BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Mesin-mesin

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Mesin-mesin non-konvensional di bidang industri sekarang ini
sudah berkembang semakin pesat. Material yang digunakan semakin keras
dan ulet sehingga semakin susah dikerjakan menggunakan mesin
konvensional. Mesin non-konvensional dapat digunakan untuk beberapa
material yang susah dikerjakan oleh mesin konvensional terkait dengan
kekerasan dan keuletan bahan.
Salah satu mesin non-konvensional adalah Electro Chemical
Machining (ECM). ECM ini digunakan untuk memproses berbagai jenis
material yang bersifat konduktor listrik. ECM didasarkan pada proses
anodic dissolution dalam elektrolisis (Tlusty, 2000). Proses tersebut
menggunakan prinsip Faraday, jika ada dua logam elektrode direndam
dalam larutan elektrolit dan dihubungkan dengan sumber arus DC, maka
partikel logam akan terlepas dari anode dan kemudian akan melekat ke
cathode. Aliran elektrolit yang cukup kuat akan mencegah partikel logam
melekat pada cathode dan akan membuang partikel – partikel tersebut dari
area pemesinan.
Selain digunakan di bidang manufaktur, ECM juga digunakan
dalam bidang biomaterial. Salah satunya adalah pembuatan multi-layered
microfilter. Multi-layered microfilter berfungsi untuk memisahkan kotoran
seperti urea, uric acid, dan creatine dari kandungan darah. Multi-layered
microfilter dulunya dibuat dengan metode etching, yaitu menggunakan
larutan asam kuat sehingga cenderung berbahaya dan tidak ramah
lingkungan (Chen, 2004). Etching juga menghasilkan uap yang beracun
(Kang, 2008). Pembuatan multi-layered microfilter dapat menggunakan
metode ECM karena prosesnya menggunakan larutan elektrolit yang tidak
berbahaya dan dapat menghasilkan produk dengan bentuk yang komplek.
1
2
Pada
proses
ECM
ada
beberapa
parameter
yang
dapat
mempengaruhi hasil permesinan yaitu feed rate, tegangan, dan arah laju
elektrolit. Mesin ECM membutuhkan daya yang tinggi dalam melakukan
permesinan, untuk menghemat penggunaan daya dapat dilakukan
penelitian terhadap pengaruh feed rate dan arah laju aliran dengan
menggunakan daya yang kecil. Feed rate berpengaruh terhadap jarak dan
waktu permesinan, sehingga dapat mempengaruhi hasil permesinan ECM.
Arah laju aliran berpengaruh terhadap arah pengikisan material, sehingga
dapat mempengaruhi hasil permesinan.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah yang diajukan dalam penelitian ini adalah sebagai
berikut.
1. Bagaimana kepresisian dan efek pada hasil proses permesinan Electro
Chemical Machining?
2. Bagaimana pengaruh tool elektroda dengan berbagai arah laju aliran
terhadap hasil benda kerja?
3. Bagaimana pengaruh feed rate terhadap MRR (Material Removal Rate)
benda kerja hasil permesinan?
4. Bagaimana pengaruh feed rate terhadap overcut benda kerja hasil
permesinan?
5. Bagaimana pengaruh feed rate terhadap surface roughness benda kerja
hasil permesinan?
6. Berapa feed rate optimal yang didapat dalam proses permesinan?
1.3 Batasan Masalah
Pada penelitian ini, agar permasalahan yang diteliti tidak terlalu meluas,
maka diberikan batasan masalah sebagai berikut.
1. Percobaan ini menggunakan mesin ECM buatan sendiri dengan batasan
kemampuan yang dimiliki mesin tersebut.
3
2. Cairan elektrolit yang digunakan adalah NaCl dengan aquades dengan
perbandingan 0,15 : 1.
3. Bahan tool elektroda adalah aluminium.
4. Bahan dari benda kerja adalah Stainless Steel 204.
5. Benda kerja diisolasi sesuai dengan desain multi-layered microfilter
6. Variabel yang diubah dari percobaan ini adalah feed rate.
7. Metode permesinan yang digunakan adalah dinamis.
8. Tegangan yang digunakan adalah 20 volt.
9. Cairan disemprotkan dari dalam tool dengan kecepatan aliran fluida 0.02
m/s.
10. Pembahasan mengenai rangkaian elektronis dari mesin, berada di luar
lingkup penelitian ini.
11. Pembahasan mengenai sifat material tool elektroda dan benda kerja,
berada di luar lingkup penelitian ini.
12. Pembahasan mengenai reaksi kimia pada proses permesinan, berada di
luar lingkup penelitian ini.
1.4 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk.
1. Membangun mesin Electro Chemical Machining untuk mengetahui
kepresisian dan efek pada hasil permesinannya.
2. Mengetahui pengaruh perancangan tool elektroda dengan berbagai arah
laju aliran elektrolit terhadap hasil permesinan,
3. Mengetahui pengaruh feed rate terhadap MRR,
4. Mengetahui pengaruh feed rate terhadap besarnya overcut,
5. Mengetahui pengaruh feed rate terhadap Surface roughness,
6. Mengetahui feed rate optimal permesinan.
4
1.5 Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut.
Penelitian ini dapat memberikan pengetahuan tentang pembuatan
mesin ECM serta pengaruh feed rate terhadap kualitas hasil permesinan
ECM dengan menggunakan tool elektroda aluminium dan benda kerja
Stainless Steel 204.