Oleh : M. Mushonnif Efendi ( ) Dosen Pembimbing : Dr. Sony Sunaryo, M.Si.

Transkripsi

1 OPTIMASI WAKTU PEMOTONGAN BAJA HSS PADA WIRE-EDM MENGGUNAKAN METODE TAGUCHI Oleh : M. Mushonnif Efendi ( ) Dosen Pembimbing : Dr. Sony Sunaryo, M.Si. Prodi D3 STATISTIKA FAKULTAS ILMU PENGETAHUAN ALAM ITS

2 Latar Belakang Masalah Perkembangan Industri manufaktur Electrical Discharge Machining (EDM) High Speed Steel atau baja HSS Mengoptimasi Waktu Pemotongan

3 Permasalahan. Apakah variabel proses seperti: on time, open voltage, arc on time, off time, servo reference voltage, dan konsentrasi aluminium pada cairan dielektrik berpengaruh secara signifikan terhadap waktu pemotongan?. Bagaimana seting yang tepat dari variabel proses pada proses pemesinan wire-edm untuk mengoptimasi waktu pemotongan? 3

4 Tujuan Penelitian Untuk mengetahui variabel proses seperti: on time, open voltage, arc on time, off time, servo reference voltage, dan konsentrasi aluminium pada cairan dielektrik berpengaruh secara signifikan terhadap waktu pemotongan. Untuk mengetahui seting yang tepat dari variabel proses pada proses pemesinan wire-edm untuk mengoptimasi waktu pemotongan. Manfaat Penelitian mengetahui seting yang tepat pada mesin wire-edm sehingga mendapatkan hasil yang optimal pada pemotongan baja HSS. dan juga sebagai referensi bagi mahasiswa yang menggunakan metode Taguchi. 4

5 Batasan Penelitian. Peneliti hanya membahas satu respon yaitu waktu pemotongan pada baja HSS dengan wire-edm.. Peneliti tidak membahas tentang komponen biaya pada proses pemesinan. 3. Penelitian dibatasi pada pengaruh enam variabel bebas yaitu on time, open voltage, arc on time, off time, servo reference voltage, dan konsentrasi aluminium. 4. Faktor-faktor lain diluar penelitian diasumsikan konstan. 5. Mesin yang digunakan adalah mesin wire-edm dan material yang digunakan adalah baja HSS. 5

6 Tinjauan Pustaka Electrical discharge machining (EDM) adalah proses pengerjaan material oleh loncatan bunga api listrik diantara dua elektroda yaitu elekroda benda kerja dan elektroda pahat yang memanfaatkan aliran cairan dielektrik selama proses berlangsung. Proses pengerjaan material pada proses pemesinan EDM dilakukan dengan memanfaatkan energi termal. Waktu pemotongan dalam mesin wire-edm dihitung dengan melihat pada mesin tersebut. Waktu setiap kali potong dihitung melihat antara waktu mulai pemotongan hingga selesai pemotongan selisih dari waktu tersebut adalah waktu satu kali potong. Satuan waktu menggunakan satuan sekon. 6

7 Metode Taguchi Metode Taguchi diperkenalkan oleh Genechi Taguchi (940), adalah suatu metode yang digunakan untuk mengoptimalkan hasil eksperimen dan berprinsip pada perbaikan mutu dengan memperkecil dari efek variasi tanpa menghilangkan penyebab variasi tersebut. Pemilihan matriks ortogonal Pemilihan matriks ortogonal yang sesuai ditentukan oleh jumlah derajat kebebasan dari jumlah faktor dan jumlah level faktor. Matriks ortogonal memiliki kemampuan untuk mengevaluasi sejumlah faktor dengan jumlah eksperimen yang minimum. Suatu matriks ortogonal dilambangkan dalam bentuk: Rasio S/N (Signal to Noise) L a (b c ) Semakin kecil semakin baik (Smaller the Better) S/N = -0 log MSD S/N = -0 n log i= i n y 7

8 Tertuju pada nilai tertentu (Nominal the Best) S/N = -0 log MSD S/N = -0 log Semakin besar semakin baik (Larger the Better) S/N = -0 log MSD S/N = -0 n log i= Analisis varians (ANOVA) n i= (y i y) n (/ y n i ) Tabel ANOVA dua arah Sumber variasi df SS MS F hitung Faktor A υ A SS A MS A F A Faktor B υ B SS B MS B F B Interaksi A&B υ AB SS AB MS AB F AB Error υ E SS E MS E Total υ T SS T 8

9 dimana: υ T = derajat bebas total = N- υ A = derajat bebas faktor A = k A υ B = derajat bebas faktor B = k B υ AB = derajat bebas interaksi = (k A -)(k B -) υ E = derajat bebas error = υ T υ A υ B υ AB SS T SS A SS B = jumlah kuadrat total N = i= Y i N i= y N = jumlah kuadrat faktor A = ka i= i N yi A i i= n A N i = jumlah kuadrat faktor B = kb i= N yi B i i= n B N i MS A MS B MS AB MS E = kuadrat tengah faktor A = SS A / υ A = kuadrat tengah faktor B = SS B / υ B = kuadrat tengah interaksi = SS AB / υ AB = kuadrat tengah error = SS E / υ E SS AB SS E = jumlah kuadrat interaksi = ka. kb i= ( Ai B nij i ) N i= = jumlah kuadrat error = SS T SS A SS B SS AB y N i SS A SS B 9

10 Hipotesis faktor A H 0 : α = α = α 3 =. = α i = 0 H : paling sedikit ada satu α i yang tidak sama dengan nol Hipotesis faktor B H 0 : β = β = β 3 =. = β j = 0 H : paling tidak ada satu β j yang tidak sama dengan nol Hipotesis faktor interaksi A dan B H 0 : α i β j = 0 dimana i=,,3.n ; j=,,3 n H : paling tidak ada satu α i β j yang tidak sama dengan nol 0

11 Metodologi Penelitian Sumber Data Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data primer yang diperoleh dari hasil eksperimen bekerjasama dengan mahasiswa jurusan S Teknik Mesin Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Identifikasi Variabel Y = Waktu pemotongan baja HSS (sekon) Level Level (X ) On time (ON), sekon : 4 dan 8 (X ) Off time (OFF), sekon : dan 8 (X 3 ) Arc on time (AC), sekon : 3 dan 6 (X 4 ) Open voltage (V), volt : 6 dan 8 (X 5 ) Servo reference voltage (SV), volt : 38 dan 44 (X 6 ) Konsentrasi alumunium (AC), cm 3 /l : 0 dan 0,5

12 Flow chart Mulai A Studi Pendahuluan Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Identifikasi Variabel Memilih Matriks Ortogonal Proses pooling Kombinasi optimum Kesimpulan dan Saran Selesai Menentukan kolom faktor Signal to Noise Rasio ANOVA A

13 Flow chart db Variabel Utama : Jumlah taraf = db Variabel Interaksi : (jumlah taraf ) x (jumlah taraf ) Sehingga derajat bebas untuk enam variabel utama dan satu variabel interaksi adalah : db Variabel Utama : db ON + db OV + db AN + db OFF + db SV + db AC : = 6 db Variabel Interaksi : db ON + db OV (-) x (-) = jadi db total : db Variabel Utama + db Variabel Interaksi : 6 + = 7 Oleh karena itu tabel orthogonal array yang dipilih harus mempunyai baris minimum yang tidak boleh kurang dari derajat bebas totalnya. Sehingga tabel orthogonal array yang terpilih adalah L 8. 3

14 4

15 Pemilihan Matriks Ortogonal matriks ortogonal L 8 ( 7 ) memenuhi syarat untuk dijadikan sebagai urutan eksperimen. No IP V IPxV AC ON OFF SV Replikasi

16 6

17 7

18 8

19 DAFTAR PUSTAKA Bagiasna, K dan Yoewono S, Proses-proses non konvensional. Diktat Kuliah Teknologi Mekanik II, Jurusan Teknik Mesin ITB, 985. Johnson, R.A. & Wichern, D.W. Applied Multivariate Statistical Analysis, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 99. Montgomery, DC. (997).Design and Analysis of Experiments. John Wiley & Sons. Inc, New York. Sudjana, (00). Desain dan Analisis Eksperimen, edisi IV. Tarsito : Bandung. Taguchi, Genichi; Elsayed AE and Thomas C. Hsiang; Quality Engineering in Production System, MeGraw. Hill Book Company 989 Tong, Lee-Ing and Chao-Ton Su. Optimizing Multirespon Problems in the Taguchi Methods by Fuzzy Multiple Atribute Pecision Making, Journal Quality and Reliability Engineering Int, Vol , 997 9

20 0