Sheet Metal Design Guidline :

Materials, Features, Tolerances and Finishing

   Sheet metal atau logam lembaran adalah proses fabrikasi atau pembuatan lembaran metal untuk berbagai keperluan dan kegunaan. Pengertian lain sheet metal lainnya adalah logam yang diolah dan dibentuk melalui proses industri menjadi potongan datar dan tipis (lembaran). Material logam yang dapat diolah menjadi sheet metal diantaranya adalah stainless steel, aluminium, brass (kuningan), bronze (perunggu), copper (tembaga), steel, dan lain-lain. Ukuran standar sheet metal di pasaran adalah 2400 mm × 1200 mm, dengan variasi ketebalan yang bermacam-macam mulai dari 0,4 mm hingga 6 mm

Sheet metal pada umumnya berbentuk lembaran dan yang lebih tipis berupa gulungan (coil) seperti pada gambar dibawah.

Gambar 1. Gulungan Sheet metal

Dari komposisi kimianya, sheet metal dapat dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu kelompok ferro dan non - ferro. Adapun pengertian dari Logam ferro adalah sebuah logam paduan yang terdiri dari campuran unsur karbon dengan besi. Untuk menghasilkan suatu logam paduan yang mempunyai 2 sifat yang berbeda dengan besi dan karbon, maka dicampur dengan berbagai macam logam lainnya. Adapun contoh dari sheet metal kelompok ferro diantaranya yaitu baja karbon,  baja  paduan,  dan baja tahan  karat.  Dan yang tersedia dipasaran dengan spesifikasi kualitas dan permukaan (surface finished) bervariasi. Komponen sheet metal yang berada dibagian luar, yang menunjang keindahan produk, harus terbuat dari sheet metal dengan kualitas permukaan yang baik.

Kemudian logam non ferro (Non-Ferrous Metal) adalah jenis logam yang secara kimiawi tidak memiliki unsur besi atau Ferro (Fe). Oleh karena itu, logam jenis ini disebut sebagai logam bukan Besi (Non-Ferro). Contoh sheet metal kelompok non ferro adalah aluminium, paduan aluminium, paduan magnesium, paduan zinc, paduan titanium.

Sifat - sifat yang dimiliki sheet metal antara lain sebagai berikut:

1. Mampu bentuk yaitu sifat dari material sheet metal yang mudah atau sulit dibentuk. Mampu bentuk tidak ada korelasi yang pasti antara sifat – sifat mekanik dari sheet metal;

2. Sheet metal dengan mampu bentuk yang baik dapat  dipakai  untuk membuat produk sheet metal yang proses utamanya adalah drawing Dan deep drawing;

3. Pada umum nya sheet metal yang mempunyai yield point rendah dan elongation yang baik memiliki mampu bentuk yang baik pula.

Kemudian sesuai dengan fungsi dan kegunaannya maka terdapat berbagai jenis sheet metal, antara lain sebagai berikut:

1. Rolled Constructional Sheet - plat baja konstruksi, dirancang untuk memenuhi fungsi kekuatan – SS34 dan SS41;

2. Hot Rolled Sheet dan Cold Rolled Sheet - plat baja yang dirancang untuk memenuhi persyaratan untuk dibentuk (formability) dan kehalusan permukaan (Cold Rolled Sheet);

3. Stainless steel Sheet-baja tahan karat, tetapi dapat terjadi work hardening;

4. Electrical Steel Sheet- digunakan untuk membuat core/ inti dari motor listrik dan trafo dengan ketebalan antara 0,35 s.d 0,5 mm;

5. Open Steel Coil yaitu rimmed steel yang sudah mendapat perlakuan panas khusus untuk meningkatkan mampu bentuk. Namun, mampu bentuknya berada diantara killed steel dan rimmed steel (Rony Sudarmawan,2009)

·Material Selection

Saat mendesain dengan lembaran logam (sheet metal), ada beberapa hubungan antara desain part, penggunaan part dan pemilihan bahan. Meskipun desain dapat memandu Anda ke pemilihan bahan tertentu, bahan itu sendiri sering kali dapat mengarah pada peningkatan fungsionalitas dan perawatan berdasarkan karakteristik kinerja dari paduan logam yang dipilih.

ALUMINIUM

Aluminium tahan suhu dan dapat dilas dalam banyak bentuk. Ini adalah bahan tujuan umum yang bagus. Ini juga tahan korosi saat dirawat dan memiliki rasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi pada titik harga yang moderat. Aluminium paling umum yang kita lihat untuk pembentukan lembaran logam adalah AL5052, tetapi kita juga dapat bekerja dengan AL6061 untuk pola.

GALVANIZED STEEL

Baja galvanis adalah baja yang dilapisi dengan seng selama batch panas larutan seng. Proses ini melindungi baja dari korosi dan retak dan, seperti aluminium, memiliki rasio kekuatan-terhadap-berat yang baik. Baja galvanis memiliki biaya lebih rendah per pon daripada aluminium tetapi mungkin memiliki beberapa masalah dalam adhesi cat tergantung pada penggunaan akhir. Yang umum digunakan adalah sasis untuk printer elektronik dan peralatan medis.

GALVANEALED STEE

Mirip dengan baja galvanis, baja galvanis telah diambil satu langkah lebih jauh dan diberi perlakuan panas setelah pelapisan seng awal. Meskipun proses ini lebih mahal, proses ini menambah kemampuan pengecatan dan estetika permukaan ke dalam daftar keuntungan.

STAINLESS STEEL SHEET TERSEDIA DALAM TYPE 301, 304, 316 dan 430

Tipe 301 sangat baik untuk kekuatan tinggi dan ketahanan korosi. Tipe 304 dapat dengan mudah digulung atau ditekuk, dan ketahanan korosi dan kemampuan lasnya yang sangat baik menjadikannya salah satu grade yang paling populer. Tipe 316 adalah paduan ketahanan korosi yang tinggi, memberikan ketahanan yang lebih besar terhadap korosi tipe pitting. Penggunaan umum untuk baja tahan karat termasuk aplikasi kelautan, kimia, kertas, tekstil, dan layanan makanan. Tipe 430 adalah baja tahan karat feritik dengan ketahanan korosi yang sangat baik. Grade ini tidak bekerja mengeras dengan cepat dan dapat dibentuk dengan baik menggunakan operasi peregangan ringan, pembengkokan, atau menggambar. Kelas ini digunakan dalam berbagai aplikasi kosmetik interior dan eksterior di mana ketahanan korosi lebih penting daripada kekuatan. Tipe 430 memiliki kemampuan las yang buruk dibandingkan dengan

kebanyakan baja tahan karat karena kandungan karbon yang lebih tinggi dan kurangnya elemen penstabil untuk kelas ini, yang memerlukan perlakuan panas pasca las untuk mengembalikan ketahanan dan keuletan korosi.

Tergantung pada penggunaan akhir bagian yang dirancang, lembaran tembaga memiliki karakteristik kinerja yang sangat baik. Ini memiliki konduktivitas termal dan listrik yang tinggi dan tahan terhadap korosi. Tembaga juga ulet dan mudah dibentuk dan bersifat anti-bakteri dan biostatik. Kami biasanya menggunakan C1100 untuk pembentukan lembaran logam.

TEMBAGA (COPPER)

Paduan tembaga dan seng, kuningan sangat ulet dan tahan korosi. Kuningan kuat dan karakteristik kerja panas versus dingin dapat bervariasi tergantung pada jumlah seng dalam paduan. Ini memberikan lembaran kuningan rentang kinerja yang lebih luas tergantung pada penggunaan akhir dari bagian yang dirancang. Kami biasanya menggunakan C2680 untuk pembentukan lembaran logam.

KUNINGAN (BRASS)

Baja karbon rendah mengandung 0,05-0,32% karbon dibandingkan dengan baja karbon sedang, tinggi dan ultra-tinggi. Hal ini membuat baja karbon rendah menjadi pilihan yang lebih hemat biaya. Hal ini juga lunak dan ulet.

LOW CARBON STEEL

Meskipun bahan di atas paling umum digunakan, terdapat juga beberapa bahan yang kurang umum seperti: Tinplate SPTE (baja tipis yang dilapisi timah), Berilium Tembaga (C1720), Perak Nikel (C7521), Perunggu Fosfor (C5191), Baja Pegas (SK7 dan SK5), dan Baja Canai Panas (SPHC).

Recommended Thicknesses for Common Sheet Metal Alloys:

Dalam memilih bahan terbaik untuk desain Anda, penggunaan akhir dan karakteristik kinerja final produk juga harus diperhatikan. Beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan antara lain:

Pemilihan bahan tidak hanya penting untuk biaya, tetapi juga terkait erat dengan bagian desain dan dapat membantu atau melukai integritas part tergantung pada karakteristik material.

Stamping

    Seperti pada mater-materi sebelumnya sudah dijelaskan ada beberapa proses pembentukan sheet metal. ada salah satu proses pembentukan sheet metal yang banyak digunakan untuk membuat part-part otomotif dan bebepa part yang ada disekitar kita, proses ini yaitu stamping. Stamping adalah  proses  membentuk  huruf,  simbol,  atau  lainnya  pada  permukaan sheet metal, dimana bagian dasarnya tetap rata dan pressing capacity yang diperlukan cukup besar (Rony Sudarmawan,2009).

Gambar 2. Bagian-bagian mesin stamping

Urutan proses stamping press yang lengkap adalah sebagai berikut:

1.blanking;

2.drawing;

3.pierching;

4.trimming;

 Process  blanking adalah  prosess  pemotongan  material  pelat  agar  didapat  ukuran material sesuai dengan yang diharapkan, dan penggunaan material seefisien mungkin, dengan waste material  sesedikit  mungkin. Yang  perlu diperhatikan  dalam  proses blanking

Adalah sebagai berikut

1.design blanking die;

2.design blanking punch;

3.pemilihan material dan proses hardening untuk die dan punch;

4. poleransi antara die dan punch, harus sesuai dengan perhitungan yang tepat agar tidak timbul barr pada produk;

5.jenis, ketebalan, dimensi material yang akan diblanking (Diemold,2010).

Drawing adalah proses pembentukan sheet metal yang dalam dan kontur kompleks sehingga memerlukan blank holder dan air cushion/spring untuk mengontrol  aliran dari material serta diperlukan bead atau tahanan untuk menahan aliran material yang terlalu cepat. Untuk menghasilkan produk yang baik, maka harus menggunakan sheet metal

khusus proses drawing dan mesin press hidrolik.

 Piercing adalah proses pemotongan sheet metal untuk   membuat   lubang   pada permukaan yang rata ataupun kontur.  Lubang yang dihasilkan bisa berbentuk bulat atau bentuk lainya, tergantung bentuk punch. Pada proses piercing terdapat scrap

Trimming adalah  proses  pemotongan  bagian  yang  tidak  diperlukan  dari  proses drawing atau forming untuk  mendapatkan  ukuran  akhir.  Proses trimming akan meninggalkan bagian yang tidak berguna atau scrap (Rony Sudarmawan,2009).