Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Pemesinan mikro merupakan teknik fabrikasi lanjutan untuk produk berukuran mikro atau memiliki akurasi dalam level mikro. Material yang digunakan pun tidak jarang berupa material lanjutan yang memiliki kekuatan tinggi dengan massa yang ringan seperti Ti-6Al-4V. Sebagai akibatnya, material tersebut memiliki sifat keras, getas, dan sulit diproses melalui pemesinan. Penelitian terbarukan menunjukkan bahwa pemberian getaran mampu meningkatkan kualitas dan kemampuan pemesinan untuk material-material dengan sifat tersebut, salah satunya berupa pemberian getaran longitudinal dan torsional (longitudinal torsional vibration assisted micromilling/LT-VAM). Penelitian ini akan mengamati proses pemesinan mikro dengan sistem LTVAM secara simulasi 3D. Pemesinan akan dilakukan dengan kombinasi kondisi kecepatan pemesinan dan jenis horn untuk LTVAM. Melalui pengamatan dengan simulasi 3D, penelitian ini menunjukkan bahwa penggunaan sistem LTVAM dengan horn yang memiliki torsionality tinggi memiliki potensi mengurangi gaya pemesinan hingga 35%, temperatur pemesinan hingga 9%, dan kekasaran permukaan hingga 27%. ......Micromachining is an advanced microfabrication technique for micro-sized or micro-accuracy products. The materials used in micromachining are as advanced as it is, providing high-strength material while keeping its mass low such as those found in Ti-6Al-4V material. As a result, those mentioned advantages make them hard, brittle, and difficult to machine. Recent research articles had shown that vibration induction to the machining process can give a better machining quality to hard and brittle materials, one of which is longitudinal torsional vibration assisted micromilling (LT-VAM). This research is intended to simulate an LT-VAM machining process and how it compares to conventional micromilling. Several horn designs for LTVAM and variable speed will be simulated. Through the usage of 3D simulation techniques, the effects of LTVAM can then be measured. It has been shown that the application of the LTVAM system using a horn that has a high level of torsionality has the potential to reduce up to 9% of cutting temperature, 35% of cutting force, and 27% of surface roughness.

Abstrak :
ABSTRAK
Perkembangan teknologi berukuran mikro meningkat drastis pada beberapa tahun terakhir, terutama dalam bidang biomedical engineering, micro-electro mechanical, dan aerospace engineering. Micromilling merupakan salah satu metode proses manufaktur komponen berukuran mikro. Teknologi micromilling memiliki manfaat besar bagi pengembangan teknologi berskala micro karena proses pengerjaan yang relatif mudah, tingkat kepresisian yang tinggi, serta dapat memperoleh hasil yang baik secara umum. Namun aplikasi micromilling dalam dunia industri masih sangat minim, hal ini disebabkan karena proses pengerjaan yang dapat dikatakan belum efisien. Pada penelitian ini, material yang digunakan merupakan paduan logam dengan seri Al6061 dan dibandingkan dengan material Steel SAE 304. Permodelan CAD dan CAM dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Siemens NX. Permodelan dilakukan untuk mendapatkan CL files yang berisikan koordinat jalur tool (biasa dikenal dengan sebutan NC files). Proses pemesinan dilakukan dengan highspeed micromilling 5 axis, dengan cutting tool berdiameter 0.2 mm. Proses eksperimen berupa pemotongan material pada 8 jalur seperti arah mata angin. Hasil didapatkan berupa nilai average surface roughness (Ra) pada setiap jalur dan gambar scanning electron microscope untuk melihat permukaan setiap jalur. Melalui nilai surface roughness dan gambar permukaan dari setiap jalur, dianalisa hubungan antara hasil dan mikrostruktur material yang didapatkan dari transmission electron microscopy.

---

ABSTRACT
The growth of micro technology has increased dramatically in recent years, particulary in the fields of biomedical engineering, micro-electro mechanical, and aerospace engineering. Micromilling is a method of many manufacturing processes of micro-sized products. Micromilling technology has a lot of benefits for the development of micro-scale technology considering the process is relatively easy, high level of precision, and can obtain good result in general. However, micromilling applications in the industrial world are very low. It is because micromilling process is considered not efficient. In this research, the materials used are metal alloys consist of Al6061 and steel series SAE 304 as comparison. CAD and CAM modeling are using Siemens NX software. Modeling performed to obtain the CL files which contain a list of tool path coordinates (commonly known as NC files). Manufacturing processes are carried out with 5 axis highspeed micromilling and cutting tool diameter of 0.2 mm. Experiment process consists of feeding materials, resulting 8 channels consist of cardinal and ordinal directions on each sample. Average surface roughness (Ra) and scanning electron microscope images of each channel are obtained as the results of experiment and then investigated to analyze the correlations between microstucture of material obtained from transmission electron microscopy.

Abstrak :
Kebutuhan akan produk yang terminiaturisasi telah meningkat tinggi di era konsumer dengan tuntutan tinggi dan dengan tren yang selalu berubah. Hal ini juga yang membuat perkembangan teknologi mikromanufaktur terjadi secara cepat untuk memenuhi kualitas produk yang diinginkan. Salah satu dari teknologi yang dikembangkan ini yaitu ultrasonic vibration assisted machining (UVAM). UVAM berbeda dengan pemesinan konvensional dikarenakan adanya fenomena engage -disengage dari alat potong terhadap benda kerja. Fenomena engage-disengage menghasilkan geometri chip yang berbeda, sehingga menghasilkan permukaan hasil pemesinan yang berbeda juga. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari bagaimana UVAM dapat memberikan kualitas yang lebih baik dibandingkan dengan pemesinan konvensional. Pendekatan yang dilakukan yaitu dengan menghitung posisi cutting edge relatif terhadap benda kerja, baik itu sebelum maupun setelah diaplikasikannya getaran. Simulasi model teoritis dibuat dan dipresentasikan dengan menggunakan MATLAB. Tidak hanya parameter pemotongan dan parameter getaran saja, pengaruh fitur geometri cutting edge juga dipertimbangkan dalam penelitian ini. Sistem UVAM yang digunakan adalah dua dimensi (2D) dan diaplikasikan pada benda kerja. Dari hasil analisis, model yang dikembangkan dapat merepresentasikan geometri chip dan geometri permukaan dari hasil proses UVAM. ......The needs of miniaturized products have increased a lot in this ever-changing era. This also makes the micromanufacturing technologies develop fast in order to meet the required quality of a product. One of the developed technologies is ultrasonic vibration assisted machining (UVAM). UVAM is different than conventional machining because of the way the cutting tool and the workpiece engage and disengage. This engage and disengage phenomenon produces a different chip geometry, hence also produces a different machined surface geometry. The purpose of this sstudy is to give an understanding about how UVAM can have several advantages compared to conventional machining. The approach used in this study is by calculating where the cutting edge position relative to the workpiece, before and after vibration is applied. Simulated theoritical models are made and presented using MATLAB. Not only cutting parameters and vibration parameters, the influence of the geometry feature of cutting edge is also considered in this study. The UVAM system used is two-dimensional (2D) and induced on the workpiece. From the analysis result, the developed model can present the geometry of chip and geometry of machined surface from UVAM proccess.

Abstrak :
Pemesinan mikro adalah proses fabrikasi dengan skala pelepasan material puluhan mikro meter hingga beberapa meter. Salah satu metode yang digunakan untuk dapat menghasilkan produk mikro adalah dengan metode vibration assisted machining (VAM). Vibration assisted machining (VAM) merupakan metode pemesinan di mana getaran dengan amplitudo kecil dikenakan pada pahat atau benda kerja untuk meningkatkan proses fabrikasi. Untuk memberikan getaran pada proses pemesinan digunakan piezoelektrik yang bergetar pada frekuensi ultrasonic dengan amplitudo kurang dari 1 µm, yang sangat rendah untuk pemesinan. Oleh sebab itu digunakan ultrasonic horn yang juga disebut acoustic horn atau sonotrode yang memperkuat getaran pada ujung mata pahat. Karena getaran eksitasi yang diberikan beripa getaran longitudinal saja, perbesaran getaran pada ujung mata pahat juga hanya getaran longitudinal saja. Untuk menghasilkan getaran torsional ditambahkan alur pada sisi samping ultrasonic horn. Melalui pengamatan dengan simulasi 3D, penelitian ini menunjukkan dengan penambahan dan perubahan alur dapat memeperbesar amplitude getaran dengan perbesaran terbesar pada getaran longitudinal sebesar 9,46 kali lipat dan torsional sebesar 10,12 kali lipat. ......Micro machining is a fabrication process with a material release scale of tens of micro meters to several meters. One of the methods used to produce micro products is the vibration assisted machining (VAM) method. Vibration assisted machining (VAM) is a machining method in which small amplitude vibrations are applied to the tool or workpiece to enhance the fabrication process. To provide vibration in the machining process, a piezoelectric vibrating at ultrasonic frequency with an amplitude of less than 1 m is used, which is very low for machining. Therefore, an ultrasonic horn is used which is also called an acoustic horn or sonotrode which amplifies the vibrations at the tip of the tool. Since the excitation vibration is only a longitudinal vibration, the magnification of the vibration at the tool tip is also only a longitudinal vibration. To produce torsional vibrations, grooves are added to the side of the ultrasonic horn. Through observations with 3D simulations, this study shows that by adding and changing the grooves, the amplitude of the vibrations can be increased with the largest magnification in longitudinal vibrations by 9,46 times and torsional by 10,12 times.

Abstrak :
Micromilling adalah pemesinan yang presisi untuk memproduksi geometri 3D yang kompleks dalam berbagai jenis material dengan tingkat pelepasan material tingkat mikro. Hasil pemesinan milling dapat ditingkatkan dengan ditambahkan getaran ultrasonic longitudinal dan torsional pada tool dengan menggunakan piezoelektrik (Longitudinal Torsional Vibration-assisted Machining/LT-VAM). Untuk mentransmisikan daya listrik dari struktur statis ke struktur berotasi, diperlukan Slip Ring. Pada penelitian ini, dilakukan desain dan simulasi sistem transmisi daya ultrasonik untuk LT-VAM sehingga menghasilkan tiga desain yang cocok untuk digunakan pada LT-VAM. Setelah dilakukan simulasi, desain kedua merupakan desain yang memiliki safety factor sebesar 4,3 yang mana terbaik dibandingkan dengan desain yang lainnya. ...... Micromilling is precision machining for producing complex 3D geometries in a wide variety of materials and able to remove material at micro level. Milling machining results can be improved by adding longitudinal and torsional vibration to the tool (Longitudinal Torsional Vibration-assisted Machining/LT-VAM) by using piezoelectric. In order to transmit electric power from a static structure to a rotating structure, a slip ring is required. In this research, design and simulation of ultrasonic power transmission system for LT-VAM is carried out so as to produce two designs that are suitable for use in LT-VAM. After simulation, the best design goes to design number two because it has the highest safety factor which produce 4,3 safety factor score.

Abstrak :
Permintaan akan produk berskala mikro meningkat secara cepat di berbagai bidang perusahaan seperti elektronik, bio-medis, dan sebagainya. Penelitian ini bertujuan untuk menginvestigasi pengaruh parameter pemesinan yang paling signifikan untuk menghasilkan produk mikro dengan tingkat kekasaran permukaan yg rendah pada material Titanium Ti-6Al-4V dengan menggunakan mesin micromilling Hadia 5X Micromill. Dilakukan eksperimen dengan melakukan proses micromilling dengan variasi parameter pemesinan spindle speed dan feed rate dengan depth of cut konstan 10 μm menggunakan pahat potong material karbida dengan diameter 1 mm. Parameter dibagi menjadi 2 yaitu parameter pemesinan low speed cutting dan high speed cutting. Hasil pemesinan berupa slot sepanjang 4 mm dengan kedalaman 10 μm yang kemudian diukur kekasaran permukaannya menggunakan alat ukur kekasaran permukaan. Dari hasil kekasaran permukaan yang didapat dari eksperimen pemesinan slot Ti-6Al-4V, diperoleh bahwa pada parameter pemesinan yang tepat, hasil kekasaran permukaan proses slot cutting Ti-6Al-4V low speed cutting dan high speed cutting tidak memiliki perbedaan yang signifikan. Dari segi produktivitas, high speed cutting memiliki keunggulan dalam menghasilkan produk dengan waktu pemesinan yang cepat dengan kekasaran permukaan yang rendah. Low cutting speed tetap dapat digunakan pada kondisi machine tool yang tidak mempunyai kapabilitas high speed machining dengan mendapatkan kekasaran permukaan yang rendah. ......The demand for micro-scale products is increasing rapidly in various fields of industries such as electronics, bio-medical, optical industry, and so on. This study aims to investigate the influence of the most significant machining parameters to produce micro-products with a low level of surface roughness in Titanium Ti-6Al-4V material using the Micromill Hadia 5X micromilling machine. Experiments carried out by micromilling process with variations in machining parameters of spindle speed and feed rate with a constant depth of cut of 10 μm using a cutting tool of carbide material with a diameter of 1mm. The machining parameters of the micromilling process are divided into 2, namely machining parameters, low speed cutting and high speed cutting. The machining results in the form of a 4 mm long slot with a depth of 10 μm, which then measures its surface roughness using a surface roughness measuring instrument. From the results of surface roughness obtained from the Ti-6Al-4V slot machining experiment, it was found that with the appropriate cutting parameter, the results of the surface roughness of the Ti-6Al-4V slot cutting process with low speed cutting and high speed cutting did not have a significant difference. In terms of productivity, high speed cutting has the advantage of producing products with fast machining times with low surface roughness. On the other hand, low speed cutting still can be useful for machine tools that does not have the capability of high speed cutting and still can produce the same surface roughness as high speed cutting does.

Abstrak :
Beberapa tahun terakhir, kebutuhan suatu produk yang ringan, portabel, dan ukuran yang kecil mengalami peningkatan. Sehingga diperlukan kemampuan dalam proses manufaktur dengan skala mikro, seperti micromilling yang dapat menghasilkan produk mikro berbentuk kompleks dengan kekasaran permukaan yang baik. Penelitian ini menggunakan material Inconel 718 dengan diameter mata pahat sebesar 1 mm, material carbide dengan coating TiAlN. Investigasi pengaruh parameter pemesinan terhadap kekasaran permukaan dibagi menjadi dua bagian besar, yaitu low speed cutting dengan rentang kecepatan spindle speed di bawah 10.000 RPM dan high speed cutting dengan rentang kecepatan spindle speed sebesar 30.000 RPM hingga 80.000 RPM. Pada setiap bagian tersebut dilakukan tiga variasi spindle speed dan juga feed rate dengan kedalaman pemotongan yang konstan. Pada low speed cutting didapat hubungan, yaitu semakin besar nilai feed rate maka kekasaran permukaan yang dihasilkan cenderung semakin meningkat, sedangkan semakin besar nilai spindle speed maka kekasaran permukaan semakin kecil. Hubungan yang sama juga terjadi pada proses high speed cutting. Pada proses high speed cutting, parameter yang optimal terdapat pada spindle speed 50.000 RPM yang dimana parameter tersebut menghasilkan kekasaran permukaan yang baik. Selain itu perbandingan antara low speed cutting dan high speed cutting dipaparkan. Untuk meningkatkan produktivitas pada suatu industri dapat dilakukan dengan meningkatkan kecepatan spindle speed dan feed rate. Kekasaran permukaan yang baik dengan proses pemesinan yang cepat dapat menggunakan parameter dengan spindle speed 50.000 RPM dengan feed rate 6 mm/s. Namun jika terdapat keterbatasan spesifikasi dari mesin, terutama pada putaran motor spindle, dapat menggunakan parameter pemesinan di bawah 30.000 RPM dengan kekasaran permukaan yang dihasilkan berada pada rentang 0.05 hingga 0.12 µm. Parameter dengan spindle speed 3.000 RPM tidak direkomendasikan karena terjadi fracture pada mata pahat. ......In the past years, the needs for a product that is lightweight, portable, and has a small size has increased. So that we need capabilities in a micro-scale manufacturing process, such as micromilling which can produce complex micro-products with good surface roughness and accuracy. This study used Inconel 718 material with a cutting tool diameter 1 mm, carbide material with TiAlN coating. Investigation of the effect of machining parameters on surface roughness is divided into two major parts, low speed cutting with spindle speed range below 10,000 RPM and high speed cutting with a spindle speed range of 30,000 RPM up to 80,000 RPM. In each section three variations of spindle speed and feed rate were carried out with a constant depth of cut. In the low speed cutting process found relationship between machining parameters and surface roughness, the greater the feed rate, the surface roughness tends to increase, while the greater the spindle speed, the smaller the surface roughness produced. The same relationship also occurred in the high speed cutting process. In the process of high speed cutting, the optimal parameters found with spindle speed of 50,000 RPM, which results in good surface roughness. In addition, a comparison between low speed and high speed cutting is presented. Increasing productivity in an industry can be done by increasing the spindle speed and feed rate. Good surface roughness with a fast machining process obtained with parameters 50,000 RPM spindle speed and feed rate 6 mm/s. But if there are limitations to the specifications of the machine tool, especially on the spindle motor rotation, it can use machining parameters below 30,000 RPM with the surface roughness in the range of 0.05 to 0.12 µm. Parameters with a spindle speed of 3,000 RPM are not recommended because fractures occurred in the cutting tool.

Abstrak :
Keausan mata pahat menjadi masalah utama dalam industri manufaktur ketika proses pemesinan karena keausan mata pahat menjadi pengaruh besar dalam kualitas produksi. Terdapat dua metode pemantauan tool wear, yaitu direct dan indirect. Direct tool wear monitoring merupakan metode pemantauan dengan melakukan pengukuran tingkat keausan mata pahat secara langsung pada proses pemesinan. Penelitian ini mengembangkan sistem manipulator sebagai robot inspeksi yang memiliki fungsi menggerakkan Dinolite sebagai alat bantu pemantauan keausan mata pahat secara visual. Penelitian ini merancang sistem mekanikal dari manipulator dalam pembuatan desain dan struktur mekanikal, kinematika dan dinamika dari manipulator, serta pengujian dari akurasi dan repeatability dari sistem. Sistem kinematika menggunakan inverse kinematics dan forward kinematics dengan menggunakan parameter Denavit-Hartenberg. Dalam mencari besarnya kecepatan end effector, digunakan persamaan Matriks Jacobian, dimana fungsi dari Matriks Jacobian tersebut digunakan dalam menentukan torsi dari tiap joint. Keluaran dari penelitian ini adalah sistem manipulator sebagai alat bantu pemantauan keausan mata pahat pada proses micromilling. Berdasarkan penelitian didapatkan nilai error hasil kompensasi untuk joint 1, 2 dan 3 sebesar -0,007%, 0,001%, dan 0,016%. Didapat juga nilai repeatability manipulator untuk mencapai suatu titik yang sama dengan rata-rata 0,307.

---

Tool wear is a major problem in the manufacturing industry during the machining process because the tool wear becomes a major influence on the quality of production. There are two tool wear monitoring methods, direct and indirect, direct tool wear monitoring is a monitoring method by measuring the level of tool wear directly on the machining process. This Research uses the assistance of a robotic arm manipulator as a tool for monitoring tool wear with the direct tool wear monitoring method. This research develops a manipulator system as an inspection robot, which has the function of moving Dinolite as a visualization device in monitoring tool wear. This research designs mechanical systems of manipulators, mechanical structures, kinematics and dynamics of manipulators, and testing of the accuracy and repeatability of the system. The kinematics system inverse kinematics and forward kinematics using the Denavit-Hartenberg parameter. To find the magnitude of the end effector speed the Jacobian Matrix equation is used, where the function of the Jacobian Matrix is used in determining the torque of each joint. The output of this research is the manipulator system as a tool for monitoring tool wear in the micro-milling process. Based on the research, the error value of the compensation results for joints 1, 2 and 3 was -0,007%, 0,001%, and 0,016%. There is also repeatability value of manipulator value to reach a point that is equal to an average of 0,307.

Abstrak :
Lung-on-Chip merupakan perangkat mikro yang mereplikasi aktivitas dan fisiologi paru-paru manusia sehingga memungkinkan adanya pengembangan model penyakit secara in vitro. Metode ini mengkombinasikan teknologi mikro Lab-on-Chip dan kultur sel. Lung-on-Chip terdiri dari 2 saluran mikrofluida yang masing-masing dialiri oleh udara dan darah. Keduanya dipisahkan oleh sebuah membran berpori yang ditempelkan sel epitel pada sisi aliran udara dan sel endotel pada sisi aliran darah. Penelitian ini membahas mengenai perancangan, fabrikasi dan perakitan sistem Lung-on-Chip. Molding PDMS dilakukan pada cetakan yang telah dibentuk menggunakan metode milling. Dimensi penampang saluran dirancang sebesar 20 x 0.5 x 0.3 mm (panjang x lebar x tinggi). Terdapat 2 variasi membran berpori, yaitu 26 x 1 dengan jarak array 0.6 mm dan 39 x 2 dengan jarak array 0.4 mm. Ukuran pori-pori yang diinginkan adalah 100 x 100 μm dengan ketebalan 40-45 μm. Pengukuran geometri hasil fabrikasi dilakukan pada seluruh komponen. Pengujian fungsional terhadap Lung-on-Chip dilakukan dengan menganalisis fenomena transfer yang terjadi. Terdapat 4 variasi keadaan yaitu, aliran tanpa membran, dengan membran berpori 26 x 1, membran berpori 39 x 2 dan membran non-porous. Hasil simulasi dan eksperimen menunjukkan bahwa semakin besar luas permukaan kontak antara propanol dan air, maka akan semakin besar pula difusi yang terjadi. ...... Lung-on-Chip is defined as a microdevice that mimics the activities and physiological responses of human lung. It allows us to study human diseases model in vitro. The technology combines Lab-on-Chip microfabrication technique and cell culture model. This device contains parallel microfluidic channels separated by a porous membrane with human lung air sac cells on one side and human lung capillary cells on the other. Air is flowed over the top side and the lower side is flowed by human blood. This thesis presents the design, fabrication method and assembling of Lung-on-Chip. It uses PDMS molding and the mold has been formed by milling. The size of microchannels is 20 x 0.5 x 0.3 mm (length x width x height). There are 2 variation of porous membrane, which are 26 x 1 with 0.6 mm array and 39 x 2 with 0.4 mm array. The size of the pores is 100 x 100 μm and the membrane thickness is 40-45 μm. Functional testing of Lung-on-Chip has been done by analyzing transport phenomenon in microfluid. There are 4 different state; flow without membrane, flow with membrane 39x2, flow with membrane 26x1 and flow with non-porous membrane. The simulation and experimental result show that the surface area increases the rate of diffusion.