Pemilihan Material Sheet Metal: Baja, Aluminium, Stainless & Lainnya

Pemilihan material adalah satu-satunya keputusan yang merambat ke setiap proses hilir — kecepatan pemotongan, radius bending, parameter las, opsi perlakuan permukaan, dan tentu saja, biaya unit. Insinyur sering kali menggunakan default "baja lunak" atau "aluminium" tanpa menentukan paduan dan temper, yang memaksa fabricator membuat asumsi yang mungkin tidak sesuai dengan aplikasi. Panduan ini mencakup lima keluarga paduan yang paling umum digunakan dalam fabrikasi sheet metal, dengan spesifikasi yang Anda butuhkan untuk membuat keputusan yang tepat.

Baja cold-rolled (CRS) dan baja hot-rolled (HRS) menyumbang mayoritas bagian sheet metal di seluruh dunia. CRS menawarkan finishing permukaan yang halus (Ra 0,8–1,6 μm), toleransi ketebalan yang ketat (±0,05 mm), dan formabilitas yang sangat baik. HRS lebih murah namun memiliki mill scale, toleransi yang lebih longgar, dan permukaan yang lebih kasar. Untuk sebagian besar enclosure, bracket, dan panel struktural, CRS dalam SPCC atau padanan ASTM A36 adalah pilihan default.

• Gauge yang biasa disimpan: 0,5, 0,8, 1,0, 1,2, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0 mm
• Yield strength: 200–280 MPa (CRS) tergantung grade dan temper
• Radius bending minimum: 0,5T–1T (tegak lurus terhadap serat)
• Pemotongan laser: sangat baik — absorpsi tinggi pada 1064 nm, tepi bersih dengan bantuan oksigen
• Memerlukan perlakuan permukaan untuk perlindungan korosi: powder coat, zinc plate, atau cat
• Biaya: terendah di antara sheet metal yang umum ($0,80–$1,50/kg untuk gauge standar)

Paduan baja stainless mengandung minimal 10,5% krom, yang membentuk lapisan oksida pasif yang menahan korosi di atmosfer, air tawar, dan banyak lingkungan kimia. Dua grade paling umum dalam pekerjaan sheet metal adalah 304 (austenitik, serbaguna) dan 430 (ferritik, biaya lebih rendah). 316 ditentukan untuk aplikasi kelautan, kimia, atau medis di mana ketahanan klorida sangat kritis.

• 304 (1.4301): formabilitas sangat baik, non-magnetis saat annealed, 515 MPa UTS
• 316 (1.4401): penambahan molibdenum untuk ketahanan klorida, 515 MPa UTS
• 430 (1.4016): ferritik, magnetis, biaya lebih rendah, 450 MPa UTS — weldability terbatas
• Opsi finishing permukaan: 2B (matte), No. 4 (brushed), mirror, bead-blast
• Radius bending minimum: 0,5T (304 annealed) hingga 4T (304 hard-temper)
• Biaya: 2,5–4× baja lunak — didorong terutama oleh kandungan nikel dan krom

Lembar aluminium sekitar sepertiga densitas baja (2,7 vs. 7,85 g/cm3) dengan lapisan oksida alami yang memberikan perlindungan korosi sedang tanpa pelapisan. Paduan sheet yang paling umum adalah 5052 (formabilitas baik, grade kelautan), 6061 (kekuatan lebih tinggi, dapat diheat-treat), dan 3003 (serbaguna, biaya rendah). Aluminium dipotong sangat cepat pada laser fiber dan dibending dengan mudah ketika temper yang benar dipilih.

• 5052-H32: default untuk bagian yang dibentuk — perpanjangan yang baik (10–12%, bervariasi menurut ketebalan menurut ASTM B209), ketahanan korosi sangat baik
• 6061-T6: kekuatan lebih tinggi (276 MPa yield) namun formabilitas terbatas — radius bending minimum 2T–4T
• 3003-H14: aluminium biaya terendah, kekuatan sedang, baik untuk panel non-struktural
• Kompatibilitas anodizing: 5052 dan 6061 anodize dengan baik; 3003 menghasilkan warna tidak konsisten
• Pemotongan laser: sangat reflektif pada 1064 nm — memerlukan sumber fiber 2+ kW; dipotong bersih dengan bantuan nitrogen
• Biaya: 1,5–2,5× baja lunak — bervariasi secara signifikan dengan paduan dan temper

Tembaga (C110) ditentukan ketika konduktivitas listrik atau termal diperlukan — bus bar, heat sink, dan perisai RF. Kuningan (C260, C2680) dipilih untuk aplikasi dekoratif dan machinability. Keduanya jauh lebih mahal daripada baja atau aluminium dan memerlukan parameter laser yang disesuaikan karena reflektivitas tinggi.

• Tembaga C110: konduktivitas 101% IACS, 220 MPa UTS, formabilitas sangat baik
• Kuningan C260: kuningan kartrid 70/30, 325 MPa UTS, karakteristik spring-back yang baik
• Pemotongan laser: memerlukan fiber daya tinggi (minimum 4+ kW) karena reflektivitas pada 1064 nm
• Finishing permukaan: tembaga membentuk patina secara alami; clear lacquer atau pelapisan timah mempertahankan warna
• Biaya: 4–8× baja lunak — harga tembaga berfluktuasi dan didorong komoditas

Tabel di bawah membandingkan paduan yang paling umum ditentukan berdasarkan metrik fabrikasi dan kinerja utama.

Properti	Baja CR (A36)	SS 304	SS 316	AL 5052-H32	AL 6061-T6	Tembaga C110
Densitas (g/cm3)	7,85	7,93	7,93	2,68	2,70	8,96
Yield Strength (MPa)	220–280	205–310	205–310	193	276	70–210
Radius Bending Min	0,5T	0,5T–1T	0,5T–1T	1T	2T–4T	0,25T
Kecepatan Potong Laser (relatif)	1,0×	0,7×	0,6×	1,3×	1,2×	0,5×
Ketahanan Korosi	Rendah (perlu pelapisan)	Tinggi	Sangat Tinggi	Tinggi	Sedang	Sedang
Weldability	Sangat Baik	Sangat Baik	Sangat Baik	Baik (MIG/TIG)	Cukup (risiko retak)	Baik
Kompatibel Anodize	Tidak	Tidak	Tidak	Ya	Ya	Tidak
Biaya Relatif	1,0×	2,5–3,5×	3–4×	1,5–2×	2–2,5×	4–8×

Radius bending sering menjadi faktor penentu dalam pemilihan material. Material dengan ketahanan korosi yang sangat baik menjadi tidak berguna jika retakan pada bending yang dibutuhkan desain Anda. Tabel di bawah memberikan radius bending dalam minimum untuk paduan dan ketebalan yang umum, dengan asumsi bending tegak lurus terhadap arah pengerolan.

Material	Paduan / Temper	0,5–1,0 mm	1,0–2,0 mm	2,0–3,2 mm	3,2–6,0 mm
Baja Lunak	CRS / A36	0,5T	0,75T	1T	1,5T
Stainless 304	Annealed	0,5T	0,75T	1T	1,5T
Stainless 304	Half-Hard	2T	2,5T	3T	4T
Aluminium	5052-H32	1T	1T	1,5T	2T
Aluminium	6061-T6	1,5T	2T	2,5T	3T
Aluminium	5052-O (Lunak)	0,25T	0,5T	0,5T	1T
Kuningan	C2680 Lunak	0,5T	0,75T	1T	1,5T
Tembaga	C110 Annealed	0,25T	0,5T	0,5T	1T
Titanium	CP Grade 2	1,5T	2T	2,5T	3T