Jurnalllmiah "MEKANIK'Teknik Mesin lTM, Vol. 1 No. 1, Mei2015:3&34
PENERAPAN LOGARITMA PADA PARAMETER PERMESINAN T]NTUK MENENTUKAN KEMUDAHAN PROSES ELECTRICAL DISCHARGE MACHINING NIDIA LESTARI Jurusan Teknik Mesin Falwhas Teknologi Industri, IST AKPRIND Yogtakarta Email: nidianinal 4(@"aforind ac.id
ABSTRACT The ease of machining a work piece by Electrical Discharge Machining (EDM) processes is determined by 2.9 . p theory. A method in order ta obtain the forecast model which can be used as initial prediction that made the EDM process easier by using an approach between the required energ/ during machiningprocess and L 0, and p variables has been developed in this research. A methods used for establishing the formula is Logarithm-Algebra Operations. The formula chosen in this investigation is generated by Logarithm-Algebra Operations which has N value of 0.7477. This result shows that the percentage of formula ffict on value of
total energt of discharge pulses (E) predicted is 74.77%. Material which has the lowest value calculated using E x 70'21st . gt'1 - ,n'253t formula is the material that is predicted witt be the easiest to be machined so that the suitable electrodes could be determined. The suitable electrodes
will reduce the energt needed during machining and the tool electrodewear. Keywords: the ease of EDM process, forecast model, Logarithm-Algebra Operations
PENDAHULUAN Electrical Discharge Machining (EDM) telah berkembang pada tahun 1943. EDM terkenal dalam hal kemampuannya untuk membuat bentuk kompleks pada logam-logam yang sangat keias. Penggunaan yarrg umum untuk
pembuatan dies perkakas potong dan cetakan (molds) yailg terbuat dari baja yang telah dikeraskan, tungsten earbide, high speed steel,dan material lain. MesinEDM juga
Mesin EDM adalah dalam
dapat memproses ukuran produk yang sangat kecil (micro machining) yang tidak mungkin dikerjakan dengan metode konvensionaJ. Removal material benda kerja dilakukan oleh loncatan bunga api
(tpark). Material removal rate-nya sekitar 0.3 cm3/min dengan overcut 0,020 mm sampai 0,63 mm. Proses permesinan
non-konvensional ini tidak ada kontak langsung antara pahat dengan benda kerj4 sehingga keausan pahatjadi sangat kecil.
EDM
suatu proses permesinan non-konvensional di mana merupakan
pelepasan material terjadi karena adanya
loncatan
listrik yang melalui
tool electrode ke benda kerja melalui cairan dielektrik. Keuntungan dari EDM adalah ketidakbergantungnya kekerasan sebuah material benda kerja untuk diproses. Semua material dapat di machining selama material tsrsebut bersifat konduktor, seperti: baja, baja paduan, grafit, material keramik [1,2]Berdasarkan teori 1-0- p kemudahan proses EDM ditentukan oleh konduktivitas termal (L), temperatur titik
leleh (0), dan tahanan listrik sebuah material (p) [2]. Teori ini lebih baik daripada teori sebelumnya yaitu teori L"'0 13-61.
Studi kasus dari penelitian ini adalah menganalisa s€cara logaritma hubungan antara energy total (E) dengan teori
A-0-p
sehingga didapatkan sebuah persamaan hubungan antara variabel ,i., A, dan p dengan Et yang dibutuhkan selama proses EDM dalam kaitannya dengan kemudahan permesinan pada EDM.
Jurnalllmiah "MEKANIK'Teknik Mesin lTM, Vol. 1 No^ 1, Mei2015:3G34
METODE PENELITIAN
Langkah-langkah analis a yang dilakukan
Logaritma adalah operasi aljabar yang merupakan kebalikan dari eksponen atau
adalah sebagai berikut:
1. Mencari kaidah logaritma yang sesuai untuk melakukan operasi
pemangkatan" Bentuk pangkat
matematika terhadap variabel A, 0, p, dan E1.
(l)
xu:m Bentuk akar
dil=t
2. Menghitung .................... (2)
Bentuk Logaritma
'logm=a
nilai energi
ideal
pada gambar 1 dari persamaan garis pada grafik data percobaan E versusteofi )"-O'p.
..,..-...-...-"....-.(3)
3. Nilai Et ideal digunakan dalam perhitungan logmitma.
Suku-suku pada ruas kanan pada persamaitn l, 2, dan 3 menunjukkan
4.
Operasi aljabar
logaritma
dilakukan dengan mensubtitusi dan eliminasi persamaan untuk
bilangan yang dicari atau hendak dihitung pada masing-masing bentuk" Persamaan yang dibentuk dapat diselesaikan dengan mengikuti kaidah-kaidah logaritma
mendapatkan konstanta
di
mana
konstanta tersebut merupakan pangkat dari variabell, 0, p.
16 L4
t2 10
;8 lrt 6
y=346,2x+2,824
4
gz= e679
2
o
0,00E+00
1,0Ot-02
3,00E-02
2,008-02
4,00E-02
l'O'p(wol Gambar I . Hasil korelasi teori ,tr".O. p antara Energi dengan
Ada 12 jenis material uji
yang digunakan: aluminium (AL), 6rass (Br), cooper (Cu), steel (Fe), molybdenum (Mo), niclel ffi} platinum (Pt), silver (Ag), stainless steel (SS), tantalum (Ta\, titanium (Ti), tungsten (W). Diameter benda kerja 300 pm. Tungsten-silver (AgW) dengan dimensi l0 mm x 10 mm x 1,2 mm sebagai tool electrode nya. Ag-W digunakan karena ketahanannya dan
f .0. p f2I
banyak digunakan
di
industri. Melting
point nya 3683 K, thermal conductivity 160 Wlm.K dan electrical resistivity 3.52
r 10{ ohm.cm. Kedalaman
potong permesinan 100 pm, dengan tegangan 110 V, kapasitansi 3300 pf danfeed rate 5 pm/s.
Teori 1.0-p
digunakan
dalam
menentukan sulit atau mudahnya suatu material diproses dengan EDM dan
3l
Jurnalllmiah "MEKANIK" Teknik Mesin lTM, Vol. 1 No. 1, Mei2015:3G34
energi
(E) yang digunakan
dalam memproses benda kerja dinyatakan dalam hubungan: Ex
t".0-p .
....... (4)
semakin kecil hasil nilai )"-0.p suatu material maka semakin kecil energi yang dibutuhkan untuk memproses material tersebut.
Kaidah Logaritma yang digunakan:
'logmn='logm+'logn (5) " logmo
O0'2s3t
..(5)
Formula pada persamaan (5) merupakan pendekatan nilai E dengan variabel )", 0,dan p. Operasi aljabar logaritma memberikan variabel berpangkat yang ideal untuk mendistribusikan nilai masing-masing variabel tersebut terhadap energi. Nilai dari pangkat masing-masing variabel
nilai
Sehingg4 jika persamaan (4) diselesaikan dengan metode operasi aljabar logaritma,
maka persamaan logaritma-nya ditulis sebagai berikut:
.d
(4)
Nilai Et ideal
.
oleh
seberapa
besar
pengaruh nilai variabel tersebut terhadap sehingga dapat
= a'logm
1,o .0u
E x to'zrse .60,t
dipengaruhi
(6)
Eo
penyelesaian matematika dasar seperti logaritma, bisa digunakan untuk mengembangkan formula baru.
digunakan
dalam perhitungan logaritma pada persamaan (4) sehingga diperoleh nilai a, b, dan c.
HASIL DAN PEMBAIIASAI\
Forecast model teori 1.0. p
energi
mengkonstribusikan diri bersama variabel lainnya untuk dapat membentuk nilai mendekati energi (ruas kiri).
Persamaan (5) dianalisa dengan menggunakan metode regresi untuk melihat keterkaitannya dengan total energl of discharge pulse. Jenis trendline yang dipilih berdasarkan penyebaran data
adalah logaritmik. Gambar
2
menunjukkan nilai koefisien korelasi operasi aljabar logaritma antara Energi dengan 70'21s6 .00'7 . p,o'2537 bernilai 0,7477. Nilai tersebut lebih baik dari teori 1.0.p yaitu0,6794.
dilakukan dengan menggunakan kaidah logaritma. Analisis dengan menggunakan L4 L2 10
i, il
58 ui6
il fr 'tl
4,00E+00 8,00E+00
1,20E+01
1,60E+01
lo.zrs6.0o.7.p0.zsrz 1WO)
Gambar
2. Hasil korelasi operasi aljabar logaritma antara Energi 10,?156
.90.7 . pf.2s37
dengan
Jurnalllmiah'MEKANIK'Teknik Mesin lTM, Vol. 1 No. 1, Mei2015:3&34
Penerapan formula persarnaan (5) pada setiap variabel yang diiadikan
parameter, dapat dilihat pada gambar 3, 4, dan7
14 L2 10
A8
ui6 4
- 0,0tr
R2 R2=l
2 0
0
Gambar
0,5
1
1,5
3. Hasil korelasi operasi aljabar logaritma antara lr'ntu
Nilai koefisien korelasi antara l. dengan energi yang ditunjukkan gambar 4.6 bernilai A,06A2. Nilai
dengan energi.
dibandingkan yang didapat dengan teori
A-0. p yaitu 0,0997.
ini lebih rendah
t4 12 10
38 trlb
4 2
0
#-'{t(}
Gambar
Gambar
4. Hasil korelasi operasi aljabar logaritma antara 00J denganenergi.
4 memberikan
informasi nilai
dengan energi yang dibutuhkan pada
koefisien korelasi antara melting point
dengan energi menggunakan operasi
proses permesinan EDM. Gambar 7 menunjukkan nilai koefisien korelasi
aljabar logaritma adalah sebesar 0,7662.
antara
Hal ini
operasi aljabar logaritma yang bernilai
menunjukkan bahwa
ada
keterkaitan yang erat atrtara melting point
0,090.
JJ
p
dengan energi menggunakan
Jurnal llmiah "MEKANIK" Teknik Mesin lTM, Vol. 1 No. 1, Mei 2015 : 3G34
t4 t2 10
38 rri
6 4
R2
= 0,090
?
0
Gambar
7. Hasil korelasi operasi aljabar logaritma antara p0'2537 dengan energi. [2] Ho, K.H., Newman, S.T., 2003, State
KESIMPT'LAN
of the Art
Dari operasi aljabar logaritma
yang model diperoleh telah dilakukan, forecost antaravariabel )",0, danp dengan $ fang dibutuhkan selama proses EDM dalam kaitannya dengan kemudahan permesinan pada EDM. Nilai koefisien korelasi operasi aljabar logaritma antara Energi dengan A.0'21%
'go'7 ' pto'2537 bernilai 0,?477.
Nilai
tersebut menunjukkan bahwa formula tersebut bisa digunakan sebagai prediksi awal besarnya energi yang dibutuhkan suatu material untuk diproses dengan Electrical Discharge Mochining. Dengan memilih material yang tepat akan dapat mengurangi biaya produksi.
DAFTAR PUSTAKA
l1l
Berghausen, P.8., Brettschneider, H.D., Davis, M.F., 1963, Electro Discharge Machining Program, The
cincinnati Milling Machine
Co.o
Document AD0423199 for the US Department of Commerce.
Electrical
Discharge
Machining (EDM), International Journal af Machine Toals snd Mamrfacture, Vol. 43, PP. 1287' 1
300.
[3] Mahardikq M., Tzujimoto, T., Mitsui, K., 2008, A New Approach on the Determination of Ease of Machining by EDM Processes, Internotional
Journcl af Machine Tools &
Manufactwe, Vol. 48, pp.746164. [a] Mohri" N., Fukusima, Y., Fukuzaw4 Y., Tani, T., Saito, N", 2003, Layer Generation Process on \York-Piece in Electrical Discharge Machining, Annals of the CIRP, Vol. 5211, pp. t57-160. N., Fukuzawa, Y., Tani, T., Mohri, t5l Satq T., 2002, Some Considerations to Machining Characteristics of lnsulating Ceramics, Annals of the CIRP, Vol. 5ll1, pp. l6l-164. t6l Mohri, N., Suzuki, M., Furuyoo M.,
saito, N., 1995, Electrode Wear Process in Electrical Discharge
Machining, Annals of the CIRP,Yol. 44/1, pp. 165-168.
i
