstrusi langsung dimulai dengan memuat logam atau billet ke dalam wadah rongga penekan di mana blok ditempatkan di belakangnya. Kemudian penekan mekanis atau hidrolik menekan material untuk mendorongnya keluar melalui cetakan.

Kelebihan ekstrusi langsung :

- Tidak perlu melakukan modifikasi billet

- Dapat digunakan untuk proses ekstrusi panas dan dingin

- Komponen yang lebih sederhana dibandingkan dengan proses ekstrusi lainnya

Kerugian dari ekstrusi logam langsung :

- Membutuhkan gaya tinggi karena terjadi gesekan

- Ujung logam tertinggal di dalam rongga

- Gaya yang dibutuhkan untuk mendorong ram berubah saat pendorong bergerak

b. Ekstrusi Tidak Langsung (Indirect Extrusion)

Indirect Extrusion (Ekstrusi Tidak Langsung)

Dalam Ekstrusi Tidak Langsung, cetakan terletak di ujung pendorong. Pada proses ekstrusi ini logam dialirkan berlawanan arah dengan gerakan pendorong. cetakan dipasang di sisi berlawanan dari gerakan pukulan. Dalam proses ini, logam dibiarkan mengalir melalui ruang annular antara pendorong dan container.

Kelebihan ekstrusi langsung :

- Menghasilkan lebih sedikit gesekan

- Lebih sedikit daya yang digunakan

- Dapat digunakan untuk ekstrusi panas dan dingin

Kerugian ekstrusi logam langsung :

- Sulit untuk mendukung bagian yang diekstrusi

- Ram berlubang membatasi beban yang diterapkan

c. Ekstrusi Hidrostatik (Hydrostatic Extrusion)

Hydrostatic Extrusion (Ekstrusi Hidrostatik)

Dalam proses ekstrusi hidrostatik menggunakan fluida untuk memberikan tekanan pada logam billet. Dalam proses ini, gesekan dihilangkan karena billet tidak bersentuhan secara langsung dengan dinding silinder atau pendorong. Terdaat fluida di antara billet dan plunger. Plunger menerapkan gaya pada fluida yang selanjutnya diterapkan pada billet. Biasanya minyak nabati digunakan sebagai fluida yang digunakan. Namun dalam Proses ekstruksi ini seringkali terjadi masalah kebocoran dan kecepatan ekstrusi yang tidak terkendali.

Kelebihan ekstrusi hidrostatik :

- Kebutuhan daya rendah karena tidak ada gesekan

- Tingkat produksi lebih cepat dan rasio reduksi yang tinggi

- Menurunkan suhu billet

- Aliran material lebih merata karena distribusi gaya yang seimbang

- Billet berukuran besar dan penampang melintang besar dapat diekstrusi

- Tidak ada sisa billet yang tertinggal di dalam rongga

Kerugian ekstrusi logam hidrostatik

- Billet perlu disiapkan dengan meruncing salah satu ujungnya agar sesuai dengan sudut masuk cetakan

- Hanya dapat dilakukan dengan proses ekstrusi dingin

- Sulit untuk menampung cairan bertekanan tinggi

2. Jenis Ekstrusi Berdasarkan Temperatur Kerja

a. Proses Ekstrusi Panas (Hot Extrusion)

Proses ekstrusi panas dilakukan di atas suhu rekristalisasi yaitu sekitar 50-60% dari suhu lelehnya.

Kelebihan hot extrusion :

- membutuhkna gaya yang lebih rendah dibandingkan pengerjaan dingin.

- Mudah dikerjakan dalam bentuk panas.

- Tidak membutuhkan pengerasan regang (strain hardening)

Kekurangan hot extrusion :

- Permukaan akhir yang dihasilkan rendah karena pembentukan kerak pada bagian yang diekstrusi.

- Mempercepat keausan cetakan.

- Diperlukan perawatan yang tinggi.

b. Proses Ekstrusi Dingin (Cold Extrusion)

Proses ekstrusi dingin dilakukan pada suhu kamar atau dibawah suhu rekristalis.

Kelebihan Cold Extrusion :

- Sifat mekanik tinggi.

- Permukaan akhir yang tinggi

- Tidak terdapat oksidasi pada permukaan logam.

Kekurangan Cold Extrusion :

- Membutuhkan daya yang lebih tinggi.

- Produk dicapai dengan pengerasan regangan (strain hardening).

Referensi :

[1] https://paulmurphyplastics.com/

[2] https://engineeringproductdesign.com/

[3] http://www.themetalcasting.com/

Share :