Sheet Metal Design Guidline : Materials, Features, Tolerances and Finishing"

 

Sheet Metal Design merupakan aspek penting dalam manufaktur, karena bagian-bagian lembaran logam digunakan dalam berbagai industri, termasuk industri otomotif, dirgantara, konstruksi, dan barang konsumen. Designer perlu mempertimbangkan berbagai faktor saat menciptakan bagian-bagian lembaran logam, termasuk bahan (material) , fitur, toleransi, dan finishing.

 

Materials (Bahan)

 

   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. Bagian-bagian lembaran logam dapat dibuat dari berbagai bahan. Bahan yang dipilih akan tergantung pada aplikasi spesifik, karena setiap bahan memiliki properties yang unik. Sebagai contoh, baja kuat dan tahan lama, tetapi dapat menjadi berat dan dapat berkarat seiring waktu. Sementara itu, aluminium ringan dan tahan korosi, menjadikannya pilihan populer untuk banyak aplikasi.

 

Ketika memilih bahan untuk bagian-bagian lembaran logam, desainer juga harus mempertimbangkan ketebalan bahan. Bahan yang lebih tebal mungkin lebih kuat, tetapi mereka juga mungkin lebih sulit untuk dibentuk dan diolah.

 

Features

 

Bagian-bagian lembaran logam dapat dirancang dengan berbagai fitur, termasuk lipatan, flensa, lubang, dan potongan. Fitur-fitur ini biasanya dibuat melalui proses yang disebut pukulan atau pengepakan, yang menggunakan mesin untuk memotong dan membentuk logam.

BENDS

Bentuk lembaran logam yang paling umum adalah tikungan. Tikungan dapat memberikan kekuatan dan bentuk pada suatu bagian dan dibentuk dalam sebuah mesin dengan menggunakan rem bengkok. Sejak lembaran logam tidak dapat ditekuk ke posisi 90 derajat tanpa putus di sudut tajam, semua tikungan akan memiliki radius tikungan yang dapat diterima. Tikungan di bidang yang sama seharusnya dirancang dalam arah yang sama. Radius tikungan pilihan kami adalah 0,030”.

 

HEM

Keliman adalah lipatan di tepi bagian, atau dinding, sering kali menyerupai bentuk U atau C. Hem bisa terbuka atau tertutup. Namun, toleransi keseluruhan akan tergantung pada radius, ketebalan lembaran dan fitur lainnya di dekat tepi. Mereka lebih sulit untuk diproduksi dengan perkakas prototipe dan mungkin memerlukan beberapa langkah tikungan. Keliman meningkatkan kekuatan bagian, kelurusan dan menghilangkan tepi tajam.

 

OFFSET

Offset adalah penciptaan tikungan berbentuk Z pada suatu bagian. Set o lainnya dapat diperkenalkan, tetapi penting untuk menjaga jarak minimum antar fitur dan jarak antara permukaan paralel.

 

LUBANG dan SLOT

Lubang dan slot adalah lokasi di mana perangkat penyambung seperti baut, tab, dan fitur lainnya menjaga bagian tetap di tempatnya. Lokasi relatif terhadap tepi sangat penting karena lubang di dekat tepi dapat menyebabkan masalah dengan deburring dan di dalam mesin selama pemrosesan dapat menyebabkan keausan pada perkakas mesin. Yang terbaik adalah menentukan lubang diameter lebih besar dari ketebalan lembaran. Diameter lubang yang lebih kecil dari ketebalan lembaran menghasilkan pemuatan pukulan yang lebih tinggi, pengkilapan yang lebih lama di dalam lubang dan duri yang berlebihan. Ini juga dapat menyebabkan tarikan siput saat menarik pukulan. Dalam nada yang sama, jarak antara lubang harus setidaknya dua kali ketebalan lembaran untuk memastikan kekuatan logam dan mencegah deformasi lubang. selama pembengkokan atau pembentukan. Akhirnya, lubang harus setidaknya ketebalan lembaran dari tepi dan ruang antara lubang dan tikungan harus 1,5 kali ketebalan lembaran ditambah radius tikungan.

 

NOTCHES, LUGS dan TABS

Perhatikan struktur butir sangat penting untuk menghindari retakan dengan lug atau tab yang dipotong di tiga sisi dan ditekuk. Misalnya, lug yang dibentuk sejajar dengan arah butir biasanya cenderung membentuk retakan. Praktek yang direkomendasikan adalah untuk lug tegak lurus atau pada sudut <45 derajat terhadap arah butir.

 

BEND RELIEF

Relief tikungan ditambahkan untuk mencegah retak dan robek yang dapat terjadi pada tikungan rumit atau tikungan dengan jari-jari kasar. Ini memberikan penghilang stres pada bagian tersebut, mencegah efek pegas kembali, dan menambah kekakuan pada bagian akhir.

 

Chamfers

Beberapa bagian yang sudah jadi mungkin memiliki sudut tajam 90 derajat atau mendekati 90 derajat. Chamfering adalah fitur di mana sudut paling tajam dibulatkan untuk mencegah menangkap, tersangkut atau cedera. Chamfers di sudut dan manik-manik di tikungan meningkatkan kekakuan.

 

COINING dan COLLAR

Kerah meningkatkan kekakuan di sekitar area yang ditusuk seperti lubang dan slot. Pembuatan koin dan emboss di sekitar lubang berkobar meningkatkan kekuatan dan kemungkinan mempertahankan kerataan.

 

Desainer harus memperhatikan keterbatasan proses pukulan atau pengepakan saat menciptakan fitur-fitur. Sebagai contoh, sudut tajam mungkin sulit untuk dibuat, dan lubang besar dapat melemahkan struktur bagian tersebut. Desainer juga harus mempertimbangkan penempatan fitur, karena fitur-fitur yang terlalu dekat satu sama lain dapat saling mengganggu selama proses pukulan atau pengepakan.

 

Toleransi

 

Toleransi adalah variasi yang diizinkan dalam dimensi bagian lembaran logam. Desainer harus menentukan toleransi dalam desain mereka untuk memastikan bahwa bagian-bagian diproduksi sesuai dengan spesifikasi yang benar. Toleransi dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor, termasuk bahan, ketebalan bahan, dan kompleksitas bagian tersebut. Desainer harus berkonsultasi dengan produsen untuk menentukan toleransi yang sesuai untuk aplikasi spesifik mereka.

mengikuti toleransi umum terhadap ISO-2768-M dan diantaranya termasuk:

BENDS

Tikungan yang terbentuk pada mesin menggunakan rem tikungan dengan standar toleransi adalah +/- 1 derajat. Disarankan juga agar tikungan jari-jarinya tidak boleh kurang dari ketebalan lembaran (T).

HEM

Diameter dalam minimum pada keliman harus 4X ketebalan lembaran. Namun, toleransi keseluruhan akan tergantung pada radius, ketebalan lembaran dan fitur lain di dekat ujungnya.

OFFSET

Secara keseluruhan, semua radius tikungan dalam o set harus 0,030”. Jarak antara bidang paralel harus setidaknya 2X ketebalan lembaran. Direkomendasikan toleransi +/- 0,012” antar fitur. Perangkat o lainnya dapat diperkenalkan, tetapi penting untuk dipertahankan jarak minimum antara fitur dan jarak antara permukaan paralel.

LUBANG dan SLOT

Lubang dan slot harus setidaknya satu ketebalan material dengan diameter (T) dan sebaiknya 4T dari tepi material. Jika menggunakan sisipan, gunakan spesifikasi pabrikan untuk menentukan jarak dari tepi.

NOTCHES dan TAB

Takik dan tab harus setidaknya 1T atau 0,04” , mana yang terbesar. Lebarnya juga tidak boleh lebih dari 5 X.

BEND RELIEF

Relief tikungan tidak boleh lebih dalam dari 1T ditambah radius tikungan dan tidak boleh lebih lebar dari 0,030”.

Finishing

 

Finishing adalah langkah terakhir dalam proses pembuatan bagian lembaran logam. Finishing dapat mencakup berbagai proses, seperti pengecatan, pelapisan bubuk, anodisasi, dan pelapisan. Finishing tidak hanya meningkatkan tampilan bagian, tetapi juga dapat memberikan perlindungan tambahan terhadap korosi dan keausan. Desainer harus mempertimbangkan proses finishing saat membuat desain mereka. Misalnya, fitur seperti flensa dan lubang mungkin perlu ditutup selama proses finishing untuk mencegah lapisan menumpuk di area ini.

Kesimpulannya, desain lembaran logam adalah proses rumit yang membutuhkan pertimbangan cermat terhadap bahan, fitur, toleransi, dan finishing. Dengan mengikuti pedoman ini, desainer dapat membuat bagian lembaran logam yang fungsional, tahan lama, dan menarik secara visual.