CAD/CAM

BAB I
Pendahuluan

A.        Definisi

Computer-Aided Design (CAD) digunakan secara luas di perangkat yang berbasis  komputer yang membantu insinyur teknik,arsitek, profesional perancangan yang banyak bekerja dengan aktivitas rancangan.Perangkat otoritas utama geometri dalam proses Siklus hidup Manajemen Produksi yang meliputi perangkat lunak dan perangkat keras. Paket yang ada dari vektor 2 Dimensi berdasarkan gambaran sistem ke permukaan parametrik 3 Dimensi dan pemodelan perancangan solid.

Computer Aided Manufacturing (CAM) adalah sebuah sistem yang secara otomatis mampu menghasilkan produk/ benda kerja (finish product) melalui penggunaan perangkat permesinan yang dikendalikan oleh komputer. CAM teknologi melibatkan sistem komputer yang merencanakan, mengelola, dan mengendalikan operasi manufaktur melalui antarmuka komputer dengan sumber daya produksi. Salah satu cakupan yang paling penting dari CAM adalah kontrol numerik (NC). Ini adalah teknik menggunakan instruksi yang diprogram untuk mengontrol mesin, mill, grind, yang bisa mengubah benda mentah menjadi bagian-bagian tool barang jadi. Fungsi signifikan lain CAM adalah dalam pemrograman sebuah robot. Proses perencanaan juga merupakan target otomatisasi komputer.

B.        Manfaat

Konsumen selalu mencoba membeli produk “terbaik”. Definisi terbaik sangat berbeda antara seorang konsumen dengan konsumen lainnya. Satu konsumen membutuhkan waktu pengiriman yang singkat, yang lain membeli karena harga, lainnya mutu dan lain-lain. Oleh karena setiap perusahaan harus mencari keunggulan strategis masing-masing serta celah pasar (niche). Tidak setiap perusahaan dapat memperoleh disain dengan biaya yang terendah dan produk bermutu. Setiap perusahaan harus menentukan strategi generik mereka apakah fokus, diferensiasi ataukah pemimpin biaya [Michael E. Porter].

Manfaat dan keunggulan dari teknologi CAD/CAM yang dapat menciptakan keunggulan bersaing adalah sebagai berikut :

•      Respon cepat. Perusahaan-perusahaan yang banyak kehilangan order karena keterlambatan pengiriman dapat memanfaatkan teknologi CAD/CAM untuk mempercepat proses disain dan siklus manufaktur. Biasanya keterlambatan bersumber pada pembuatan gambar yang lama, uji prototipe, proses pemberitahuan perubahan produk dan lain-lain, dalam hal ini kita dapat mengandalkan CAD/CAM untuk mempercepatnya. Sebagai contoh, jika test prototipe/produk yang menjadi masalah kritis maka CAD dapat mempercepatnya dengan membuat simulasi komputer.

Disain manufaktur yang lebih fleksibel dan besar. Secara tradisional proses produksi dilakukan dengan 2 macam mesin yaitu General Purpose Machine untuk  produksi batch dan Dedicated Machine untuk produksi masal. Produksi batch memungkinkan fleksibilitas yang tinggi, tetapi mengakibatkan biaya produksi per unit yang tinggi untuk operasi. Sedangkan produksi masal menyebabkan biaya produksi per unit lebih murah tetapi menghilangkan fleksibilitas. Dengan CAD/CAM dan Flexible Manufacturing perusahaan akan memperoleh keduanya yaitu fleksibilitas disain produk dan biaya produksi per unit yang lebih murah seperti pada produksi masal. Dalam cara tradisional, memproduksi produk yang rumit dan beragam akan meningkatkan biaya produksi per unit. Dengan komputer ditugaskan untuk menangani kerumitan ini tidak menjadi masalah lagi, komputer akan melakukan pengelompokkan suku cadang yang mirip/sama didalam database secara otomatis sehingga biaya produksi per unit dapat tetap ditekan serendah mungkin.

•      Meningkatkan mutu produk dan menurunkan biaya produksi per unit. Mutu dan kehandalan produk akan ditingkatkan secara tajam dengan teknologi

      CAD/CAM,    apalagi    dengan   dikembangkannya    “Solid     Modelling”    dan

“Parametric Design” didalam CAD/CAM. Hasil akhir dari proses produksi lebih rapi, lebih ergonomis, meningkatkan kepercayaan terhadap kekuatan struktur bangunan dan lain-lain. Dan juga membuat produk akhir menjadi lebih ringan, kompak, hemat energi, kinerja yang tinggi dan mekanisme mesin yang lebih sederhana sehingga dapat menurunkan biaya produksi per unit dalam jangka panjang.

Mengurangi kebutuhan untuk membuat prototipe fisik. Perusahaan-perusahaan biasanya mendisain dan membuat suatu produk berulang kali agar memperoleh pengalaman memproduksi agar dapat menghasilkan produk yang memuaskan.

Seringkali sampai puluhan kali dibuat prototipe fisik dalam proses pembuatan produk, juga kadang-kadang pelanggan diperbolehkan untuk melakukan beberapa test produk. Produk seperti bangunan, jembatan, satelit, pemacu jantung dan lain-lain harus dibuat secara benar dan sempurna pada waktu pertama kali, produk lain seperti kapal terbang sangat mahal jika dibuat prototipe fisiknya. Tetapi tetap kebutuhan terhadap prototipe tidak dapat dihilangkan, hanyalah prototipe yang dibutuhkan berkurang jauh sebelum produksi penuh dilaksanakan, sehingga menghemat waktu dan biaya. Keempat teknologi dasar dari CAD/CAM yang sudah dibahas diatas dapat menghilangkan dan mengurangi kebutuhan untuk membuat prototipe tradisional. Basis Data dari kinerja yang lalu dan terbaik dapat dimanfaatkan, juga pemanfaatan simulasi grafik, juga simulasi matematis untuk pembuatan bangunan dan prototipe matematis dengan komputer akan mengurangi kebutuhan untuk membuat prototipe fisik. Simulasi komputer dapat bekerja jauh lebih cepat dan murah dan mendekati ketepatan yang tinggi seperti produk nyata, dan kadang-kadang simulasi komputer merupakan satu-satunya cara sebelum memproduksi produk akhirnya. Keuntungan yang lain simulasi komputer adalah kadang-kadang dapat memaksa para ahli untuk mencoba mengerti secara fisika apa yang terjadi dibalik kinerja produk.

Efisiensi penggunaan ahli yang langka. Kelangkaan ahli untuk bidang-bidang tertentu kadang-kadang menghambat kemajuan perusahaan. Setiap profesi seringkali sangat sulit dicari. Kadang-kadang terlintas dalam pikiran akan dibuat suatu aplikan

C.        Pengaplikasian

Aplikasi dari teknologi CAD/CAM sangat luas, karena kemampuan komputer grafik ini sangat dibutuhkan untuk berbagai ilmu pengetahuan dan teknologi yang memanfaatkan gambar sebagai alat untuk menyampaikan informasi kepada orang lain.

Dibawah ini akan diberikan beberapa contoh aplikasi CAD/CAM :

•      Industri penerbangan dan CAD/CAM. Teknologi CAD/CAM memberikan andil yang sangat besar dalam industri pesawat terbang. Dari disain pesawat terbang, simulasi pesawat terbang untuk melatih para pilot, alat navigasi udara dan radar, mengurangi pekerjaan kru pesawat, mempercepat produksi pesawat terbang dan lain-lain semua mempergunakan teknologi CAD/CAM ini.

•      Industri otomotif. Dalam industri otomatif CAD/CAM banyak sekali memegang peranan. Hampir setiap komponen mobil didisain dengan CAD/CAM. Yang terakhir adalah aplikasi Navigasi Komputer untuk mobil, dimana alat tersebut dapat memberikan informasi peta jalan disuatu kota dan dapat memberikan rute paling efisien untuk menuju suatu tempat. Dan juga dapat memberikan informasi jalan-jalan yang sedang macet.

•      Analisa dinamis dan simulasi komputer untuk sistim mekanik. Dalam aplikasi ini kita dapat melihat unjuk kerja suatu kendaraan atau sistim mekanik di layar komputer sebelum prototipe yang mahal harganya dibuat.

•      Disain CAD/CAM untuk elektronika. Terutama dalam pembuatan chip IC (Integrated Circuit) CAD/CAM memegang peranan yang sangat penting. Secara teknik manual disain IC hanya dapat dilakukan untuk chip yang mengandung 20-30 transistor, tetapi dengan bantuan CAD/CAM maka dapat di disain chip yang mengandung sampai jutaan transistor.

•      Disain CAD/CAM untuk alat olahraga. Disain raket tenis dapat menggunakan teknologi ini. Dengan menggunakan analisa elemen hingga dapat diperlihatkan apa yang terjadi kepada raket dan pemain tenis pada waktu bola tenis memukul senar dari raket tenis. Dalam disain kapal boat dapat diperlihatkan aerodinamisnya, faktor pengaruh cuaca terhadap kapal boat, benturan ombak, mobilitas dan tingkat keamanannya.

•        Disain CAD/CAM untuk konstruksi bangunan. Dengan CAD/CAM kita dapat

merancang konstruksi bangunan. Misalkan mendisain suatu jembatan, dapat diberikan suatu beban di layar komputer dan komputer akan memperlihatkan akibat dari beban tersebut, seperti lendutan, gaya, momen, penurunan fundasi dan lain-lain. Dapat juga diperlihatkan sampai beban berapa konstruksi tersebut akan runtuh. Kita juga dapat memberikan beban horizontal seperti akibat dari gempa bumi dengan kekuatan berapa skala richter.

•      Disain CAD/CAM untuk pembuatan Mold. Dalam tesis ini akan dibahas mengenai aplikasi CAD/CAM dalam mendisain Mold. Sebuah pabrik sepatu dan sebuah pabrik velg racing membutuhkan Mold untuk memproduksi produk-produk tersebut. Sebelum menggunakan CAD/CAM Mold tersebut dibuat secara manual dengan mempergunakan mesin bubut dan milling biasa. Presisi yang tinggi dari Mold dibutuhkan sekali untuk produk velg racing, tetapi untuk sepatu toleransi nya agak longgar. Dengan CAD/CAM akan dihasilkan Mold dengan presisi yang sangat tinggi.

 

BAB II           
Pemilihan Perangkat Lunak

Bidang Manufacturing Engineering memandang manufacturing sebagai suatu Integrated System yang meliputi :

•       Market

•       Product Design

•       Technology of Manufacture

Integrated system ini akan memberikan pengaruh langsung dalam bidang :

•       Sales

•       Marketing

•       dan Accounting

 

 Apa sih CAD itu….?

CAD atau Computer Aided Design adalah suatu perangkat lunak (bahasa kerennya “Sooftware”)/program computer yang digunakan untuk menggambar suatu produk atau bagian dari suatu produk berupa 2D maupun 3D.

Banyak program/software CAD yang telah beredar, diantaranya seperti:

-         AutoCad

-         Catia/Cadam

-         Catia

-         SolidWorks

-         ProEngineering

-         ZwCad

-         Dan masih banyak lagi software-software CAD lainnya.

 

Dan seperti kita tahu, teknologi selalu mengalami perkembangan setiap saat, maka yang awalnya menggantikan fungsi meja gambar. CAD pun berevolusi dan terintegrasi dengan CAE (Computer Aided Engineering) dan CAM (Computer Aided Manufacturing).

Apa lagi CAM itu???

CAM atau Computer Aided Manufacturing merupakan teknologi perencanaan, pengaturan, dan pengonrolan pembuatan produk dengan bantuan computer. System CAM mencakup bidang-bidang keahlian seperti CAPP (Computer Aided Process Planning atau persiapan pekerjaan yang dibantu dengan komputer), pemrograman NC (Numerical Control) dan pemrograman robot, pembuatan instruksi pekerjaan, perencanaan material dan penyediaan perkakas potong dan alat-alat penjepit, serta mencakup juga FMS (system computer untuk pengontrolan system produksi yang fleksibel).

Salah satu bagian yang paling berkembang dari CAM adalah NC. Ini adalah teknik menggunakan instruksi-instruksi yang terprogram untuk mengontrol sebuah peralatan mesin yang menggerinda, memotong, melakukan proses milling, menekuk, melubangi atau mengubahbahan mentah menjadi barang jadi. Sejumlah instruksi NC berdasarkan data geometris dari basis data CAD, ditambah informasi tambahan dari operator.

software CAM yang telah beredar seperti:

-         MasterCAM

-         Catia

-         ProEngineering

-         Dan lain sebagainya.

 

BAB III

Alasan Penggunaan Cad/Cam

Saat ini banyak stasiun kerja komputer seperti window yang berbasis PC; beberapa sistem CAD juga bisa dijalankan di sistem operasi UNIX atau LINUX. Untuk perancangan produksi yang agak komplek , diperlukan mesin-mesin dengan kecepatan tinggi (dan mungkin memerlukan banyak) CPU dengan sejumlah besar RAM lebih direkomendasikan. Interface manusia dan komputer melalui satu mouse komputer tetapi bisa juga melalui satu pen dan digitizing tablet grafik. Manipulasi dari gambar model pada layar bisa juga dilakukan dengan menggunakan spacemouse/spaceball. Beberapa sistem juga mendukung stereoscopic glasses untuk gambar model 3D.

Ada 2 tipe perangkat lunak CAD (computer aided design). Perangkat lunak perancangan 2 Dimensi memungkinkan perancang untuk merancang bentuk dengan sangat dibatasi properti 3 Dimensi .

1. Menggambar model 2 Dimensi menggunakan perangkat lunak rancangan   TechSoft 2D.

2. Setelah rancangan dilengkapi, maka gambar akan diproses. Mengubah gambar menjadi         lebih detail pada serangkaian koordinat X, Y, dan Z. Pemrosesan harus sudah diletakkan sebelum mesin CNC memotong rancangan dari material. Ketika mesin CNC membentuk material pemotong berdasarkan kordinat, secara berurutan sampai bentuk yang diinginkan.

3. Perangkat lunak CAD/CAM memungkinkan perancangan untuk rancangan manufakturnya  pada satu komputer dari pada membuat yang sebenarnya. Pengujian rancangan menggunakan perangkat lunak ‘Simulasi’( perangkat lunak ‘CAD/CAM Design Tools’).

     Ketika rancangan dijalankan melalui perangkat lunak simulasi, komputer menampilkan proses manufakturing pada layar. Juga mengecek apakah rancangannya sudah bisa dimanufaktur dengan sukses atau tidak. Banyak rancangan yang diubah sebelum bisa dibuat oleh mesin CNC.

4. Setelah semua pengujian dan perbaikan untuk rancangan

 

 

A.        Perangkat lunak

Tujuan utama dari integrasi CAD dan CAM adalah :

Sistemasi dari suatu rangkaian aliran informasi dari phase awal perancangan suatu produk (Preliminary Design) hingga phase akhir; yaitu selesainya proses produksi produk tersebut secara tuntas dan komplet.

Tahapan-tahapan yang dilalui dapat bermacam-macam, sebagai contoh dapat digolongkan sebagai berikut :

•       Entry of Component Data

•       Storage and Further Processing

•       Data Conversion into Control Information for Production Machinery

•       Material Handling Process

•       Manufactuing Process

•       Automatic Testing Process

 

Tahapan-tahapan ini dikenal sebagai Computer Aided Engineering (CAE), yang merupakan hasil integrasi antara CAD dan CAM.

Perlu ditekankan bahwa :

Tujuan dari CAE dan teknologi CAD/CAM, bukan untuk menggantikan aktifitas dan peranan manusia dengan mesin, tetapi CAE dan CAD/CAM digunakan untuk meningkatkan kemampuan manusia untuk menemukan dan menciptakan kreasi dan produk-produk baru.

 

B.        Industri

o     Industri penerbangan dan CAD/CAM. Teknologi CAD/CAM memberikan andil yang sangat besar dalam industri pesawat terbang. Dari disain pesawat terbang, simulasi pesawat terbang untuk melatih para pilot, alat navigasi udara dan radar, mengurangi pekerjaan kru pesawat, mempercepat produksi pesawat terbang dan lain-lain semua mempergunakan teknologi CAD/CAM ini.

o     Industri otomotif. Dalam industri otomatif CAD/CAM banyak sekali memegang peranan. Hampir setiap komponen mobil didisain dengan CAD/CAM. Yang terakhir adalah aplikasi Navigasi Komputer untuk mobil, dimana alat tersebut dapat memberikan informasi peta jalan disuatu kota dan dapat memberikan rute paling efisien untuk menuju suatu tempat. Dan juga dapat memberikan informasi jalan-jalan yang sedang macet.

o     Analisa dinamis dan simulasi komputer untuk sistim mekanik. Dalam aplikasi ini kita dapat melihat unjuk kerja suatu kendaraan atau sistim mekanik di layar komputer sebelum prototipe yang mahal harganya dibuat.

o     Disain CAD/CAM untuk elektronika. Terutama dalam pembuatan chip IC (Integrated Circuit) CAD/CAM memegang peranan yang sangat penting. Secara teknik manual disain IC hanya dapat dilakukan untuk chip yang mengandung 20-30 transistor, tetapi dengan bantuan CAD/CAM maka dapat di disain chip yang mengandung sampai jutaan transistor.

o     Disain CAD/CAM untuk alat olahraga. Disain raket tenis dapat menggunakan teknologi ini. Dengan menggunakan analisa elemen hingga dapat diperlihatkan apa yang terjadi kepada raket dan pemain tenis pada waktu bola tenis memukul senar dari raket tenis. Dalam disain kapal boat dapat diperlihatkan aerodinamisnya, faktor pengaruh cuaca terhadap kapal boat, benturan ombak, mobilitas dan tingkat keamanannya.

 

C.        Ekonomi

 

1. Desain yang Tangguh (Robust Design)

Desain yang tangguh artinya sebuah desain yang dapat diproduksi sesuai dengan permintaan, walaupun pada kondisi yang tidak memadai pada proses produksi.

2. Desain ModularPada desain modular, bagian atau komponen sebuah produk dinbagi menjadi komponen yang dengan mudah dapat ditukar atau digantikan. Desain modular menawarkan fleksibilitas pada produksi dan pemasaran.

Dengan cara ini, akan membuat pengembangan produk, produksi, dan perubahan berikutnya menjadi lebih mudah. Bagi departemen pemasaran, hal ini akan membantu memberikan jalan bagi kepuasan pelanggan. 

3. Computer Aided Design

Perancangan dengan bantuan komputer adalah penggunaan komputer untuk merancang produk secara interaktif dan menyiapkan dokumentasi teknis.  Pada cara ini digunakan software CAD, yang merancang gambar tiga dimensi.

Dengan software ini perancang dapat menghemat waktu dan uang dengan memperpendek siklus pengembangan produk.  Kecepatan dan kemudahan dengan desain khusus dapat dimanipulasi, dianalisis, dan dimodifikasi. Pengembangan yang lebih cepat produk yang lebih baik, aliran informasi ke departeman lain menjadi lebih akurat, sehingga dapat menghemat biaya desain.

BAB IV

KESIMPULAN

Melihat perkembangan teknologi di zaman modern ini , CAD/CAM sudah sangaat bermanfaat dikarnakan dibutuhkan ketelitian dan prediksi yang memungkin untuk membuat suatu produk yang bermutu. Dengan menggunakan CAD/CAM semua bias di rencanakan dengan baik dan tepat .