``

## 1. PENDAHULUAN
Seiring  berkembangnya  usaha  mikro,  kecil, menengah  (UMKM)  khususnya  pengrajin  grafir  batu alam  (marmer,  granit)  yang  berada  di  daerah Pekalongan,  dalam  produksinya  masih  menemui beberapa  kendala.  Pengrajin  grafir  marmer,  granit yang  sering  dilakukan  adalah  grafir  prasasti,  batu nisan, vandel, dan nomor rumah. Kendala utama yang dialami  oleh  pengrajin  grafir  marmer  adalah keterbatasan  sumber  daya  manusia  (tukang),  variasi disain  produk,  kecepatan  waktu,  dan  kualitas  hasil
grafirnya  sedangkan  permintaan  pasar  semakin  hari semakin tinggi. Untuk membuat sebuah grafir prasasti peresmian sebuah masjid dibutuhkan waktu tiga hari,
proses  kerajinan  secara  manual  membutuhkan waktu  yang  lama  variasi  disainnya  juga  terbatas.  Hal ini yang mendorong untuk dilakukan upaya mengoptimalkan  proses  produksi  kerajinan  grafir dengan  menggunakan  mesin  cnc  router  untuk meningkatkan  produksi  dan  ragam  produk  kreatif bahan  batu  alam.  Mesin  cnc  router  merupakan jawaban  dari  tuntutan  UMKM/industri  akan  produk yang  berkualitas  meliputi  keakurasian  yang  tinggi, kepresisian  tinggi,  bentuk  benda  yang  komplek  dan kemampuan  menghasilkan  produk  secara  massal. Mesin  CNC (computer  numerical  controller) router

## GRAFIR BATU ALAM DENGAN MESIN CNC ROUTER UNTUK MENINGKATKAN RAGAM PRODUK KREATIF INDONESIA
Suharto 1) , Kunto Purbono 2) , Ahmad Supriyadi 3) , Karnowahadi 4)
1,2,3) Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Semarang
4) Jurusan Administasi Bisnis, Politeknik Negeri Semarang
1) pakharto58@mail.com, 2) kunto.purbono@gmail.com, 3) ahmadsupriyadi32@gmail.com,
4) karnojogja@gmail.com

## ABSTRACT
The development of Computer Numerical Controller (CNC) machines for creative product manufacturing needs to  be  encouraged  to  improve  the  variety  and  quality  of  results  in  Indonesia.  Manually  engraving  natural  stone (marble, granite) by relying on the skills of people and simple equipment will produce a product with a long time. Competition in business and industry is needed to improve effectiveness and efficiency with short time-making indicators,  low  prices,  and  variety  of  products  that  interest  consumers.  The  aim  of  the  researh  was  to  find  the most  effective  and  efficient  machining  parameters,  to  analyze  the  factors  affecting  surface  roughness,  and  to enrich  the  variety  of  creative  product  designs  of  marble  materials.  This  research  uses  experimental  method approach  that  to  find  the  effect  of  cutting  speed  variable,  the  feedrate,  the  depth  of  cutting  to  the  quality  of surface roughness. The results of the reseacrh  found machining parameters of cutting speed 30 (m/min), spindle rotation  12000  (rpm),  feedrate  2000  (mm/min).  Factor  analysis  that  influence  to  marbled  surface  roughness  of marble higher feedrate, depth of cutting hence higher also roughness value surface of marble stone. Apllication computer and engineering software able to increase creative product design variety.

## ABSTRAK
Pengembangan mesin Computer Numerical Controller (CNC) router khusus pembuatan kerajinan produk kreatif perlu  didorong  untuk  meningkatkan  ragam  dan  kualitas  hasil  di  Indonesia.  Grafir  batu  alam  (marmer,  granit) secara  manual  dengan  mengandalkan  ketrampilan  orang  dan  peralatan  sederhana  akan  menghasilkan  produk dengan  waktu  lama.  Kompetisi  dalam  dunia  usaha  dan  industri  diperlukan  untuk  meningkatkan  efektifitas  dan efisiensi  dengan  indikator  waktu  pembuatan  singkat,  harga  murah,  variasi  disain  lebih  banyak  dan  menarik. Tujuan  penelitian  untuk  menemukan  parameter  pemesinan  yang  efektif  dan  efisien,  menganalisis  faktor  yang berpengaruh terhadap kekasaran permukaan, dan  pengkayaan ragam disain  produk kreatif  bahan  batu marmer. Penelitian  ini  menggunakan  pendekatan  metode  eksperimen  yaitu  penelitian  untuk  menemukan    pengaruh variabel putaran spindle, kecepatan pemakanan, kedalaman pemakanan terhadap kualitas kekasaran permukaan. Hasil penelitian  menemukan parameter pemesinan kecepatan potong 30 (m/min), putaran spindle  12000 (rpm), kecepatan/laju  pemakanan  2000  (mm/min).  Analisis  faktor  yang  berpengaruh  terhadap  kekasaran  permukaan grafir marmer semakin tinggi   kecepatan/laju pemakanan, kedalaman pemakanan maka semakin tinggi pula nilai kekasaran  permukaan  batu  marmer.  Aplikasi  komputer  dan  engineering  software  mampu  meningkatkan  ragam disain produk kreatif.
Kata kunci: Batu alam; mesin CNC router; produk kreatif; daya saing
merupakan  mesin  perkakas    yang  digunakan  untuk melakukan pemotongan (cutting), pengukiran (engraving), dan  pemberian  tanda (marking) benda kerja  dengan  pahat  yang  berputar  pada  sumbunya, permukaan yang dipotong baik berbentuk datar, sudut atau  melengkung.  (Salam,A.Rohman,  2013:  Nanda Afriliyan, 2013)
Teknologi  proses  pemesinan  CNC  router mengalami  perubahan  sejalan  dengan  era  globalisasi dari produk-produk budaya dan teknologi
konvensional menuju teknologi modern
(Suryanto,dkk:2014; Suharto,dkk: 2016). Dunia menjadi  tempat  yang  sangat  dinamis  dan  kompleks sehingga  kreativitas  dan  pengetahuan  menjadi  suatu aset  yang  tak  ternilai  dalam  kompetisi  dan pengembangan  ekonomi  kreatif.  Ekonomi  kreatif adalah  sebuah  konsep  di  era  ekonomi  baru  yang penopang  utamanya  adalah  informasi  dan  kreativitas di mana ide dan stock of knowledge dari Sumber Daya Manusia  (SDM)  merupakan  faktor  produksi  yang utama  dalam  kegiatan  ekonomi.  Ekonomi  kreatif dikenal  sebagai konsep pengembangan  ekonomi  yang mengandalkan daya kreasi untuk menciptakan produk maupun  menambah  nilai/value,  sehingga  ekonomi kreatif  memiliki  potensi  besar  untuk  menjadi  salah satu  sektor  penggerak  roda  perekonomian  daerah. Ekonomi kreatif juga dipahami tidak hanya mengenai penciptaan  nilai  tambah  secara  ekonomi,  tetapi  juga penciptaan  nilai  tambah  secara  sosial  dan  mental. (Komsan Suriya, 2012; Ardista, 2014)
Dalam proses pemesinan  secara  manual  maupun CNC (Computer  Numerical  Control), output  yang diharapkan adalah mampu melakukan proses pemesinan secara cepat dan skala yang besar dan
spesifikasi  geometri  yang  diharapkan.  Namun  pada hasil  proses  pemesinan  sering  terjadi  kekasaran  pada permukaan  benda  yang  dikerjakan  sangatlah  berbeda. Kekasaran permukaan adalah salah satu penyimpangan yang disebabkan oleh kondisi pemotongan  dari  proses  pemesinan.  Oleh  karena  itu, untuk    memperoleh  produk  bermutu  berupa  tingkat kepresisian  yang  tinggi  serta  kekasaran  permukaan yang  baik,  perlu  didukung  oleh  proses  pemesinan yang  tepat.  Karakteristik  kekasaran  permukaan dipengaruhi  oleh  beberapa  parameter  pemotongan diantaranya  yaitu  kecepatan  spindel  (spindle  speed), kedalaman  pemakanan  (depth  of  cut),  alur  pahat (Toolpath), dan material benda kerjanya.
Ardiansyah (2011) dalam penelitiannya menghasilkan pengaruh parameter pemesinan terhadap  kekasaran  permukaan  kayu  jati.  Patel  K.P. (2012) menganalisis eksperimen kekasaran permukaan pada  proses  pemesinan  CNC  milling  3-axis  dengan bahan  aluminium.  Penelitian  saat  ini  menemukan parameter  pemesinan  CNC  router terhadap  kekasaran permukaan batu marmer dan menganalisis faktor yang paling berpengaruh terhadap kekasaran permukaan.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
Kecepatan  potong  (cutting  speed)  merupakan kecepatan  gerak  putar  cutting  tools  yang  dinyatakan
dalam  meter  per  menit.  Kecepatan  potong  ini tergantung dari bahan benda kerja yang akan dipotong dan bahan dari cutting tools itu sendiri. Untuk mencari kecepatan potong rumusnya dengan:
Keterangan: V = kecepatan potong (m/min) d = diameter cutting tool (mm), dan n = putaran spindle (rpm)
Putaran spindle merupakan kemampuan putaran mesin dalam satu menit. Nilai kecepatan potong  jenis  bahan batu marmer setara dengan baja V = 30 (m/min) maka putaran spindle dapat dihitung dengan persamaan (1). Kecepatan/laju  pemakanan  (feedrate)  merupakan gerak makan (f) jarak lurus yang ditempuh cutting tool dengan laju konstan relatif terhadap benda kerja dalam satuan waktu (mm/min).
Keterangan: Vf = kecepatan/laju pemakanan (mm/min), n =  putaran spindle (rpm), z  = jumlah gigi pada cutting tool, dan f z = kecepatan/laju pemakanan pergigi (mm/tooth)
Kedalaman  pemotongan (depth  of  cut) ditentukan berdasarkan  selisih  tebal  benda  kerja  awal  terhadap tebal  benda  kerja  akhir.  Besarnya  kedalaman  potong berhubungan  erat  dengan  kecepatan  pemakanan  dan juga dari diameter cutting tool tersebut.
Rumusan  parameter  pemesinan  CNC  router  terdiri putaran  spindle  (rpm),  kecepatan/  laju  pemakanan (mm/min),  dan  kedalaman  pemotongan  (mm)  yang berpengaruh  terhadap  kekasaran  permukaan  batu marmer/granit.  Selanjutnya  menganalisis  faktor  yang berpengaruh  terhadap  kekasaran  permukaan.  Lalu proses pengkayaan ragam produk kreatif melalui input foto  pada  halaman  software  CorelDRAW  menjadi siluet,  selanjutnya  dengan  software  Aspire  Vectric dihasilkan  notepad  g-code  lalu  eksekusi  mach-3  pada mesin CNC router.
Tujuan  penelitian  untuk  mendapatkan  setting  optimal parameter pemesinan CNC router, menganalisis faktor yang berpengaruh terhadap kekasaran permukaan batu marmer.  Kondisi  optimal  parameter  pemesinan  yang tepat  dan  efisien  waktu,  kekasaran  permukaan, keamanan  bagi  cutting  tools  guna  pengkayaan  ragam produk kreatif Indonesia.

## 3. METODOLOGI
Lokasi,  Waktu,  Bahan,  dan  Peralatan.  Tempat pelaksanaan  kegiatan  penelitian  di  Laboratorium perancangan  Politeknik  Negeri  Semarang  dan  Erriesa Griya Cetak Pekalongan. Waktu pelaksanaan kegiatan berlangsung  mulai  bulan  April  sd  Agustus  2018. Bahan  yang  digunakan  antara  lain  batu  alam  jenis marmer  ukuran  panjang  300  (mm);  lebar  250  (mm); tebal  10  (mm).  Mesin  dan  Peralatan  yang  digunakan mesin CNC router dengan  sistem pendingin (collant),
sistem  penjepit,  cutting  tools  bahan  karbida  jenis Engraving  bits  sudut  60 o Tip  diameter  6  mm,  dan surface roughness tester.
Pelaksanaan grafir batu alam dengan mesin CNC router  untuk  meningkatkan  ragam  produk  kreatif Indonesia terdiri dari tahapan, gambar 1 : 1. Identifikasi  kebutuhan  kerajinan  Grafir  batu  alam (marmer/granit), jenis bahan, jenis produk kerajinan.
2. Disain  motif  grafir  batu  marmer/granit  dilakukan dengan  menggunakan  komputer  dengan  beberapa software coreldraw, aspire vectric, dan mach-3.
3. Bahan batu marmer disiapkan di meja kerja mesin CNC  router  dijepit  bagian  tepi  sehingga  tidak bergerak  arah  sumbu  X,  sumbu  Y,  dan  sumbu  Z. Sistem  pendingin  air  yang  terpasang  pada  mesin CNC  router  dipastikan  dapat  bekerja  optimal mendinginkan cutting tools selama proses pemesinan berlangsung.
4. Mesin  CNC  router  3-Axis  yang  digunakan produksi  lokal  dengan  spesifikasi:  machine dimension:  1540x1005x1500 (mm); working area: 600x400x150 (mm); spindle motor: 3 (Kw) 18000 (rpm);  axis  drive  :  stepper  motor  X=8.7  (Nm), Y=8.7  (Nm),  Z=7.7  (Nm),  tool  holder:  collet ER20, max tool dia. 13 (mm); Power:
AC220V/50Hx,3.5  (Kw);  Komputer:  Dualcore 2GB  RAM,  15”  Touchscreen  LCD  Monitor; software: mach-3 CNC control
(www.machsupport.com)  .  Mesin  CNC  router disetting dengn parameter putaran spindle, dept of cut,  feedrate,  jenis  cutting  tools,  dan  bahan  batu alam marmer/granit.
5. Ujicoba pemesinan dilakukan dengan batu marmer ukuran  300x250x10  (mm)  dengan  parameter pemesinan  untuk  menghasilkan  rekomendasi  hasil grafir  marmer  terbaik.  Proses  iterasi  nilai parameter  pemesinan  CNC  router  dilakukan sampai  ada  hasil  grafir  yang  dapat  digunakan untuk  melakukan  pemesinan  produk  kreatif sesungguhnya.
6. Evaluasi  merupakan  langkah  untuk  mendapatkan informasi  tentang  parameter  pemesinan  terbaik (putaran  spindle,  laju  pemakanan,  kedalaman pemotongan,  jenis  cutting  tools)  dikorelasikan dengan kualitas hasil grafir marmer dan keamanan terhadap peralatan dan mesin CNC router.
7. Pembuatan produk kreatif grafir  batu  marmer dari disain  logo  Polines,  Logo  Ristek  Dikti,  dan  Logo Garuda  menggunakan  bahan  ukuran  300x250x10 (mm).
8. Finishing pada grafir batu marmer/granit dilakukan dengan  memberikan  tampilan  produk  kreatif  yang menawan.
9. Kegiatan  ini  meliputi  merapikan  sudut  tajam,  dan proses  coating  pada  alur  grafir  dengan  cat.  Tahap akhir  Kegiatan  grafir  batu  marmer  dibandingkan dengan  cara  konvensional  mulai  dari  persiapan, pelaksanaan,  sampai  tahap  finishing.  Gambar  1 rancangan  penelitian  grafir  batu  marmer  dengan mesin CNC router. (Gambar 1)

## Sumber: Suharto,dkk. (2018)

## Gambar 1. Rancangan Penelitian

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Data  hasil  eksperimen  yang  terkumpul  tabel  1 kemudian  dianalis  untuk  mangetahui  pengaruh parameter pemesinan CNC milling terhadap karakteristik  kualitas  dan  kondisi  optimal  dari kombinasi  level  parameter  pemesinannya.  Semakin tinggi  kecepatan  spindle,  maka  akan  menghasilkan nilai  kekasaran  permukaan  yang  semakin  kecil. Sebaliknya  semakin  rendah  kecepatan  spindle,  maka akan  menghasilkan  nilai  kekasaran  permukaan  yang semakin besar. Semakin tinggi kecepatan/laju pemakanan,  maka  akan  menghasilkan  nilai  kekasaran permukaan  yang  semakin  besar.  Sebaliknya  semakin rendah kecepatan/laju pemakanan, maka akan menghasilkan  nilai  kekasaran  permukaan  yang semakin kecil.
Eksperimen  dilakukan  dengan  bahan  baku  batu marmer jenis Ornamental marble ukuran 300 x 250 x 10  (mm)  menggunakan  cutting  tools  jenis  karbida, sistem pendingin air (collant) dan mesin CNC router.
Parameter  pemesinan  untuk  putaran  spindle 12000  (rpm),  kecepatan/  laju  pemakanan  2000 (mm/min),  plunge  480  (mm/min),  pass  depth  0.5 (mm),  step  over  0.12  (mm)  menghasilkan  grafir  batu marmer  dengan  kualitas  baik  memenuhi  fungsional dan keamanan cutting tools mesin CNC router.
Tabel 1. Hasil eksperimen grafir batu marmer

## Sumber: Suharto,dkk. (2018)
Ujicoba  yang  lebih  luas  dilakukan  untuk pembuatan produk kreatif  bahan  batu  marmer dengan ukuran  300x250x10  (mm)  dengan  disain  grafir  logo Polines, logo Ristekdikti, dan logo Garuda. Gambar 2 proses  pemesinan  bahan  batu  marmer  dengan  mesin CNC router.
Eksperimen  parameter  pemesinan  CNC  router untuk  grafir  batu  marmer  menunjukkan  pengaruh faktor  laju/  kecepatan  pemakanan (feedrate) paling tinggi  terhadap  nilai  kekasaran  permukaan  artinya semakin  tinggi feedrate makan  permukaan  semakin kasar.  Selanjutnya  kedalaman  pemakanan  (mm)  juga berpengaruh terhadap  kekasaran  artinya  semakin dalam pemakanan semakin kasar permukaannya.

## Sumber: Suharto,dkk. (2018)
Gambar 2. Proses Pemesinan CNC router
Sumber: Suharto,dkk. (2018)
Gambar 3. Produk Grafir setelah difinishing

## Tabel 2. Parameter pemesinan terbaik CNC router
Sumber : Suharto,  dkk.  (2018)

## 5. PENUTUP
5.1   Kesimpulan
Hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan  dapat ditarik kesimpulan:
1. Parameter pemesinan CNC router untuk grafir batu marmer  kecepatan  potong  (cutting  speed)  30 (m/min),  putaran  spindle  (spindle  rotation)  12000 (rpm),  kecepatan/laju  pemakanan  (feedrate)    2000 (mm/min).
2. Analisis  faktor  yang  berpengaruh  terhadap kekasaran  permukaan  grafir  marmer    pertama adalah  kecepatan/laju  pemakanan,  kedalaman pemakanan  artinya  semakin  tinggi  nilainya semakin  tinggi  nilai  kekasaran  permukaan  batu marmer.
3. Keamanan cutting tools terpilih cutting tools bahan karbida  jenis  Engraving  bits  sudut  60 o Tip diameter  0.5  mm  mampu  menyelesaikan  grafir marmer  logo  polines  waktu  01:36:22,  logo ristekdikti  01:54:53,  logo  garuda  01:40:26  tanpa ganti  cutting  tool.  Dengan  pendingin  cairan dromus yang kontinyu untuk menjaga cutting tools bekerja optimal.
4. Pengkayaan  ragam  produk  kreatif  grafir  marmer dapat dimulai dengan disain  input berbagai ragam foto  pada  halaman  corelDraw  menjadi  siluet, dilanjutkan  dengan  setting  Aspire  vectric  dan ekskusi mach3 pada mesin CNC router.

## 5.2  Saran
Penelitian  pengembangan  untuk  produk  kreatif yang  dihasilkan  dari  mesin  CNC  Router  3  dimensi. Penelitian  pengembangan  untuk  mesin  CNC  router dengan  4  sumbu,  5  sumbu.  Penelitian  pengembangan untuk  material  acrylic,  aluminium,  cetakan  aneka produk kreatif untuk cindera mata.

## DAFTAR PUSTAKA
Ardiansyah,  2011.  Pengaruh  Parameter  Pemesinan pada  Kayu  terhadap  Kekasaran  Permukaan. Semarang:Skripsi. UNDIP. Ardista,  2014.  Generasi  Millennial  dalam  Era Ekonomi Kreatif. Diakses melalui http://news.indonesiakreatif.net/gen-millennial/
Getting  Started  With  3D  in  Aspire.    Introduction  to Modelling  Ocean  Drive  House  Sign  Tutorial  . (c) Vectric Ltd The Coach House Upper Skilts Farm  Gorcott  Hill,  Beoley  B98  9ET  UK. support@vectric.com. www.vectric.com/support/training- material/aspire.html
Irfan  Afandi.  2014.  Belajar  CorelDraw  X4  Panduan Belajar  dan  Praktek.  Modul  CorelDraw.  MAN 2 Banjarnegara. https://www.scribd.com/doc/89167017/Modul- Corel-Draw-X4. Komsan  Suriya,  2012.  The  Creative  Economy:  How people makes money from idea. The Empirical Econometrics  and  Quantitative  Economic Letters Volume 1, Number 4, september2012.pp.180-182.
K.P.,  Patel,  2012.  Experimental  Analysis  on  Surface Roughness of CNC End Milling Process Using
Taguchi  Design  Method.  International  Journal of  Engineering  Science  and  Technology (IJEST).Vol.4 No.2: 540-545
Nanda  Afrilyan.  2015.  Pemodelan  Mesin  CNC Engraving  Untuk  Pembuatan  PCB.  Fakultas Teknik  Program  Studi  S-1  Teknik  Mesin.
Universitas Diponegoro. Skripsi.
Salam, A. Rohman. 2013, Proses Pembuatan Part RIB
AT STN  WFX 365.514 Komponen dari Sayap
Pesawat  Airbus  A380,  Laporan  Kerja  Praktek,
Universitas Diponegoro, Semarang.
Suharto,  Suryanto,  Sarana.  2016.  Pengembangan
Rancang Bangun Canting Batik Cap Berkualitas  Biaya  Murah.    Seminar  Nasional Terapan Riset Inovatif (SENTRINOV)
Semarang,  15  –  16  Oktober    2016,
PROSIDING Vol. 01, Tahun 2016. ISSN: 2477 – 2097. pp.344-352 Suharto, Kunto Purbono, Ahmad Supriyadi,
Karnowahadi.  2018.  Rekayasa  Mesin  Milling CNC  Untuk  Kerajinan  Batu  Dalam  Rangka
Meningkatkan  Daya  Saing  Industri  Kreatif  Di
Pekalongan.  Laporan  penelitian  Tahun  ke-2 PSNi-DRPM Kemeristekdkti. Suryanto,  Suharto,  VS  Tri  Priyo,  Sarana,  Iwan
Hermawan, & Agus Suwondo. 2014. Innovation of Making of the Batik Stamp Stand for  Development  of  National  Batik.  Paper dalam  Seminar  International  :  Engineering International  Conference-  Education,  Concept and  Application  of  Green  Technology,  June 2014 at, UNNES, Semarang.
Suryanto,  Suharto,  VS  Tri  Priyo,  Sarana,  Iwan
Hermawan, & Agus Suwondo.2015. Pembuatan Canting Batik Cap (CBC) Menggunakan  Mesin  CNC  Router  Berbasis Software Mastercam. Science And Engineering National  Seminar  1  (SENS  1)  UPGRIS  - Semarang,  8  Agustus  2015.  Prosiding  ISBN  : 978-602-0960-12-8. pp.95-100. Surdia,  T.,  Saito,  S.,  1985,  Pengetahuan  Bahan Teknik,  Cetakan  Ke-3,  PT.  Pradnya  Paramita, Jakarta.
Takhesi  Sato.G., Sugiarto.H.N.,  2014.  Menggambar Mesin  menurut  standar  ISO,  PT  Pradnya Paramita, Jakarta.