Bab V Analisis Data Penelitian yang dilakukan dalam Tugas Akhir ini adalah pengoptimalan proses end milling dengan menggunakan metoda Taguchi. Dalam metoda Taguchi terdapat 2 cara analisis untuk mengetahui kondisi yang optimal, yaitu: 5.1 Analysis of Mean (ANOM) ANOM adalah analisis dalam metoda Taguchi untuk mengetahui kombinasi parameter kendali yang akan menghasilkan kondisi pemotongan yang optimal sesuai dengan yang dikehendaki. Kondisi ini dapat diketahui dengan membandingkan nilai rata-rata S/N Ratio dari setiap level pada masing masing parameter kendali. 5.1.1 Material Removal Rate (MRR) Nilai S/N Ratio yang didapat dari perhitungan, ditampilkan pada tabel ANOM untuk MRR (tabel 5.1) berdasarkan kombinasi level dari setiap parameter kendali. No Eksp. S/N Ratio (Larger the Tabel 5.1. Tabel ANOM untuk MRR Kolom 1 Kolom 2 Kolom 3 Cutting Speed Feeding Speed Lebar Pemotongan Better) C1 C2 C3 F1 F2 F3 D1 D2 D3 1 44,39 44,39 44,39 44,39 2 52,38 52,38 52,38 52,38 3 56,45 56,45 56,45 56,45 4 47,90 47,90 47,90 47,90 5 54,74 54,74 54,74 54,74 6 50,47 50,47 50,47 50,47 7 50,50 50,50 50,50 50,50 8 48,73 48,73 48,73 48,73 9 54,01 54,01 54,01 54,01 Jumlah 153,2 153,1 153,2 142,8 155,9 160,9 143,6 154,3 161,7 Rata-rata 51,08 51,04 51,08 47,60 51,95 53,64 47,86 51,43 53,90 27
Kondisi optimum dapat dicapai jika menggunakan level dari suatu parameter yang memiliki nilai rata-rata S/N Ratio tertinggi. Untuk parameter kendali cutting speed, yang memiliki nilai rata-rata S/N Ratio tertinggi adalah ketika digunakan level pertama dan ke tiga, yaitu 604 rpm dan 862 rpm. Karena level pertama, 604 rpm, membutuhkan daya yang lebih rendah, maka dipilihlah level tersebut untuk mendapatkan kondisi yang optimum. Untuk parameter kendali feeding speed, yang memiliki nilai rata-rata S/N Ratio tertinggi adalah ketika digunakan level ke tiga, yaitu 26 mm/min. Sedangkan untuk parameter kendali lebar pemotongan, yang memiliki nilai rata-rata S/N Ratio tertinggi adalah ketika digunakan level ke tiga, yaitu 8 mm. Oleh karena itu, kondisi pemotongan yang optimum dapat dicapai jika menggunakan kombinasi: Cutting speed Feeding speed Lebar pemotongan : 604 rpm : 26 mm/min : 8 mm Untuk kombinasi ini, hasil yang diperoleh adalah : MRR : 664 mm 3 /min Kekasaran : 7,67 µ m 5.1.2 Kekasaran Permukaan Nilai S/N Ratio yang didapat dari perhitungan, ditampilkan pada tabel ANOM untuk kekasaran permukaan (tabel 5.2) berdasarkan kombinasi level dari setiap parameter kendali. 28
No Eksp. S/N Ratio (Smaller the Tabel 5.2. Tabel ANOM untuk kekasaran permukaan Kolom 1 Kolom 2 Kolom 3 Cutting Speed Feeding Speed Lebar Pemotongan Better) C1 C2 C3 F1 F2 F3 D1 D2 D3 1-16,5-16,5-16,5-16,5 2-17,3-17,3-17,3-17,3 3-17,7-17,7-17,7-17,7 4-13,8-13,8-13,8-13,8 5-12,9-12,9-12,9-12,9 6-12,4-12,4-12,4-12,4 7-8,5-8,5-8,5-8,5 8-10,7-10,7-10,7-10,7 9-10,9-10,9-10,9-10,9 Jumlah -51,5-39,0-30,1-38,8-40,8-40,9-39,6-41,9-39,1 Rata-rata -17,1-13,0-10,0-12,9-13,6-13,6-13,2-14,0-13,0 Kondisi optimum dapat dicapai jika digunakan level dari suatu parameter kendali yang memiliki nilai S/N Ratio tertinggi. Untuk parameter kendali cutting speed, yang memiliki nilai S/N Ratio tertinggi adalah ketika digunakan level ke tiga, yaitu 862 rpm. Untuk parameter kendali feeding speed, yang memiliki nilai S/N Ratio tertinggi adalah ketika digunakan level pertama, yaitu 13 mm/min. Sedangkan untuk parameter kendali lebar pemotongan, yang memiliki nilai S/N Ratio tertinggi adalah ketika digunakan level tiga, yaitu 8 mm. Oleh karena itu, kondisi pemotongan yang optimum dapat dicapai jika menggunakan kombinasi: Cutting speed Feeding speed Lebar Pemotongan : 862 rpm : 13 mm/min : 8 mm Untuk kombinasi ini hasil yang diperoleh adalah : MRR : 334,83 mm 3 /min Kekasaran : 2,67 µ m 5.2 Analysis of Variance (ANOVA) ANOVA adalah analisis dalam metoda Taguchi untuk mengetahui besarnya pengaruh yang diberikan oleh masing-masing parameter kendali terhadap proses pemesinan yang diteliti. 29
5.2.1 Material Removal Rate (MRR) Berdasarkan Tabel ANOVA untuk MRR (tabel 5.3), maka feeding speed dan lebar pemotongan memiliki pengaruh yang cukup besar dalam menentukan besarnya MRR. Hal yang sama juga terlihat dari grafik pada gambar 5.1, dimana feeding speed dan lebar pemotongan memiliki peningkatan nilai yang cukup signifikan terhadap perubahan level-nya. Tabel 5.3. Tabel ANOVA untuk MRR Control Levels Degrees of Sum of Mean Factor Factors 1 2 3 Freedoms square square Effect (%) Cutting speed 604 637 862 2 0 0 0 Feeding speed 13 21 26 2 58 29 51 Lebar pemotongan 4 6 8 2 55 28 49 Gambar 5.1. Grafik Larger the Better untuk MRR 30
Semakin besar feeding speed, maka waktu dari proses pemotongan juga akan semakin singkat. Semakin singkat waktu yang diperlukan, maka MRR akan semakin meningkat berdasarkan rumus dari 2.3b. Begitu juga dengan lebar pemotongan, semakin besar nilainya maka akan semakin luas permukaan kerjanya sehingga volume dari geram yang terbentuk akan semakin besar. 5.2.2 Kekasaran Permukaan Berdasarkan tabel ANOVA untuk kekasaran permukaan (tabel 5.4), parameter kendali yang memiliki pengaruh besar dalam menentukan kualitas dari hasil pemotongan adalah cutting speed. Hal ini juga didukung oleh gambar 5.2. Pada gambar tersebut terlihat respon S/N Ratio dari perubahan level cutting speed sangat tinggi, berbeda jauh dengan parameter kendali feeding speed dan lebar pemotongan yang hampir tidak mengalami perubahan berarti. Tabel 5.4. Tabel ANOVA untuk kekasaran permukaan Control Levels Degrees of Sum of Mean Factor Factors 1 2 3 Freedoms square square Effect (%) Cutting Speed 604 637 862 2 77 38 98 Feeding Speed 13 21 26 2 1 1 1 Wide of Cut 4 6 8 2 1 1 1 31
Gambar 5.2. Grafik Smaller the Better untuk kekasaran permukaan Semakin tinggi nilai dari cutting speed, maka semakin besar gaya pemotongan yang terjadi. Akibatnya, dislokasi yang terjadi pada struktur atom benda kerja akan lebih mudah bergerak dan melewati batas butir. Karena dislokasi dapat dengan mudah melewati batas butir, maka dislokasi tersebut tidak perlu mencari celah yang memiliki tingkat kemudahan yang lebih rendah untuk dilalui. Sehingga dislokasi akan cenderung bergerak lurus searah dengan gaya pemotongan. Kejadian ini menyebabkan retakan yang terjadi cenderung datar, sehingga permukaan akan lebih halus. 5.3 Kondisi Proses Pemesinan yang Optimum Kondisi proses pemesinan yang optimum akan dicapai bila kombinasi level dari setiap parameter kendali menghasilkan proses pemesinan yang memiliki nilai MRR yang maksimal dan kekasaran permukaan yang minimal. Untuk menghasilkan proses pemesinan yang memiliki nilai MRR maksimal, parameter kendali yang dipilih adalah parameter kendali dengan pengaruh cukup signifikan terhadap MRR. Parameter kendali tersebut adalah feeding speed dan lebar pemotongan. Sehingga, untuk 32
mendapatkan nilai MRR yang maksimal, digunakan level dari feeding speed dan lebar pemotongan yang terbesar, yaitu 26 mm/min dan 8 mm. Sedangkan, untuk menghasilkan proses pemesinan yang memiliki nilai kekasaran permukaan minimal, parameter kendali yang dipilih adalah parameter kendali yang memiliki pengaruh paling signifikan terhadap kekasaran permukaan. Parameter kendali tersebut adalah cutting speed. Oleh karena itu, untuk mendapatkan nilai kekasaran permukaan yang minimal digunakan level dari cutting speed yang terbesar, yaitu 862 rpm. Berdasarkan penjelasan tersebut, untuk menghasilkan proses pemesinan yang memiliki nilai MRR cukup besar tetapi juga memiliki nilai kekasaran permukaan yang cukup kecil adalah ketika menggunakan kondisi pemotongan: Cutting speed Feeding speed Lebar pemotongan : 862 rpm : 26 mm/min : 8 mm Dengan menggunakan kondisi pemotongan tersebut, hasil yang didapat (berdasarkan program Taguchi) adalah: MRR : 667 mm 3 /min ( ± 10 mm 3 /min) Kekasaran : 3,2 µ m ( ± 0,5 µ m ) 33