Teknologi mesin bor dan mata bor sangat mempengaruhi kehidupan dan peradaban manusia dalam bekerja lebih cerdas lagi. Bangunan kuno seperti Piramida di mesir atau candi borobudur di magelang yang menjadi obyek wisata saat ini, mungkin tidak akan bisa dibangun tanpa teknologi pertukangan berwujud seperti bor. Dalam artikel ini kita membahas lebih lanjut tentang sejarah menarik dari perkakas tukang mata bor dan mesin bor ini.
BOR DAN MATA BOR MENJADI PERALATAN KERJA PEMBENTUK KEBUDAYAAN MANUSIA
Pisau bor dan mesin penggeraknya saat ini digunakan dalam berbagai ukuran, dari pisau bor untuk kayu kusen dan harian bagi tukang rumahan, bor dokter gigi hingga mata bor tambang pengeruk logam di tanah. Sebagai perkakas tukang yang wajib dimiliki, bor dan perangkat alat pengeboran tidak akan bisa digantikan oleh alat dan teknologi lain.
Ada banyak benda arkeologi yang digunakan manusia kuno berbentuk bor yang masih diteliti oleh para ahli dan bisa juga kita lihat di museum. Bor dan mata bor merupakan perkakas tukang yang telah digunakan untuk memotong berbagai bahan, termasuk untuk menghukum manusia (mati karena dibor).
Sekitar 35.000 SM, Homo sapiens menemukan manfaat dari aplikasi alat putar. Ini akan secara kasar terdiri dari batu runcing yang diputar di antara kedua tangan untuk membuat lubang melalui material lain. Ini mengarah ke bor tangan, tongkat halus, yang kadang-kadang dilekatkan pada titik batu api, dan digosok di antara telapak tangan.
Perkakas tukang bor Ini digunakan oleh banyak peradaban kuno di seluruh dunia termasuk suku Maya. Artefak berlubang paling awal, seperti tulang, gading, cangkang, dan tanduk yang ditemukan, berasal dari zaman Paleolitik Muda.
Para arkeolog menemukan kuburan Neolitik di Mehrgarh, Pakistan yang berasal dari zaman Harappa, sekitar 7.500–9.000 tahun yang lalu, berisi 9 mayat dewasa dengan total 11 gigi yang telah dibor. Ada hieroglif yang menggambarkan tukang kayu dan pembuat manik Mesir di sebuah makam di Thebes menggunakan bor busur.
Bor busur (strap-drills) adalah mesin bor sederhana pertama, karena mereka mengubah gerakan maju mundur menjadi gerakan berputar, dan dapat ditelusuri kembali ke sekitar 10.000 tahun yang lalu. Diketahui bahwa mengikat tali di sekitar tongkat, dan kemudian memasang ujung tali ke ujung tongkat (busur), memungkinkan pengguna untuk mengebor lebih cepat dan lebih efisien. Terutama digunakan untuk membuat api, bor busur juga digunakan dalam pertukangan kayu kuno, batu, dan kedokteran gigi.
Bukti paling awal dari alat-alat ini yang digunakan di Mesir berasal dari sekitar 2500 SM. Model alat pengeboran dan mata bor kuno memang telah ditemukan dalam banyak konteks sepanjang sejarah Mesir. Di situs kuno Mesir memang ada banyak ilustrasi dinding makam tukang kayu di tempat kerja yang menunjukkan ukuran dan penggunaan berbagai jenis bor tangan maupun car pakai bor kayu.
Bor pompa dan bor busur digunakan di Peradaban Barat untuk membuat lubang yang lebih kecil untuk memasukkan pasak atau dolly kayu di struktur bangunan dan struktur kapal kayu. Bor yang terbuat dari kayu dan batu ini pun pkemudai berkembang menjadi Mata bor tipe Auger digunakan untuk mengebor lubang yang lebih besar yang dimulai antara zaman Romawi dan Abad Pertengahan. Auger memungkinkan lebih banyak torsi untuk lubang yang lebih besar.
Penggunaan bor busur tersebar luas di seluruh Eropa, Afrika, Asia, dan Amerika Utara, selama zaman kuno dan masih digunakan sampai sekarang. Selama bertahun-tahun banyak variasi kecil dari mekanisme bor busur dan bor pompa tali telah dikembangkan untuk berbagai penggunaan baik sebagai pemantik api untuk memasak dan penerangan.
Model alat pengeboran dan mata bor kuno memang telah ditemukan dalam banyak konteks sepanjang sejarah Mesir. Di situs kuno Mesir memang ada banyak ilustrasi dinding makam tukang kayu di tempat kerja yang menunjukkan ukuran dan penggunaan berbagai jenis bor tangan maupn bor kayu. Bor inti dikembangkan di Mesir kuno pada 3000 SM. Bor pompa ditemukan pada zaman Romawi. Terdiri dari spindel vertikal yang disejajarkan dengan sepotong kayu horizontal dan roda gila untuk menjaga akurasi dan momentum.
Ujung penggerek berongga, pertama kali digunakan sekitar abad ke-13, terdiri dari tongkat dengan potongan logam berbentuk tabung di ujungnya, seperti tembaga. Ini memungkinkan sebuah lubang dibor sementara hanya benar-benar menggiling bagian luarnya. Ini benar-benar memisahkan batu bagian dalam atau kayu dari yang lain, memungkinkan bor untuk menghancurkan lebih sedikit bahan untuk membuat lubang berukuran sama.
Tidak pasti kapan teknologi desain mata bor sistem “Bracing” dan “Solid Bit” digunakan hingga saat ini ditemukan. Namun, gambar paling awal diperkirakan berasal dari abad ke-15. Merupakan jenis bor engkol tangan yang terdiri dari dua bagian seperti terlihat pada gambar dibawah. Penjepit, di bagian atas, adalah tempat pengguna memegang dan memutarnya dan di bagian bawah adalah bagiannya.
Perkakas bor manual dan Mata bor Bit dapat dilepas-pasang saat bit mata bor itu sudah aus, bisa pula diasah kembali. Auger menggunakan sekrup heliks berputar yang mirip dengan bit berbentuk sekrup Archimedean yang umum saat ini. Gimlet ini juga layak untuk disebutkan karena ini adalah versi auger yang diperkecil.
PERKEMBANGAN TEKNOLOGI PEMBUATAN MATA BOR UNTUK INDUSTRI
Setelah umat manusia mempelajari cara menggunakan material logam besi yang serba praktis, besi menjadi bahan pilihan untuk semua jenis mata bor; beberapa budaya mempelajari cara mengeraskan permukaan dengan mekanisme penaburan garam meleleh dan lumpur karbon (“pengerasan kotak” atau “hardening”), memperpanjang umur dan ketajaman mata pisau. Baja, terbuat dari besi dengan kandungan karbon sedang dan dikeraskan dengan mendinginkan baja panas dalam air, digunakan sejak 1200 SM.
Pada akhir abad ke-17 pembuatan perkakas tukang Eropa sudah berpusat di Jerman, (Tanah Bergisches) di London, dan Midlands of England. Orang Jerman di daratan Eropa pada masa itu masih terbelakang dibandingkan Inggris, namun Jerman memiliki sentra pengrajin tukang yang tarifnya lebih murah. Orang Jerman kemudian meniru desain gergaji Inggris dan teknologi industrinya pad aera revolusi industri yang pertama.
Kebanyakan bilah mata bor dan mekanis sistem engkol pada masa itu memang terbuat dari baja campur (besi dikarbonisasi dan ditempa ulang dengan metode yang berbeda). Pada pertengahan abad ke-18, bentuk unggul dari baja yang benar-benar meleleh (“crucible cast”) mulai dibuat di Sheffield, Inggris, dan ini dengan cepat menjadi bahan yang disukai, karena sifat logam leleh casting yang lebih stabil merata kekerasannya, kelenturannya dan kemampuannya untuk bisa dipoles halus.
Walaupun Jerman kemudian banyak menjadi pusat industri massal mata bor di Eropa, industri bor kecil juga bertahan di London dan Birmingham, tetapi pada tahun 1820-an industri pembuatan bor ini berkembang pesat dan semakin menyebar keseluruh koloni inggris. Di Afrika Selatan berdiri SOMTA, di Australia berdiri SUTTON dan bahkan di Amerika Serikat dengan ratusan merek bor dan mesin bor yang hampir kesemuanya didirikan oleh imigran asal Inggris.
Industri Amerika Serikat mulai menyusulnya dalam dekade terakhir abad ini, karena mekanisasi yang superior dan permintaan serta pemasaran yang lebih baik. Di era revolusi industri kedua yang seiring dengan perang revolusi sipil Amerika Serikat di abad 18an, sebagian besar lubang di besi cor dan baja dibor menggunakan bor berbentuk sekop atau spade yang ditempa di ujung poros baja persegi atau bundar.
Karena bor bermata sekop ini tidak memiliki cara untuk menggerus dan hilangkan serpihan dari lubang yang dibor, pengeboran sistem pukul pahat atau pecking (seperti burung pelatuk woodpecker) diperlukan — sehingga pengeboran menjadi proses yang lambat dan melelahkan. Bor awal ini terbuat dari material baja karbon dan mudah bengkok, sehingga kecepatan poros bor harus dijaga tetap rendah agar bor tidak terlalu panas memuai dan bengkok. Kemudian pada tahun 1861, Stephen A. Morse dari Massachusetts, Amerika Serikat menemukan bor twist drill sekaligus sistem holder jepit pengaitnya yang saat ini kita kenal dengan nama Morse Taper.
Industri mata bor dan teknologi mesinnya yang sangat produktif juga berlanjut dengan teknologi mesin sendiri di Jerman dan Perancis. Namun, kebanyakan mata bor buatan pabrik saat ini seluruhnya dibuat tanpa campur tangan operator manusia, dengan pelat baja yang disediakan siap digulung dan dikencangkan sebelum dipotong dan dipres dipelintir maupun di grinding menjadi bentuknya dengan mesin grinding CNC dan metal cutting laser. Gigi dibentuk dan diasah dengan cara digiling dan dikeraskan dengan api untuk menghilangkan (dan sebenarnya mencegah) penajaman setelah menjadi tumpul.
PERKEMBANGAN MESIN BOR UNTUK INDUSTRI
Pengeboran dengan mesin bor bisa digunakan dalam pengerjaan kayu, manufaktur logam, medis hingga pertambangan. Selain kemampuannya memotong berbagai bahan, mesin bor juga diminati karena hasil pemotongan yang seragam secara merata, kemudahan penggunaan karena umumnya berputar serta menekan material otomatis juga kemampuan untuk memotong bentuk yang tidak beraturan. Perkembangan mesin bor ini juga berkembang dan menginspirasi tercipatanya mesin router, mesin milling dan machining center yang sudah full CNC.
Di Asia Timur, bor dengan mekanisme churning yang lebih canggih dari mesin bor orang barat atau mekanisme engkol ditemukan sedini 221 SM selama Dinasti Qin Tiongkok. Mesin bor manual engkol buatan Cina kuno ini digunakan untuk mencari air dan membuat sumur serta terowongan irigasi. Mesin bor manual engkol buatan Cina kuno ini bahkan mampu mencapai kedalaman 1500 m. Bor churn di Tiongkok kuno dibuat dari kayu dan padat karya, tetapi mampu menembus lapisan batuan padat.
Mesin Bor churn engkol muncul di Eropa selama abad ke-12. Pada tahun 1835, Isaac Singer dilaporkan telah membuat bor pengaduk bertenaga uap berdasarkan “meniru” metode yang digunakan orang Cina kuno. Yang juga layak didiskusikan secara singkat adalah drill press awal; yang kemudian menjadi peralatan mesin yang berasal dari bor busur tetapi digerakkan oleh kincir angin atau kincir air. Pengepres bor terdiri dari bor bertenaga yang dapat dinaikkan atau diturunkan menjadi material, yang memungkinkan lebih sedikit tenaga oleh pengguna.
Kemajuan besar berikutnya dalam teknologi pengeboran, motor listrik, mengarah pada penemuan bor listrik. Bor listrik ini diberikan kepada Arthur James Arnot dan William Blanch Brain dari Melbourne, Australia yang mematenkan bor listrik pada tahun 1889. Pada tahun 1895, bor genggam portabel pertama diciptakan oleh saudara Wilhem & Carl Fein dari Stuttgart, Jerman.
Pada tahun 1917, bor portabel dengan sakelar pemicu listrik pertama dipatenkan oleh Black & Decker. Ini adalah awal dari era bor modern. Selama abad terakhir, bor listrik telah dibuat dalam berbagai jenis dan ukuran untuk bermacam-macam kegunaan tertentu. Selanjutnya era perang dunia kedua memancing lompatan teknologi mesin bor ke tingkat produksi massal. Dari bor listrik bermotor AC di Eropa, hingga berbagai macam tiruan mesin dan mesin bor duduk di Jepang, negara industri baru mencoba mencari teknologi armature motor listrik yang semakin murah.
Mesin bor terbesar dan paling moderen juga digunakan dalam teknik sipil dan diproyek tambang dan pengeboran bawah tanah. Salah satunya dimiliki oleh The Boring Company yang dipimpin teknopreneur asal Afrika Selatan, pak Elon Musk. Perusahaan “The Boring” in memiliki lima lini produk, yang masing-masing mencakup satu atau beberapa terowongan berdiameter dalam 12 kaki, rekayasa proyek, tinjauan lingkungan, dan perizinan. Elon Musk mengumumkan keberadaan The Boring Company pada Desember 2016. Pada Februari 2017, perusahaan telah mulai menggali selebar 30 kaki (9 m), panjang 50 kaki (15 m), dan sedalam 15 kaki ( 4,6 m) menguji parit di lokasi kantor SpaceX di Hawthorne, karena konstruksi di situsnya tidak memerlukan izin apa pun.
KERUSAKAN DAN KELEMAHAN MESIN BOR DAN MATA BOR?
Mata bor yang digunakan umumnya terbuat dari material solid, namun ada pula bermodel “indexable” yaitu mata pisaunya menggunakan mata tajam insert yang bisa dilepas pasang. Jika mata bor mengalami kerusakan mendadak, biasanya hal tersebut disebabkan oleh interaksi yang tidak tepat antara manusia operatornya, mesin bor, bahan pemotong, ragum penjepit material dan kualitas mata bor.
Faktor penyebab dan lemahnya mesin bor dan mata pisau bor secara umum ada 7 hal, yaitu; kesalahan pemasangan yang terlalu kencang, material bor yang tidak sesuai dengan benda yang dipotong, setelan kecepatan dan pemakanan mesin tidak tepat, dan serpihan material yang menggerus dan terlalu panas karena minim coolant pendingin. holder yang selip dan yang terakhir memang kualitas mata bor maupun mesin bornya yang berkualitas rendah.
Meskipun masalah teknis seperti faktor keausan atau kegagalan perkakas prematur dapat terjadi dalam setiap operasi pengeboran, masalah ini seringkali dapat dicegah dengan persiapan alat kerja dan perawatan. Operator harus memahami kemungkinan penyebab kegagalan dan penyebabnya agar dapat memiliki tindakan penanggulangan yang efektif.
Anda perlu juga mencatat dan menyetel parameter pengeboran pada mesin yang sesuai kepada operator, maupun pengetahuan aplikasinya yang luas. Pasokan cairan pendingin yang cukup dan terbukti sesuai untuk bahan yang akan dipotong juga wajib diperhatikan..
Selain itu, permukaan material yang diampelas, terpotong, atau sangat keras, atau dengan kekuatan material yang sangat tinggi, dapat menyebabkan masalah masa pakai jika tidak disetel dengan benar. Karena kekerasan material berkorelasi langsung dengan suhu pemotongan yang lebih tinggi, hal ini dapat menyebabkan keausan dini.
Mesin bor juga kekuatan serta daya tahannya dipengaruhi oleh kualitas dari motor listrik dan rangkaian sepul coil tembaga yang diliit menjadi magnet. Dalam teknik kelistrikan pada motor listrik, angker adalah komponen mesin listrik yang membawa arus bolak-balik. Gulungan coil yang menghantarkan AC bahkan pada mesin DC, karena aksi komutator (yang secara berkala membalikkan arah arus) atau karena pergantian elektronik, seperti pada motor DC tanpa sikat. Angker dapat berada di rotor (bagian yang berputar) atau stator (bagian stasioner), tergantung pada jenis mesin listrik.
Mesin bor yang memiliki gulungan angker berinteraksi dengan medan magnet (fluks magnet) di celah udara; medan magnet dihasilkan baik oleh magnet permanen, atau elektromagnet yang dibentuk oleh kumparan konduktor. Angker harus membawa arus, sehingga selalu merupakan konduktor atau koil konduktif, berorientasi normal baik ke medan maupun ke arah gerak, torsi (mesin berputar), atau gaya (mesin linier). Peran angker ada dua. Yang pertama adalah membawa arus melintasi medan, sehingga menciptakan torsi poros dalam mesin yang berputar atau gaya dalam mesin linier. Peran kedua adalah menghasilkan gaya gerak listrik (EMF). Oleh sebab itu jika terjadi kerusakan pada unit armature mesin bor, umumnmya cara tercepat adalah mengganti unit armature, unit brush jika sistemnya masih brush dan bisa juga dengan mengganti gulungan coil tembaga dengan yang baru.
KENAPA INCH ATAU SISTEM UKURAN IMPERIAL MASIH DIGUNAKAN DALAM SPESIFIKASI MESIN BOR DAN MATA BOR?
Seiring dengan inovasi teknologi industri mesin bor dan mata bor, perkakas tukang ini pun menjadi tersebar keseluruh negara. Pada era revolusi industri pertama, mesin bor juga banyak berperan dalam mengolah material kayu maupun logam. Pada saat itu inggris menguasai teknologi industri dunia dan terlanjur memaksakan sistem ukuran imperial atau yang kita kenal dengan inci kepada seluruh negara jajahannya, termasuk wilayah jajahan Inggris yang sumber daya alamnya besar seperti Amerika, India dan Cina.
Walaupun saat ini Inggris sudah membuang sistem ukur imperial, negara bekas jajahannya terbesar Amerika Serikat masih keras kepala menggunakan satuan ukur kuno ini. Hal inilah yang menyebabkan mengapa masih ada mata bor dan mesin bor yang didesain dan dijual pada hari ini umumnya masih menggunakan satuan inci pada spesifikasinya.
PILIH MEREK MATA BOR DAN MESIN BOR YANG TERBUKTI HANDAL
Para manufaktur saat ini masih terus meneliti desain mata bor twist drill yang bertujuan meminimalkan gaya aksial dan torsi, dan memaksimalkan umur bor sesuai dengan jenis dari beragam material baru yang ingin dibor. Bahkan peningkatan kecil dalam pengeboran dapat memiliki dampak keuangan yang sangat besar karena begitu banyak kegiatan permesinan melibatkan pengeboran. Perkembangan penting terbaru, yang telah sangat meningkatkan masa pakai bor — terutama dalam lingkungan produksi — adalah penambahan material lapisan coating tipis, keras, dan tahan aus termasuk titanium nitrida, zirkonium nitrida, titanium karbo-nitrida, titanium aluminium nitrida, chrome nitrida, berlian amorf dan berlian polikristalin.
Pembuatan lubang atau pengeboran merupakan pengerjaan material yang paling umum dari semua proses pemesinan — hampir 75% logam yang dilepas oleh pemesinan dibor, biasanya menggunakan bor tipe Twist Drill atau Bor dengan pisau ulir yang tajam. Bor mampu mengeluarkan material dengan menggerusnya menjadi serpihan chip dalam proses yang cepat, sederhana, dan ekonomis.
Mata bor juga banyak digunakan dalam berbagai keperluan. Dari industri pengolahan baja, galangan kapal dan pipa minyak dan gas bumi yang berukuran besar, hingga dokter gigi dan bedah tulang ortopedi hingga industri papan PCB elektronik yang diameternya sangat kecil dan nilainya mahal. Dipasaran, mata bor putar memiliki diameter mulai dari 0,051mm hingga 88,900 mm ( 0,002 hingga 3,5 in ) dan dapat sepanjang 650 mm ( 25,5 in ).
Produsen alat perkakas yang terjamin memiliki reputasi tinggi seperti seperti KENNAMETAL, SOMTA, TNC SHARK, NACHI, YG-1 tentu memeriksa kualitas mata bor dan aksesorisnya dengan baik karena memang memproduksi sendiri dan memiliki teknologi manufaktur yang terjamin bagus.
KESIMPULAN
Sampai hari ini, banyak sekali tahap pemotongan bahan hingga finishing dengan manual tangan yang membutuhkan berbagai merek mata dan mesin bor. Di masa mendatang, tentu teknologi pabrik pengeboran juga akan menjadi semakin canggih dan mudah digunakan. Tentu saja, mesin bor membutuhkan pemeliharaan prediktif, perbaikan terkait keausan yang diperlukan didukung secara sistematis, agar menghindari waktu henti yang tidak direncanakan.
Jika Anda berminat untuk membeli mata bor mesin drilling maupun aksesoris bor seperti chuck dan holder, silahkan hubungi kami melalui chat online yang ada di pojok kanan bawah website ini atau melalui email : sales@metalextra.com
Semoga bermanfaat. Wassalam!
Sumber: Tim Kreatif Metalextra.com, Tulisan ini merupakan opini Pribadi di media milik sendiri.
si.edu/es/search?edan_q=drill&
www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3779551/
https://www.boringcompany.com/gallery/
books.google.co.id/books?id=6x1smAf_PAcC&redir_esc=y
Trans. Eileen B. Hennyessy, Ed. Maurice, Daumas. A History of Technology & Invention: Progress Through the Ages, Volume 1: The Origins of Technological Civilization. Crown Publishers, Inc; New York. 1969
Charles Singer; E. J. Holmyard and A. R. Hall. A History of Technology, Volume 1: From Early Times to Fall of Ancient Empires. Oxford University Press; London, England. 1967 p. 226
Roger Bridgeman. 1000 Inventions and Discoveries. The Smithsonian Institution. DK. New York; 2006. p7
Story of the Saw P. d’ A. Jones and E. N. Simons Spear&Jackson Limited 1760-1960
Awalnya dipublikasikan pada9 Januari 2020 @ 10:05 PM
