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 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 1.
BATASAN MASALAH 1. 2. 3.
4. 5. 6. 7. 8.
Dalam Percobaan ini batasan masalah sbb: Penelitian dilakukan pada EDM sinking EXERON 104E di BLKIP Surabaya Jl. Dukuh Menanggal III / no 1. Benda kerja yang digunakan adalah SKD 11, dianggap memiliki komposisi kimia yang homogen. Elektroda yang di teliti adalah tembaga, alumunium, bronze, kuningan, baja, stainlees steel Fluida dielektrik yang digunakan adalah solar Variabel bebas yang diamati adalah IP Respon yang diamati adalah MRR, kekasaran permukaan, dan keausan pahat Variabel lain pada EDM sinking dianggap konstan. 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 Vs IP 160.00
MRR = 0.014 IP2 + 3.039 IP - 17.15 R² = 0.990
150.00 140.00
MRR = 3.2237 IP - 15.334 R² = 0.9833
130.00
MRR = 0.026 IP2 + 1.833 IP - 5.666 R² = 0.999
120.00 MRR (mm³/min)
110.00
MRR = 2.5625 IP - 14.291 R² = 0.9921
100.00 90.00
MRR = 1.8982 IP - 5.5195 R² = 0.9693
80.00 70.00
MRR = 1.8406 IP - 5.2726 R² = 0.9602
60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 0
5
10
15
20
25
30
IP (Amp)
IP VS MRR
35
40
45
50
WEAR ELEKTRODE Vs IP 180.00 160.00
kuningan
WE = 2.451 IP - 13.16 R² = 0.972
bronze
140.00 Wear Elektrode (mm³/min)
WE = 0.058 IP2 + 1.279 IP - 10.08 R² = 0.994
tembaga
baja aluminium
120.00
WE= 0.034 IP2 + 0.325 IP - 1.444 R² = 0.999
stainless
100.00
WE = 0.787 IP - 4.4002 R² = 0.9884
80.00
WE = 0.7498 IP - 6.5266 R² = 0.9582
60.00
WE = 0.5473 IP - 3.6253 R² = 0.9853
40.00 20.00 0.00 0 -20.00
5
10
15
20
25
30
35
40
IP (Amp)
IP VS WEAR ELECTRODA
45
50
SURFACE ROUGHNESS VS IP 16
Ra = 0.2182 IP + 4.8481 R² = 0.9939
Surface Roughness (μm Ra)
14
Ra = 0.2131 IP + 4.6199 R² = 0.998
12 Ra = 0.2374 IP + 2.8332 R² = 0.9852
10
Ra = 0.1469 IP + 6.3215 R² = 0.9882
8
Ra = 0.1809 IP + 4.958 R² = 0.9482
6
Tembaga Kuningan Bronze
Ra = 0.1892 IP + 3.3753 R² = 0.9748
4
Baja Aluminium
2
Stainless
0 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
IP (Amp)
IP VS SURFACE ROUGHNESS
50
Wear Ratio Vs IP
9.00 8.00
KUNINGAN BRONZE
WR = -0.095 IP + 7.308 R² = 0.935
7.00
BAJA
WR = -0.040 IP + 4.124 R² = 0.939 WR = -0.040 IP + 3.241 R² = 0.915
6.00 Wear ratio (%)
tembaga
WR = -0.119 IP + 8.339 R² = 0.942
ALUMINIUM STAINLESS
WR = -0.005 IP + 1.515 R² = 0.948
5.00
WR = 0.001 IP2 - 0.088 IP + 2.671 R² = 0.971
4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0
5
10
15
20
25 IP (Ampere)
30
35
IP VS WEAR RATIO
40
45
50
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 MRR MRR MRR MRR MRR
TEMBAGA KUNINGAN BRONZE BAJA BAJA STAINLESS
= = = = = =
-
13.56 17.15 5.666 15.35 15.35 14.29
+ + + + + +
2.804 3.039 1.834 2.976 2.976 2.562
IP IP IP IP IP IP
- 0.01823 IP**2 + 0.01464 IP**2 + 0.02667 IP**2 - 0.02287 IP**2 - 0.02287 IP**2
◦ Kekasaran Permukaan (Surface Roughness) Model matematik yang menyatakan hubungan parameter pemesinan terhadap kekasaran permukaan adalah sebagai berikut:
SR SR SR SR SR SR
TEMBAGA KUNINGAN BRONZE BAJA ALUMINUM STAINLESS
= = = = = =
2.833 4.287 4.382 5.903 3.655 3.272
+ + + + + +
0.2374 0.2815 0.2399 0.1940 0.3277 0.2008
IP IP IP IP IP IP
-
0.001274 0.000539 0.000949 0.002957 0.000234
IP**2 IP**2 IP**2 IP**2 IP**2
◦ Keausan Elektroda (Wear Electrode)
Model matematik yang menyatakan hubungan parameter pemesinan terhadap keausan elektroda adalah sebagai berikut:
WE WE WE WE WE WE
TEMBAGA KUNINGAN BRONZE BAJA ALUMINIUM STAINLESS
= = = = = =
-
3.830 10.08 1.445 2.392 13.17 1.108
+ + + + + +
0.7486 IP 1.279 IP + 0.05855 IP**2 0.3255 IP + 0.03400 IP**2 0.4081 IP + 0.002806 IP**2 2.451 IP 0.1394 IP + 0.01229 IP**2
Sekian Terima Kasih , Mohon saran dan kritik, Demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.
END
