Implementasi Metode Taguchi pada Proses EDM dari Tungsten

Implementasi Metode Taguchi pada Proses EDM dari
Tungsten Carbide
Tugas Resume Sebelum UAS Kuliah Pengendalian dan Penjaminan Mutu
Disusun Oleh:
Isarmadriani Meinar (3333051068)
JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA
CILEGON-BANTEN
2010
•
•
•
•
pemotongan Tungsten Carbide keramik menggunakan elektro-discharge machining
(EDM) dengan grafit sebuah elektroda dengan menggunakan metode Taguchi.
Metode Taguchi digunakan untuk merumuskan tata letak percobaan, untuk
menganalisis pengaruh setiap parameter pada karakteristik permesinan, dan untuk
memprediksi pilihan yang optimal untuk setiap parameter EDM seperti tegangan,
durasi pulsa dan waktu interval.
ditemukan bahwa parameter tersebut mempunyai pengaruh signifikan terhadap
karakteristik mesin seperti sebagai tingkat removal logam (MRR), laju keausan
elektroda (EWR) dan kekasaran permukaan (SR).
analisis metode Taguchi menunjukkan bahwa, secara signifikan mempengaruhi
EWR dan SR, sedangkan sebagian besar mempengaruhi durasi kecepatan MRR itu.
•
•
•
EDM telah digunakan secara efektif dalam mesin berat, kekuatan tinggi, dan suhu
ketahanan bahan. Bahan dihapus dengan cara cepat dan berulang percikan
kotoran di kesenjangan antara elektroda dan [benda kerja 1].
Sifat mekanik dan fisik tungsten karbida seperti kekerasan, ketangguhan,
ketahanan aus yang tinggi telah membuatnya menjadi salah satu bahan penting
untuk komponen rekayasa khususnya dalam pembuatan cetakan dan mati. Karena
proses EDM tidak melibatkan energi mekanik,tingkat penghapusan tidak
terpengaruh oleh salah satu kekerasan, kekuatan atau ketangguhan dari bahan
benda kerja [2].
Meskipun Implementasi Metode Taguchi pada Proses EDM dari Tungsten Carbide
Studi parameter tersebut telah dilakukan oleh banyak peneliti, sebagian besar
studi tidak banyak yang mempertimbangkan baik filosofi teknik (DOE) dan
formulasi matematika (ANOVA) [3, 4], terutama di mesin material yang sangat
keras seperti Tungsten Carbide. Oleh karena itu, Taguchi metode [3, 4, 5], yang
merupakan alat yang ampuh untuk desain parametrik karakteristik kinerja,
digunakan untuk menentukan parameter pemesinan yang optimal untuk memakai
material elektroda rasio minimum, maksimum penghapusan bunga dan kekasaran
permukaan minimum dalam operasi EDM.
Proses Eksperimental
• Paduan Tungsten karbida merupakan bahan
target yang digunakan dalam penelitian ini. Tabel
1 menunjukkan materi terkait properti.
Percobaan yang dilakukan menggunakan
Charmilles Discharge Machine Listrik, SeriRoboform. Gambar 1 menggambarkan skematis
percobaan set-up. Sebuah silinder grafit murni
dengan diameter 9 mm digunakan sebagai
elektroda untuk mengikis suatu benda kerja dari
tungsten carbide. Minyak tanah digunakan
sebagai fluida dielektrik dalam percobaan ini.
• Perubahan berat elektroda, berat bahan dan waktu berlalu
setelah masing-masing tercatat mesin uji. MRR dan EWR itu
dievaluasi untuk setiap kondisi pemotongan dengan
mengukur jumlah rata-rata bahan dihapus dan waktu
potong. Berikutnya, SR tungsten yang karbida diukur oleh
Taylor Hobson Kekasaran Permukaan Tester, seri-Talysurf.
Memotong panjang untuk setiap pengukuran adalah 0,8
mm. Nilai Ra diukur tiga kali pada setiap spesimen dan
kemudian, nilai-nilai kekasaran permukaan adalah rata-rata.
Machining percobaan untuk menentukan Parameter
pemesinan yang optimal dilakukan dengan pengaturan
tegangan polaritas negatif dari debit di kisaran 120-200 V,
debit saat ini dalam kisaran 8,0-64,0 A, durasi pulsa dalam
kisaran 1,6-50 μs, dan waktu interval dalam kisaran 3,2-800
μs. parameter penting dari percobaan ini adalah diberikan
dalam Tabel 2.
Rancangan Percobaan dan Analisis Data
•
Desain Eksperimen
• Tata letak percobaan untuk parameter pemesinan dengan menggunakan
L9 orthogonal array digunakan dalam belajar. Array ini terdiri dari empat
parameter kontrol dan tiga tingkat, seperti yang ditunjukkan dalam tabel
3.
• Dalam metode Taguchi , paling semua diamati nilai dihitung berdasarkan
'semakin tinggi semakin baik' dan 'yang lebih kecil lebih baik '. Jadi dalam
penelitian ini, nilai-nilai yang diamati MRR, EWR dan SR yang diatur ke
maksimum, minimum dan minimum masing-masing. Setiap percobaan
dilakukan percobaan dengan tiga sederhana ulangan pada setiap set nilai.
Selanjutnya, optimalisasi nilai-nilai yang diamati ditentukan oleh
membandingkan analisis standar dan analisis varians (ANOVA) yang
didasarkan pada metode Taguchi
Analisis Varians (ANOVA)
• Analisis varians (ANOVA) dan uji F (analisis standar) digunakan
untuk menganalisis eksperimental data sebagai berikut [2, 3,
4] :
Analisis Data
•
Dalam studi ini, semua analisis berdasarkan metode Taguchi dilakukan oleh perangkat lunak
DOE Taguchi (Qualitek- 4) untuk menentukan dampak utama dari parameter proses, untuk
melakukan analisis varians (ANOVA) dan untuk menetapkan kondisi optimum. Analisis efek
utama digunakan untuk mempelajari kecenderungan efek dari setiap faktor, seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 2, 3 dan 4. pemesinan kinerja (faktor ANOVA-signifikan) untuk
setiap percobaan dari L9 dapat dihitung dengan mengambil yang diamati nilai dari EWR
sebagai contoh dari tabel 4. Tabel 5 mencantumkan ANOVA dan uji F hasil untuk EWR. F0.05;
n1, n2 dikutip dari "Stastitical Tabel" [7]. Jika dihitung nilai melebihi FZ F0.05; n1, n2 (Tabel 5),
maka kontribusi parameter masukan, seperti puncak saat ini, didefinisikan sebagai signifikan.
Dengan demikian, parameter yang signifikan dapat dikategorikan menjadi dua tingkat yang
signifikan dan subsignificant. Semuanya didasarkan pada kenyataan bahwa nilai-nilai FZ jauh
lebih besar dari F0.05; n1, n2 dan dilambangkan sebagai ** dan * masing-masing. Sebagai
contoh, untuk mengevaluasi EWR itu, parameter penting adalah puncak saat ini. Parameter
yang tersisa hanya sedikit berkontribusi pada evaluasi EWR tersebut. Mirip perhitungan juga
diterapkan dalam mengevaluasi MRR dan SR. Tabel 6, 7 dan 8 merangkum berkorelasi hasil,
menunjukkan parameter yang signifikan dalam mengevaluasi MRR dan SR masing-masing. Di
Selain itu, kondisi optimum mesin (kondisi ANOVA-optimum) dari masing-masing diamati
nilai-nilai yang digambarkan dalam tabel 9, 10 dan 11.
Hasil dan Pembahasan
Pembahasan berikut ini berfokus pada pengaruh
parameter proses dengan nilai-nilai yang diamati (EWR,
MRR dan SR) berdasarkan metodologi Taguchi.
. Elektroda Wear Rate
• Gambar 2 menunjukkan efek utama dari EWR setiap faktor untuk
kondisi berbagai tingkat. Menurut tokoh 2, EWR berkurang dengan
dua parameter utama, P dan B. Dan juga kita melihat bahwa
minimal mesin tegangan (polaritas negatif), puncak maksimum saat
ini, lama pulsa minimum dan maksimum interval waktu mungkin
menyiratkan EWR lebih kecil. Jadi, menurut JL Lin, dll [8], debit saat
ini, benda kerja polaritas dan tegangan debit adalah parameter
pemesinan penting yang mempengaruhi elektroda pakai rasio.
Menurut angka ini, untuk nilai awal durasi pulsa (1,6 μs) dengan
negatif polaritas (elektroda,-ve), EWR lebih kecil. Demikian menurut
B. Thomas [9], sedemikian kasus polaritas terbalik (polaritas
negatif) sehingga removal material maksimum pada benda kerja
dan elektroda menderita paling sedikit kemungkinan pakai. Untuk
alasan ini, elektroda diberikan polaritas negatif untuk durasi pulsa
pendek dan polaritas positif digunakan ketika durasi pulsa yang
lebih lama.
Material Removal Rate (MRR)
• Gambar 3 menunjukkan efek utama MRR setiap faktor
untuk condition. Berbagai tingkat mengamati MRR
meningkat dengan durasi pulsa dan sedikit meningkat
dengan puncak saat ini. Menurut B.H. Yan, dll [2],
menggunakan polaritas negatif dalam EDM disebabkan
MRR lebih tinggi dengan energi debit yang lebih tinggi
(P> 3A atau A> 5ìs), sebaliknya polaritas positif
menyebabkan MRR yang lebih tinggi dengan energi
debit lebih rendah (P <3A atau Implementasi Metode
Taguchi pada Proses EDM dari Tungsten Carbide A
<5μs). Menurut angka ini, MRR meningkat dengan
interval waktu pendek (3,2 μs) dan arus puncak. Alasan
yang mungkin untuk MRR lebih tinggi mungkin karena
frekuensi debit lebih banyak per satuan waktu siklus.
Kekasaran Permukaan
• Gambar 4 mengevaluasi dampak utama dari SR setiap
faktor untuk kondisi berbagai tingkat. Meningkatkan angka
SR dengan tegangan dan sedikit meningkat dengan puncak
saat ini. kawah lebih besar dihasilkan oleh supply tegangan
listrik yang lebih besar mungkin menghasilkan pemakaian
energi yang lebih besar. Itu pengaruh arus puncak dengan
berbagai pengaturan ditunjukkan pada Gambar 5 dan 6.
Menurut K. P. Rajurkar, dll [10], Variasi diameter kawah,
kedalaman dan volume sehubungan dengan puncak saat ini
adalah konsisten dengan temuan umum dalam sastra EDM
yang lebih tinggi menghasilkan arus yang lebih besar dan
oleh karena itu kawah menghasilkan permukaan yang kasar.
Kesimpulan
• Makalah ini telah membahas kelayakan mesin
Tungsten Carbide oleh EDM keramik dengan
grafit elektroda. Metode Taguchi telah digunakan
untuk menentukan dampak utama, faktor-faktor
signifikan dan kondisi mesin optimal untuk
kinerja EDM. Berdasarkan hasil yang disajikan di
sini, kami dapat disimpulkan bahwa, puncak arus
EDM terutama mempengaruhi EWR dan SR.
Durasi pulsa mempengaruhi sebagian besar MRR
itu.