Di industri manufaktur, menemukan metode yang tepat untuk menghasilkan komponen yang tahan lama menjadi hal yang sangat penting. Sebab, komponen yang dihasilkan pada akhirnya akan digunakan pada proses pengolahan lainnya, sehingga akan mengalami berbagai macam kondisi di lapangan. Salah satu metode yang telah teruji oleh waktu dan terus menjadi bagian di berbagai industri adalah forging atau penempaan. Proses manufaktur ini melibatkan memalu (hammering), menekan (press), atau menggulung logam menjadi bentuk tertentu.
Pada dasarnya, forging adalah seni memanaskan logam panas, yang kemudian dirancang atau dibentuk untuk tujuan atau penggunaan tertentu. Dengan memanipulasi material sedemikian rupa, forging secara signifikan dapat meningkatkan sifat-sifat logam, termasuk integritas struktural, konduktivitas, dan umur panjang.
Sejarah Metode Forging
Melansir Somers Forge, forging logam adalah salah satu teknik pengerjaan tertua yang ada di peradaban umat manusia. Sekitar tahun 4000 SM, telah ada pengerjaan logam murni seperti emas dan perak yang ditempa menjadi perhiasan dan senjata. Kemudian, peleburan (smelting) dan penempaan (forging) besi dengan palu dan telah terjadi di abad ke-13 dan ke-14.
Sampai saat ini, forging telah berkembang secara pesat. Dengan kemajuan dalam peralatan, forging yang tadinya hanya diterapkan oleh para pandai besi untuk membuat tapal kuda, kini mulai merambah ke bidang komputer hingga robotik. Proses forgingi menjadi sangat canggih sehingga menghasilkan opsi rekayasa yang lebih tahan lama, efisien, dan lebih cepat. Sehingga perusahaan industri yang memanfaatkan metode forging, dapat memproduksi suku cadang dalam berbagai bahan, bentuk, ukuran dan hasil akhir.
Material yang Cocok untuk Forging
Bahan yang dapat melalui proses forging antara lain carbon steel, alloy steel, aluminium, stainless steel, tembaga, dan kuningan. Prosedur forging akan berbeda-beda yang ditentukan oleh beberapa faktor, penempaan titanium akan memiliki proses yang berbeda dibandingkan dengan stainless steel.
Sebagai gambaran, ketika material dipanaskan hingga suhu tinggi sekitar 1200/1300 derajat celcius, baja dapat dibentuk menjadi berbagai ukuran produk. Dari barang kecil seberat 1kg hingga barang tempa berukuran 100 ton. Selama proses penempaan, butiran logam akan memanjang searah aliran.
Hasilnya, ketangguhan logam meningkat secara signifikan. Desain penempaan yang baik akan memastikan bahwa garis aliran pada bagian akhir berada di tempat komponen akan mengalami tegangan maksimum.
Peralatan yang Digunakan untuk Forging
Meskipun teknik dan sistem penggeraknya sangat bervariasi, pada umumnya, forging dapat dilakukan dengan beberapa peralatan berikut:
- Palu (Hammer) dengan kekuatan penggerak hingga 50.000 pon, bisa menumbuk logam hingga bentuk tertentu dengan tambahan tumbukan bertekanan tinggi yang tetap terkendali.
- Press dengan daya dorong hingga 50.000 ton, bisa menekan logam menjadi bentuk vertikal dengan tekanan tinggi.
- Upsetter pada dasarnya adalah mesin penempaan yang digunakan secara horizontal untuk proses yang dikenal dengan istilah "upsetting".
- Ring Roller yang bisa memutar sepotong logam bulat berongga di bawah tekanan ekstrem terhadap gulungan yang berputar, sehingga menghasilkan ring utuh tanpa perlu pengelasan.
Teknik Forging
Terdapat beberapa teknik forging dengan keunggulan dan manfaat yang berbeda-beda, antara lain:
Drop Forging
Dimaksud drop forging karena melalui proses menjatuhkan palu ke logam untuk membentuknya menjadi bentuk cetakan (mold). Cetakan mengacu pada permukaan yang bersentuhan dengan logam. Ada dua jenis drop forging, yaitu:
Open-die Forging
Open-die forging juga dikenal sebagai smith forging. Prosesnya, palu akan menghantam dan menghancurkan logam pada landasan yang diam. Jenis penempaan ini logam tidak pernah sepenuhnya terkurung di dalam cetakan sehingga memungkinkannya mengalir kecuali di area yang bersentuhan dengan cetakan.
Closed-die Forging
Closed-die Forging juga dikenal sebagai impression-die forging. Pada proses ini, logam ditempatkan dalam cetakan dan dilekatkan pada landasan. Palu akan dijatuhkan ke logam diatur waktunya untuk bersentuhan dengan logam secara berurutan dalam skala milidetik, menyebabkan logam mengalir dan mengisi rongga cetakan.
Roll Forging
Roll forging terdiri dari dua gulungan horizontal silinder atau semi-silinder yang mengubah bentuk batangan bulat atau datar. Berfungsi untuk mengurangi ketebalan dan menambah panjang. Batangan logam yang dipanaskan ini dimasukkan dan melewati dua gulungan, kemudian dibentuk secara bertahap saat digulung melalui mesin. Proses ini berlanjut hingga bentuk dan ukuran yang diinginkan tercapai.
Press Forging
Teknik press forging menggunakan tekanan atau gaya yang lambat dan terus menerus. Pergerakan alat pemukul yang lebih lambat menghasilkan deformasi lebih dalam, sehingga seluruh volume logam bisa seragam. Sebaliknya, pada drop forging, deformasi sering kali hanya terjadi pada tingkat permukaan saja. Dengan mengontrol laju kompresi pada penempaan tekan, regangan internal juga dapat dikontrol.
Upset Forging
Upset forging adalah proses manufaktur yang ditujukan untuk meningkatkan diameter logam dengan mengompresi panjangnya dengan mesin bernama crank presses, yaitu mesin khusus berkecepatan tinggi. Mesin tersebut biasanya dipasang pada bidang horizontal untuk meningkatkan efisiensi dan pertukaran logam dengan cepat dari satu stasiun ke stasiun berikutnya.
Pengaplikasian Metode Forging
Metode forging memiliki berbagai pengaplikasian dalam industri, berkat kemampuannya menghasilkan komponen dengan kekuatan tinggi dan daya tahan yang luar biasa. Berikut adalah beberapa contoh pengaplikasian metode forging dalam berbagai sektor:
1. Industri Otomotif
Forging digunakan untuk memproduksi berbagai komponen penting kendaraan, seperti crankshaft, camshaft, connecting rods, gears, dan axles. Komponen-komponen ini memerlukan kekuatan tinggi dan ketahanan terhadap keausan, yang dapat dicapai melalui proses forging. Selain itu, forged parts umumnya memiliki integritas struktural yang lebih baik, menjadikannya pilihan ideal untuk aplikasi yang membutuhkan keamanan dan keandalan tinggi.
2. Industri Penerbangan dan Dirgantara
Dalam industri penerbangan, komponen seperti landing gear, turbine blades, dan structural components sering kali diproduksi menggunakan forging. Proses ini memastikan komponen memiliki kekuatan tinggi dan ketahanan terhadap tekanan serta suhu ekstrem yang dihadapi selama operasi penerbangan. Selain itu, forging dapat menghasilkan bagian dengan berat yang lebih ringan namun tetap kuat, yang sangat penting dalam desain pesawat untuk efisiensi bahan bakar.
3. Industri Minyak dan Gas
Komponen seperti valve body, fitting, dan flange dalam industri minyak dan gas sering dibuat melalui forging. Proses ini memberikan daya tahan yang diperlukan untuk menangani tekanan tinggi dan lingkungan korosif yang umum di sektor ini. Komponen yang dihasilkan melalui forging juga menunjukkan performa yang andal dalam kondisi operasi yang berat.
4. Industri Konstruksi
Forging digunakan untuk memproduksi berbagai alat dan komponen konstruksi seperti bolt, nut, dan berbagai jenis fastener. Kekuatan dan ketahanan dari forged component sangat penting untuk memastikan stabilitas dan keamanan struktur bangunan. Selain itu, forging juga digunakan dalam pembuatan komponen-komponen alat berat seperti excavator dan crane.
5. Industri Energi
Dalam sektor energi, terutama energi terbarukan seperti turbin angin dan hydroelectric plants, forging digunakan untuk memproduksi komponen kritis seperti shaft dan gear yang harus tahan terhadap beban dinamis dan siklus operasi yang panjang.
6. Perkakas dan Alat Berat
Berbagai peralatan tangan dan alat berat, termasuk palu, kunci pas, dan alat pertanian, sering kali diproduksi melalui forging. Proses ini menghasilkan alat yang lebih kuat dan tahan lama dibandingkan dengan metode manufaktur lainnya.
Forging adalah metode manufaktur yang sangat efektif dan serbaguna, dengan aplikasi luas di berbagai industri. Kelebihannya dalam menghasilkan komponen dengan kekuatan tinggi, ketahanan terhadap keausan, dan integritas struktural yang unggul menjadikannya metode pilihan untuk banyak aplikasi yang menuntut performa dan keandalan tinggi.
Beberapa produk ACS juga dibuat dengan metode forging, seperti fitting pipa. Oleh karena itu, produk-produk fitting pipa ACS berkualitas tinggi dan tahan lama, serta anti korosi karena menggunakan material seperti carbon steel dan stainless steel. Dapatkan produk-produk perpipaan terbaik hanya di ACS dengan berkonsultasi atau mengirimkan inquiry Anda melalui admin sales dan website alvindocs.com!
