Cara Mudah Memahami Mesin Milling CNC 3 axis

Mesin Milling CNC 3 axis dapat dengan mudah dipahami karena berbasis komputer dan  sangat membantu operator mengerjakan Benda kerja dengan cepat, bahkan untuk mengerjakan benda kerja dengan kontur dan kepresisian yang tidak bisa dijangkau mesin milling manual.

Mesin Milling CNC, atau Mesin Milling Control Numerik Computer, adalah proses pemesinan yang menggunakan kontrol terkomputerisasi dan alat pemotong multi-titik yang berputar  secara progresif memotong material dari bentuk mentahsampai menghasilkan benda kerja atau produk yang dirancang khusus sesuai design yang telah direncanakan sebelumnya. Proses ini cocok untuk pengerjaan berbagai bahan, seperti logam, plastik, kaca, dan kayu, dan menghasilkan berbagai suku cadang dan produk yang dirancang untuk aplikasi tertentu. Sedangkan 3 axis adalah arah pergerakan alat potong dalam mesin CNC yang dapat mengarah di sumbu X, Y, dan Z

Beberapa keunggulan ditawarkan di pemesinan CNC  yang utama adalah presisi, termasuk proses mekanis, kimia, listrik, dan termal. Milling CNC adalah proses pemesinan mekanis bersama dengan pengeboran, pembubutan, dan berbagai proses pemesinan lainnya, yang berarti bahwa proses pemotongan material dilakukan secara mekanis, dengan sarana alat pemotong mesin milling.

Artikel ini berfokus pada proses milling CNC, menguraikan dasar-dasar proses, serta komponen mesin milling CNC. Selain itu, artikel ini membahas berbagai operasi milling dan memberikan alternatif untuk proses milling CNC.

Tinjauan Proses Milling CNC

Seperti kebanyakan proses pemesinan CNC mekanis konvensional, proses milling CNC menggunakan kontrol terkomputerisasi untuk mengoperasikan dan memanipulasi gerakan alat potong untuk membentuk benda kerja. Selain itu, proses tersebut mengikuti tahapan produksi dasar yang sama seperti yang dilakukan semua proses pemesinan CNC, termasuk:

 

• Mendesain model CAD
• Mengubah model CAD menjadi program CNC
• Menyiapkan mesin Milling CNC
• Melaksanakan operasi Milling CNC

 

Proses  Milling CNC dimulai dengan pembuatan desain komponen CAD 2D atau 3D. Kemudian desain yang telah selesai diekspor ke format file yang kompatibel dengan CNC dan diubah oleh perangkat lunak CAM menjadi program mesin CNC yang menentukan pengoperasian mesin dan pergerakan perkakas melintasi benda kerja. Sebelum operator menjalankan program CNC, mereka menyiapkan mesin milling CNC dengan mencekam benda kerja ke permukaan kerja mesin ( meja mesin) atau perangkat workholding (misalnya, catok), dan memasang alat potong  ke spindel mesin. Proses milling CNC menggunakan mesin milling horizontal atau vertikal yang mendukung CNC --- bergantung pada spesifikasi dan persyaratan aplikasi milling --- dan alat pemotong multi-titik (yaitu, multi-gigi) yang berputar, seperti mills dan bor. Saat mesin siap, operator meluncurkan program melalui interface mesin yang meminta mesin untuk menjalankan proses milling tersebut.

 

Setelah proses milling CNC dimulai, mesin mulai memutar cutting tool dengan kecepatan mencapai ribuan RPM. Bergantung pada jenis mesin milling yang digunakan dan persyaratan aplikasi milling saat cutting tool memotong benda kerja. Berbeda dengan proses milling manual yang hanya bisa conventional cutting , dalam milling CNC bisa dilakukan climbing cutting sehingga hasilnya lebih halus. 

 

Pada umumnya proses milling paling cocok sebagai proses sekunder atau finishing untuk benda kerja yang sudah dikerjakan sebelumnya, memberikan definisi atau menghasilkan fitur benda kerja, seperti lubang, slot, dan ulir. Namun, proses ini juga bisa digunakan untuk membentuk benda kerja dari raw material hingga barang jadi. Dalam kedua kasus tersebut, proses milling secara bertahap memotong material untuk membentuk sesuai yang diinginkan. Pertama, pahat memotong menjadi sepihan kecil atau disebut gram untuk membentuk benda kerja tahap awal atau disebut proses roughing. Kemudian, benda kerja menjalani proses Milling yang ke dua dengan akurasi yang jauh lebih tinggi dan dengan presisi yang lebih tinggi untuk menyelesaikan bagian tersebut dengan fitur dan spesifikasinya sesuai ukuran dan design. Biasanya, bagian yang sudah selesai membutuhkan beberapa proses pemesinan untuk mencapai presisi dan toleransi yang diinginkan. Untuk bagian yang lebih kompleks secara geometris, beberapa pengaturan mesin mungkin diperlukan untuk menyelesaikan proses fabrikasi.

Setelah operasi milling selesai, dan benda kerja diproduksi sesuai spesifikasi yang design, bagian yang diproses milling lolos ke tahap finishing dan pasca-pemrosesan produksi.

 

Sistem Operasi Milling CNC

Contoh perkakas untuk operasi mesin milling adalah pemotong, bor, dan bit broaching.

Sistem operasi Milling CNC adalah proses pemesinan untuk menghasilkan benda kerja dengan akurasi tinggi, toleransi tinggi dalam prototipe, proses produksi satu kali, dan dengan ukuran benda kerja kecil hingga menengah. Sementara benda kerja yang  diproduksi biasanya memiliki toleransi berkisar antara +/- 0,001 inci hingga +/- 0,005 inci, beberapa mesin frais dapat mencapai toleransi hingga +/- 0,0005 inci. Keragaman fungsi proses milling memungkinkannya untuk digunakan di berbagai industri dan untuk berbagai fitur dan desain komponen, termasuk slot, chamfers, utas, dan pocketing.

 

Operasi penggilingan CNC yang paling umum meliputi:

• Face milling
• Plain milling
• Angular milling
• Form milling

 

Face Milling

Face mill adalah operasi milling di mana sumbu rotasi alat pemotong tegak lurus dengan permukaan benda kerja. Proses ini menggunakan cutting tool face mill yang memiliki gigi di tepi dan permukaan alat potong, bagian side mill cuter digunakan untuk memotong samping dan face mill cutter digunakan untuk aplikasi finishing. Umumnya, face milling digunakan untuk membuat permukaan dan kontur datar pada potongan jadi dan mampu menghasilkan hasil akhir dengan kualitas lebih tinggi daripada proses milling lainnya. Baik mesin milling vertikal maupun horizontal mendukung proses ini.

 

Plain mill

Plain mill dikenal sebagai surface atau slab milling, mengacu pada operasi milling di mana sumbu rotasi alat pemotong sejajar dengan permukaan benda kerja. Proses tersebut menggunakan pemotong frais biasa yang memiliki gigi di pinggiran yang melakukan proses pemotongan. Berdasarkan pada spesifikasi aplikasi milling, seperti kedalaman potongan dan ukuran benda kerja, aplikasi pemotong dibagi menjadi pemotongan sempit dan lebar. Pemotong yang sempit memungkinkan pemotongan yang lebih dalam, sedangkan pemotong yang lebih lebar digunakan untuk memotong area permukaan yang lebih besar. Jika aplikasi milling biasa yang memerlukan kedalaman potong yang besar, operator terlebih dahulu menggunakan alat potong bergigi kasar, kecepatan potong lambat, dan kecepatan feeding ,cepat untuk mencapai ukuran yang dikehendaki. Kemudian, operator menggunakan alat potong bergigi yang lebih halus, kecepatan potong yang lebih cepat, dan feeding yang lebih lambat untuk menghasilkan detail bagian akhir.

 

Angular milling

Angular milling, juga dikenal sebagai angle milling, mengacu pada operasi milling di mana sumbu rotasi alat potong berada pada sudut tertentu terhadap permukaan benda kerja. Proses ini menggunakan milling cutter  bersudut tunggal yang sudutnya disesuaikan dengan design yang sedang dikerjakan --- untuk menghasilkan fitur sudut, seperti chamfer, gigi, dan alur. Salah satu aplikasi umum dari angular milling adalah produksi dovetails, yang menggunakan pemotong dovetails 45 , 50 , 55 , atau 60 .

Form Milling

Form milling mengacu pada operasi milling yang melibatkan permukaan, kontur, dan garis yang tidak teratur, seperti bagian dengan permukaan melengkung dan datar, atau permukaan yang sepenuhnya melengkung. Proses ini menggunakan cutter milling yang dibentuk khusus untuk aplikasi tertentu, seperti pemotong cembung, cekung, dan pembulatan sudut. Beberapa aplikasi umum dari form milling termasuk memproduksi pocketing dan kontur setengah lingkaran, sloting, dan kontur, serta proses pemotongan yang kompleks .

Komponen Proses Milling CNC

5 Komponen yang perlu diketahui untuk mengenal mesin CNC 3 axis :

• Mesin Milling CNC 3 axis
• Software design CAD/CAM
• Cutting tool
• Tooling system
• Clamping system
• Measuring equipment
• Safety

Mesin Milling CNC 3 axis

Komponen utama dari Proses Milling CNC adalah mesin CNC itu sendiri, pemilihan mesin harus sesuai dengan aplikasi pemotongan dan benda kerja yang akan diproduksi. Hal yang perlu menjadi pertimbangan dalam pemilihan mesin CNC 3 axis adalah sumber listrik, kecepatan putaran mesin, kepresisian mesin, travel mesin , software mesin dan kapasitas mesin.

Software design CAD/CAM

Presisi, cepat dan konstan adalah kunci keberhasilan produksi menggunakan mesin Milling CNC 3 axis. Pada dasarnya pengoperasian mesin tanpa software design bisa  saja dilakukan, namun butuh waktu untuk pemrograman yang cukup lama yang menyebabkan idle time mesin menjadi panjang dan tidak efektif. Sangat bagus jika mesin miling CNC dilengkapi software design agar proses produksi makin cepat dan produk kita bisa bersaing di pasaran baik secara harga dan kualitas.

Cutting tool

Komponen selanjutnya adalah cutting Tool. Pemilihan Cutting tool yang baik dan sesuai aplikasi akan menunjang produksi menggunakan mesin milling karena jika ada kesalahan pada aplikasi cutting tool maka proses permesinan akan menjadi lama yang berujung cost produksi yang terlalu tinggi. Pemilihan cutting tool harus menyesuaikan kebutuhan, maka pilihlah produsen cutting tool yang memiliki after support yang baik agar proses permesinan menjadi efektif dan murah.

Jenis Cutting tool 

Tooling System

Cutting tool tidak lepas dari Tooling system, karena cutting tool tidak bisa dipasangkan dengan mesin jika tidak memakai tooling system seperti Arbor, collet chuck, drill chuck, dan item holder lainnya. Pemilihan tooling system sangat mempengaruhi kepresisian pengerjaan terutama untuk mesin dengan pengerjaan putaran tool yang tinggi.

Clamping System

Clamping system adalah sistem pencekaman benda kerja, kalau tooling system dipakai untuk pencekaman alat potong, kalau clamping system dipakai untuk pencekaman benda kerja. Secara umum Clamping system menggunakan clamping vice atau biasa disebut 'tanggem' yang bermacam - macam fungsinya. 

Measuring equipment

Peralatan pengukuran yang standard yang sudah terkalibrasi mutlak diperlukan untuk mendapatkan produk yang presisi dan berkualitas tinggi. Alat ukur diproduksi sesuai aplikasi pengukuran dimensi seperti :

• Pengukuran diameter; contoh : caliper outside micrometer, inside micrometer, hole test
• Pengukuran panjang, lebar, dan tebal; contoh : caliper
• Pengukuran ketinggian; contoh : height gauge
• Pengukuran sudut; contoh : bevel protractor
• Pengukuran radius; contoh : radius gauge
• Pengukuran ulir; contoh : Thread gauge, Plug gauge
• Pengukuran tingkat kekasaran permukaan; contoh : roughness tester/comparator

Pemilihan alat ukur tergantung pada aplikasi, tingkat kepresisian benda kerja dan harus disesuaikan dengan permintaan design product.

Safety

Komponen terakhir dan sering diabaikan adalah keselamatan kerja. Potensi bahaya di proses milling CNC sangatlah besar, baik dari mesin yang beroperasi, maupun dari segi manusia.  Untuk menghindari bahaya tersebut, minimal perlu diperhatikan perencanaan permesinan dan keselamatan operator mesin itu sendiri. Maka program keselamatan yang perlu diimplementasikan antara lain :

• work sheet yang baik dan terencana
• penggunaan APD yang sesuai untuk operator

Mesin Milling CNC 3 axis adalah salah satu alat yang bisa digunakan untuk meningkatkan kualitas dan kecepatan produksi khususnya di dunia industri perbengkelan perkakas. Maka tidak heran jika jaman sekarang di industri manufaktur yang berbasis teknologi selalu menjadi pemimpin pasar.

Salam sehat dan waras untuk semua pebisnis bengkel di seluruh Indonesia!