THOMAS ALVA EDISON (1847-1931)

THOMAS ALVA EDISON

1847-1931

Penemu serba bisa Thomas Alva Edison lahir tahun 1847 di kota Milan, Ohio, Amerika Serikat. Cuma tiga tahun dia peroleh pendidikan formal, sesudah itu disepak keluar sekolah karena si guru menganggap anak ini dungu luar biasa. Ciptaan pertamanya, perekam suara elektronik dibikinnya tatkala umurnya dua puluh satu tahun. Hasil karyanya itu tidak dijualnya. Sesudah itu dia menekuni pembikinan peralatan yang diharapnya bisa laku terjual di pasar, tak lama sesudah dia berhasil membikin perekam suara elektronik, dia menemukan dan menyempurnakan mesin telegram yang secara otomatis mencetak huruf, yang dijualnya seharga 40.000 dolar, suatu jumlah besar pada saat itu. Sehabis itu, bagaikan antri dia menemukan hasil karya baru dan dalam tempo singkat Edison bukan saja masyhur tetapi juga berduit. Mungkin, penemuannya yang paling asli adalah mesin piringan hitam yang dipatenkannya tahun 1877. Tetapi, lebih terkenal di dunia dari itu adalah pengembangan bola lampu pijar yang praktis tahun 1879.

Edison bukan orang pertama yang menciptakan sistem penerangan listrik. Beberapa tahun sebelumnya lampu bersinarkan arus listrik telah digunakan buat penerangan lampu jalan di Paris. Tetapi, bola pijar Edison berikut sistem pembagian tenaga listrik yang dikembangkannya memungkinkan adanya penerangan listrik yang praktis untuk di rumah. Tahun 1882, perusahaannya mulai memproduksi listrik untuk rumah-rumah di New York, dan dalam tempo singkat sudah tersebar ke seluruh dunia.

Dengan berdirinya perusahaan listrik pertama untuk penerangan rumah-rumah, Edison berarti sudah meletakkan dasar bagi perkembangan industri besar. Penggunaan tenaga listrik bukan cuma buat penerangan tetapi untuk seluruh aspek kebutuhan rumah tangga, mulai dari televisi hingga mesin cuci. Lebih jauh lagi, kegunaan tenaga listrik lewat distribusi jaringan-jaringan yang didirikan Edison dengan sendirinya mendorong penggunaan listrik untuk sektor industri.

Edison juga memberi sumbangan besar luar biasa buat perkembangan kamera perfilman serta proyektor. Dia membuat penyempurnaan penting pertilponan (karbon transmiternya meningkatkan kejelasan pendengaran), penyempurnaan di bidang telegram, dan mesin tik. Diantara penemuan lainnya antara lain mesin dikte, mesin kopi dan tempat penyimpanan yang digerakkan baterei. Boleh dibilang, Edison merancang lebih dari 1000 penemuan, suatu jumlah yang betul-betul tak masuk akal.

Satu sebab produktivitasnya amat mengherankan adalah karena pada awal-awal kariernya dia membangun sebuah laboratorium penyelidikan di Menlo Park, New Jersey. Di situlah dia menghimpun kelompok pembuat yang berkemampuan membantunya. Ini adalah cikal bakal sebuah laboratorium penyelidikan yang kemudian ditiru oleh begitu banyak industri. Laboratorium pemula Edison yang modern, suatu pusat penyelidikan yang berperalatan lengkap di mana begitu banyak orang bekerja bersama merupakan suatu team, adalah pula hasil karyanya yang penting, meskipun tentu saja sesuatu yang tidak bisa dia patenkan.

Edison bukanlah seorang penemu semata; dia juga terlibat dalam pembikinan dan mengorganisir pelbagai perusahaan industri. Yang paling penting diantaranya akhirnya menjelma menjadi General Electric Company.

Meski secara pembawaan dia bukan seorang ilmuwan murni, Edison membikin satu penemuan ilmiah. Di tahun 1882 dia menemukan bahwa dalam keadaan mendekati hampa udara, arus listrik dapat dialirkan diantara dua kawat yang tidak bersentuhan satu sama lain. Fenomena ini –disebut penemuan Edison– bukan sekedar punya maksud teoritis yang penting, tetapi juga punya arti penggunaan praktis yang bermakna. Ini menuntun ke arah perkembangan tabung hampa udara dan peletakan dasar industri elektronik.

Hampir sepenuh masa hidupnya, Edison menderita pendengaran lemah. Tetapi, meski begitu, dia lebih dari sekedar dapat mengatasi hambatan itu dengan kerja kerasnya yang mengagumkan. Edison kawin dua kali (istri pertamanya mati muda), punya tiga anak dari masing-masing istri. Dia meninggal tahun 1931 di West Orange, New Jersey.

Tak ada perselisihan paham mengenai bakat Edison. Tiap orang sepakat bahwa dialah penemu besar yang genius yang pernah hidup. Barisan penemuan-penemuannya yang amat bermanfaat dianggap menggemparkan dan membikin dengkul menggigil, meskipun mungkin saja sebagiannya dikembangkan oleh orang lain dalam tempo tiga puluh tahun. Namun, bila kita perhatikan penemuan-penemuan pribadinya, akan tampak oleh kita bahwa tak satu pun daripadanya punya arti penting yang bersifat menentukan. Misalnya bola pijar, walaupun digunakan secara luas, bukanlah barang yang tak tergantikan dalam dunia modern. Fakta menunjukkan, penerangan yang berasal dari radiasi dan keluar terpencar dalam bentuk cahaya, yang bekerja atas dasar prinsip-prinsip ilmiah yang sepenuhnya berbeda, juga digunakan orang secara luas, dan dalam kehidupan kita sehari-hari tidaklah ada bedanya apabila kita tidak menggunakan bola lampu pijar samasekali. Sesungguhnya, sebelum penerangan listrik digunakan, lilin, lampu minyak, dan lampu gas sudah secara umum dipandang sebagai kadar penerangan yang memuaskan.

Alat piringan hitam memang suatu penemuan cerdik, tetapi tak seorang pun menganggap alat itu sudah mampu mengubah kehidupan kita sehari-hari seperti halnya peranan yang disuguhkan radio, televisi atau tilpon. Lebih jauh dari itu, dalam tahun-tahun belakangan ini, telah dapat diciptakan alat perekam suara dengan metode yang sama sekali berbeda, seperti misalnya pita magnetik kaset. Dan andaikata tidak ada mesin piringan hitam, rasanya tidak apa-apa. Banyak paten-paten Edison yang berkaitan dengan penyempurnaan alat-alat, sebetulnya sudah ditemukan oleh orang lain lebih dulu, bahkan sudah dalam bentuk yang sudah bisa dimanfaatkan. Penyempurnaan-penyempurnaan ini –meski banyak menolong– tak bisa dianggap sebagai suatu arti penting dalam rangkaian gerakan sejarah secara umum.

Tetapi, kendati tak satu pun hasil penemuan Edison memiliki arti penting yang menggemparkan, berguna juga untuk diingat bahwa dia tidak cuma menciptakan satu alat, tetapi lebih dari seribu. Atas dasar pertimbangan inilah saya menempatkan Edison lebih tinggi ketimbang penemu termasyhur seperti Guglielmo Marconi dan Alexander Graham Bell.

Referensi:

Electrical Discharge Machining (EDM)

Gambaran Singkat EDM

Asal mula EDM (Electrical Discharge Machining) adalah pada tahun 1770, ketika ilmuwan Inggris Joseph Priestly menemukan efek erosi dari percikan arus listrik. Pada tahun 1943, ilmuwan Rusia B. Lazarenko danN. Lazarenkomemiliki ide untuk memanfaatkan efek merusak dari percikan arus listrik untuk membuat proses yang terkontrol untuk pemesinan secara elektrik bahan konduktif.

Dengan adanya ide tersebut, proses EDM telah lahir. Lazarenko bersaudara menyempurnakan proses dengan cara menempatkan cairan tidak konduktif di mana percikan listrik terjadi di antara dua konduktor, cairan tersebut dinamakan dielektrik (dielectric). Rangkaian listrik yang membuat peristiwa tersebut terjadi digunakan sebagai nama proses ini. Pada saat ini telah banyak unit EDM yang digunakan lebih maju daripada milik Lazarenko. Pada saat ini ada dua macam mesin EDM yaitu: EDM konvensional (Biasanya disebut Sinker EDM atau Ram EDM) dan Wire EDM.

Cara Kerja EDM

Mengetahui tentang apa yang terjadi di antara elektrode dan benda kerja dapat sangat membantu operator EDM dalam banyak hal. Pengetahuan dasar teori EDM dapat membantu dalam memecahkan masalah yang timbul (troubleshooting), misalnya dalam hal pemilihan kombinasi benda kerja/elektrode dan pemahaman mengapa pengerjaan yang bagus untuk satu benda kerja tidak selalu berhasil untuk yang berikutnya. Deskripsi berikut ini menjelaskan tentang kombinasi apa yang telah diketahui dan apa yang telah ada dalam teori tentang proses EDM.

Pada saat ini beberapa teori tentang bagaimana EDM bekerja telah mengalami kemajuan selama beberapa tahun, sebagian besar mendukung model thermoelectric. Sembilan ilustrasi berikut menunjukkan tahap demi tahap apa yang telah diyakini terjadi selama satu siklus EDM. Gambar di sebelahnya menunjukkan harga relatif dari tegangan dan arus pada titik yang diambil.

Gambar di atas pada proses awal EDM, elektrode yang berisi tegangan listrik didekatkan ke benda kerja (elektrode positif mendekati benda kerja/turun). Di antara dua elektrode ada minyak isolasi (tidak menghantarkan arus listrik), yang pada EDM dinamai cairan dielectric. Walaupun cairan dielektrik adalah sebuah isolator yang bagus, beda potensial listrik yang cukup besar menyebabkan cairan membentuk partikel yang bermuatan, yang menyebabkan tegangan listrik melewatinya dari elektrode ke benda kerja. Dengan adanya graphite dan partikel logam yang tercampur ke cairan dapat membantu transfer tegangan listrik dalam dua cara: partikel-partikel (konduktor) mem­bantu dalam ionisasi minyak dielektrik dan membawa tegangan listrik secara langsung, serta partikel-partikel dapat mempercepat pembentukan tegangan listrik dari cairan. Daerah yang memiliki tegangan listrik paling kuat adalah pada titik di mana jarak antara elektrode dan benda kerja paling dekat, seperti pada titik tertinggi yang terlihat di gambar. Grafik menunjukkan bahwa tegangan (beda potensial) meningkat, tetapi arusnya nol.

Perkembangan Penggunaan EDM

EDM telah berkembang bersama dengan Mesin Bubut, Mesin Frais, dan Mesin Gerinda sebagai teknologi yang terdepan. EDM terkenal dalam hal kemampuannya untuk membuat bentuk kompleks pada logam-logam yang sangat keras. Penggunaan yang umum untuk Mesin EDM adalah dalam pemesinan dies, perkakas potong, dan cetakan (molds) yang ter­buat dari baja yang telah dikeraskan, tungsten carbide, high speed steel, dan material yang lain yang tidak mungkin dikerjakan dengan cara tradisional (penyayatan). Proses ini juga telah memecahkan banyak masalah pada pembuatan bahan ”exotic”, seperti Hastelloy, Nitralloy, Waspaloy and Nimonic, yang digunakan secara luas pada industri-industri pesawat ruang angkasa.

Dengan telah ditemukannya teknologi yang maju tentang keausan elektrode, ketelitian dan kecepatan, EDM telah mengganti proses pemotongan logam yang lama pada beberapa aplikasi. Faktor lain yang menyebabkan berkembangnya penggunaan EDM adalah kemampuannya mengerjakan bentuk tipis, khususnya dalam pengerjaan ketinggian dan ketirusan. EDM yang menggunakan kawat (Wire EDM) dapat membelah dengan ketinggian 16 inchi (sekitar 400 mm), dengan kelurusan ± 0,0005 inchi (± 0,0125 mm) tiap sisi.

Pada waktu yang lalu, EDM digunakan terutama untuk membuat bagian-bagian mesin yang sulit dikerjakan dengan proses konvensional. Pertumbuhan penggunaan EDM pada sepuluh tahun terakhir menempatkan proses pembuatan komponen dirancang menggunakan EDM terlebih dahulu, sehingga EDM bukanlah pilihan terakhir, tetapi pilihan yang pertama.

Proses EDM telah berubah. Perusahaan-perusahaan yang menggunaan EDM juga sudah berubah. Perubahan yang sangat berarti adalah:

1. Lebih cepat.
2. Lebih otomatis. Mesin lebih mudah diprogram dan dirawat.
3. Lebih akurat ukurannya.
4. Dapat menggunakan kawat dengan diameter yang lebih kecil pada mesin Wire EDM.
5. Menurunkan biaya operasional. Harga mesin menjadi lebih murah.
6. Dapat menghasilkan permukaan yang lebih halus.
7. Dapat menyayat karbida tanpa ada cacat ketika menggunakan Wire EDM dan Ram EDM.
8. Gerakan kawat EDM dan putaran benda kerja dapat dilakukan secara simultan.
9. Ram EDM tidak memerlukan pembersih benda kerja lain.
10. EDM lebih efektif pada kondisi pembersihan benda kerja dengan tingkat kesulitan tinggi.
11. EDM lebih mudah digunakan. Waktu untuk pelatihan dan pemrograman lebih singkat.

Penggunaan EDM

Penjelasan berikut merupakan ringkasan dari karakteristik yang mengharuskan peng­gunaan EDM. Disarankan menggunakan EDM jika bentuk benda kerja sebagai berikut.

1. Dinding yang sangat tipis.
2. Lubang dengan diameter sangat kecil.
3. Rasio ketinggian dan diameter sangat besar.
4. Benda kerja sangat kecil.
5. Sulit dicekam.

Disarankan menggunakan EDM jika material benda kerja:

1. Keras.
2. Liat.
3. Meninggalkan sisa penyayatan.
4. Harus mendapat perlakuan panas.

Disarankan menggunakan EDM untuk mengganti proses meliputi:

1. Pengaturan/setup berulang, bermacam-macam pengerjaan, bermacam-macam proses pencekaman benda.
2. Broaching.
3. Stamping yang prosesnya cepat, (lihat Gambar).

Disarankan menggunakan EDM ketika beberapa alasan berikut.

1. Jam kerja 24 jam dengan hanya satu shift operator.
2. Memerlukan proses yang tidak mementingkan perhatian khusus dari pekerja secara intensif.

EDM tidak dipengaruhi oleh kekerasan bahan benda kerja, sehingga sangat bermanfaat bila digunakan untuk mengerjakan benda kerja dengan kekerasan di atas 38 HRc. Bahan tersebut meliputi baja yang telah dikeraskan, Stellite and Tungsten Carbide. Karena proses EDM menguapkan material sebagai ganti penyayatan, kekerasan dari benda kerja bukan merupakan faktor penting. Maka dari itu mesin Wire EDM dan Ram EDM digunakan untuk membuat bentuk komplek dies dan perkakas potong dari material yang amat keras.

Bagian lain yang hanya bisa dikerjakan dengan EDM adalah kemampuannya membuat sudut dalam (internal corners) yang runcing. Pemesinan konvensional tidak mungkin mengerjakan kantong dengan pojok runcing, yang bisa dicapai adalah radius minimal sekitar 1/32 inchi yang paralel dengan sumbu pahat. Jenis pengerjaan dan ukuran minimal yang dapat dicapai oleh EDM dapat dilihat pada Tabel.

Jenis Pengerjaan	Wire EDM	Ram EDM
1. Radius dalam	0,0007″ (0,0175 mm)	0.001″ (0,025 mm)
2. Radius luar	runcing	runcing
3. Diameter lubang	0,0016″ (0,04 mm)	0.0006″ (0,04 mm)
4. Lebar alur	0,0016″ (0,04 mm)	0.0004″ (0,01 mm)

Maka dari itu EDM digunakan untuk mengerjakan klep (valves) pengukur bahan bakar, komponen printer, cetakan, dan perbaikan cetakan.

Pemilihan Elektrode

Fungsi elektrode adalah menghantarkan tegangan listrik dan mengerosi benda kerja menjadi bentuk yang diinginkan. Bahan elektrode yang berbeda memberikan pengaruh yang sangat besar terhadap proses pemesinan. Beberapa akan menghilangkan benda kerja secara efisien tetapi keausannya tinggi, elektrode yang lain memiliki keausan rendah tetapi kemampuan menghilangkan material benda kerja sangat lambat. Ketika memilih bahan elektrode dan merencanakan cara pembuatannya, faktor-faktor berikut harus diperhitungkan:

1. Harga bahan elektrode.
2. Kemudahan pembuatan/membentuk elektrode.
3. Jenis dari hasil yang diinginkan (misalnya kehalusan).
4. Besaran keausan elektrode.
5. Jumlah elektrode yang diperlukan untuk menyelesaikan sebuah benda kerja.
6. Kecocokan jenis elektrode dengan jenis pengerjaan.
7. Jumlah lubang penyemprot (flushing holes), jika diperlukan.

Jenis bahan Elektrode

Bahan elektrode dibagi menjadi dua macam, yaitu: logam dan graphite. Pada saat ini adalimamacam elektrode, yaitu: kuningan (brass), Tembaga (copper), Tungsten, Seng (zinc), dan Graphite. Selain itu, beberapa elektrode dikombinasikan dengan logam yang lain agar dapat digunakan secara efisien, yaitu:

1. Kuningan dan seng.
2. Tembaga dan tellurium.
3. tembaga, tungsten dan perak.
4. graphite dan tembaga.

Pada awalnya, kuningan digunakan sebagai elektrode walaupun keausannya tinggi. Akhirnya, pengguna EDM menggunakan tembaga dan paduannya untuk meningkatkan rasio keausan. Masalah yang muncul dengan tembaga adalah karena titik cairnya sekitar 1.085° C, padahal temperatur percikan api pada celah elektrode dan benda kerja mencapai 3.800° C. Titik lebur tembaga yang rendah menyebabkan keausan yang terlalu tinggi dibandingkan dengan bagian benda kerja yang bisa dihilangkan.

Penelitian menunjukan bahwa elektrode graphite memiliki laju yang lebih besar dalam menghilangkan bagian benda kerja dibandingkan dengan keausannya sendiri. Graphite tidak mencair di celah elektrode, pada sekitar temperatur 3.350° C berubah dari bentuk padat menjadi gas. Karena graphite lebih tahan panas di celah elektrode dibandingkan dengan tembaga, untuk sebagian besar pengerjaan EDM lebih efisien menggunakannya. Tungsten memiliki titik lebur setara dengan graphite, akan tetapi tungsten sangat sulit dibentuk/dikerjakan dengan mesin.

Tungsten digunakan sebagai pengerjaan biasanya berbentuk tabung atau ruji untuk lubang-lubang dan lubang kecil proses gurdi.

Elektrode logam biasanya yang terbaik untuk pengerjaan EDM bagi material yang memiliki titik lebur rendah seperti: aluminum, copper dan brass. Untuk pengerjaan baja dan paduannya, elektrode graphite lebih disarankan. Prinsip umum dalam pemilihan elektrode adalah: elektrode logam untuk benda kerja atau paduan yang memiliki titik lebur rendah, dan elektrode graphite untuk yang memiliki titik lebur tinggi. Hal tersebut dengan pengecualian untuk pengerjaan tungsten, cobalt, and molybdenum. Elektrode logam seperti tembaga sangat direkomendasi karena frekuensi yang lebih tinggi diperlukan untuk mengerjakan benda kerja tersebut.

Tembaga sebagai elektrode memiliki keuntungan lebih dibandingkan graphite, karena bentuk keausan ketika digunakan (discharge-dressing) lebih baik. Elektrode ini setelah digunakan mengerjakan satu benda kerja, sesudahnya dapat digunakan lagi untuk proses pengerjaan finishing atau digunakan untuk mengerjakan benda kerja yang lain.

Pembuatan Elektrode

Terdapat beberapa proses pembuatan electrode. Berikut merupakan macam-macam proses pembuatan elektrode:

• Proses galvano

Kadang-kadang elektrode berbentuk pejal yang besar terlalu berat bagi motor servo, dan proses pembuatannya terlalu mahal. Pada kasus ini proses Galvano dapat digunakan untuk membuat cetakan. Cetakan tersebut dilapisi dengan tembaga dengan ketebalan sampai 5 mm. Tabung tembaga yang telah terbentuk di dalamnya diisi dengan epoxy dan kawat tembaga dihubungkan dengan elektrode. Elektrode yang telah dibuat kemudian dipasang di mesin EDM.

• Pembuatan elektrode pada umumnya

Ketika elektrode campuran selalu digunakan, campuran 70/30 tungsten dan tembaga dalam bentuk serbuk dibuat dengan cetakan bertekanan, kemudian disinter di dapur pemanas. Proses ini dapat menghasilkan elektrode dengan ukuran yang teliti.

• Pembuatan elektrode graphite

Di Amerika, sekitar 85 persen elektrode yang digunakan adalah graphite. Graphite dikerjakan dengan mesin dan digerinda lebih mudah daripada elektrode logam. Masalah yang timbul pada waktu mengerjakan graphite adalah kotoran yang dihasilkan. Bahan ini tidak menghasilkan geram, tetapi menghasilkan debu hitam, apabila debu ini tidak dibersihkan akan mengotori seluruh ruangan bengkel. Elektrode graphite adalah bahan sintetis dan bersifat abrasif. Sehingga apabila mengerjakannya di mesin disarankan menggunakan pahat karbida. Ketika menggerinda elektrode ini, harus menggunakan penyedot debu (vacuum system). Hal yang sama diterapkan juga ketika dikerjakan di Mesin Frais. Mesin Frais yang digunakan harus tertutup rapat.

Graphite adalah bahan yang berpori, sehingga cairan dapat masuk ke dalamnya yang menyebabkan menjadi tidak murni. Untuk memurnikannya dilakukan dengan cara memanaskan elektrode tersebut ke dalam dapur pemanas selama satu jam pada temperatur 250 F (121°C). Dapat juga elektrode tersebut dikeringkan pada udara panas. Elektrode tidak boleh dikeringkan menggunakan pemanas microwave. Apabila elektrode yang berpori digunakan, seharusnya dalam keadaan yang tidak lembab (basah). Kelembaban yang terjebak di dalam elektrode akan menimbulkan uap ketika proses pengerjaan EDM dan merusak elektrode.

• Elektrode untuk wire EDM

Beberapa pihak yakin bahwa elektrode logam efisien digunakan untuk Wire EDM. Akan tetapi pada akhir-akhir ini kecepatan potong Wire EDM telah bertambah tinggi, sehingga lebih ekonomis bila menggunakan elektrode graphite. Graphite angstrofine yang berstruktur padat dapat melakukan pemotongan dua kali lebih cepat daripada jenis graphite yang lain. Kawat yang dilapisi seng juga dapat meningkatkan kecepatan proses EDM dari elektrode ini. Beberapa riset menunjukkan bahwa menggunakan kawat yang dilapisi seng dapat meningkatkan kecepatan potong sampai 50 persen.

• Kelebihan pemotongan (overcut)

Lubang hasil proses EDM dimensinya selalu lebih besar daripada elektrodenya. Celah perbedaan antara elektrode dan benda kerja dinamakan ”overcut” atau ”overburn”. Besarnya overcut tergantung dari banyak faktor yaitu besar arus, waktu ion, jenis elektrode, dan bahan benda kerja.

Faktor utama yang mempengaruhi overcut adalah besarnya arus listrik pada celah. Overcut selalu diukur pada tiap sisi. Besarnya bervariasi antara 0,020 mm sampai 0,63 mm. Overcut yang tinggi dihasilkan oleh penggunaan amper/arus yang tinggi. Hampir semua pembuat EDM menyertakan sebuah grafik yang menunjukkan besarnya overcut yang dapat diprediksi oleh operator sehubungan dengan pengaturan arus listrik. Selama pengerjaan pengasaran (roughing) arus yang besar digunakan, menyebabkan overcut yang lebih besar. Pengerjaan penghalusan (finishing), menggunakan arus yang lebih kecil, sehingga menghasilkan overcut yang lebih kecil. Dengan pengaturan arus dan material yang sama, overcut yang terjadi tetap. Dengan demikian, toleransi 0,0025 mm dapat dicapai dengan Ram EDM. Akan tetapi, bila toleransi tersebut harus tercapai, biaya yang diperlukan meningkat, karena waktu yang diperlukan menjadi lebih lama.

• Pengerjaan Penghalusan (finishing)

Pemahaman tentang prinsip overcut adalah sangat penting dalam memahami kehalusan permukaan hasil proses EDM. Ketika arus (current) tinggi digunakan menghasilkan percikan (sparks) yang besar, sehingga kawah (crater) pada benda kerja besar. Proses ini digunakan untuk proses awal (roughing).

Ketika arus yang digunakan relatif kecil, percikan api (sparks) yang dihasilkan kecil, sehingga kawah pada benda kerja kecil, sehingga permukaan yang dihasilkan halus. Menggunakan arus yang kecil pada proses finishing akan memperlama proses pemesinan, tetapi menghasilkan permukaan yang halus.

Pada waktu menggunakan arus yang sangat kecil (dengan waktu yang pendek dan arus rendah) ke pemukaan benda kerja, mesin EDM dapat menghasilkan permukaan benda kerja seperti cermin. Mesin yang memiliki kemampuan mengorbitkan elektrode dapat membantu membuat produk yang sangat halus

permukaannya dengan memutar elektrode. Beberapa mesin yang dapat memutar elektrode (dengan jalur orbit) dapat diprogram, sehingga arus akan menurun secara bertahap sampai memproduksi permukaan seperti cermin tercapai.

Benda kerja yang dihasilkan pada proses EDM adalah gambaran/cerminan dari elektrode yang digunakan. Apabila elektrodenya tidak bagus misalnya ada cacat di permukaannya, maka benda kerja yang dihasilkan juga akan ada cacatnya. Elektrode yang kasar permukaannya akan menghasilkan permukaan benda kerja yang kasar pula. Semakin halus struktur butiran bahan elektrode, akan menghasilkan permukaan benda kerja yang lebih halus.

• Penyelesaian setara cermin (mirror finishing)

Pengontrolan cairan dielektrik dapat memperbaiki kehalusan permukaan hasil proses EDM secara nyata. Beberapa mesin EDM menggunakan cairan dielektrik khusus untuk proses finishing sehingga menghasilkan permukaan seperti cermin dengan kehalusan permukaan kurang dari Rmax l7 µm. Beberapa mesin memiliki dua tangki cairan dielektrik, satu untuk proses pengasaran (roughing) dan semi finishing dan yang satu untuk proses finishing sampai permukaan benda kerja seperti cermin hasilnya.

Beberapa perusahaan pembuat EDM telah menemukan bahwa menambah bubuk silicon, graphite, atau aluminum pada cairan dielektrik, dapat menghasilkan kehalusan permukaan yang sempurna.

• Keterbatasan proses EDM

Penggunaan mesin EDM dibatasi oleh ukuran tangki kerja penampung cairan dielektrik. Mesin EDM standar populer yang digunakan sekarang memiliki keterbatasan:

a.  Untuk Wire EDM, ukuran maksimum benda kerja sekitar 59 inchi (1.500 mm) pada sumbu Y, 24 inchi (600 mm) pada sumbu Z dan tidak terbatas pada sumbu X.

b. Untuk Ram EDM, ukuran benda kerja maksimum sekitar 59 inchi (1.500 mm) pada sumbu Y, 17 inchi (520 mm) pada sumbu Z, dan 98 inchi (2500 mm) pada sumbu X.

c. Pembuatan bentuk sudut/tirus pada Wire EDM adalah hal yang perlu dipertimbangkan. Sudut tirus maksimum adalah ± 450, walaupun beberapa bengkel telah berhasil mencapai ± 500. Perbandingan sudut dan tinggi maksimum adalah 300 pada ketinggian 16 inchi (400 mm).

d. Hambatan listrik maksimum untuk benda kerja dan pencekam sekitar 0,5-5,0 ohm/cm untuk Mesin Wire dan Ram EDM.

e. Keakuratan sekitar 0,00002 inchi (0,0005 mm) untuk mesin Wire EDM.

f. Keakuratan ± 0,0001 inchi (0,0025 mm) untuk mesin Ram EDM.

g. Kehalusan permukaan sekitar VDI 0 (4 microinchi) untuk Wire EDM.

h. Kehalusan permukaan VDI 5 (2 microinchi) untuk Ram EDM.

j. Keutuhan permukaan (surface integrity) adalah 1/20 juta untuk setiap inchi ketebalan recast layer untuk Wire dan Ram EDM.

k. Panjang retakan mikro adalah 1/20 juta untuk Wire dan Ram EDM. Hasil ini sama atau lebih baik dari pada permukaan hasil proses gerinda.

Cara Kerja EDM

Pada Proses awal EDM, elektrode yang berisi tegangan listrik didekatkan ke benda kerja (elektrode positif mendekati benda kerja/turun). Di antara dua elektrode ada minyak isolasi (tidak menghantarkan arus listrik), yang pada EDM dinamai cairan dielectric. Walaupun cairan dielektrik adalah sebuah isolator yang bagus, beda potensial listrik yang cukup besar menyebabkan cairan membentuk partikel yang bermuatan, yang menyebabkan tegangan listrik melewatinya dari elektrode ke benda kerja. Dengan adanya graphite dan partikel logam yang tercampur ke cairan dapat membantu transfer tegangan listrik dalam dua cara: partikel-partikel (konduktor) membantu dalam ionisasi minyak dielektrik dan membawa tegangan listrik secara langsung, serta partikel-partikel dapat mempercepat pembentukan tegangan listrik dari cairan. Daerah yang memiliki tegangan listrik paling kuat adalah pada titik di mana jarak antara elektrode dan benda kerja paling dekat, seperti pada titik tertinggi yang terlihat di gambar. Grafik menunjukkan bahwa tegangan (beda potensial) meningkat, tetapi arusnya nol.

Ketika jumlah partikel bermuatan meningkat, sifat isolator dari cairan dielektrik menurun sepanjang tengah jalur sempit pada bagian terkuat di daerah tersebut. Tegangan meningkat hingga titik tertinggi tetapi arus masih nol. Arus mulai muncul ketika cairan berkurang sifat isolatornya menjadi yang paling kecil. Beda tegangan mulai menurun. Panas muncul secara cepat ketika arus listrik meningkat dan tegangan terus menurun drastis. Panas menguapkan sebagian cairan, benda kerja, dan elektrode, serta jalur discharge mulai terbentuk antara elektrode dan benda kerja. Gelembung uap melebar ke samping, tetapi gerakan melebarnya dibatasi oleh kotoran-kotoran ion di sepanjang jalur discharge. Ion-ion tersebut dilawan oleh daerah magnet listrik yang telah timbul. Arus terus meningkat dan tegangan menurun.

Sebelum berakhir, arus dan tegangan menjadi stabil, panas dan tekanan di dalam gelembung uap telah mencapai ukuran maksimal, dan sebagian logam telah dihilangkan. Lapisan dari logam di bawah kolom discharge pada kondisi mencair, tetapi masih berada di tempatnya karena tekanan dari gelembung uap. Jalur discharge sekarang berisi plasma dengan suhu sangat tinggi, sehingga terbentuk uap logam, minyak dielektrik, dan karbon pada saat arus lewat dengan intensif melaluinya. Pada akhirnya, arus dan tegangan turun menjadi nol. Temperatur turun dengan cepat, tabrakan gelembung dan menyebabkan logam yang telah dicairkan lepas dari benda kerja. Cairan dielektrik baru masuk di antara elektrode dan benda kerja, menyingkirkan kotoran-kotoran dan mendinginkan dengan cepat permukaan benda kerja. Logam cair yang tidak terlepas membeku dan membentuk lapisan baru hasil pembekuan (recast layer). Logam yang terlepas membeku dalam bentuk bola-bola kecil menyebar di cairan dielektrik bersama-sama dengan karbon dari elektrode. Uap yang masih ada naik menuju ke permukaan. Tanpa waktu putus yang cukup, kotoran-kotoran yang terbentuk akan terkumpul membentuk percikan api yang tidak stabil.