TUGAS AKHIR TEKNIK MANUFAKTUR STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH VARIASI JENIS MATERIAL ELEKTRODA TERHADAP MRR, KEKASARAN PERMUKAAN, WEAR RATIO ELEKTRODA HASIL PROSES EDM SINKING DISUSUN OLEH: AZAM WIJANARKO NRP 2103 109 010 DOSEN PEMBIMBING: Prof. Dr. Ing SUHARDJONO, M.Sc TEKNIK MESIN FTI ITS SURABAYA 2011
Latar Belakang Untuk membuat benda kerja yang kompleks dan presisi tinggi adalah salah satu tujuan utama dari proses pemesinan. Dengan adanya proses pemesinan non konvensional seperti EDM Sinking adalah solusi dalam mengerjakan benda kerja yang kompleks dan presisi tinggi. Produktivitas dan kualitas menjadi bahan pertimbangan dalam biaya produksi.
TUJUAN PENELITIAN 1. Mengetahui pengaruh jenis material elektroda terhadap hasil laju pengerjaan material (MRR), kekasaran permukaan, dan keausan elektroda 2. Menentukan setting parameter proses agar dihasilkan hasil yang optimal
BATASAN MASALAH Dalam Percobaan ini batasan masalah sbb: 1. Penelitian dilakukan pada EDM sinking EXERON 104E di BLKIP Surabaya Jl. Dukuh Menanggal III / no 1. 2. Benda kerja yang digunakan adalah SKD 11, dianggap memiliki komposisi kimia yang homogen. 3. Elektroda yang di teliti adalah tembaga, alumunium, bronze, kuningan, baja, stainlees steel 4. Fluida dielektrik yang digunakan adalah solar 5. Variabel bebas yang diamati adalah IP 6. Respon yang diamati adalah MRR, kekasaran permukaan, dan keausan pahat 7. Variabel lain pada EDM sinking dianggap konstan. 8. Tidak membahas rangkaian listrik yang ada pada mesin EDM.
SISTEMATIKA PENULISAN Pendahuluan Tinjauan Pustaka Metodologi Penelitian Analisa Data dan Pembahasan Kesimpulan
DIAGRAM ALIR PENELITIAN
DIAGRAM ALIR PENELITIAN
Pelaksanaan Penelitian Mempersiapkan material benda kerja untuk percobaan proses permesinan EDM Sinking EXERON 104 E. di gunakan benda kerja SKD 11 dengan elektrode tembaga, alumunium, bronze, kuningan, baja, stainlees steel. Mengukur berat awal dari elektrode sebelum di lakukan penelitian dengan menggunakan neraca digital. Dilakukan percobaan dengan pengambilan data Dari hasil pemesinan di ukur dan di catat, dengan peralatan yang di perlukan. Setelah percobaan dan pengukuran dilakukan, data percobaan diplotkan kedalam grafik agar diketahui pengaruh serta kecenderungan parameter terhadap respon.
MESIN EDM SINKING EXERON 104 E
Plan Pengambilan data Sampling Variabel respon dan variabel prediktor
MRR (mm³/min) 160.00 150.00 140.00 130.00 120.00 110.00 100.00 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 MRR = 1.8982 IP - 5.5195 R² = 0.9693 MRR = 1.8406 IP - 5.2726 R² = 0.9602 MRR Vs IP MRR = 0.026 IP 2 + 1.833 IP - 5.666 R² = 0.999 MRR = 2.5625 IP - 14.291 R² = 0.9921 IP VS MRR MRR = 0.014 IP 2 + 3.039 IP - 17.15 R² = 0.990 MRR = 3.2237 IP - 15.334 R² = 0.9833 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 IP (Amp)
Wear Elektrode (mm³/min) 180.00 160.00 140.00 120.00 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 tembaga kuningan bronze baja aluminium stainless WE = 0.5473 IP - 3.6253 R² = 0.9853 WEAR ELEKTRODE Vs IP WE = 0.7498 IP - 6.5266 R² = 0.9582 WE= 0.034 IP 2 + 0.325 IP - 1.444 R² = 0.999 WE = 0.787 IP - 4.4002 R² = 0.9884 WE = 0.058 IP 2 + 1.279 IP - 10.08 R² = 0.994 WE = 2.451 IP - 13.16 R² = 0.972 0.00-20.00 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 IP (Amp) IP VS WEAR ELECTRODA
16 14 SURFACE ROUGHNESS VS IP Ra = 0.2131 IP + 4.6199 R² = 0.998 Ra = 0.2182 IP + 4.8481 R² = 0.9939 Surface Roughness (μm Ra) 12 10 8 6 4 Ra = 0.2374 IP + 2.8332 R² = 0.9852 Ra = 0.1892 IP + 3.3753 R² = 0.9748 Ra = 0.1809 IP + 4.958 R² = 0.9482 Ra = 0.1469 IP + 6.3215 R² = 0.9882 Tembaga Kuningan Bronze Baja 2 Aluminium Stainless 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 IP (Amp) IP VS SURFACE ROUGHNESS
Wear ratio (%) 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 WR = -0.119 IP + 8.339 R² = 0.942 WR = -0.095 IP + 7.308 R² = 0.935 Wear Ratio Vs IP WR = -0.040 IP + 4.124 R² = 0.939 WR = -0.040 IP + 3.241 R² = 0.915 WR = -0.005 IP + 1.515 R² = 0.948 tembaga KUNINGAN BRONZE BAJA ALUMINIUM STAINLESS WR = 0.001 IP 2-0.088 IP + 2.671 R² = 0.971 2.00 1.00 0.00 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 IP (Ampere) IP VS WEAR RATIO
Analisa Statistik Analisa interaksi antar main efek terhadap respons Analisa Regresi dan diuji hasil modelnya secara serentak ataupun individu, sehingga di ketahui hubungan antara variabel respon dan variabel prediktor. Setelah pengujian dilakukan,maka persamaan empiris untuk MRR, Kekasaran permukaan, Keausan Elektroda, dan Wear Ratio dapat di ketahui.
KESIMPULAN IP adalah parameter utama yang menentukan MRR, Kekasaran permukaan, keausan elektroda, dan wear ratio. Semakin bertambahnya nilai IP maka semakin tinggi nilai MRR, kekasaran permukaan, keausan elektroda. Berbanding terbalik dengan Wear ratio, semakin bertambah nilai IP maka akan semakin turun. Dari hasil analisa pada percobaan yang telah di lakukan di peroleh persamaan persamaan Regresi yang menyatakan hubungan antara parameter proses pemesinan EDM sinking dengan variabel respon yaitu: Laju pengerjaan material (MRR) Model matematik yang menyatakan hubungan parameter pemesinan terhadap MRR adalah sebagai berikut: MRR TEMBAGA = - 13.56 + 2.804 IP - 0.01823 IP**2 MRR KUNINGAN = - 17.15 + 3.039 IP + 0.01464 IP**2 MRR BRONZE = - 5.666 + 1.834 IP + 0.02667 IP**2 MRR BAJA = - 15.35 + 2.976 IP - 0.02287 IP**2 MRR BAJA = - 15.35 + 2.976 IP - 0.02287 IP**2 MRR STAINLESS = - 14.29 + 2.562 IP
Kekasaran Permukaan (Surface Roughness) Model matematik yang menyatakan hubungan parameter pemesinan terhadap kekasaran permukaan adalah sebagai berikut: SR TEMBAGA = 2.833 + 0.2374 IP SR KUNINGAN = 4.287 + 0.2815 IP - 0.001274 IP**2 SR BRONZE = 4.382 + 0.2399 IP - 0.000539 IP**2 SR BAJA = 5.903 + 0.1940 IP - 0.000949 IP**2 SR ALUMINUM = 3.655 + 0.3277 IP - 0.002957 IP**2 SR STAINLESS = 3.272 + 0.2008 IP - 0.000234 IP**2 Keausan Elektroda (Wear Electrode) Model matematik yang menyatakan hubungan parameter pemesinan terhadap keausan elektroda adalah sebagai berikut: WE TEMBAGA = - 3.830 + 0.7486 IP WE KUNINGAN = - 10.08 + 1.279 IP + 0.05855 IP**2 WE BRONZE = - 1.445 + 0.3255 IP + 0.03400 IP**2 WE BAJA = - 2.392 + 0.4081 IP + 0.002806 IP**2 WE ALUMINIUM = - 13.17 + 2.451 IP WE STAINLESS = - 1.108 + 0.1394 IP + 0.01229 IP**2
Sekian Terima Kasih, Mohon saran dan kritik, Demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. END