Apa itu Hydroforming – Panduan Utama untuk Pemula & Pakar

Apa yang dimaksud dengan hidroforming? Hydroforming adalah teknik manufaktur yang digunakan untuk memanipulasi logam yang dapat ditempa menjadi berbagai bagian yang kompleks. Pada artikel ini, kami akan mendalami seluk-beluk proses hydroforming untuk pemahaman Anda.

Apa itu Hidroformasi?

Arti hidroforming juga disebut sebagai pembentuk cairan adalah teknik manufaktur modern yang menggunakan cairan bertekanan tinggi dan cetakan cetakan untuk membuat logam fleksibel. Bahan logam yang umum dengan teknik ini antara lain; aluminium, baja, kuningan, baja tahan karat, dll.

Tabung atau lembaran logam ditempatkan pada cetakan dan tekanan fluida diterapkan. Hal ini memaksa logam untuk mengambil bentuk rongga cetakan.

Hidroformasi

Bagaimana cara kerja hidroforming? Untuk proses hydroforming lembaran, lembaran logam dan hanya satu cetakan; rongga atau pukulan digunakan. Cairan bertekanan hidrolik menekan lembaran logam sehingga memaksanya mengikuti kontur rongga.

Sedangkan pada metode pembentukan fluida tabung, logam tabung ditempatkan di antara dua cetakan dan tekanan hidrolik dipaksa masuk ke dalam tabung. Tekanan ini mendorong tabung keluar dan memaksanya masuk ke dalam rongga cetakan untuk mengambil bentuknya.

Dalam kedua teknik hydroforming, pengelasan komponen dihilangkan sehingga menghasilkan penyelesaian permukaan komponen yang berkualitas tinggi.

Keuntungan Proses Hydroforming

Ada keuntungan menggunakan proses pembentukan cairan sebagai proses fabrikasi logam Anda, antara lain;

Hydroforming sangat ideal untuk membentuk bagian logam kompleks dengan pola dan kontur tidak beraturan.
Tidak memerlukan pengelasan dua bagian seperti pada metode lama, hal ini memastikan bentuk yang dihasilkan memiliki finishing permukaan yang halus. Hal ini menjaga kualitas material logam yang digunakan.
Ini menghilangkan kemungkinan komponen buatan kembali ke bentuk aslinya.
Hydroforming sangat spesifik sehingga menghasilkan bagian-bagian yang berikatan mulus dengan bagian logam lainnya.
Penipisan material berkurang dalam proses hydroforming karena presisi tinggi dalam dimensi dan proses pembentukan.
Bagian logam yang dibentuk melalui metode ini bobotnya berkurang dan kekuatan logamnya ditingkatkan.
Ini umumnya merupakan teknik penghematan biaya karena mengurangi kasus pemborosan material, tahapan tambahan, dan mengurangi biaya tenaga kerja.

Keterbatasan Hidroforming

Seperti teknik pembentukan logam lainnya, hydroforming juga memiliki kekurangan walaupun minimal.

Dibutuhkan modal awal yang tinggi untuk membeli peralatan hydroforming.
Waktu siklus lebih lambat dalam proses hydroforming sehingga membatasi jumlah komponen yang diproduksi dalam periode tertentu.

Hidroforming Tabung vs Hidroforming Lembaran Logam

Hydroforming tabung dan lembaran logam adalah jenis proses fabrikasi yang diterapkan di berbagai industri.

Tabung Hidroforming

Tabung hidroforming juga disebut sebagai 'pembentukan tekanan tinggi internal atau IHPF. Proses fabrikasi logam ini menggunakan tabung logam sebagai bahan bakunya atau blanko yang ditempatkan di antara dua cetakan.

Sebelum proses hydroforming dimulai, tabung logam diambil melalui proses pembengkokan tabung. Langkah pra-fabrikasi ini memastikan logam mentah dilengkungkan dengan benar agar dapat dipasang di antara cetakan.

Tabung Hidroforming

Setelah dipasang di antara cetakan dan ujungnya disegel, cairan hidrolik bertekanan tinggi dialirkan ke dalam tabung. Hal ini memaksa tabung menonjol keluar ke dalam rongga cetakan dan mengambil bentuknya.

Fabrikasi tabung logam umumnya diterapkan di industri dirgantara, perpipaan, dan otomotif di mana komponen tabung ringan merupakan komponen penting.

Lembaran Hidroforming

Sesuai dengan namanya, fabrikasi jenis ini menggunakan bahan baku lembaran logam atau blanko. Ia menggunakan satu cetakan, tidak seperti tabung hidroforming yang memerlukan dua cetakan sehingga membuatnya mahal.

Sheet hydroforming menempatkan material lembaran logam pada mesin press hydroforming dan memberikan tekanan fluida terhadapnya. Tekanan ini memaksa lembaran logam untuk menyesuaikan diri dengan bentuk cetakan yang ditekannya.

Beberapa bidang di mana proses ini dapat diterapkan meliputi; peralatan medis, pertahanan, ruang angkasa, dan lain-lain.

Lembaran Hidroforming

Perbandingan Gambar Dalam Proses Stamping dan Hydroforming

Stamping gambar dalam adalah teknik fabrikasi logam yang menggunakan gaya kompresi untuk membentuk rongga, silinder atau cangkir dari logam kosong.

Proses hydroforming di sisi lain mengubah blanko logam menjadi bentuk cetakan dengan bantuan tekanan fluida hidrolik.

Alat hydroforming terbuat dari besi cor sedangkan alat deep drawing dibuat dari baja yang dikeraskan. Baja lebih mahal dibandingkan dengan besi cor.

Biasanya, proses hydroforming sangat mudah dan menghasilkan suku cadang kuat berkualitas tinggi yang terutama digunakan dalam industri otomotif dan dirgantara.

Stamping Gambar Dalam

Sementara hydroforming mengurangi penipisan material, stamping yang dalam menyebabkan penipisan material.

Hydroforming lebih murah dibandingkan deep draw stamping dalam hal biaya pengembangan karena tidak memerlukan alat baru setiap saat. Sebaliknya, hanya jenis material dan dimensi ketebalan dinding yang dapat diubah untuk mendapatkan bentuk atau bagian baru.

Biaya pemrosesan deep draw hanya efektif dalam produksi skala besar karena diperlukan keahlian dan biaya perkakas. Hal ini berbeda dengan proses hydroforming yang umumnya lebih murah dari biaya perkakas awal hingga biaya pemrosesan.

Metode deep drawing memiliki desain yang kaku karena memerlukan pembuatan alat baru pada setiap desain baru. Proses hydroforming memungkinkan serangkaian perubahan desain sehingga lebih fleksibel dibandingkan deep draw.

Hydroforming sangat presisi sehingga menyebabkan sedikit atau tidak ada kehilangan material, stamping deep draw memiliki pemborosan material yang lebih tinggi.

Proses hydroforming membutuhkan waktu siklus yang lebih pendek dalam produksi pola kompleks dalam skala besar. Stamping deep draw membutuhkan waktu siklus produksi yang lebih lama untuk konfigurasi desain yang rumit.

Hydroforming menghasilkan hasil akhir yang halus dan berkualitas tinggi dibandingkan dengan deep draw stamping yang meninggalkan goresan pada permukaan produk. Hal ini mengurangi biaya untuk industri seperti dirgantara yang menuntut standar penyelesaian akhir yang halus.

Faktor yang Perlu Dipertimbangkan dalam Hydroforming

Seperti proses fabrikasi lainnya, ada beberapa faktor yang mempengaruhi proses hydroforming dan hasilnya. Beberapa variabel kunci yang perlu diperhatikan saat mempertimbangkan teknik hydroforming adalah:

Suhu

Temperatur mempengaruhi jumlah gaya yang diterapkan selama proses hidroforming logam dan sejauh mana blanko dapat ditempa. Beberapa blanko logam kehilangan sifat tangguhnya melebihi tingkat suhu tertentu.

Tekanan

Proses hydroforming menerapkan tekanan fluida untuk mencapai pembentukan bagian. Tekanan yang diberikan telah ditentukan sebelumnya tergantung pada kekuatan tarik material kosong. Semakin kuat logamnya, semakin tinggi tekanan yang diberikan.

Selain itu, pembentukan bagian yang berbeda memerlukan tingkat tekanan dan waktu paparan tekanan yang berbeda-beda untuk membentuknya.

Bahan

Pemilihan material sangat penting dalam hydroforming karena terbatas pada material ulet dan juga mempengaruhi karakteristik persyaratan komponen.

Periode Proses dan Jalur Muat

Mengetahui parameter proses seperti nilai tekanan hidrolik yang harus diaktifkan dan jalur beban yang harus diikuti adalah kunci untuk pembentukan yang tepat. Nilai-nilai tersebut dapat ditentukan dengan melakukan proses simulasi terhadap jenis material dan desain part yang diinginkan sebelumnya.

Nilai-nilai yang dihasilkan dari proses eksperimen dan jalur beban yang ditentukan akan membantu dalam proses hydroforming yang sebenarnya.

Pelumas

Pelumasan permukaan penting dalam proses ini karena meminimalkan gesekan dan mendorong aliran material yang mempengaruhi kinerja proses secara keseluruhan. Sebaliknya, gesekan juga diperlukan sebagai pengatur aliran material untuk mencegah tingkat penipisan material.

Proses Hidroforming Langkah demi Langkah

Langkah 1: Proses hydroforming diawali dengan pengaturan perkakas yang terdiri dari:

Ruang wanita atau atas yang terdiri dari ruang cairan bertekanan, diafragma karet, dan bantalan aus
Dadu bawah atau bilik laki-laki dapat ditukar dengan cincin dan pukulan. Pukulan tersebut dihubungkan dengan piston hidrolik, dudukan kosong atau cincin

Langkah 2: Langkah selanjutnya adalah menempatkan blanko logam dengan aman pada ruang hydroforming untuk memulai proses.

Ruang ditutup dengan menurunkan sistem tekanan hidrolik. Tekanan kemudian diberikan dengan mengangkat pukulan pada die ring betina.

Blanko tersebut menyesuaikan dengan bentuk dan pola pada elemen die yang membentuk bagian yang diinginkan.

Selanjutnya, tekanan ditarik dari blanko dan mengakhiri siklus proses hydroforming.

Bagian terakhir memiliki permukaan halus karena diafragma karet di ruang atas yang menopang logam kosong.

Langkah 3: Ini adalah langkah terakhir dari proses hydroforming dan ditandai dengan penghilangan ruang atas dan bawah setelah penurunan tekanan. Bagian yang dihasilkan dapat dilakukan tahapan lain seperti pemotongan laser tergantung pada area penerapannya.

Umumnya, pemborosan material dalam proses ini minimal karena dimulai dengan blanko logam dengan ukuran yang dibutuhkan.

Proses Hidroformasi

Faktor-Faktor yang Menentukan Biaya Hydroforming

Menetapkan biaya keseluruhan proses hydroforming dapat membantu Anda mengukur kelayakannya dibandingkan dengan proses fabrikasi lainnya.

Biaya Perkakas Hidroforming

Ruang hidroforming terdiri dari ruang mati betina dan jantan. Ruang betina memiliki diafragma cairan dan karet bertekanan yang bertanggung jawab atas pengurangan biaya proses sekitar 50% seperti yang akan kita lihat nanti.

Selain itu, perkakas hydroforming terbuat dari besi tuang yang harganya lebih murah dibandingkan dengan baja yang diperkeras pada deep draw stamping. Alat hydroforming mudah digunakan sehingga tidak memerlukan keahlian dalam pemasangannya.

Biaya Proses

Selama proses fabrikasi logam ini, manipulasi desain hanya dilakukan dengan mengubah jenis material dan mengubah dimensi ketebalan dinding. Hal yang sama tidak berlaku pada deep draw stamping karena alat baru harus dibuat untuk desain tertentu. Hal ini mengurangi biaya proses hydroforming secara signifikan.

Biaya operasional

Untuk membentuk bagian tertentu, deep draw stamping memerlukan beberapa siklus pengepresan. Hydroforming di sisi lain menyesuaikan dengan bentuk cetakan dalam satu siklus pengepresan. Hal ini menyebabkan berkurangnya waktu pengepresan pada metode hydroforming sekitar 65% dibandingkan dengan 40% pada metode deep draw.

Biaya Penyelesaian

Diafragma karet pada cetakan betina memastikan bagian logam yang terbentuk memiliki finishing halus yang menghilangkan proses sekunder seperti debossing. Ini mengurangi biaya proses hydroforming. Hal ini tidak mungkin dilakukan pada stempel penarikan dalam yang meninggalkan goresan pada permukaan yang perlu dihilangkan lebih lanjut dengan proses tambahan.

Akibatnya, hydroforming lebih disukai dalam produksi suku cadang dirgantara serta aplikasi medis.

Pengurangan biaya lebih lanjut diwujudkan dalam proses hydroforming karena struktur perkakas yang sederhana, biaya bahan yang digunakan, biaya tenaga kerja instalasi yang murah, dll.

Bahan yang Cocok untuk Proses Hydroforming

Proses hydroforming menggunakan logam yang bersifat ulet seperti aluminium, baja tembaga, kuningan, dll. Pada bagian ini, kita akan melihat lebih dekat mengapa logam tersebut merupakan bahan yang disukai untuk proses hydroforming.

Aluminium: Merupakan logam lunak, ringan dan tahan lama yang mudah dibentuk menjadi berbagai bentuk cetakan. Hal ini menjadikannya salah satu logam populer yang digunakan di banyak industri.

Kuningan: Fabrikasi kuningan mudah dituntut karena tidak terlalu bermasalah dan mudah dibentuk cetakan dengan finishing halus.

Tembaga: Tembaga adalah logam lunak yang serbaguna karena karakteristik lainnya seperti konduktivitas listrik dan panas, tahan korosi, dll. Tabung dan lembarannya merupakan komponen yang banyak digunakan di berbagai industri.

tidak konel: Ini adalah paduan khusus yang dikenal karena toleransinya yang sangat baik terhadap kondisi ekstrem seperti suhu, tekanan, atau beban mekanis. Ini dibentuk secara khusus menjadi bagian-bagian yang dapat digunakan untuk bagian-bagian mesin pada pesawat luar angkasa yang suhunya sangat tinggi.

Besi tahan karat: Ini adalah logam bermutu tinggi yang populer di berbagai industri karena sifatnya yang diinginkan. Ia dikenal karena kekuatan, daya tahan, bebas karat, dan banyak lagi lainnya. Bahan baja tahan karat dapat dibuat menjadi bagian-bagian yang rumit tanpa pecah atau retak.

Bahan lain yang digunakan untuk tujuan tertentu sehingga disebut bahan khusus antara lain:

Hastelloy: Superalloy ini terbuat dari kombinasi nikel-kromium-besi-molibdenum sehingga sangat baik untuk kondisi yang sangat korosif. Ini menghasilkan suku cadang tanpa las yang cocok untuk digunakan di pabrik kimia yang sangat korosif sehingga meminimalkan kemungkinan kegagalan suku cadang.

Waspaloy: Superalloy nikel yang kuat ini cukup keras untuk digunakan dalam konstruksi turbin, ruang angkasa, dll.

Penerapan Proses Hydroforming

Anda dapat membuat banyak bagian dan komponen melalui proses hydroforming. Hampir semua industri telah memperoleh manfaat dari teknik fabrikasi lembaran logam ini.

Berikut beberapa contohnya:

Industri	Contoh Bagian
Industri otomotif	· Kerudung · Panel · Bagian rem, · Pelindung mesin · Tangki Bensin · Penutup sensor, dll.
Industri Perawatan Kesehatan	· Tutup tempat sampah · Peralatan bedah · Baki sterilisasi instrumen, dll.
Industri makanan	· Baki · Pembuat jus · Berpakaian, dll.
Industri pertahanan	· Perumahan pesawat · Penutup mesin · Perlengkapan pelindung, dll.
Industri pencahayaan	· Perumahan ringan · Kotak listrik

Kesimpulan

Kesimpulannya, proses hydroforming merupakan metode pembentukan logam canggih yang dapat digunakan di berbagai industri manufaktur. Hal ini jelas lebih murah dan lebih efisien dibandingkan teknik fabrikasi logam tradisional.

Di Tsinfa CNC Equipment, kami memproduksi berbagai mesin CNC yang dirancang untuk berbagai aplikasi – bicaralah dengan kami sekarang untuk pertanyaan apa pun.