BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pembuatan sebuah

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pembuatan sebuah produk manufaktur pada tahun 1940-an masih
menggunakan mesin perkakas konvensional meliputi mesin bubut, mesin bor,
dan mesin frais (milling). Penggunaan mesin perkakas konvensional dituntut
pengetahuan dan keahlian dari operator mesin. Pengetahuan karakter material
juga dibutuhkan agar dalam proses produksi tidak membutuhkan waktu yang
lama, tidak membutuhkan energi yang besar, dan tidak menghabiskan banyak
biaya, sehingga dihasilkan produk yang memuaskan. Seiring berjalannya
waktu, perkembangan teknologi yang semakin pesat menghasilkan mesin
konvensional baru yaitu hasil perpaduan teknologi mekanik dengan teknologi
komputer dalam hal pengoperasiannya, atau sering disebut dengan Computer
Numerically Controller (CNC). Mesin CNC unggul dalam banyak hal apabila
dibandingkan dengan mesin perkakas konvesional diantaranya ketelitian,
ketepatan, fleksibilitas, dan kapasitas produksi (Esapermana, 2012). Namun
masih ditemukan kelemahan pada mesin CNC yaitu tidak bisa melakukan
pemotongan pada material yang mempunyai kekerasan tinggi akibat
keterbatasan kekuatan dari alat potong.
Dilatarbelakangi
kelemahan
yang
ada
pada
mesin
perkakas
konvensional dan mesin CNC, maka telah dikembangkan mesin nonkonvensional. Salah satu mesin non-konvensional adalah Electro Chemical
Machining (ECM). Electro Chemical Machining (ECM) didasarkan pada
proses anodic dissolution dalam elektrolisis (Tlusty, 2000). Proses tersebut
menggunakan prinsip Faraday, bahwa jika ada dua buah logam elektrode
direndam dalam larutan elektrolit dan dihubungkan dengan sumber arus DC,
maka partikel logam akan terlepas dari anode dan kemudian akan melekat ke
1
2
katode. Electro Chemical Machining (ECM) adalah proses elektrolisis di
mana pembuangan logam terjadi karena pelarutan secara proses kimia dari
benda kerja (Sudiarso, 2009). Contoh dari proses elektrolisis adalah electroplating dan electro-polishing.
Pembuatan Multi-Layered Microfilter juga dapat dilakukan dengan cara
pelarutan material atau sering disebut dengan teknik etching (etsa), yaitu
suatu proses menggunakan larutan asam kuat untuk mengikis bagian logam
yang tidak terlindungi permukaannya. Karena teknik etching (etsa)
menggunakan asam kuat, maka teknik ini cenderung berbahaya dan tidak
ramah lingkungan (Chen, 2004). Etching menghasilkan uap yang beracun
(Kang, 2008). Oleh karena itu, penggunan ECM dengan proses electropolishing adalah proses paling tepat yang digunakan karena proses ini dapat
digunakan untuk membuat produk berbentuk kompleks dan terbuat dari
logam yang mempunyai tingkat kekerasan tinggi.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah yang diajukan dalam penelitian ini adalah sebagai
berikut.
1.
Bagaimana pengaruh tegangan listrik terhadap MRR benda kerja hasil
proses permesinan CNC-ECM?
2.
Bagaimana pengaruh tegangan listrik terhadap overcut benda kerja hasil
proses permesinan CNC-ECM?
3.
Bagaimana pengaruh tegangan listrik terhadap surface roughness benda
kerja hasil proses permesinan CNC-ECM?
4.
Berapa tegangan listrik optimal pada proses pembuatan Multi-Layered
Microfilter?
3
1.3 Batasan Masalah
Agar permasalahan yang diteliti tidak terlalu meluas, maka pada
penelitian ini diberikan beberapa batasan masalah sebagai berikut.
1.
Percobaan dilakukan dengan sebuah mesin CNC-ECM buatan sendiri
dan berdasarkan batas kemampuan dari mesin yang digunakan.
2.
Elektrode yang digunakan adalah kuningan.
3.
Benda kerja yang digunakan adalah stainless steel 204.
4.
Isolasi dilakukan dengan menutup sisi atas benda kerja.
5.
Variabel yang diubah dalam penelitian ini adalah tegangan listrik (volt)
dan lama permesinan (detik).
6.
Tegangan listrik DC dari power supply yang digunakan adalah 10 V, 15
V, dan 20 V.
7.
Cairan elektrolit yang digunakan adalah campuran sodium chloride
(NaCl) dan larutan akuades dengan konsentrasi sebesar 150 gram NaCl
per 1 liter akuades.
8.
Cairan elektrolit disemprotkan dari samping atas benda kerja dengan
satu buah nozzle dengan kecepatan 3,32 m/s.
9.
Metode permesinan (pemakanan material) yang digunakan adalah secara
dinamis.
10. Pembahasan mengenai sifat material tool elektrode dan benda kerja
berada di luar lingkup penelitian ini.
11. Pembahasan mengenai rangkaian elektronika pada kontrol mekanik
mesin CNC-ECM dan power supply di luar lingkup penelitian ini.
12. Pembahasan mengenai reaksi kimia yang terjadi selama proses
pemesinan di luar lingkup penelitian ini.
4
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah:
1.
mengetahui pengaruh tegangan listrik terhadap MRR benda kerja hasil
proses permesinan CNC-ECM,
2.
mengetahui pengaruh tegangan listrik terhadap overcut benda kerja hasil
proses permesinan CNC-ECM,
3.
mengetahui pengaruh tegangan listrik terhadap surface roughness benda
kerja hasil proses permesinan CNC-ECM,
4.
mengetahui tegangan listrik optimal pada proses pembuatan MultiLayered Microfilter.
1.5 Manfaat Penelitian
Penelitian ini bermanfaat sebagai berikut.
1.
Bagi peneliti.
Penelitian ini dapat memberikan pengetahuan tentang cara membuat
mesin CNC-ECM serta pengaruh variasi tegangan listrik yang bekerja
terhadap kualitas produk yang dihasilkan oleh proses permesinan
menggunakan ECM.
2.
Bagi masyarakat.
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan pengetahuan,
pandangan serta bahan pertimbangan dalam pengambilan keputusan
dalam hal pembuatan mesin CNC-ECM serta
penentuan besarnya
tegangan listrik yang bekerja pada proses permesinan menggunakan
ECM, serta dapat membantu penelitian-penelitian yang akan dilakukan
selanjutnya.