Copyright ©2023, JPLP, e ISSN 2654-251X
Optimasi Proses EDM Sinking Baja HMD5 di Mesin Makino Edaf3 Laboratorium Produksi Mesin dan Perkakas
Haris Setiawan * , Wawa Wahyudin Teknik Manufaktur, Politeknik Manufaktur Bandung *Corresponding Author : harissetiawan@polman-bandung.ac.id
Received: 04 th December 2020; Revised: 13 th June 2022; Accepted: 31 th January 2023;
Available online:06 th February 2023; Published regularly: January 2023

## Abstrack
The EDM sinking process is the process of cutting non-conventional workpieces by using electric sparks that occur  when  two  electric  poles  are  close  together,  the  high  temperature  of  the  electric  sparks  can  cause  the workpiece particles are eroded and release to become burr in a very small size. The cutting rate in this process is influenced  by  many  factors,  including  characteristics  of  the  material,  type  of  electrode,  cutting  parameters, condition  of  the  coolant  and    method  of  spraying  the  coolant.  This  study  aims  to  find  optimum  conditions  for  the EDM  process  with    HMD5  steel    workpieces,  by  using  taguchi  method  wich  is  effective  in  making  decisions  with more  than  one  variable.  After  all  experiments  and  analysis,  the  results  obtained  are  spark  area  level  1  or  50-75, current level 3 or 12A, pulse on time level 2 or 35  s and pulse off time level 3 or 32  s, which are the parameters with  the  most  optimum  material  rete  removal.  After  testing  the  optimazion  result,  MRR  value  increase  from  20.26 mm 3 /min  to  33.08  mm 3 /min  and  we  have  conclusion  that  the  taguchi  method  can  help  to  optimized  parameter  in EDM process.
. Key Words :  EDM,HMD5, MRR, taguchi

## Abstrak
Proses  EDM  sinking  meupakan  proses  pemotongan  benda  kerja  non  konvensional  dengan  menggunakan loncatan bunga api listrik yang terjadi pada saat dua kutub listrik berdekatan, tingginya suhu loncatan bunga api listrik dapat membuat partikel benda kerja mengalami erosi dan terlepas menjadi beram dalam ukuran yang sangat kecil.  Laju  pemotongan  pada  proses  ini  dipengaruhi  oleh  banyak  faktor,diantaranya  karakteristik  material,  jenis elektroda  yang  dipakai,  parameter  pemotongan,  kondisi  cairan  pendingin  hingga  metode  penyemprotan  cairan pendingin.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mencari  kondisi  optimum  proses  EDM  pada  benda  kerja  jenis  HMD5, dengan  menggunakan  metode  taguchi  karena  dinilai  lebih  efektif  dalam  pengambilan  keputusan  dengan  varabel lebih dari satu. Setelah dilakukan eksperimen dan analisis didapat hasil spark area level 1 atau 50-75, arus level 3 atau  12A,  pulse  on  time  level  2  atau  35  s  dan  pulse  off  time  level  3  atau  32  s,merupakan  parameter  dengan material  rete  removal  paling  optimum.  Setelah  melakukan  pengujian  hasil  optimasi,  didapatkan  nilai  MRR  33.08 mm 3 /min, meningkat dari kombinasi parameter awal dengan hasil sebesar 20.26 mm 3 /min. maka dapat disimpulkan bahwa metode taguchi dapat membantu mendapatkan nilai parameter optimum pada proses EDM.
Kata kunci : EDM,HMD5, MRR, taguchi

## PENDAHULUAN
Electric  Discharge  Machine (EDM)  adalah  mesin  pemotong  logam  non  konvesional  yang menggunakan  elektroda  sebagai  pembentuk  pada  benda  kerja,  percikan  bunga  api  listrik  berfrekuensi
tinggi  terjadi  antara elektroda  dan  benda  kerja  (Handoko,et  al,2020).  Proses ini  efektif  pada  permesinan material  memiliki  kekerasan  dan  daya  tahan  terhadap  suhu  yang  tinggi,  karena  proses  ini  tidak  di pengaruhi  oleh  kedua  faktor  tersebut  (Asteria,  et.  al.  2019).  Banyak  faktor  yang  mempengaruhi  laju pemotonagn pada proses EDM, namun factor yang paling dominan adalah  parameter mesin yang  terdiri dari arus , voltase, pulsa on dan pulsa off (Yudo dan Husman, 2018).
Pada penelitian sebelumnya didapat parameter arus 6A, pulse on time 100  s dan pulse off time 50  s sebagai parameter optimum pada elektroda dengan nilai keausan 0.000347 gr/menit. Dari penelitaian tersebut, semakin besar arus yang dipakai, maka semakin tinggi suhu yang terjadi pada proses pengikisan benda  kerja  (Upara  dan  Destianto,2019).  Namun  bahan  yang  diuji  pada  penelitian  tersebut  adalah  baja SK3 dengan 3 variabel, pada penelitian ini bahan yang akan dipakai adalah baja HMD5 denan 4 variabel parameter  pemotongan  yaitu spark  area ,  arus,    Pulsa on dan  pulsa off .  Penelitian  ini  bertujuan  untuk mencari  parameter  optimum  proses  edm  baja  HMD5,  guna  mendapatkan  nilai  material  rate  removal (MRR) yang optimum, dengan metode taguchi dapat diamati performansi dari perubahan parameter yang telah ditentukan

## BAHAN DAN METODE Bahan
Penelitian  ini  dilakukan  di  Laboratorium  Produksi  Mesin  dan  Perkakas  Politeknik  Manufaktur Bandung. Peralatan utama yang digunakan adalah mesin EDM Makino Edaf3, yang berfungsi sebagai alat untuk  pengambilan  data  dan  percobaan  dari  data  hasil  penelitian.  Bahan  uji  coba  menggunakan  baja HMD5  karena  mempunyai  ketahanan  aus  dan  kekakuan  yang  baik  (Hitachi  Steel  Ltd).  Sedangkan elektroda  yang  dipakai  adalah  tembaga  dengan  pertimbangan  memiliki  konduktifitas  listrik  paling  baik bila  digunakan  pada  proses  EDM  selain  itu  juga  lebih  tahan  korosi  dan  lebih  mudah  dibentuk  sesuai kebutuhan (Yudo dan Husman, 2018).
Penelitian ini menggunakan metode taguchi, karena factor yang menjadi variabel proses lebih dari satu.  Langkah  metode  taguchi  pada  penelitian  ni  terdiri  dari  tahap  perencanaan,  tahap  pelaksanaan  dan tahap analisis data (Soejanto. 2009).

## Perencanaan
Pada tahapan perencanaan diawali dengan Langkah observasi mesin untuk menentukan parameter acuan ( default ) yang memiliki nilai konstan pada tiap faktor yang akan digunakan, setelah itu menentukan level dari tiap faktor tersebut. Langkah selanjutnya adalah pemilihan matrik ortoghonal array yang sesuai dalam penelitian sesuai dengan jumlah faktor dan menghitung derajat kebebasan agar faktor yang diamati tidak berpengaruh terhadap faktor lain.

## Pelaksanaan eksperimen
Langkah selanjutnya adalah pelaksanaan eksperimen, pada langkah ini dilakukan proses edm pada material  berdasarkan  parameter  acuan  yang  dipakai.  Parameter  acuan  terpilih  adalah E-condition  338 , pengambilan  data  dilakukan  pada  9  spesimen.  Pada  tiap  percobaan  di  lakukan  perubahan  seting  default mesin dengan perubahan pada arus pulsa on ditambah 3 dan arus pulsa off ditambah 5.

## Analisis data
Setelah data eksperimen didapat, kemudian data tersebut dianalisis dengan terlebih dahulu  melihat sebaran  data  yang  didapat.  Menggunakan  metode  normalitas kolmogorov  smirnov ,  data  tersebut  diuji kenormalan  sebaran  datanya.  Dikatakan  normal  jika…(tambah  sitasi)  Selanjutnya  dilakukan  dilakukan tahapan analisis lanjutan berupa menentukan degree of freedom, sum of square, main effect,mean square, f-ratio, pure of square dan percent influence .

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  tahap  awal  penelitian,  dilakukan  observasi  mesin  guna  mencari  parameter  pemotongan acuan  ( default )  yang  akan  digunakan,  parameter E-Condition  338 dipilih  karena  memiliki  kondisi  arus yang sudah diketahui seperti pada gambar 1 berikut
Gambar 1. E-condition 338 default
Berdasarakan observasi tersebut, maka di tentukan parameter percobaan dengan faktor pada tiap level seperti yang di tampilkan dalam table 1. berikut
Tabel 1. Parameter Percobaan Faktor Unit Level 1 2 3 Spark area 50-75 75-100 100-300 Arus Ampere 6 9 12 Pulsa off  s 22 27 32 Pulsa On  s 32 35 38
Pada  table  1,  parameter  pulsa on dan  pulsa off level  2  dan  3  dirubah  pada  saat  eksperimen,  dengan menambahkan  2  pada  pulsa on dan  3  pada  pulsa off .  Setelah  dilakukan  percobaan  maka  didapat  data material rate removal yang ditampilkan pada tabel 2
Table 2. Hasil Pengukuran Data Material Rate Removal
Massa jenis (gr/mm3) Percobaan Berat sebelum (gr) Berat sesudah (gr) Selisih (gr) Waktu (min) Volme terbuang (mm 3 ) MRR (mm 3 /min) 0.00784 1 156.5 153.8 2.70 38 344.39 9.06 2 155.5 152.8 2.70 17 344.39 20.26 3 158.4 155.7 2.70 10 344.39 34.44 4 153 150 3.00 30 382.65 12.76 5 155.7 153.1 2.60 22 331.63 15.07 6 153.5 150.8 2.70 12 344.39 28.70 7 156 153.5 2.50 45 318.88 7.09 8 156.4 154 2.40 14 306.12 21.87 9 156.7 154.2 2.50 19 318.88 35.43
dari data yang didapat, maka dilakukan pengecekan sebaran data dengan metode normalitas kolmogorov smirnov . Pada metode ini jika data mendapatkan hasil penyimpagan lebih dari 0.05 dari data baku maka dapat  dikatakan  terdistribusi  dengan  normal  (Supranto,  1987)  dan  dari  hasil  pengecekan  data  tersebut, dapat  dinyatakan  sebaran  normal,  maka  dilanjutkan  dengan  analisis  data  menggunakan  metode taguchi dan analisis of varians (ANOVA).
Perhitungan derajat kebebasan dilakukan dengan persamaan
DOF A = Level -1
= 3-1
= 2
DOFerror = jumlah run – DOF A -1 = 9-2-1 = 6
Kemudian dihitung mean square dengan persamaan
MSD=
Contoh MSD1=
MSD1=0.121751
Selanjutnya di hitung S/N ratio dengan persamaan
Contoh
Hasil perhitungan MSD dan S/N Ratio untuk seluruh level disajikan dalam tabel 3 berikut:
Tabel 3. Hasil Perhitungan MSD dan S/N Ratio Percobaan Factor MRR (mm 3 /min) MSD S/N Ratio Spark area Arus (A) Pulsa On (  s) Pulsa of (  s) 1 50-75 6 32 22 9.06 0.0121751 19.145 2 50-75 9 35 27 20.26 0.0024367 26.132 3 50-75 12 38 32 34.44 0.0008431 30.741 4 57-100 6 35 32 12.76 0.0061466 22.114 5 57-100 9 38 22 15.07 0.0044008 23.565 6 57-100 12 32 27 28.70 0.0012141 29.157
7 100-300 6 38 27 7.09 0.0199149 17.008 8 100-300 9 32 32 21.87 0.0020915 26.795 9 100-300 12 35 22 35.43 0.0007966 30.988
Setelah melalui perhitungan dari setiap faktor melalui pendekatan grey analisis maka didapat
Table 4. Hasil Analisis Anova dan Grey Analysis Semua Faktor Respon table for grade Faktor Level 1 Level 2 Level 3 Deviation Spark area 0.6243 0.6562 0.6605 0.0362 Arus 0.3974 0.6156 0.9280 0.5306 Pulse on 0.6294 0.6994 0.6121 0.0874 Pulse off 0.6421 0.5337 0.6751 0.1414 Rata-rata 0.6395
Gambar 2. Hasil optimasi dengan metode taguchi dan pendekatan Grey
Dari gambar 2 dapat dilihat bahwa faktor yang memberikan nilai optimum pada proses EDM baja HMD5 dengan elektroda tembaga yaitu A3B3C2D3 atau nilai spark area level 3 atau 100-300, arus level 3 atau 12 A, pulsa on pada level 2 atau 35  s pulsa off level 3 atau 32  s.

## KESIMPULAN
Melalui metoda Taguchi maka dapat dihitung parameter optimum untuk elektroda bahan tembaga didapat  pada spark  area 100-300,  arus  12A,  pulsa on 35  s  dan  pulsa off 32  s,  Kekasaran  permukaan pada proses edm dipengaruhi oleh besarnya arus yang dipakai, pada elektroda bahan tembaga peningkatan arus memberi pengaruh terhadap kekasaran permukaan. Semakin besar arus yang diberikan maka semakin juga  percikan  bunga  api  listrik  yang  mengikis  benda  kerja.  Parameter  optimum  untuk  elektroda  bahan tembaga  didapat  pada spark  area 100-300,  arus  12A,  pulsa on 35  s  dan  pulsa off 32  s.  Setelah melakukan  pengujian  hasil  optimasi  didapatkan  nilai  MRR  33.08  mm 3 /min,  meningkat  dari  kombinasi parameter awal dengan hasil sebesar 20.26 mm 3 /min.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Kami  ucapkan  terima  kasih  kepada  penyelenggara  program  pelatihan  magang  Pranata Laboratorium  Pendidikan  2020  Direktorat  Jenderal  Pendidikan  Tinggi  Kementrian  Pendidikan  Dan Kebudayaan yang telah mendanai penelitian ini .

## DAFTAR PUSTAKA
Sidi,  P.,  Wahyudi,  M.  Thoriq.  2013.  Aplikasi  Metoda  Taguchi  Untuk  Mengetahui  Optimasi  Kebulatan Pada Proses Bubut CNC. Jurnal Rekayasa Mesin Vol.4
Asteria,  Angga.  Et  al.  2019.  Optimasi  Multirespon  Purwarupa  Electrical  Discharge  Machine  (EDM)
Menggunakan Metode Taguchi-Grey Relational Analysis. Jurnal Teknilogi Manufaktur Vol.11
Yudo, Eko. Pratiwi, diah Kusuma. 2017. Parameter Mesin Edm Sinking Untuk Mengoptimalkan Respon Pada Material Aisi H13 Menggunakan Metode Taguchi. Prosiding Sentrinov Vol.3
Engelita, Lisbhet. Et al. 2020. Pengaruh Parameter Arus Discharge Dan Elektroda Terhadap Nilai MRR Pada Proses Sinker EDM Material Aisi. Jurnal Mekanik Terapan. Vol. 01
Handoko,  Dwi.  Et  al.  (n.d.)  Analisa  Parameter  Arus  Pemakanan  Terhadap  Material  Removal  Rate  Dan Electrode Relative Wear Bahan Electrode Cu, Brass Dan Graphit Pada Mesin Edm Chimer Ez. Upara,  Nafsan.,  Destianto,  Dimas  Anugrah.  2019,  Pengaruh  Parameter  Proses  Edm  Sinking  Terhadap Laju Pelepasan Bahan dan Laju Keausan Elektroda. Jurnal Asimetrik Vol.1.2 Soejanto, Irwan. 2009. Desain Eksperimen dengan Metode Taguchi. Graha Ilmu. Supranto, J. 1987. Statistic teori dan aplikasi. Erlangga.