2021 : Optimasi Multirespon Proses End Milling pada Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) Serat Woven Dengan Metode Soft Computing

Mohammad Khoirul Effendi S.T., M.Sc.Eng.

Year

2021

Published in

-

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

Material komposit polimer yang diperkuat serat gelas (GFRP) telah banyak digunakan di berbagai industri seperti otomotif, pesawat terbang, kapal, alat-alat olahraga dan sebagainya. Hal ini disebabkan material ini memiliki sifat-sifat seperti kekuatan dan kekakuan spesifik yang tinggi, ringan, ketangguhan terhadap retak yang juga tinggi, serta ketahanan terhadap korosi dan panas yang sangat baik. Pada proses pembuatan produk yang dari komposit GFRP, bentuk akhir produk dicapai dalam siklus curing. Walaupun demikian, proses pemesinan masih diperlukan agar keakurasian dimensi dapat tercapai. Komposit GFRP pada umumnya bersifat tidak homogen, memiliki sifat anisotropik, dan juga sangat abrasif. Oleh karena itu, pada saat dilakukan pemesinan sering kali menimbulkan berbagai efek yang tidak diinginkan, seperti laju keausan pahat yang tinggi, penarikan serat, terjadinya lubang-lubang kecil pada permukaan, dan delaminasi. Suatu material komposit yang diperkuat oleh serat akan menunjukkan kekasaran permukaan yang tinggi akibat fussiness yang disebabkan oleh delaminasi atau putusnya serat. Delaminasi dan retakan pada komposit akhirnya mengarah pada kekasaran permukaan yang tinggi. Kekasaran permukaan adalah karakteristik yang dapat mempengaruhi kepresisian dimensi benda kerja, kinerja mekanis dari komponen yang dibuat dan biaya produksi. Sementara itu, kualitas permukaan atau kekasaran permukaan sangat bergantung pada parameter proses pemesinan, geometri pahat dan gaya potong. Untuk dapat meminimalkan gaya potong, delaminasi dan kekasaran permukaan selama proses pemesinan diperlukan pemilihan dari level-level parameter proses pemesinan dan geometri pahat yang tepat. Pengetahuan tentang parameter-parameter ini akan mengurangi biaya pemesinan seiring dengan peningkatan kualitas benda kerja ataupun komponen yang dihasilkan. Proses end milling atau freis jari adalah salah satu proses pemesinan yang banyak digunakan pada proses produksi komponen-komponen yang bahan bakunya adalah GFRP. Tidak seperti proses end milling pada baja karbon yang mensyaratkan laju pengerjaan bahan yang tinggi, proses end milling pada material komposit mensyaratkan laju pengerjaan bahan pada tingkat yang lebih lambat. Hal ini menjadi persyaratan karena komponen-komponen yang terbuat dari GFRP umumnya diproses dengan dimensi yang sudah mendekati spesifikasinya, sehingga proses pemesinan selanjutnya dibatasi hanya untuk proses-proses deburring dan trimming, serta pencapaian keakurasian bentuk kontur. Penelitian yang akan dilakukan bertujuan untuk meminimalkan gaya potong, kekasaran permukaan dan delaminasi secara serentak dengan menggunakan optimasi multirespon, pada proses end milling material komposit GFRP serat woven. Gaya potong yang minimal berimbas pada rendahnya energy consumption yang dibutuhkan pada proses end milling sehingga proses tersebut bisa berjalan dengan energy efficiency yang tinggi. Metode soft computing akan digunakan untuk pemodelan adalah back propagation neural network (BPNN), sedangkan untuk optimasi adalah genetic algorithm (GA), simulated annealilng (SA), firefly algorithm (FA), particle swarm optimization (PSO), dan ant colony optimization (ACO). Parameter proses end milling dan geometri pahat yang divariasikan adalah kecepatan potong, kecepatan makan, kedalaman potong aksial, dan sudut heliks.