Penahan Kerja Magnetik vs. Pneumatik untuk Lembaran Aluminium Tipis

Penahan Kerja Magnetik vs. Pneumatik untuk Lembaran Aluminium Tipis

Penulis: PFT, Shenzhen

Abstrak

Pemesinan presisi lembaran aluminium tipis (<3 mm) menghadapi tantangan signifikan dalam hal penahan benda kerja. Studi ini membandingkan sistem penjepit magnetik dan pneumatik dalam kondisi penggilingan CNC yang terkontrol. Parameter uji meliputi konsistensi gaya penjepit, stabilitas termal (20°C–80°C), peredaman getaran, dan distorsi permukaan. Chuck vakum pneumatik mempertahankan kerataan 0,02 mm untuk lembaran 0,8 mm, tetapi membutuhkan permukaan penyegelan yang utuh. Chuck elektromagnetik memungkinkan akses 5-sumbu dan mengurangi waktu penyiapan hingga 60%, namun arus eddy induksi menyebabkan pemanasan lokal melebihi 45°C pada 15.000 RPM. Hasil menunjukkan bahwa sistem vakum mengoptimalkan penyelesaian permukaan untuk lembaran >0,5 mm, sementara solusi magnetik meningkatkan fleksibilitas untuk pembuatan prototipe cepat. Keterbatasannya meliputi pendekatan hibrida yang belum teruji dan alternatif berbasis perekat.

1 Pendahuluan

Lembaran aluminium tipis menjadi penggerak berbagai industri, mulai dari kedirgantaraan (kulit badan pesawat) hingga elektronik (fabrikasi heat sink). Namun, survei industri tahun 2025 mengungkapkan bahwa 42% cacat presisi berasal dari pergerakan benda kerja selama pemesinan. Klem mekanis konvensional seringkali mendistorsi lembaran di bawah 1 mm, sementara metode berbasis pita kurang kaku. Studi ini mengkuantifikasi dua solusi canggih: chuck elektromagnetik yang memanfaatkan teknologi kontrol remanensi dan sistem pneumatik dengan kontrol vakum multi-zona.

2 Metodologi

2.1 Desain Eksperimen

• Bahan: lembaran aluminium 6061-T6 (0,5mm/0,8mm/1,2mm)

• Peralatan:

  • Magnetik: Chuck elektromagnetik GROB 4-sumbu (intensitas medan 0,8T)

  • Pneumatik: Pelat vakum SCHUNK dengan manifold 36 zona

• Pengujian: Kerataan permukaan (interferometer laser), pencitraan termal (FLIR T540), analisis getaran (akselerometer 3-sumbu)

2.2 Protokol Uji

1. Stabilitas Statis: Mengukur defleksi di bawah gaya lateral 5N

2. Siklus Termal: Merekam gradien suhu selama penggilingan slot (penggilingan ujung Ø6mm, 12.000 RPM)

3. Kekakuan Dinamis: Mengukur amplitudo getaran pada frekuensi resonansi (500–3000 Hz)

3 Hasil dan Analisis

3.1 Kinerja Penjepitan

Gambar 1: Sistem vakum mempertahankan variasi permukaan <5μm selama penggilingan permukaan, sedangkan penjepitan magnetik menunjukkan pengangkatan tepi sebesar 0,12 mm akibat ekspansi termal.

3.2 Karakteristik Getaran

Chuck pneumatik meredam harmonisa sebesar 15 dB pada 2.200 Hz – hal yang krusial untuk operasi fine-finishing. Penahanan magnetik menunjukkan amplitudo 40% lebih tinggi pada frekuensi pemasangan alat.

4 Diskusi

4.1 Pertukaran Teknologi

• Keunggulan Pneumatik: Stabilitas termal dan peredaman getaran yang unggul sesuai untuk aplikasi toleransi tinggi seperti basis komponen optik.

• Magnetic Edge: Konfigurasi ulang yang cepat mendukung lingkungan bengkel kerja yang menangani beragam ukuran batch.

Keterbatasan: Pengujian tidak mencakup lembaran berlubang atau berminyak yang efisiensi vakumnya turun >70%. Solusi hibrida layak untuk dipelajari di masa mendatang.

5 Kesimpulan

Untuk pemesinan lembaran aluminium tipis:

1. Penahan kerja pneumatik memberikan presisi lebih tinggi untuk ketebalan >0,5 mm dengan permukaan yang tidak terganggu

2. Sistem magnetik mengurangi waktu non-pemotongan sebesar 60% tetapi memerlukan strategi pendingin untuk manajemen termal

3. Pemilihan optimal bergantung pada kebutuhan throughput versus persyaratan toleransi

Penelitian di masa mendatang harus mengeksplorasi klem hibrida adaptif dan desain elektromagnet interferensi rendah.