Logam lembaran

Logam lembaran (bahasa Inggris: sheet metal) adalah proses perekayasaan atau pembuatan lembaran logam untuk berbagai keperluan dan kegunaan. Lembaran logam yang dihasilkan dalam proses ini kemudian akan dibentuk menjadi produk-produk standar untuk memenuhi kebutuhan perlengkapan kantor, sekolah, rumah sakit, bengkel kerja, alat-alat rumah tangga, dan lain sebagainya. Ataupun produk-produk khusus yang dibuat sesuai dengan pesanan. Biasanya perusahaan pemrosesan lembaran metal atau lembaran logam juga menerima pesanan dan mengerjakannya sesuai rancangan dan permintaan si pemesan.^[1]

Sebuah pabrik yang mengolah sheet metal biasanya memiliki perlengkapan yang terdiri dari mesin-mesin konvensional ataupun berdasarkan CNS yang bermutu tinggi. Mesin-mesin ini memerlukan penanganan dari tenaga kerja yang handal dan profesional yang ahli di bidangnya demi mendapatkan hasil yang bagus dan bermutu. Kerja sama yang terkoordinasi dengan baik antara divisi-divisi yang bertanggung jawab dalam sheet metal fabrication akan menghasilkan produk yang baik. Divisi-divisi yang bekerja bersama untuk menghasilkan sebuah produk dari logam lembaran di antaranya adalah:

• Rekayasa Rancangan
• Manufaktur, yang meliputi memotong, punching, membengkok, dan mengecat
• Assembly, yang meliputi mengelas dan merakit
• Kendali Mutu
• Final Work, yang meliputi mengemas dan mengirim

Saat ini, sheet metal fabrication bukan hanya digunakan dalam pembuatan produk-produk standar tapi juga produk khusus yang diminta oleh pelanggan melalui suatu pemesanan. Karena produk-produk dari kayu tidak lagi bermutu seperti dahulu dan lagi daya tahannya tidak bisa disamakan dengan logam, maka banyak sekali perancang interior dan eksterior yang beralih menggunakan bahan dari sheet metal untuk memenuhi kebutuhannya. Sehingga saat ini akan sangat umum kita jumpai penyekat dinding atau pot-pot yang dibuat dari bahan logam lembaran.

• Pembengkokan
• Coining
• Decambering
• Deep Drawing (DD)
• Flowforming
• Hydroforming (HF)
• Hot metal gas forming
• Hot press hardening^[2]
• Incremental Forming (IF)
• Spinning, Shear forming, atau Flowforming

  

• Raising
• Roll forming
• Roll bending
• Repoussé and chasing
• Rubber pad forming
• Shearing
• Peneraan^[3]
• Superplastic Forming (SPF)
• Wheeling menggunakan English wheel (mesin peroda)

Plat kapal biasanya digunakan dalam pembuatan berbagai pemasangan kapal. Selain itu digunakan juga sebagai bahan konstruksi dan fabrikasi juga pembuatan tangki dan sejenisnya. Kekhasan plat kapal adalah ukuran yang relatif panjang dan lebar. Dengan ukuran panjang 6.000 mm terdapat dua ukuran lebar, yaitu 1.500 mm dan 1.800 mm. Jika dibandingkan produk lain plat kapal memiliki ketahanan lebih, terutama terhadap korosi. Standar ukuran plat kapal adalah 5 x 20 kaki atau 6 x 20 feet dengan ketebalan mulai dari 3.0 mm hingga 25.0 mm. Sesuai dengan namanya, plat ini kebanyakan digunakan dalam proses pembuatan badan kapal. Ukuran plat kapal yang lebih besar memudahkan proses pembuatan kapal. Plat kapal juga sering digunakan dalam industri minyak dan gas untuk bahan tangki maupun [[silo|gedung tabung.

Plat kapal diterapkan untuk seluruh bangunan kapal dengan komposisi standar konstruksi kapal yang dikeluarkan oleh biro klasifikasi kapal (Standar: ABS, BKI, DNV, RINA, GL, LR, BV, , NK, KR, CCS, dll) dengan klas/grade baja: A, B, C, D, dan E. (Klas: A, B, D, E, AH32-AH40, DH32-DH40, A32, A36, D32, D36, dll) dengan tebal: 8 mm s/d 100 mm, lebar: 1500 mm s/ ld 2700 mm, panjang: 6 m s/d 13 m.

Sifat mekanis yang harus dimiliki untuk plat kapal biasa adalah: batas lumer 24 kg/ mm2, kekuatan tarik 41 kg/ mm2 s/ d 50 kg/ mm2, dan regangan patah minimal 22%. Plat kapal tegangan tinggi (untuk lambung kapal) memiliki sifat mekanis: tegangan lumer minimal 32 kg/ mm2 dan kekuatan tarik 48 kg/ mm2 s/d 60 kg/ mm2 untuk tegangan lumer minimum 36 kg/ mm2, kekuatan tariknya 50 kg/ mm2 s/ d 63 kg/ mm2, selain itu juga digunakan baja tempa yang memiliki kekuatan tarik minimal 41 kg/ mm2.

Pemakaian plat baja untuk bangunan kapal memiliki risiko kerusakan tinggi terutama terjadi korosi pada plat kapal baja yang merupakan proses elektrokimia, akibat lingkungan air laut yang memiliki resistifitas sangat rendah ( + 25 ohm-cm dibanding kan air tawar + 4.000 ohm- cm) dan sesuai dengan posisi plat pada lambung kapal, contoh plat lengkung bagian buritan kapal.

Plat Kapal BKI

BKI adalah singkatan dari Biro Klasifikasi Indonesia. Plat Kapal BKI merupakan plat kapal yang memiliki sertifikasi dan terjamin mutunya oleh Biro Klasifikasi Indonesia. Pada plat kapal BKI terdapat stempel atau cap yang biasa disebut sebagi hit number pada bagian badan plat. Sedangkan pada plat kapal biasa tidak ada. Hal ini memudahkan pembeli untuk lebih selektif pada plat kapal biasa maupun plat kapal BKI. Soal mutu tentunya akan berbeda, begitu pun dengan harganya.

Plat kapal merupakan plat baja canai panas yang berbeda dengan plat baja pada umumnya. Perbedaannya adalah pada kandungan unsur tambahan. Selain baja sebagai unsur utama. Unsur campuran tersebut bertujuan untuk menahan laju korosi yang terjadi pada kapal nantinya akibat pengaruh air laut. Unsur-unsur campuran tersebut tentunya harus menambah mutu dari plat baja tersebut.

Plat baja yang digunakan untuk kapal merupakan baja yang berbeda dengan jenis baja yang ada pada umumnya. Sebagai perbandingan sebuah plat baja untuk kapal mempunyai kandungan campuran selain baja sebagai unsur utama plat. Plat baja kapal mempunyai berbagai campuran unsur kimia di antaranya karbon, fosfor dan belerang.

Plat baja untuk kapal mempunyai kelebihan pada tingkat ketahanan terhadap korosi air laut. Selain mempunyai kekuatan tarik yang lebih bagus, plat baja kapal mempunyai kadar karbon sebagai pelindung dari korosi. Untuk itu plat baja pada kapal dibuat khusus. Adapun tingkat kekerasan atau kekuatan tarik dari plat baja kapal lebih baik dari pada plat baja lainnya.

Untuk sertifikasi plat baja pada kapal melewati tahap pengujian atau serangkaian tes uji bahan. Hal tersebut tentunya harus mendapat persetujuan dari badan klasifikasi. Uji bahan pada plat kapal ditujukan untuk mengetahui kinerja dari bahan karena plat kapal ketika di laut mengalami beberapa defleksi yang terjadi akibat gesekan antara aliran air laut dengan badan kapal atau plat kapal. Jadi, pengujian untuk plat kapal juga berbeda dengan plat yang bukan untuk plat kapal. Setelah dilakukan serangkaian uji bahan maka sertifikat dikeluarkan untuk mendapat nilai jual yang sesuai dengan kebutuhan pasar. Sertifikat dibuat atas persetujuan laboratorium uji bahan dengan badan kalsifikasi kapal. Setelah itu pihak galangan selaku pembuat kapal dapat menggunakan plat tersebut seuai dengan kebutuhan konstruksi kapal.

Plat kapal dibuat dari peleburan bijih besi dalam tungku sembur yang mempunyai struktur kerucut dan tungku tersebut tentunya terbuat dari bahan tahan api. Panas peleburan menggunakan kokas dan batu kapur agar kerak pada bijih besi dapat terangkat dan tidak tercampur. Kandungan dalam tiap lembar plat adalah 92-97 persen merupakan besi. Sisanya terdapat kandungan karbon, silikon, mangan, belerang, dan fosfor. Tentunya dalam cetakan plat kotoran yang terbawa harus diminimalisir untuk menjaga mutu dari plat tersebut.

Baja secara luar dapat diartikan sebagai paduan antara besi dan karbon. Untuk kandungan karbon bervariasi berkisar antara 0,1% dan ketika baja telah mengeras menjadi 1,8% dari kandungan seluruh plat. Proses pengasaman digunakan untuk memperbaiki plat besi yang rendah dengan memasukkan unsur foafor dan unsur belerang. Kedua unsur tersebut kaya akan silikon dan menghasilkan terak asam yang dibutuhkan plat. Unsur fosfor merupakan kapur yang menghasikan terak dasar. Dari 85% unsur baja yang diproduksi menggunakan teknik modern dan mutu tentunya juga baik dengan unsur bijih unggul.

Dalam plat kapal terdapat tahapan proses yang mana merupakan tahapan untuk mencapai mutu plat yang baik. Proses tersebut antara lain

• Open hearth Process.
• Electric Furnaces.
• Oxygen Process.
• Chemical Additional.

Masing-masing proses mempunyai cara tersendiri dalam memperlakukan bijih besi logam sampai menjadi plat.

Open hearth proses merupakan proses peleburan bijih besi dalam tungku besar yang mana untuk memproduksi baja dalam jumlah besar. Setelah open hearth proses dilanjutkan electic funance yang mana difungsikan sebagai penyulingan bahan untuk memberikan komposisi yang dibutuhkan. Proses electric furnance sering digunakan untuk produksi bermutu tinggi. Kemudian Oxygen proses adalah salah satu proses modern. Sebuah jet oksigen dengan kemurnian tinggi diarahkan ke permukaan logam cair untuk memperbaiki baja tersebut. Proses berikutnya adalah chemical additional to steel yang mana proses ini adalah penambahan bahan kimia yang berfungsi untuk menjadikan mutu baja ini menjadi lebih baik dengan komposisi yang sesuai.

Pabrik pembuatan plat kapal memproduksi dalam jumlah banyak sehingga ukuran plat telat ditentukan oleh pabrikan sehingga lajur plat pada pembuatan kapal baru harus menyesuaikan dengan buatan pabrik. Jika tidak memungkinkan sebuah kapal untuk memuat satu lajur plat maka dilakukan pemotongan plat sesuai dengan bukaan kulit kapal yang telah direncanakan. Plat menetapkan sebuah ukuran untuk dibuat secara massal karena jika dibuat perbijian maka pabrik akan mengalami kerugian pada bidang produksi. Jika pihak galangan ingin memesan plat dengan ukuran khusus maka pihak galangan harus mengeluarkan biaya lebih untuk produksi plat yang tidak sesuai pasaran.

Baja untuk konstruksi lambung kapal biasanya mengandung 0,15-0,23% kandungan unsur karbon. Sedangkan untuk kandungan fosfor dan belerang kurang dari 0,05%. Jika kandungan fosfor dan belerang terlalu tinggi dapat merugikan pengelasan dari baja dan dapt terjadi keretakan jika mengandung belerang yang tinggi. Baja untuk kapal digolongkan oleh badan klasifikasi. Dalam hal ini LR (Lloyd’s Register) dan produsen melakukan inspeksi pengujian yang telah ditentukan oleh pabrik baja sebelum pengiriman. Semua plat bersertifikat ditandai dan diberikan keterangan sesuai aturan yang diberlkakukan.

Sifat-sifat baja dapat berubah karena perlakuan panas terhadap baja tersebut. Hal ini tentunya sangat berpengaruh pada proses pengelasan. Perlakuan panas terhadap baja tergantung dari bahan baja tersebut. Adapun proses-proses pemanasan terhadap baja antara lain:

• Annealing. Proses ini terdiri atas pemanasan baja sampai 8500-9500 C dan didinginkan dalam tungku dengan sangat lambat. Hal ini dapat mengurangi tekanan internal untuk melunakkan baja dan dapat membuat mutu baja tetap baik ketika perlakuan panas berikutnya.
• Normalizing. Yaitu proses memenaskan baja perlahan kemudian didinginkan. Untuk proses pendinginan dipercepat agar baja lebih kuat dan keras.
• Quenching. Baja dipanaskan sampai suhu tertentu kemudian baja panas dipadamkan menggunakan air. Proses tersebut menghasilkan baja yang keras dan struksur yang lebih baik.
• Tempering. Merupakan kelanjutan proses quenching dan pemanasan sampai 6800 C. Dan kemudian didinginkan dalam minyak atau air.
• Stress Relieving. Mengurangi tekanan internal suhu baja akan naik sehingga tidak ada perubahan struktur bahan terjadi serta perlahan-lahan didinginkan.

Pada awalnya badan klasifikasi LR memberikan spesifikasi yang berbeda untuk setiap baja. Namun pada tahun 1959, badan klasifikasi membuat kesepakatan untuk membakukan semua kebutuhan plat. Sekarang ada lima mutu baja yang berbeda menurut badan klasifikasi dalam konstruksi kapal. Adapun tiap grade (klas) diberi perbedaan yaitu klas A, klas B, klas C, klas D, dan klas E. Untuk klas A merupakan baja yang mempunyai mutu bagus untuk sebuah bangunan kapal. Sedangkan klas B adalah jenis baja ringan yang mempunyai mutu lebih bagus dari pada baja klas A. Baja klas B metupakan baja di mana tebal platnya yang diperlukan untuk daerah kritis. Sedangkan klas C, D, dan E memiliki tingkat kelenturan yang baik.

Pada setiap baja mempunyai kekuatan tarik terutama pada bangunan kapal. Kekuatan tarik plat baja pada sebuah kapal terjadi paling besar pada daerah lambung kapal terutama kapal tanker, peti kemas, dan kargo. Hal ini membuat konstruksi pada bagian geladak mengalami penurunan ketebalan untuk mengurangi berat pada kapal. Maka pada kulit bawah dan frame pada bagian midship lebih tebal karena mengalami defleksi yang besar pula.

Kekuatan tarik baja adalah penerapan penting dalam sebuah bangunan kapal karena sebuah plat baja juga mengalami kelelahan saat proses las. Selain kekuataan tarik baja perlu diperhatikan juga tingkat korosi dari baja tersebut dan dilakukan pemeriksaan untuk mewaspadai hal tersebut. Baja dengan kekuatan tarik yang lebih tinggi digunakan untuk konstruksi lambung yang telah disetujui oleh pihak badan klasifikasi. Spesifikasi meliputi metode pembuatan, komposisi kimia, perlakuan panas, dan sifat mekanik dari baja tersebut.

Penempaan baja merupakan sebuah metode untuk membentuk sebuah logam dengan meberikan panas pada baja. Pemanasan terhadap baja adalah dengan menaikkan suhu panas, kemudian baja ditempa dengan palu sehingga membentuk bagian yang diinginkan.

• "Manufacturers Standard Gauge History". Steel Market Update. Diarsipkan dari asli tanggal 2013-09-28. Diakses tanggal 2015-04-26.
• "Sheet Steel Gauges and Thicknesses" (PDF). Sheet Steel Facts. Canadian Sheet Steel Building Institute. April 2009.^{[pranala nonaktif permanen]}

Wikimedia Commons memiliki media mengenai Sheet metal.