BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Seiring dengan kemajuan teknologi, banyak material yang semakin sulit untuk dikerjakan dengan proses pemesinan konvensional. Selain tuntutan terhadap kualitas kekasaran permukaan yang halus, ketelitian, serta kepresisian geometri produk yang tinggi, geometri benda kerja yang semakin komplek juga menjadi kendala tersendiri. Oleh karena itu, digunakan proses pemesinan non-konvensional untuk mengatasi kendalakendala tersebut. Proses pemesinan non-konvensional yang banyak digunakan salah satunya adalah Electrical Discharge Machining (EDM). Dalam pembuatan bentuk suatu produk pada proses manufaktur diperlukan pengetahuan tentang alat, material, dan cara pembuatan benda kerja yang akan dibuat. Pengetahuan tentang alat yang digunakan bertujuan agar dalam proses pengerjaannya tidak dibutuhkan waktu yang lama, energi yang diperlukan kecil, hemat biaya serta produk yang dihasilkan bagus. Pada tahun 1940an untuk membuat produk benda masih menggunakan alat yang sederhana yaitu mesin perkakas konvensional seperti mesin bubut, mesin bor, dan mesin fris (milling). Pada mesin-mesin tersebut diperlukan tool atau pahat yang harus lebih keras dari benda kerja yang akan dilakukan permesinan. Pembuatan mesin CNC (Computer Numerical Control) micro- EDM (Electro Discharge Machining) dan micro-ecm (Electrochemical Machining) dilakukan untuk mengembangkan mesin CNC EDM dan ECM yang sudah ada sebelumnya. Perkembangan teknologi komputer saat ini telah mengalami kemajuan yang amat pesat. Dalam hal ini komputer telah diaplikasikan ke dalam alat-alat mesin perkakas konvensional. Hasil perpaduan teknologi komputer dan teknologi mekanik inilah yang selanjutnya dinamakan CNC 1
2 (Computer Numerically Controlled). Sistem pengoperasian CNC menggunakan program yang dikontrol langsung oleh komputer. Secara umum konstruksi mesin perkakas CNC dan sistem kerjanya adalah sinkronisasi antara komputer dan mekaniknya. Jika dibandingkan dengan mesin perkakas konvensional yang setaraf dan sejenis, mesin perkakas CNC lebih unggul baik dari segi ketelitian (accurate), ketepatan (precision), fleksibilitas, dan kapasitas produksi. Walaupun begitu tetap masih ada kelemahan pada kemampuan alat potong, yang mana tidak semua material bisa dilakukan permesinan, hal ini dikarenakan sifat bahan yang akan diproses tersebut biasanya mempunyai kekerasan yang tinggi sehingga alat potong atau alat irisnya tidak mampu memproses. Namun dengan perkembangan teknologi, kini mesin konvensional telah beranjak menjadi mesin non-konvensional. Salah satu mesin non-konvensional yang telah berkembang saat ini adalah Electrical Discharge Machining (EDM), proses EDM merupakan penghilangan material secara berulang oleh bunga api yang keluar melewati celah antara elektroda dan benda kerja (Lajis et al., 2009). Mesin ini bisa memotong benda kerja dengan tidak tergantung pada kekerasan benda tersebut. 1.2. Rumusan Masalah Dalam proses EDM tool yang digunakan sangat berpengaruh terhadap baik atau tidaknya produk yang dihasilkan. Oleh karena itu, sangatlah penting dilakukan penelitian terhadap sifat fisis material yang akan dibentuk menggunakan EDM. Dalam riset ini, elektroda yang di gunakan adalah kuningan dengan benda kerja stainless steel, maka perumusan masalah yang diajukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. pengaruh jenis elektroda kuningan terhadap Material Removal Rate (MRR) benda kerja stainless steel pada proses permesinan menggunakan EDM,
3 2. pengukuran overcut dan kedalaman dari hasil proses permesinan micro EDM dengan perbedaan voltase, 3. pengaruh voltage (tegangan) terhadap surface roughness jenis benda kerja stainless steel pada proses permesinan menggunakan EDM. 1.3. Batasan Masalah Beberapa batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut. 1. Bahan elektroda : brass (kuningan) Diameter elektroda : 300 μm 2. Bahan benda kerja : stainless steel Panjang : 20 mm Lebar : 20 mm Tebal : 1 mm 3. Cairan dielektrik yang digunakan adalah minyak tanah (kerosene). 4. Tegangan yang digunakan adalah 20, 25, dan 30 V. 5. Arus yang digunakan adalah maksimal 10 ampere. 6. Gerakan pemakanan EDM adalah arah vertikal (Z - aksis), die sinking. 7. Pengujian yang dilakukan adalah uji MRR (material removal rate), mengukur overcut dan kedalaman, dan pengujian surface roughness jenis benda kerja stainless steel pada proses permesinan menggunakan EDM. 8. Kecepatan aliran fluida dan kecepatan pendinginan terhadap proses pemakanan EDM dianggap konstan. 1.4. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. mengetahui pengaruh jenis elektroda kuningan terhadap Material Removal Rate (MRR) benda kerja stainless steel pada proses permesinan menggunakan EDM.
4 2. mengetahui hasil overcut dan kedalaman pada benda kerja stainless steel setelah proses permesinan EDM. 3. mengetahui pengaruh voltage (tegangan) terhadap surface roughness jenis benda kerja stainless steel pada proses permesinan menggunakan EDM. 1.5. Manfaat Penelitian 1. Bagi Peneliti Penelitian ini dapat memberikan pengetahuan tentang pengaruh jenis elektroda kuningan terhadap Material Removal Rate (MRR) benda kerja stainless steel pada proses permesinan menggunakan EDM, mengetahui nilai overcut dan kedalaman, dan mengetahui pengaruh voltage (tegangan) terhadap surface roughness jenis benda kerja stainless steel pada proses permesinan menggunakan EDM. Serta dapat membantu penelitian-penelitian yang akan dilakukan selanjutnya. 2. Bagi Masyarakat Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan pengetahuan, pandangan serta bahan pertimbangan dalam pengambilan keputusan dalam hal pemilihan elektroda untuk proses permesinan dengan menggunakan EDM, misalnya pada industri logam, pembuatan perhiasan, dan manufaktur agar produk yang akan dihasilkan menjadi lebih rapi, presisi, dan sedikit cacat. 1.6. Metode Perancangan Pada tugas akhir ini terdapat 2 metode yang digunakan untuk membantu dalam penelitian pengaruh jenis material elektroda terhadap Material Removal Rate (MRR) benda kerja, nilai overcut dan kedalaman, dan surface roughness yaitu sebagai berikut.
5 1. Studi pustaka Studi pustaka yang dilakukan dalam tugas akhir perancangan penelitian pengaruh jenis material elektroda terhadap MRR benda kerja dan surface roughness ini bertujuan untuk mengetahui ketidakhalusan bentuk yang menyertai proses produksi yang disebabkan oleh pengerjaan mesin. Studi pustaka tidak hanya didapatkan pada buku tetapi juga melalui jurnal, website dari internet yang terkait dengan teknologi bahan dan mesin EDM. 2. Observasi dan pengambilan data Untuk mendapatkan data yang digunakan dalam penelitian pengaruh jenis material elektroda terhadap MRR benda kerja dan surface roughness ini maka dilakukan observasi dan pengambilan data yang dilakukan di Rumah Riset yang berada di Wonosari dan di Center for Micro Machining Technology, Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Universitas Gadjah Mada. 1.7. Sistematika Penulisan Untuk mempermudah pembahasan mengenai pengaruh jenis-jenis elektroda terhadap keausan dan struktur benda kerja maka sistematika penulisan tugas akhir ini dibagi mendetail dalam beberapa bab. Adapun sistematika penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut. BAB I: PENDAHULUAN Berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian dan manfaat penelitian. Latar belakang masalah berisi hal-hal yang menjadi alasan penulis melakukan penelitian. Rumusan masalah berisi hal-hal yang akan diteliti. Batasan masalah berisi batasan permasalahan yang diambil untuk lebih memfokuskan kegiatan penelitian. Tujuan penelitian menyebutkan secara spesifik tujuan yang ingin dicapai melalui penelitian.
6 Bagian ini akan dijawab dengan kesimpulan tugas akhir pada bab selanjutnya. Manfaat penelitian ini berisi hal-hal yang dapat diraih dari kegiatan penelitian, baik manfaat bagi penulis maupun bagi masyarakat. BAB II: TINJAUAN PUSTAKA Berisi uraian sistematis tentang hasil penelitian yang didapat oleh peneliti terdahulu serta yang berhubungan dengan penelitian yang akan dilakukan. Tinjauan pustaka ini lebih digunakan sebagai referensi dalam memperoleh hasil penelitian yang optimal. BAB III: LANDASAN TEORI Landasan teori merupakan penjabaran dari tinjauan pustaka sebagai landasan dan tuntunan untuk memecahkan masalah penelitian. Landasan teori berbentuk uraian dasar yang kualitatif, serta model matematis atau persamaan-persamaan yang berkaitan erat dengan ilmu yang diteliti. BAB IV: METODE PENELITIAN Menjelaskan detil cara melakukan penelitian yang mencakup design, alat, bahan, metode penelitian, tingkat ketelitian alat / metode dan kesulitankesulitan serta cara pemecahannya. BAB V: HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Memuat hasil penelitian atau analisa pembahasan yang sifatnya terpadu. Hasil penelitian disajikan dalam bentuk tabel, grafik, gambar yang ditempatkan pada pembahasan. Pembahasan berisi tentang hasil yang diperoleh berupa penjelasan, baik secara kualitatif, kuantitatif, dan statistik. BAB VI: PENUTUP Merupakan bagian akhir dari sistematika penulisan yang berisi kesimpulan terhadap hasil penelitian yang telah dilakukan serta saran untuk perbaikan
7 atau pengembangan terhadap penelitian yang telah dilakukan. Kesimpulan merupakan pernyataan singkat dan tepat yang dijabarkan dari hasil penelitian dan pembahasan. Saran dibuat berdasarkan pengalaman dan pertimbangan penulis yang ditujukan kepada para peneliti lain yang ingin melanjutkan atau mengembangkan penelitian yang sudah diselesaikan.