Bab 4: Cangkang Mekanik

Tao Dercai berkata, “Aku punya tugas untuk kalian, yaitu membuat kerangka mekanik dari sebuah perangkat elektronik. Perangkat ini adalah pemurni udara kecil.”

Pemurni udara kecil ini pada dasarnya berfungsi untuk mendeteksi konsentrasi formaldehida di udara, kemudian menarik udara dengan kipas ke filter, dan menyaring polutan melalui filter tersebut. Komponennya meliputi sensor, kipas, sumber daya, layar tampilan, dan sebagainya.

Tampaknya cukup sederhana, hanya membuat kerangka luar, menyediakan lubang untuk mengalirkan udara. Ada lubang untuk kabel komunikasi dan kabel listrik. Ada lubang khusus untuk sensor guna melakukan deteksi. Ada bingkai untuk menempatkan layar, yang bisa dipasang dari dalam dan terkunci.

Hal yang perlu diperhatikan dalam kerangka mekanik adalah beberapa bagian harus menyediakan tempat untuk baterai atau lubang untuk menyambungkan listrik. Harus ada ruang untuk layar, lubang untuk jalur komunikasi, dan pegangan atau handle agar perangkat bisa dipindahkan. Di bagian dalam kerangka harus ada tempat untuk baterai, sumber daya, serta perangkat elektronik. Mungkin juga harus ada ruang untuk kipas pendingin. Jalur kabel antara pengendali perangkat keras, layar, tombol, speaker, dan sumber daya tidak boleh tertutup oleh komponen mekanik lain.

Setelah melakukan riset cukup lama, mereka akhirnya berhasil membuat kerangka tersebut. Namun, ternyata lubang untuk sumber daya tidak tersedia, sehingga terpaksa digabung dengan lubang kabel komunikasi. Layar dipasang dari dalam ke luar, tetapi posisi kabel terlalu jauh dari papan sirkuit, menyebabkan kabel komunikasi menjadi lebih panjang.

Ternyata membuat kerangka mekanik yang kelihatannya sederhana, ada banyak hal yang harus dipikirkan.

Beberapa bagian kerangka bisa dirancang dengan mengacu pada kerangka yang sudah ada, menggunakan pemrograman grafis.

Mereka pun pergi ke ruang produksi, belajar dari para pekerja tentang penggunaan beberapa mesin CNC di pabrik. Mesin CNC menggunakan teknologi kontrol digital untuk mengendalikan proses produksi secara otomatis. Mesin CNC adalah mesin otomatis yang dilengkapi sistem kontrol program, merupakan contoh aplikasi teknologi CNC yang efisien. Mesin ini bisa digunakan untuk membubut, milling, dan pengeboran.

“Di sini ada beberapa kerangka yang sudah ada, bagaimana cara mendapatkan data bentuknya dan memprosesnya?” tanya mereka.

Seorang pekerja menjelaskan, “Proses pemrograman grafis pada umumnya meliputi analisis bagian yang akan diproses dan proses produksinya, pemodelan bagian yang akan diproses, input parameter proses, pembuatan serta penyuntingan jalur alat potong, verifikasi dan simulasi jalur alat, pemrosesan akhir, dan output program.”

Analisis bagian dan proses produksinya adalah dasar pemrograman CNC. Tugas utamanya meliputi pemeriksaan ukuran geometris bagian, toleransi, dan persyaratan akurasi; menentukan metode pemrosesan, alat bantu kerja, dan alat potong; menetapkan titik awal pemrograman dan sistem koordinat pemrograman; serta menentukan jalur alat potong dan parameter proses.

Pemodelan bagian yang akan diproses dilakukan dengan memanfaatkan perangkat lunak pemrograman CNC terintegrasi, menggambar, mengedit, membuat kurva, permukaan, dan model solid secara akurat di layar komputer, sekaligus merekam bentuk geometris tersebut dengan struktur data tertentu di komputer.

Pembuatan serta penyuntingan jalur alat potong dilakukan setelah tahap sebelumnya. Sistem pemrograman akan menganalisis parameter yang dimasukkan, secara otomatis menghitung titik dasar (titik potong atau kontak dari berbagai garis geometris yang membentuk kontur bagian), node (titik potong atau kontak dari garis interpolasi), dan menyusun data tersebut menjadi data posisi alat potong yang disimpan dalam file khusus. Setelah jalur alat potong dibuat, sistem yang mendukung tampilan dan penyuntingan interaktif jalur alat potong dapat menampilkan jalur tersebut. Jika ada bagian yang kurang sesuai, jalur alat potong dapat diedit dan disesuaikan secara manual.

Pada kenyataannya, mereka menggunakan pusat pemrosesan CNC multi-sumbu untuk mengolah kerangka luar.

Pusat pemrosesan CNC multi-sumbu terbagi menjadi dua tipe:

Pertama, tipe sumbu putar meja kerja. Keuntungan tipe ini adalah struktur spindle sederhana, kekakuan spindle sangat baik, biaya pembuatan rendah. Namun, meja kerja biasanya tidak bisa dibuat terlalu besar, daya angkut juga terbatas, terutama ketika sudut putar sumbu A ≥90°, saat pemotongan benda kerja akan menimbulkan momen daya angkut besar pada meja kerja.

Kedua, tipe kepala spindle vertikal yang berputar. Keuntungannya adalah spindle sangat fleksibel dalam pemrosesan, meja kerja bisa dirancang sangat besar. Saat menggunakan alat miling bola untuk memproses permukaan, jika garis tengah alat potong tegak lurus dengan permukaan yang diproses, kecepatan garis di ujung bola nol, sehingga kualitas permukaan yang dihasilkan sangat buruk. Dengan desain spindle yang berputar, spindle dapat diputar relatif terhadap benda kerja sehingga alat miling bola tidak memotong pada ujung bola, memastikan ada kecepatan garis tertentu dan meningkatkan kualitas permukaan. Hal ini sulit dilakukan pada pusat pemrosesan tipe sumbu putar meja kerja.

Setelah desain pemrosesan selesai, mereka menyerahkannya kepada Tao Dercai. Tao Dercai berkata, “Juga harus mempertimbangkan penampilan luar, sebaiknya terlihat menarik agar bisa menarik pelanggan.”

Duan Zhu berkata, “Baiklah. Kami akan mencari orang untuk memperbaikinya lagi.”

Tao Dercai berkata, “Pelanggan bilang ada bagian yang perlu diperbaiki lagi, misalnya pegangan.”

Wu Tian berkata, “Pegangan ini dipasang dari kedua sisi. Tapi menutupi jalur kabel.”

Duan Zhu berkata, “Untuk sementara seperti ini saja. Mungkin masih bisa ditemukan solusi.”

Tao Dercai berkata, “Pelanggan meminta sistem internal harus dijaga kerahasiaannya, harus disegel rapat.”

Duan Zhu berkata, “Kalau begitu, seluruh kerangka luar harus dilas. Jadi tidak bisa dibuka.”

Wu Tian berkata, “Biasanya dipasang dengan sekrup, jadi bisa dibuka. Baiklah, tidak apa-apa.”

Akhirnya, kerangka luar dilas.

Pemurni udara kecil pun diambil oleh pelanggan untuk dipamerkan. Namun ternyata masih ada satu sensor yang belum dimasukkan, padahal komponen elektronik sudah dipasang dan dikunci. Kerangka luar sudah dilas. Hanya lubang layar yang bisa melihat ke dalam.

“Apa lagi yang harus dimasukkan?”

“Harus memasukkan sensor formaldehida jenis kedua.”

Sensor formaldehida: tipe semikonduktor, mendeteksi kandungan formaldehida di ruangan dengan mengukur perubahan resistansi sensor. Umur pakainya panjang. Namun umumnya kekurangan dalam hal sensitivitas rendah dan selektivitas buruk. Tipe elektrokimia: mudah terganggu, hampir tidak bisa membedakan antara VOC dan gangguan dari VOC lain, dalam pengujian harus memastikan keaslian, umur pakainya pendek.

“Ini jadi masalah. Harus dibuat ulang?”

“Besok sudah harus dipamerkan. Membeli komponen elektronik pun tidak sempat.”

“Benar, dikirim pun butuh tiga hari.”

“Jadi seharusnya sejak awal tidak dilas, setelah disegel tidak ada cara untuk mengubah lagi.”

“Sekarang hanya bisa membuka lubang layar, bagaimana cara memperbaiki dan memasang ulang bagian dalam?”

Duan Zhu teringat batu gravitasi, mungkin benda itu bisa digunakan.

Duan Zhu, Sun Shiji, dan Wu Tian membawa batu gravitasi ke ruang produksi. Dari luar mereka membuka layar, menyalakan alat pemrosesan laser, menggunakan batu gravitasi untuk mengubah arah laser, harus sangat hati-hati agar tidak memotong komponen elektronik lain. Akhirnya mereka membuat beberapa lubang bulat, memasang sensor di atasnya, mengencangkan dengan sekrup, memasang layar kembali, mengencangkan sekrup, untung sekrup layar berada di luar.

Sensor berhasil dipasang ke kerangka mekanik, pemurni udara pun diserahkan kembali kepada pelanggan.