Judul: Eco-Friendly and High-Performance Cutting Tool Edge Engineering for Milling of Composite Boards
Abstrak: Papan komposit seperti wood plastic composite (WPC), laminated veneer lumber (LVL), dan strand board (SB) dikembangkan di berbagai negara untuk mensubtitusi kayu solid berkualitas tinggi yang semakin terbatas dan mahal. Papan komposit tersebut sangat populer sebagai bahan bangunan sejak beberapa tahun terakhir, karena memiliki kekuatan, keawetan dan nilai estetika yang tinggi. Dalam industri pengerjaan kayu, optimasi operasi pemotongan papan komposit sangat dipengaruhi oleh performa mata pisau yang digunakan dalam proses pemotongan dan kondisi pemotongan yang diaplikasikan. Performa mata pisau yang tinggi dicirikan oleh daya tahan aus pisau yang tinggi, permukaan produk hasil pemotongan yang halus, serta emisi debu dan suara yang rendah. Pendekatan teknis yang dapat dilakukan untuk mewujudkan hal tersebut adalah melakukan rekayasa pada permukaan mata pisau dan penyesuaian kondisi pemotongan. Penelitian laboratoris untuk menelaah performa mata pisau terekayasa telah dilakukan dalam dua tahap. Penelitian tahap pertama bertujuan menelaah performa mata pisau konvensional yang hanya terlapisi TiAlN (monolapis) dan yang terlapisi secara multilapis dengan TiAlN/TiBON dan TiAlN/TiSiN. Penelitian tahap kedua bertujuan menelaah performa mata pisau heliks bersudut 15, 30, 45, 60, dan 75 o. Performa mata pisau terekayasa tersebut diuji dalam pemotongan WPC, LVL, dan SB pada mesin computer numerical control router dengan kondisi pemotongan yang sama untuk mata pisau monolapis dan multilapis, serta dengan dua macam proses pemotongan (up-milling dan down-milling) dan tiga kategori laju pengumpanan (2, 3, dan 4 m mnt-1) untuk mata pisau heliks. Hasil penelitian tahap pertama menunjukkan bahwa mata pisau berpelapis memiliki performa yang lebih baik dibandingkan mata pisau tanpa bahan pelapis. Namun, mata pisau multilapis TiAlN/TiSiN tidak menunjukkan performa yang lebih baik dibandingkan mata pisau monolapis TiAlN akibat koefisien gesekannya yang terlampau tinggi. Performa terbaik diantara mata pisau yang diuji dihasilkan oleh mata pisau multilapis TiAlN/TiBON yang memiliki daya tahan aus tertinggi, permukaan hasil pemotongan yang paling halus, dan emisi suara yang relatif lebih rendah. Kerapatan yang tinggi dan kandungan bahan abrasif yang lebih banyak pada WPC merupakan faktor utama penyebab tingginya aus pada mata pisau yang diuji. Bentuk dan distribusi serpih, kekasaran bidang potong papan komposit, dan tingkat kebisingan cenderung lebih ditentukan oleh perbedaan struktur papan komposit daripada intensitas aus mata pisau. Sementara itu, hasil penelitian tahap kedua menunjukkan bahwa mata pisau heliks memiliki daya tahan aus yang lebih tinggi, gerak serpih yang lebih baik dengan kecepatan hamburan yang lebih rendah, permukaan hasil pemotongan yang lebih halus, dan emisi suara yang lebih rendah dibandingkan mata pisau konvensional (sudut heliks 0 o). Performa terbaik diantara mata pisau heliks yang diuji dihasilkan oleh mata pisau heliks bersudut 75 o. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa laju pengumpanan yang rendah selama proses pemotongan menghasilkan hamburan serpih yang sempit dengan kecepatan hamburan yang rendah, kualitas permukaan hasil pemotongan yang baik, dan emisi suara yang rendah, disamping tidak menimbulkan kerusakan mata pisau yang signifikan. Arah dan lebar hamburan serpih dalam proses up-milling hampir sama dengan yang dihasilkan dalam proses down-milling. Namun, dalam proses down-milling dihasilkan bentuk serpih yang lebih baik dengan ukuran yang lebih seragam, kualitas permukaan hasil pemotongan yang lebih baik, dan kebisingan yang relatif lebih rendah daripada proses up-milling. Sudut heliks pisau dan struktur papan komposit berkontribusi terhadap
Keyword: daya tahan aus, emisi debu dan suara, kekasaran permukaan, mata pisau berpelapis dan heliks, papan komposit