2018 : Optimasi Multirespon Proses End Milling pada Material Komposit Serat Penguat Polimer dengan Metode Metaheuristik

Ir. Bobby Oedy Pramoedyo S. MSc., Ph.D.

Prof. Dr.-Ing. Ir. Suhardjono MSc.

Ir. Sampurno. MT

Sutikno ST., MT.

Abstract

Material komposit jenis serat penguat polimer atau fiber reinforced plastics (FRPs) banyak digunakan pada bermacam-macam industri karena 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. Karakteristik ini membuat penggunaan komposit FRP sangat menarik untuk digunakan sebagai material dari komponen-komponen pesawat terbang dan pesawat untuk ruang angkasa. Karena sifat material komposit yang tidak homogen, responnya terhadap proses pemesinan 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 FRP. 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 FRP 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, delaminasi dan kekasaran permukaan secara serentak dengan menggunakan optimasi multirespon, pada proses end milling material komposit FRP. Metode optimasi yang akan digunakan adalah metode metaheuristik berupa back propagation neural network (BPNN)-genetic algorithm (GA) dan artificial neural network (BPNN)-particle swarm optimisation (PSO). Material komposit yang digunakan adalah carbon fiber reinforced polymer (CFRP), glass fiber reinforced polymer (GFRP) dan kevlar fiber reinforced polymer (KFRP). Parameter proses end milling dan geometri pahat yang divariasikan adalah kecepatan potong, kecepatan makan, kedalaman potong axial, dan sudut heliks.