DESAIN EKSPERIMEN PADA MESIN ELECTRICAL DISCHARGE MACHINING SKM ZNC T50

Transkripsi

1 DESAIN EKSPERIMEN PADA MESIN ELECTRICAL DISCHARGE MACHINING SKM ZNC T50 SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Sarjana Teknik Industri Disusun oleh: Rahmad Puji Utomo PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS ATMA JAYA YOGYAKARTA 2013 i

2 ii

3 HALAMAN PERSEMBAHAN Hidup adalah sebuah perjuangan, manfaatkan sebaik-baiknya Keep spirit, smart and smile Tidak ada korelasi antara sukses dalam pendidikan dengan sukses dalam kehidupan Kesuksesan dapat dicapai dari mimpi yang diikuti usaha dan kerja keras. Special thanks for : Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW Keluarga Besar All My Friend iii

4 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kasih yang telah memberikan berkat dalam menyelesaikan penelitian pada tugas akhir ini. Penulisan tugas akhir ini disusun guna melengkapi syarat untuk memperoleh gelar sarjana pada Fakultas Teknologi Industri Universitas Atma Jaya Yogyakarta. Tugas akhir ini berjudul DESAIN EKSPERIMEN PADA MESIN ELECTRICAL DISCHARGE MACHINING SKM ZNC T50. Penyusunan skripsi ini penulis mendapatkan bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu tidak lupa penulis ucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir. B. Kristyanto, M.Eng., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri, Universitas Atma Jaya Yogyakarta. 2. Bapak The Jin Ai, D.Eng. selaku Ketua Program Studi Teknik Industri, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Atma Jaya Yogyakarta. 3. Bapak Paulus Wisnu Anggoro, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I yang telah meluangkan waktu dan pikiran untuk membimbing dan memberi masukan untuk menyelesaikan skripsi. 4. Bapak Tonny Yuniarto, S.T., M.Eng. selaku Dosen Pembimbing II yang telah meluangkan waktu dan pikiran untuk membimbing dan memberi masukan untuk menyelesaikan skripsi. 5. Segenap Dosen Prodi Teknik Industri yang sudah memberikan ilmu, bimbingan, dan masukan yang berguna sehingga penulis dapat memperoleh pengetahuan dan pengalaman sampai saat ini. iv

5 6. Segenap tim pengelola program UAJY-ATMI yang telah memberikan kesempatan untuk belajar di Universitas Atma Jaya Yogyakarta. 7. Segenap Manajemen dan karyawan Politeknik ATMI Surakarta yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk melakukan penelitian dan memberikan informasi dalam penyusunan skripsi. 8. Bapak Wijana, S.E. yang sudah memberikan ilmu, bimbingan, dan masukan yang berguna sehingga penulis dapat memperoleh pengetahuan dan pengalaman sampai saat ini 9. Segenap keluarga besar,kedua orang tua, kakak, dan sahabat yang selalu memberikan semangat dalam menyelesaikan skripsi. 10. Teman-teman seangkatan di program S1 UAJY-ATMI yang selalu kompak dan bermotivasi untuk segera mendapatkan gelar sarjana. 11. Semua pihak yang telah membantu, yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu. Akhir kata, penulis berharap semoga penulisan tugas akhir ini dapat memberikan manfaat kepada Jurusan Teknik Industri. Sebelumnya kami mohon maaf apabila terdapat kesalahan kata-kata yang kurang berkenan. Yogyakarta, Juni 2013 Penulis v

6 DAFTAR ISI Halaman Judul... i Halaman Pengesahan... ii Halaman Persembahan... iii Kata Pengatar... iv Daftar Isi... vi Daftar Tabel... ix Daftar Gambar... xi Daftar Lampiran... xiii Intisari... xiv BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitan Batasan Masalah Metodologi Penelitian Sistematika Penulisan...13 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Penelitian Terdahulu Penelitian Sekarang BAB 3 LANDASAN TEORI Proses Milling Mesin EDM Material Elektroda Pengertian Kualitas Pengertian Pengendalian Kualitas Perancangan Eksperimen Metode Taguchi Orthogonal Array vi

7 3.9. Robustness Analisis Data Analisis Regresi Ishikawa Diagram BAB 4 PROFIL DATA Politeknik ATMI Surakarta Profil Laboratorium Proses Produksi Mesin Rolland MDX Mesin EDM SKM ZNC T Tingkat Kekasaran Kualitas Permukaan EDM Material Benda Kerja dan Elektroda Gambar 2D/3D Produkk Eksperimen Data Eksperimen BAB 5 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN Analisis Penentuan Karakteristik Kualitas Analisis Penentuan Faktor-faktor yang Berpengaruh pada Kualitas Kekasaran Permukaan Perhitungan Derajat Kebebasan Pemilihan Orthogonal Array Penentuan Jumlah Replikasi Analisis Data Eksperimen Perhitungan Pengaruh Parameter Strategi Pooling Up Mean Perhitungan Signal To Noise Ratio Strategi Pooling Up Signal To Noise Ratio Analisis Regresi Penentuan Setting Level Setiap Parameter Analisis Pengaruh Faktor Pada Kualitas Kekasaran Permukaan vii

8 5.14. Analisis Strategi Pooling Up Analisis Persen Kontribusi Analisis Regresi Interprestasi Hasil Analisis Faktor-faktor Penyebab Tidak Tercapainya Kualitas hasil pada Mesin EDM 119 BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN viii

9 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Tinjauan Pustaka Tabel 3.1. Karakter Mesin EDM Tabel 3.2. Karakteristik Elektroda Tabel 3.3. Standar Orthogonal Array Tabel 4.1. Spesifikasi Cutter Endmill Tabel 4.2. Spesifikasi Body Mesin Tabel 4.3. Power Supply Unit Tabel 4.4. Tangki Dielektrikum Tabel 4.5. Jenis Dielektrikum Tabel 4.6. Tingkat Kekasaran Kualitas Permukaan EDM..71 Tabel 4.7. Data Eksperimen Tabel 5.1. Faktor dan Level Tabel 5.2. Rata-rata hasil Replikasi Tabel 5.3. Uji Penentuan Replikasi Tabel 5.4. Pengujian Homogenitas Varian Tabel 5.5. Rata-rata Replikasi Tabel 5.6. Respon Mean Tabel 5.7. Perhitungan Jumlah Kuadrat Faktor Tabel 5.8. Ringkasan Perhitungan Mean Tabel 5.9. Hasil Perhitungan Pooling Up Mean Iterasi Tabel Hasil Perhitungan Pooling Up Mean Iterasi Tabel Hasil Perhitungan Pooling Up Mean Tabel Perhitungan SN Ratio Tabel Respon SN Ratio Tabel Ringkasan Perhitungan SN Ratio ix

10 Tabel Hasil Perhitungan Pooling Up SN Ratio Iterasi Tabel Hasil Perhitungan Pooling Up SN Ratio..108 Tabel Pemilihan Setting Level Setiap Faktor Yang Mempengaruhi Mean Tabel Pemilihan Setting Level Setiap Faktor Yang Mempengaruhi SN Ratio Tabel Ringkasan Perhitungan Percent Contribution Tabel Data Hasil Eksperimen x

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Material Elektroda... 7 Gambar 1.2. Control Panel Mesin EDM... 7 Gambar 1.3. Flow Chart Metodologi Penelitian Gambar 3.1. Conventional Milling Gambar 3.2. Climb Milling Gambar 3.3. Basic EDM System Gambar 3.4. Prinsip Erosi Secara Fisika Gambar 3.5. Prinsip Erosi Secara Fisika Gambar 3.6. Prinsip Erosi Secara Fisika Gambar 3.7. Prinsip Erosi Secara Fisika Gambar 3.8. Prinsip Erosi Secara Fisika Gambar 3.9. Prinsip Erosi Secara Fisika Gambar Pelubangan Erosif Gambar Pelubangan Helical Gambar Pembentukan Profil Gambar Pemotongan dengan EDM Gambar Pemotongan dengan Wire Gambar Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Karakteristik Kualitas Gambar 4.1. Layout laboratorium Proses Produksi UAJY Gambar 4.2. Mesin Rolland MDX Gambar 4.3. Spesifikasi Mesin Rolland MDX Gambar 4.4. Cutter Endmill Gambar 4.5. Mesin EDM SKM ZNC T Gambar 4.6. VDI Gambar 4.7. Material SKD Gambar 4.8. Material Elektroda xi

12 Gambar 4.9. Produk Elektroda Awal Gambar Produk Elektroda Gambar Produk Eksperimen Gambar Penentuan Produk Eksperimen dengan VDI Gambar 5.1. Pie-Chart Material Elektroda Gambar 5.2. Pie-Chart Tegangan Listrik Gambar 5.3. Pie-Chart Arus Listrik Gambar 5.4. Pie-Chart Pulsa Direction Gambar 5.5. Diagram Penentuan Level Faktor Gambar 5.6. Switch Pilihan tegangan jenis Elektroda. 84 Gambar 5.7. Taguchi Design yang Dapat Digunakan Gambar 5.8. Pemilihan Design Orthogonal Array Gambar 5.9. Kurva Normal P-Plot untuk R Gambar Kurva Normal P-Plot untuk R Gambar Ishikawa Diagram xii

13 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Kuesioner I Lampiran 2. Pengolahan Hasil Kuesioner Lampiran 3. Kuesioner II Lampiran 4. Pengolahan Hasil Kuesioner Lampiran 5. Tabel Distribusi t Lampiran 6. Tabel Distribusi Chi-Square Lampiran 7. Tabel Distribusi F Lampiran 8. Gambar Kerja Elektroda Lampiran 9. Tabel Material Lampiran 10. Standard Operating Procedure Lampiran 11. Alat Bantu dan Alat Ukur Lampiran 12. Contoh Produk elektroda xiii

14 INTISARI Penggunaan proses pemesinan non konvensional khususnya mesin EDM sekarang banyak digunakan di lingkungan industri untuk membantu proses pengerjaan produk-produk dengan spesifikasi dan geometri yang tidak bisa dijangkau oleh tool milling, realita yang terjadi di lapangan sering kali operator hanya mengandalkan pengalaman dan buku manual dalam mengatur parameter mesin EDM,sehingga hasil produk tidak sesuai dengan yang diharapkan, khususnya kualitas permukaan dan kepresisian produk. Masalah itu terjadi dikarenakan Operator sering kali harus mengulangi set-up mesin dengan cara try and error sehingga dapat mengurangi efisiensi penggunaan mesin dan pemborosan material benda kerja. Metode Taguchi digunakan untuk menentukan pengaruh signifikan beserta kondisi operasi optimal dari pengoperasian mesin EDM, dan juga untuk mengetahui hubungan signifikan dari variable pemesinan di mesin EDM. Hasil yang didapat dari penelitian dengan Metode Taguchi ini adalah Mendapatkan faktor faktor yang diduga berpengaruh signifikan terhadap proses permesinan EDM, mendapatkan faktor-faktor beserta level terhadap pengoperasian mesin EDM SKM ZNC T50 pada proses produksi, memperoleh orthogonal array yang sesuai dengan hasil kuisioner, mendapatkan faktor penyebab tidak tercapainya hasil kualitas kekasaran hasil permesinan mesin EDM. Kata kunci : Metode Taguchi, mesin EDM, metal removal rate (MRR), surface roughness (SR). xiv