Optimasi Permesinan CNC Router untuk Proses Cutting Material Kayu Mahoni Menggunakan Mata Pahat End Mill 3mm Tungsten Carbide

Abstract

Intisari— Penelitian ini bertujuan untuk melakukan optimasi proses cutting dari mesin CNC Router tipe G-Weike WK1212. Optimasi yang dilakukan bertujuan untuk mencari nilai level setting optimal proses cutting material kayu mahoni menggunakan mata pahat end mill. Penelitian ini merupakan lanjutan dari penelitian yang telah dilakukan sebelumnya menggunakan mesin CNC serupa dengan material kayu mahoni, namun pada penelitian ini penambahan beberapa parameter respon perlu dilakukan oleh karena pertimbangan masa pakai mata pahat end mill yang digunakan untuk proses cutting material kayu tersebut. Mata pahat end mill yang digunakan pada penelitian ini memiliki karakteristik diameter pisau 3mm dengan 4 mata pisau spiral dan terbuat dari material tungsten carbide. Mata pahat tersebut memiliki harga yang relatif mahal di pasaran, sehingga parameter pengujian terkait mata pahat tersebut perlu dilakukan untuk meminimalisir cracking saat proses cutting. Parameter multi respon yang digunakan pada penelitian ini meliputi waktu proses aktual, dimensi panjang dan lebar hasil proses, kedalaman potong, temperatur dan tingkat cracking mata pahat end mill. Faktor yang digunakan pada penelitian ini adalah kecepatan spindel, kecepatan gerak pemakanan dan kedalaman potong per layer. Metode optimasi pada penelitian ini berbasis Design of Experiment (DoE) menggunakan metode Full Factorial Design dan optimasi plot multi respon. Hasil dari penelitian ini menunjukkan nilai level setting yang optimal untuk kecepatan spindel adalah 7 step, kecepatan gerak pemakanan adalah 6 step dan kedalaman potong per layer adalah 0,25mm. Nilai level setting optimal tersebut menghasilkan waktu proses minimal sebesar 14,31 menit, kedalaman potong sebesar 21,91mm, panjang sebesar 19,89mm, lebar sebesar 19,86mm, temperature mata pahat sebesar 57,7oC dan tingkat cracking sebesar 0.Abstract— This research aims to optimize cutting process of the G-Weike WK1212 CNC Router machine. The objective of this optimization is to find the optimal setting level for cutting process of mahogany wood using end mill router bit. This research is a continuation of previously research that has been done using a similar CNC machine to process mahogany wood material, but in this research the addition of several response parameters needs to be done because of the life time consideration from end mill router bit that used for the wood material cutting process. The end mill router bit that used in this research has a characteristic which is blade diameter is 3mm with 4 spiral blades and is made from tungsten carbide. That end mill router blade has a relatively expensive price on the market, so that the test parameters related to the tool blade need to be done to minimize cracking during cutting process. The multi response parameters used in this reserach include actual processing time, length and width dimensions from the process, depth of cut, temperature and cracking rate of the end mill router bit. The factors used in this research were spindle speed, motion speed feeding and depth of cut per layer. Optimization method in this research is based on Design of Experiment (DoE) using Full Factorial Design method and multi response plot optimization. The results of this study indicate that the optimal setting level value for spindle speed is 7 steps, the motion speed feeding is 6 steps and the depth per layer cut is 0.25mm. The optimal setting level value produces a minimum processing time is 14.31 minutes, depth of cut is 21.91mm, length is 19.89mm, width is 19.86mm, end mill router bit temperature is 57.7oC and cracking rate is 0.