Jenis-Jenis Electrical Discharge Machines (EDM)

Jenis Jenis Mesin EDM

Ada dua jenis Electrical Discharge Machines yaitu Stempel EDM/ Sinker EDM/ Ram EDM dan Wire EDM.

• Stempel EDM / Sinker EDM / Ram EDM 

Stempel EDM sering juga disebut sebagai tipe rongga EDM atau volume. Setempel EDM terdiri dari elektroda dan benda kerja yang terendam dalam cairan isolasi seperti, minyak atau lebih jarang cairan dielektrik lainnya. 

Elektroda dan benda kerja yang terhubung ke satu daya yang sesuai dan listrik menghasilkan potensial listrik antara dua bagian. Sebagai elektroda mendekati benda kerja, dielektrik kerusakan terjadi di dalam cairan plasma membentuk saluran dalam percikan kecil melompat.

Bunga api ini biasanya menyerang satu per satu kali karena sangat kecil kemungkinannya bahwa lokasi yang berbeda dalam ruang antar elektroda sangat identik dengan karakteristik listrik lokal yang memungkinkan percikan terjadi secara bersamaan di semua lokasi tersebut.

Bunga api ini terjadi dalam jumlah besar di lokasi acak antara elektroda dan benda kerja sebagai dasar logam terkikis dan celah elektroda kemudian meningkat. Elektroda di turunkan secara otomatis oleh mesin sehingga proses dapat terus berlanjut tanpa gangguan. 

Contoh Pengerjaan Stempel EDM

Beberapa ratus ribu bunga api terjadi perdetik dalam proses ini dengan siklus yang sebenarnya, dengan hati-hati di kendalikan oleh parameter setup. 

Pengendalian ini biasanya dikenal dengan sebutan tepat waktu dan off time yang didefinisikan secara literatur waktu yang lebih lama menghasilkan rongga yang lebih mendalam untuk menciptakan siklus kasar pada benda kerja. Off time adalah periode waktu yang satu percikan digantikan oleh yang percikan yang lain. Off time yang lebih panjang misalnya, memungkinkan dielektrik disiram cairan melalui nosel untuk membersihkan puing-puing terkikis, sehingga menghindari hubungan pendek. Pengaturan ini dapat dipertahankan dalam mikro detik. Bagian geometri yang khas adalah bentuk 3D yang kompleks sering kali dengan kecil atau berbentuk sudut aneh, Vertikal, orbital, vectorial, terarah, heliks, kerucut, rotasi, berputar dan pengindeksan siklus pemesinan juga digunakan.

• Wire EDM 

Kawat listrik di discharge machining (WEDM), atau kawat-cut EDM, tipis untai tunggal kawat logam, biasanya kuningan, diberi makan melalui benda kerja, biasanya terjadi tenggelam dalam sebuah tangki dengan cairan dielektrik, yang biasanya air deionised. 

Proses ini biasanya tidak digunakan untuk menghasilkan 3D yang kompleks geometri. Kawat yang terus-menerus disuplai dari spul, diadakan antara atas dan bawah panduan berlian. Panduan bergerak dalam arah x – y pesawat, biasanya menjadi CNC dikontrol dan pada hampir semua mesin modern panduan atas juga dapat bergerak secara independen di z – u – v sumbu, sehingga menimbulkan kemampuan untuk memotong runcing dan transisi bentuk (lingkaran di bawah, persegi di atas misalnya) dan dapat mengontrol pergerakan sumbu x – y – u – v – i – j – k – l.

Ini memberikan EDM memotong kawat yang memiliki kemampuan untuk diprogram, dipotong sangat rumit dan halus bentuknya. Kawat dikendalikan oleh berlian atas dan bawah panduan yang biasanya akurat 0,004 mm, dan dapat memiliki memotong jalur atau goresan sekecil 0,12 mm menggunakan kawat 0,1 mm Ø, meskipun rata-rata mencapai memotong garitan bahwa biaya ekonomi yang terbaik dan pemesinan waktu adalah 0,335 Ø 0,25 mm, menggunakan kawat kuningan.

Ada pun alasan pemotongan lebar lebih besar daripada lebar kawat adalah karena memicu terjadi dari sisi-sisi kawat untuk pekerjaan potongan menyebabkan erosi. Kawat-proses memotong menggunakan air sebagai dielektrik dengan resistivitas air dan listrik lain sifat hati-hati dikendalikan oleh filter dan de-Ionizer unit. Air juga melayani tujuan yang sangat kritis dari luka menyiram puing-puing menjauh dari zona pemotongan. Flushing adalah faktor penentu yang penting dalam tingkat feed maksimum tersedia dalam ketebalan bahan tertentu, dan situasi penggelontoran miskin mengharuskan pengurangan tingkat feed.

Seiring dengan toleransi yang lebih ketat multiaxis EDM mesin pemotong kawat pusat memiliki banyak fitur tambahan seperti: Multiheads untuk memotong dua bagian pada saat yang sama, kontrol kawat untuk mencegah kerusakan, otomatis fitur threading diri dalam kasus kerusakan kawat, dan mesin diprogram strategi untuk mengoptimalkan operasi.

Wire EDM pemotongan biasanya digunakan bila tegangan sisa rendah yang diinginkan. Wire EDM dapat meninggalkan tegangan sisa pada benda kerja yang kurang signifikan dibandingkan dengan mereka yang mungkin ditinggalkan jika benda kerja yang sama diperoleh oleh mesin. Bahkan dalam EDM kawat tidak ada pemotongan besar yang terlibat dalam pemindahan bahan. Namun, benda kerja dapat menjalani ke siklus termal yang signifikan, yang beratnya tergantung pada parameter teknologi yang digunakan. Kemungkinan efek termal seperti siklus pembentukan lapisan menata-ulang pada bagian dan kehadiran tegangan sisa tarik pada benda kerja. Jika proses sudah diatur sehingga energi / daya per pulsa adalah relatif kecil (biasanya dalam menyelesaikan operasi), sedikit perubahan dalam sifat mekanik suatu material yang diharapkan pada EDM memotong kawat karena tegangan sisa rendah ini, meskipun materi yang belum lega stres dapat mengganggu dalam proses machining.

Jenis-jenis Wire EDM adalah sebagai berikut : 

• Copper Wire 

Kawat ini terbuat dari tembaga murni dan digunakan dalam tahap awal pada proses EDM. Mempunyai ciri-ciri : 

1. Kekuatan tarik rendah, tingkat elongasi tinggi, tingkat kerusakan yang berlebihan. 
2. Kondisi Flushing Miskin akibat penguapan temperatur tinggi. 
3. Kecepatan pemrosesan lambat karena konduktivitas yang tinggi. 
4. Pencairan lambat dan efisiensi rendah karena panas yang diserap oleh kawat bukan pekerjaan sepotong. 

• Brass Wire 

Brass Wire mempunyai ciri-ciri :

1. Rasio Alloy tembaga dan seng 65/35 – 63/37, kekuatan tarik 50,000-145,000 psi. 
2. Kekuatan tarik tinggi dibandingkan dengan kawat tembaga. 
3. Flushing dapat berjalan dengan sempurna karena rendahnya suhu penguapan. 
4. Wires dengan beberapa jumlah Aluminium atau Titanium memiliki kekuatan tarik tinggi, tetapi efisiensi pembilasan yang memburuk. 

• Zn Coated Brass Core Wire 

Kawat dengan ketebalan seng konstan yang dilapisi pada permukaan kawat kuningan.

• Zn Diffusion Annealed Brass Core Wire 

Kawat berlapis seng yang terdapat pada permukaan kawat kuningan dan mendapatkan perlakuan panas membuat seng yang akan dilapisi meleleh dan harus terpasang erat pada kawat kuningan. Seng biasanya digunakan sebagai bahan coating dan paduan, untuk meningkatkan kecepatan pemotongan dan untuk mengurangi kemungkinan kerusakan.

Seng meningkatkan efisiensi pembilasan dengan temperatur penguapan yang rendah dibandingkan dengan kuningan. Coated atau seng andil difusi melakukan peran melindungi kuningan, jadi kemungkinan kerusakan kawat secara drastis menurun.

• Algoritma Genetik / Algoritma Evolusioner 

Electro Discharge Machining Die Sinking (EDM die sinking) adalah proses pemesinan yang banyak digunakan pada benda kerja yang memiliki kekerasan tinggi. Perkembangan teknologi menuntut proses ini untuk menghasilkan produk berkualitas dengan produktivitas tinggi. Oleh karena itu, perlu dilakukan optimisasi yang melibatkan parameter proses pemesinan EDM die sinking.
Saat ini terdapat berbagai macam teknik dan metode optimisasi yang dapat dipilih, diantaranya adalah Algoritma Genetik. Algoritma Genetik merupakan bagian dari sekelompok teknik optimisasi yang dikenal dengan nama Algoritma Evolusioner (Evolutioner Algorithms). Pada kelompok ini terdapat tiga tipe utama yaitu Algoritma Genetik, pemrograman evolusioner, dan strategi evolusi.

Diantara ketiga tipe tersebut, Algoritma Genetik paling luas digunakan terutama untuk optimisasi masalah yang kompleks. Metode ini menggunakan suatu model matematika untuk menghitung harga optimum dari parameter-parameter proses.

Pada penelitian ini dilakukan optimisasi menggunakan Algoritma Genetik terhadap parameter proses pemesinan EDM die sinking. Tujuannya adalah mendapatkan kombinasi nilai variabel input mesin yang menghasilkan kondisi pemotongan optimum. Variabel input yang dimaksud adalah discharge current, pulse duration, interval duration, response speed, working voltage, lift-off duration dan work duration.

Sumber Materi : 

Makalah Mesin Elektrical Discharge Machine (EDM) 

Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Fakultas Keguruan Ilmu Pendidikan
Universitas Sebelas Maret 2013

Yang disusu Oleh :

1. Adi Satria Laksana 
2. Arief Suryo Wibowo 
3. Ika Aprilia Ayu Wardani Nim 
4. Muh. Fuad Adi Dwi C. Nim