Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Kecepatan kapal adalah suatu nilai yang penting guna untuk memenuhi standart kecepatan dinas kapal. Pengoptimalan sistem propulsi kapal adalah faktor yang perlu diperhatikan. Beberapa penelitian untuk meningkatkan sistem propulsi kapal sudah banyak dilakukan, salah satunya adalah wake equalizing ducts dan kort nozzle. Penelitian tersebut bertujuan untuk mengarahkan aliran air lebih banyak dari sisi bawah dan sisi samping lambung kapal menuju ke baling - baling kapal. Cara ini dimaksudkan agar dapat meningkatkan efisiensi baling - baling, yang nantinya akan meningkatkan kecepatan kapal secara langsung. Dengan tujuan yang sama dengan wake equalizing ducts dan kort nozzle, maka water tunnel dirancang dengan rancangan yang lebih sederhana. Water tunnel adalah suatu terowongan air berbentuk kotak lengkung yang terhubung dari bawah lambung kapal ke buritan menuju baling - baling. Water tunnel ini memanfaatkan aliran air bawah lambung kapal untuk mengubah energi mekanik menjadi energi kinetik setelah aliran air masuk ke baling - baling. Cara ini diharapkan dapat mengalirkan air lebih terarah menuju ke baling - baling, sehingga efisiensi baling - baling meningkat, yang dapat terukur langsung melalui kenaikan kecepatan kapal. Penelitian ini dilakukan dengan cara ekperimental dan simulasi untuk mengetahui fenomena yang terjadi akibat penggunaan water tunnel. Cara Eksperimental dilakukan untuk membandingkan kecepatan kapal yang terjadi antara penggunaan water tunnel dan tidak menggunakan water tunnel, dan cara simulai dilakukan guna mengetahui fenomena aliran yang terjadi di dalam water tunnel. Sehingga pada akhir penelitian didapatkan analisa kecepatan yang terjadi akibat penggunaan water tunnel pada kapal pelat datar. Dari hasil uji kecepatan secara eksperimen didapatkan kenaikan 19-32% dengan menggunakan water tunnel pada kapal pelat datar, dan dari hasil simulasi didapatkan kontur kecepatan aliran di dalam water tunnel dengan batasan pengujian yang dihasilkan.

---

Ship velocity is the important value to meet the standard of ship velocity service. Optimalization ship propulsion system is a factor that have to consider. Some studies to improving ship propulsion system has been done, one of study is wake equalizing ducts and kort nozzle. In this study aims to direct the flow more water fro the bottom and side of hull towards the propeller. This method is conducted to improve the efficiency propeller, that will increase the velocity of the ship directly. With the same purpose as wake equalizing ducts and kort nozzle, the water tunnel is designed with a simply design. Water tunnel is a duct of water that shaped is curve box and connected from bottom hull ship toward aft propeller. Water tunnel takes the water flow from under the hull to convert mechanical energy to be kinetic energy after the water flow enter propeller. This method is expected to drain the water more directed toward the propeller, so the efficiency would increase, which can be measured directly through the ship velocity increase. The research was done by experimental and simulation to know the phenomenon that occurs due to using water tunnel. Experiment test conducted to compare the velocity ship that happen between unsing water tunnel and not using water tunnel, and with simulation test conducted to know the flow phenomena in water tunnel. So at the end of study was obtained that analisys of the velocity result using water tunnel system on the flat plate ship. Result of the ship velocity test experiment, obtained 19-32% increase by using a water tunnel on a flat plate ship, and from simulation test result obtained the value of contours flow in the water tunnel with boundary of study result."

"Pengelasan fusi (fusion welding) adalah salah satu proses yang sangat populer di dalam berbagai macam industri. Tungsten Inert Gas (TIG) adalah proses pengelasan fusi dimana busur nyala listrik ditimbulkan oleh elektroda tungsten dengan benda kerja. Daerah pengelasan dilindungi oleh gas pelindung. Bentuk busur plasma dapat dipengaruhi oleh gaya elektromagnet. Oleh karena itu gaya elektromagnet sangat dihindari. Namun, penggunakan beberapa medan magnet eksternal yang diatur letaknya sedemikian rupa memberikan hasil yang berbeda. Dalam studi ini busur plasma diberi medan magnet eksternal baik secara statis maupun dinamis. Medan magnet statis yang diberikan berasal dari magnet permanen yang diletakan di sekitar busur plasma. Sementara, medan magnet dinamis yang diberikan berasal dari pengaktifan dan penonaktifan solenoide selama waktu tertentu yang diatur oleh mikrokontroler. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengelasan menggunakan tambahan medan magnet eksternal yang diatur besar dan arahnya mampu meningkatkan efisiensi penggunaan energi dan faktor geometri hasil pengelasan.

---

Fusion welding is kind of the welding process that is very popular in various industries. Tungsten Inert Gas (TIG) is a fusion welding process in which a plasma arc is generated by the tungsten electrode to the workpiece and the welding area is protected by a protective gas. Plasma arc can be affected by electromagnetic force. Therefore, the electromagnetic force is very avoidable. However, the use of some external magnetic field that is arranged in such a way location can give different outcome.

In this study, plasma arc is affected by external magnetic field, either static or dynamic magnetic field. Static magnetic field comes from permanent magnets that are placed around the plasma arc. Meanwhile, dynamic magnetic field derived from the activation and deactivation of the solenoides during a specific time that is set by the microcontroller. The results showed that the additional external magnetic field in the welding process can increase the energy efficiency and the geometry factor of welding."

"ABSTRAKMesin micro forming adalah mesin forming berskala mikro yang digunakan untuk membuat produk-produk beukuran mikro. Mesin ini dibuat sebagai langkah awal penelitian teknologi micro forming. Pada penelitian ini, dikembangkan sebuah mesin micro forming berkapasitas 5 kN. Mesin tersebut dirancang dengan sistem penggerak motor stepper DC memutarkan ball screw yang membawa ram agar dapat bergerak naik dan turun. Analisis kekuatan dilakukan pada kondisi statis dan pembebanan maksimum dengan pertimbangan bahwa kondisi operasi dilakukan pada kecepatan yang rendah dan beban yang tidak terlalu besar. Performa mesin diuji dengan pengukuran toleransi geometrik mesin terakit, resolusi pergerakan mesin, dan uji proses pembentukan produk yang ditentukan, dengan material pelat lembaran alumunium, kuningan, tembaga, dan baja. Hasil dari penelitian ini adalah mesin Micro Forming 5 kN dengan area kerja diameter 105 mm, resolusi posisi 2 mikrometer, dan kecepatan minimum 2 mikrometer/s.

---

ABSTRACT

Micro forming machine is a forming machine in micro level used to make micro-scale products. The development of this machine is an initial step of micro forming technology research. In this study, a micro forming machine with a capacity of 5 kN is developed. The machine is actuated by a DC actuator system which rotating ball screw carrying ram in translational motion. Strength analysis is performed on a static and maximum loading conditions since the operating condition is performing at a low speed and load. Machine performance was measured by measuring geometrical tolerances, movement resolution, and process experiment to produce forming products of sheet metal made from aluminum, brass, copper, and steel. The result of this research is the Micro Forming Machine 5 kN. It has 105 mm in diameter working area, 2 micrometers position resolution, and 2 micrometers/s minimum velocity."

"Meningkatnya permintaan akan produk yang compact, terintegrasi, dan berbentuk miniatur menciptakan timbulnya proses fabrikasi mikro (micro-fabrication). Micro-forming yang merupakan salah satu proses micro-fabrication memiliki keunggulan dari segi volume produk yang diproduksi, persyaratan kehandalan yang mampu dipenuhi, serta penggunaan material lembaran logam yang jauh lebih efisien dan efektif dibandingkan dengan proses micro-fabrication lain. Ketika proses pembentukkan diskalakan dari ukuran konvensional menjadi submilimeter, beberapa aspek yang dimiliki oleh benda kerja/material tidak mengalami perubahan seperti struktur mikro dan surface topology. Hal tersebut mengakibatkan terjadinya rasio antara dimensi dari part dan struktur mikro atau surface topology mengalami perubahan yang dikenal sebagai size effects.Permasalahan utama yang terjadi pada micro-forming tidak terlepas dari size effects. Size effect terjadi pada seluruh komponen penyusun micro-forming yang terdiri dari material, proses, tooling, mesin/equipment, dan produk. Size effects harus diakomodasi dalam tooling dies dikarenakan mempengaruhi gaya proses pada pembentukkan skala mikro dan desain komponen kritikal pada tooling dies. Dengan mempertimbangkan terjadinya size effects pada proses micro-forming dan melalui penerapan desain berdasarkan pendekatan desain tooling dies proses makro pada proses micro-forming untuk proses micro-bending dan micro-deep drawing serta validasi menggunakan scaling laws maka diharapkan permasalahan dalam tooling dies dapat diantisipasi guna menghasilkan komponen tooling dies untuk kedua proses tersebut.

---

The increase on product demand which compact, integrated, and miniaturized tend to create fabrication process in micro scale. Micro-forming is one of the process in micro-fabrication has advantages on product volume, reliability requirement, and also sheet metal material being used more efective and efficient compare to others micro-fabrication processes. When process of forming being scaling down from conventional to submilimeter, some aspects which possesed by workpiece do not change, example : micro structure and surface topology. The scaling down process resulting ratio between dimension of part and micro structure or surface topology also change known as size effects.

Major problem in micro-forming as a whole system dominated by size effect. Size effect almost occured in every component of micro-forming system that consist of material, process, tooling, machine/equipment, and product. Size effects should be addresed in tooling dies because it affected forming force in micro scale and design for critical components of tooling dies. By considering the present of size effects in micro-forming process and through developing the design based on approach for design tooling dies on macro scale for micro-forming especially micro-bending and micro-deep drawing process with validation using scaling laws, so the problem in tooling dies could be tackled for resulting tooling dies components for both processes."

"Penelitian ini bertujuan untuk melakukan karakterisasi dan evaluasi Augmented Reality (AR) untuk simulasi proses micro milling 3-axis pada platform smartphone Android. Pemanfaatan AR untuk simulasi pemesinan menggantikan Virtual Reality (VR) pada software Computer Aided Manufacturing (CAM) bertujuan untuk menciptakan sistem simulasi yang dapat digunakan pada berbagai jenis konfigurasi mesin micro milling tanpa memerlukan pemodelan geometri dan kinematika mesin micro milling yang akan digunakan. Pemilihan platform smartphone Android bertujuan untuk menciptakan suatu sistem simulasi dengan biaya yang murah, mudah digunakan, dan bersifat mobile. Karakterisasi dan evaluasi dilakukan dengan menggunakan software dan hardware AR yang sudah tersedia secara meluas yaitu Vuforia SDK sebagai software based tracking, dan Samsung Galaxy sebagai handheld display. Hasil penelitian menunjukan bahwa degree of accuracy sistem tracking yang digunakan yakni untuk koordinat X, Y, dan Z yang masing-masing adalah ± 36 μm, ± 29.3 μm , ± 35 μm masih melebihi degree of accuracy yang diperlukan untuk proses micro milling yaitu sebesar ± 5 μm sehingga akan mengakibatkan lost of accuracy pada hasil simulasi pemesinan. Dengan demikian, kemampuan penerapan AR untuk simulasi micro milling masih diragukan. Di samping itu, keterbatasan kemampuan memory dan processor pada smartphone juga dapat membatasi tingkat akurasi visualisasi benda kerja pada simulasi micro milling.

---

This research is aimed to conduct the characterization and evaluation of Augmented Reality (AR) for simulation of 3-axis micro milling on Android smarpthone. Instead of relying Virtual reality (VR) technique in Computer Aided Manufacturing (CAM) software, AR can be used to create micro milling simulation system that capable to be used on any configuration of micro milling machines without the needs to modeling the geometrical and kinematics description of underlying micro milling machines. In addition, creating such simulation system on smartphone platform will make simulation system more efficient (do not require complex set up) and affordable (or avoiding the require of expensive device or equipment). The experiment was done by using AR software and hardware that have been readily available, that are Vuforia SDK v2.5 as software based tracking and Samsung Galaxy GT-N7000 as handheld display. The experiment results show that degree of accuracy of underlying tracking system for position X, Y, and Z are ± 36 μm, ± 29.3 μm , and ± 35 μm respectively and hence exceed the required tolerance of micro milling at ± 5 μm. Consequently this will induce lost of accuracy in micro milling simulation system. Consider to this, the applicability of AR to create micro milling simulation is still questionable. Besides, the limitation of memory and processor in smartphone will also limit the accurate visualization of workpiece in micro milling simulation."

"ABSTRAKPenelitian ini bertujuan untuk mengatasi keterbatasan yang ada pada persiapan proses pemesinan mikro yaitu untuk mendapatkan zero position dimana titik tersebut merupakan acuan bagi keberlangsungan proses machining. Hal tersebut memiliki peranan yang penting dalam mendukung produktifitas sebuah machine tools. Fokus utama yang ingin dicapai adalah mendapatkan tingkat akurasi yang tinggi dalam mendapatkan titik zero position dengan mempertimbangkan aspek kerusakan yang ada pada benda kerja. Sistem yang dirancang terdiri dari penggunaan sensor piezoelektrik pasif dengan spesifikasi tertentu dan modul data akusisi yang telah terintegrasi dengan driver aktuator. Sistem otomatisasi yang telah dikembangkan sesuai dengan parameter-parameter penting yang dibutuhkan yaitu akurat, reliable, dan low cost. Eksperimen yang dilakukan menggunakan benda kerja dengan material alumunium dan diameter cutting tool 100 μm dan 200 μm serta tinjauan konfigurasi eksperimen yang ditetapkan. Hasil dari eksperimen dianalisa dan dibandingkan dengan kemampuan-kemampuan metode lainnya dimasa kini. Sehingga, metode ini bisa diimplementasikan untuk kebutuhan high-precision positioning pada sistem manufaktur dan pemesinan mikro.

---

ABSTRACTThis research deals with the tool-workpiece contact problem in micromilling operation, which is essential as a part of machine tools productivity. The focus was on improving the accuracy in getting the work coordinate setup at micro machining preparation. The proposed system consists of a passive piezoelectric with certain specification and data acquisition as a united integrated robust system. The automated system that has been developed well suited with the need for simple, accurate, reliable, and low cost. Experimental trials involved a test parts for aluminum material with diameter cutters 100 and 200 μm with different scenario through the configuration of the system. The results of these experiments were analyzed and compared with the capabilities of currently available methods and technologies on. Therefore, this technique can be implemented for high-precision positioning in manufacturing and micromachining systems."

"Proses atomisasi logam biasanya menghasilkan serbuk dengan butiran partikel berukuran lebih dari 200 μm, berbentuk tidak teratur. Selain itu, saat ini diperlukan juga serbuk logam dengan densitas rendah untuk aplikasi PM, supaya menghasilkan modulus elastisitas rendah. Hal tersebut dikarenakan adanya masalah modulus elastisitas logam jauh lebih besar daripada modulus elastisitas tulang alami (10 hingga 30 GPa) mendekati modulus elastisitas tulang alami. Melihat masalah tersebut maka dibutuhkan reaktor fabrikasi serbuk logam yang tepat, yang mampu untuk memproduksi serbuk logam dengan butiran partikel berbentuk bulat berpori berukuran kurang dari 200 μm dan berbiaya rendah. Maka pada penelitian ini, sebuah alat atomisasi plasma berbiaya rendah dirancang dan dibuat sebagai solusi untuk masalah biaya tinggi, masalah bentuk yang tidak beraturan pada hasil atomisasi plasma, dan masalah modulus elastisitas logam jauh lebih besar daripada modulus elastisitas tulang alami. Kemudian dibuat atomisasi plasma dengan daya sumber energi kurang dari 7 kVA. Prototipe mesin atomisasi telah berhasil dibuat dapat memproduksi serbuk logam dengan butiran partikel berbentuk bulat berpori dengan ukuran <200 μm dengan teknologi plasma berbiaya rendah. Prototipe mesin atomisasi plasma memiliki chamber dengan ukuran diameter 500 mm dengan tinggi 1000 mm, yang dilengkapi dengan dua buah siklon, dua buah scrubber basah, dua buah saringan dan kompresor. Pembangkit plasma memiliki tegangan keluaran rata-rata kurang lebih 102 volt, dengan arus yang dapat diatur dari 20 A sampai dengan 60 A. Pada variasi kecepatan umpan 2 mm3/detik, 3 mm3/detik, dan 4 mm3/detik pada ukuran serbuk <200μm masing masing adalah 4.90%, 5.20%, dan 5.35%, dimungkinkan tidak berpengaruh signifikan terhadap hasil jumlah serbuk ukuran <200μm. Dimana pencapaian jumlah hasil ukuran serbuk <200μm dibagi dengan jumlah seluruh hasil produksi (Yield Rasio) masing masing adalah 5.15%, 5.48%, dan 5.65%. Jumlah serbuk tertinggi dihasilkan dari variasi arus 35 A, diikuti dengan arus 30 A dan 25 A, yaitu masing masing adalah 18.30%, 14.30%, dan 11.35%. Hal tersebut menunjukkan bahwa semakin tinggi arus yang digunakan maka akan menghasilkan serbuk dengan ukuran <200 μm semakin banyak. Dimana pencapaian jumlah hasil ukuran serbuk <200μm dibagi dengan jumlah seluruh hasil produksi (Yield Rasio) masing masing berurutan adalah 22.49%, 16.69%, dan 12.80%. Jumlah serbuk pada ukuran partikel <200 μm untuk tekanan 1.5 bar, tekanan 2.0 bar, dan tekanan 2.5 bar masing-masing adalah 8.05%, 23.60%, dan 17.50%. Ada kemungkinan bahwa ini bisa terjadi karena untuk memecah logam cair menjadi tetesan butiran ukuran yang lebih kecil, diperlukan energi kinetik dari tekanan gas yang lebih besar. Sehingga tekanan gas yang besar dapat menghasilkan ukuran partikel yang lebih kecil dibandingkan dengan tekanan gas yang kecil. Sedangkan pada tekanan 2.5 bar terjadi penurunan jumlah pada ukuran serbuk <200 μm, hal tersebut dimungkinkan karena pada tekanan 2.5 bar terjadi menurunkan lama waktu kontak lelehan logam pada nosel atau panas yang kontak dengan lelehan logam berkurang. Hasil serbuk dari desain baru atomisasi conduit plasma telah dianalisis menggunakan desain eksperimen untuk mendapatkan nilai optimal dari distribusi ukuran partikel serbuk logam. Optimalisasi parameter terbaik untuk mendapatkan distribusi ukuran partikel minimum dalam serbuk logam. Nilai minimum dalam hasil distribusi ukuran partikel D10, D50, dan D90 dari optimasi adalah 71 μm, 325 μm, dan 534 μm, dan nilainya dapat dicapai dengan menggabungkan parameter arus dan faktor tekanan 45 A dan 2.5 bar. Hasil persamaan regresi dapat digunakan sebagai referensi dalam pengoperasian alat atomisasi plasma saluran dalam memperoleh distribusi ukuran partikel tertentu yang dibutuhkan. Porositas serbuk logam dari hasil atomisasi plasma desain baru telah dianalisis menggunakan desain eksperimen. Analisis desain eksperimen untuk mendapatkan nilai porositas serbuk logam yang optimal. Variasi arus 45 A memiliki jumlah porositas yang lebih kecil dibandingkan dengan jumlah porositas pada variasi arus 40 A atau 35 A. Permukaan partikel serbuk pada variasi 45 A memiliki permukaan yang lebih halus dibandingkan permukaan partikel serbuk. dengan variasi 40 A dan 35 A. Serbuk logam dari hasil arus 45 A memiliki bentuk bulat yang lebih sempurna dibandingkan arus 40 A atau 35 A. Alat atomisasi conduit plasma dengan diameter lubang conduit 4 mm dan panjang 100 mm, jika digunakan untuk menghasilkan Ti Alloy maka arus yang disarankan adalah diatas 45 A dengan tegangan 102 V. Penelitian ini telah berhasil membuat bahan baku logam ringan densitas 4.11 ±0.32 g/cm3 dengan modulus elastisitas kompresi didapat rata-rata 11.05 ±2.9 GPa dari bahan serbuk stainless steel sebagai salah satu contoh aplikasi produk akhir dari hasil serbuk atomisasi plasma.

---

The metal atomization process usually produces powders with particles of more than 200 m in size, irregular in shape. In addition, currently also required metal powders with low density for PM applications in order to produce a low modulus of elasticity, because the modulus of elasticity of metal is much larger than the modulus of elasticity of natural bone (10 to 30 GPa), approaching the modulus of elasticity of natural bone. Seeing these problems, we need an appropriate metal powder fabrication reactor, which is capable of producing metal powders with spherical, porous particles measuring less than 200 m and low cost. So in this study, a low-cost plasma atomizer is designed and manufactured as a solution to the problem of high cost, the problem of irregular shape in the plasma atomization result, and the problem of the modulus of elasticity of metals being much larger than the modulus of elasticity of natural bone. Then made atomization plasma with an energy source of less than 7 kVA. The atomization machine prototype has been successfully manufactured to produce metal powders with spherical porous particles of <200 m in size using low-cost plasma technology. The plasma atomizer prototype has a chamber with a diameter of 500 mm and a height of 1000 mm, which is equipped with two cyclones, two wet scrubbers, two filters, and a compressor. The plasma generator has an average output voltage of approximately 102 volts, with a current that can adjust from 20 A to 60 A. The raw material is in the form of a wire with a diameter of 1.6 mm. The feed speed variation of 2 mm3/second, 3 mm3/second, and 4 mm3/second at powder size <200μm, which are 4.90%, 5.20%, and 5.35% respectively, it is possible that it has no significant effect on the yield of powder size <200μm. The total yield of powder size <200μm divided by the total yield (Yield Ratio) is 5.15%, 5.48%, and 5.65%, respectively. The highest amount of powder was produced from the variation of the current 35 A, followed by the current 30 A and 25 A, which were 18.30%, 14.30%, and 11.35%, respectively. This shows that the higher the current, the more powders with a size of <200 m will be produced. Where the achievement of the total yield of powder size <200μm divided by the total number of production results (Yield Ratio), respectively, were 22.49%, 16.69%, and 12.80%, respectively. The pressure variation of 1.5 bar pressure, 2.0 bar pressure, and 2.5 bar pressure at powder size <200 μm were 8.05%, 23.60%, and 17.50%, respectively. It is possible that this could happen because to break the molten metal into smaller droplets, needs the kinetic energy of the gas pressure is greater so that large gas pressure can produce a smaller particle size compared to small gas pressure. While at a pressure of 2.5 bar there is a decrease in the amount of powder size <200 m, this is possible because, at a pressure of 2.5 bar, there is a decrease in the contact time of the molten metal on the nozzle or the heat in contact with the molten metal decreases.. The powder yield from the new design of the channel plasma atomization has been analyzed using the experimental design to obtain the optimal value of the metal powder particle size distribution. Optimization of the best parameters to obtain the minimum particle size distribution in metal powders. The minimum values in the D10, D50, and D90 particle size distribution results from the optimization are 71 μm, 325 μm, and 534 μm, and these values can be achieved by combining current parameters and pressure factors of 45 A and 2.5 bar. The results of the regression equation can be used as a reference in the operation of the channel plasma atomizer in obtaining the required particle size distribution. The porosity of the metal powder from the plasma atomization of the new design was analyzed using a design of experimental. The design of experimental analysis to obtain optimal porosity values for metal powders. The current variation of 45 A has a smaller amount of porosity than the amount of porosity at the current variation of 40 A or 35 A. The surface of the powder particles in the 45 A variation has a smoother surface than the surface of the powder particles. With variations of 40 A and 35 A. The metal powder of current 45A has a more perfect spherical shape than the current 40 A or 35 A. A conduit plasma atomizer with a conduit hole diameter of 4 mm and a length of 100 mm, if used to produce Ti Alloy, the recommended current is above 45 A with a voltage of 102 V. This research was succeeded in making light metal raw materials with a density of 4.11 ±0.32 g/cm3 with an elastic modulus of compression obtained an average of 11.05 ±2.9 GPa from stainless steel powder as an example of the application of the final product from plasma atomization powder."

"[ABSTRAKProses micro-milling merupakan salah satu pilihan proses mikro-manufaktur 3D, yang mampu menghasilkan produk dengan bentuk kompleks. Bentuk kompleks umumnya ditemui pada mold dan dies atau produk kompleks lainnya seperti impeller dan turbin.Tahapan penelitian diawali dengan pengembangan mesin micro-milling Hadia Micromill-5X, yang meliputi pengembangan konstruksi, pengembangan sistem kontrol gerak dan pengembangan metode perencanaan lintasan pahat yang memanfaatkan sistem CAD/CAM terintegrasi. Tahap berikutnya adalah karakterisasi perfoma proses micro-milling dalam menghasilkan produk mikro, yang dilakukan melalui studi literatur dan pengujian eksperimental. Analisis karakterisasi meliputi kekasaran permukaan, burr yang terbentuk, serta analisis kondisi pahat pada rentang waktu tertentu. Hasil karakterisasi menunjukkan kekasaran permukaan pada sisi proses end-milling dapat dicapai lebih baik bila dibandingkan pada sisi proses peripheral dengan nilai kekasaran permukaan minimum 20 nm. Terdapat empat jenis burr yang terbentuk pada suatu micro-channel yaitu yaitu enterance burr, top burr, exit side burr dan bottom burr. Bottom burr merupakan salah satu jenis burr baru yang diidentifikasi pada penelitian ini. Hasil utama dari tahap ini adalah rekomendasi parameter pemesinan optimum untuk aplikasi produk mikro dengan bentuk dinding tipis.Dari hasil pengujian performa, mesin Hadia Micromill-5X dan metode yang dikembangkan terbukti mampu menghasilkan produk dinding tipis datar dengan ketebalan minimum 11,71 μm dengan aspek rasio 23,48. Perbedaan antara tebal desain dan tebal aktual (∆Tda) adalah berkisar antara 3,51 μm hingga 25,48 μm. Salah satu penyebabnya perbedaan ini adalah ketidaksesuaian diameter pahat aktual (Da) dengan diameter yang ditetapkan. Ketika ketidaksesuaian pahat turut diperhitungakan terhadap diameter aktual, maka deviasi atau perbedaan ukuran yang terjadi (∆Tae) adalah berkisar antara -4,69 μm hingga 3,48 μm. Nilai ∆Tae masih berada dalam rentang keakurasian motor stage, yaitu ± 5 μm maupun run-out aktual, yaitu 8,33 μm.Metode micro-milling untuk produk dinding tipis dengan bentuk kompleks yang dikembangkan pada penelitian ini, diaplikasikan untuk pembuatan 2 micro-impeller yang masing-masing memiliki jumlah blade dan ketebalan yang berbeda. Micro-impeller yang memiliki 8 blade dengan diameter aktual 3.098 μm, tinggi 600 μm, ketebalan rata-rata blade 33,7 μm dan jarak terluar antara blade 1.207 μm, deviasi ukuran maksimum yang terjadi hingga 13,3 μm dapat dihasilkan dengan baik. Namun, pada micro-impeller yang memiliki 16 blade dengan diameter 3.190 μm dan ketebalan rata-rata blade 11,96 μm terdapat beberapa blade yang terbelah dan terdefleksi. Secara umum, metode micro-milling yang dikembangkan telah dapat diaplikasikan dengan baik. Keterbatasan dalam menghasilkan bentuk dinding tipis lebih dikarenakan sifat dan karakteristik material dari produk, yang mengalami defleksi sebagai akibat dimensi dinding yang sangat tipis.;

---

ABSTRACTMicro-milling process is one of choices to manufacture 3D product, which has the ability to produce complex shape. Complex shapes are commonly found in mold and dies or other complex product such as impeller and turbine.The research was started by developing the micro-milling machine, Hadia Micromill-5X, which covers the development of machine construction, control system and tool-path generation method by using integrated CAD/CAM system. The next part of the research is to characterize the micro-milling performance to produce micro product, through literature study and experimental test. Characterizations analysis covers surface roughness, burrs and tool condition in a certain range of time. The result shows that the surface roughness on end-milling process side is better than peripheral process side, with minimum surface roughness of 20 nm. There are four types of burr that formed on micro-channel, which are entrances burr, top burr, exit side burr and bottom burr. Bottom burr is the first identify in this research. The main result of characterization phase is a recommendation of optimum cutting parameter for thin-wall micro-product application.Based on performance testing, the micro-milling machine Hadia Micromill-5X and developed method is proved to have the capability to produce thin-wall product with minimum thickness of 11.71 μm, with an aspect ratio of 23.48. The difference between design and actual thickness (∆Tda) is around 3.51 μm to 25.48 μm. One of the causes of the difference is the incompatibility of actual tool diameter (Da) with desired diameter. If the tool diameter incompatibility is considered, than the size differences (∆Tae) are around -4.69 μm to 3.48 μm. ∆Tae value is still in the range of motor stage accuracy and actual run-out, which ± 5 μm are and 8.33 μm respectively.Micro-milling method for thin-wall complex shape product developed in this research was applied to produce 2 micro-impellers with different amount of blades and thickness. 8?s blade micro-impeller with actual diameter of 3,098 μm, 600 μm heights, average thickness of 33.7 μm, with 13.3 μm of maximum deviation size, was produced properly. However, there are several torn and cloven blades on 16?blade micro-impeller with a diameter of 3,190 μm and average actual thickness of 11.96 μm. In general, the micro-milling method developed in this research is properly applied. The limitation to produce a thinner wall is caused by the material properties and characteristic of the product, which experiences deflection due to the flimsiness of a thin wall.;Micro-milling process is one of choices to manufacture 3D product, which has the ability to produce complex shape. Complex shapes are commonly found in mold and dies or other complex product such as impeller and turbine.The research was started by developing the micro-milling machine, Hadia Micromill-5X, which covers the development of machine construction, control system and tool-path generation method by using integrated CAD/CAM system. The next part of the research is to characterize the micro-milling performance to produce micro product, through literature study and experimental test. Characterizations analysis covers surface roughness, burrs and tool condition in a certain range of time. The result shows that the surface roughness on end-milling process side is better than peripheral process side, with minimum surface roughness of 20 nm. There are four types of burr that formed on micro-channel, which are entrances burr, top burr, exit side burr and bottom burr. Bottom burr is the first identify in this research. The main result of characterization phase is a recommendation of optimum cutting parameter for thin-wall micro-product application.Based on performance testing, the micro-milling machine Hadia Micromill-5X and developed method is proved to have the capability to produce thin-wall product with minimum thickness of 11.71 μm, with an aspect ratio of 23.48. The difference between design and actual thickness (∆Tda) is around 3.51 μm to 25.48 μm. One of the causes of the difference is the incompatibility of actual tool diameter (Da) with desired diameter. If the tool diameter incompatibility is considered, than the size differences (∆Tae) are around -4.69 μm to 3.48 μm. ∆Tae value is still in the range of motor stage accuracy and actual run-out, which ± 5 μm are and 8.33 μm respectively.Micro-milling method for thin-wall complex shape product developed in this research was applied to produce 2 micro-impellers with different amount of blades and thickness. 8?s blade micro-impeller with actual diameter of 3,098 μm, 600 μm heights, average thickness of 33.7 μm, with 13.3 μm of maximum deviation size, was produced properly. However, there are several torn and cloven blades on 16?blade micro-impeller with a diameter of 3,190 μm and average actual thickness of 11.96 μm. In general, the micro-milling method developed in this research is properly applied. The limitation to produce a thinner wall is caused by the material properties and characteristic of the product, which experiences deflection due to the flimsiness of a thin wall., Micro-milling process is one of choices to manufacture 3D product, which has the ability to produce complex shape. Complex shapes are commonly found in mold and dies or other complex product such as impeller and turbine.The research was started by developing the micro-milling machine, Hadia Micromill-5X, which covers the development of machine construction, control system and tool-path generation method by using integrated CAD/CAM system. The next part of the research is to characterize the micro-milling performance to produce micro product, through literature study and experimental test. Characterizations analysis covers surface roughness, burrs and tool condition in a certain range of time. The result shows that the surface roughness on end-milling process side is better than peripheral process side, with minimum surface roughness of 20 nm. There are four types of burr that formed on micro-channel, which are entrances burr, top burr, exit side burr and bottom burr. Bottom burr is the first identify in this research. The main result of characterization phase is a recommendation of optimum cutting parameter for thin-wall micro-product application.Based on performance testing, the micro-milling machine Hadia Micromill-5X and developed method is proved to have the capability to produce thin-wall product with minimum thickness of 11.71 μm, with an aspect ratio of 23.48. The difference between design and actual thickness (∆Tda) is around 3.51 μm to 25.48 μm. One of the causes of the difference is the incompatibility of actual tool diameter (Da) with desired diameter. If the tool diameter incompatibility is considered, than the size differences (∆Tae) are around -4.69 μm to 3.48 μm. ∆Tae value is still in the range of motor stage accuracy and actual run-out, which ± 5 μm are and 8.33 μm respectively.Micro-milling method for thin-wall complex shape product developed in this research was applied to produce 2 micro-impellers with different amount of blades and thickness. 8’s blade micro-impeller with actual diameter of 3,098 μm, 600 μm heights, average thickness of 33.7 μm, with 13.3 μm of maximum deviation size, was produced properly. However, there are several torn and cloven blades on 16’blade micro-impeller with a diameter of 3,190 μm and average actual thickness of 11.96 μm. In general, the micro-milling method developed in this research is properly applied. The limitation to produce a thinner wall is caused by the material properties and characteristic of the product, which experiences deflection due to the flimsiness of a thin wall.]"

"Disertasi ini membahas mengenai pengembangan paduan titanium berbasis Ti-Mo-Nb untuk mendukung kebutuhan akan material implan medis. Perekonomian yang meningkat dan meningkatnya populasi merupakan kombinasi yang menarik di mana terdapat potensi kebutuhan material implan medis. Peningkatan populasi ini berdampak pada peningkatan penduduk usia lanjut dan penyakit degeneratif seperti osteoporosis. Saat ini penggunaan paduan Ti6Al4V telah banyak digunakan sebagai material implan medis, namun permasalahannya adalah kandungan logam Al dan V yang berpotensi berbahaya bagi tubuh manusia serta nilai modulus elastisitas yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan tulang sehingga mendorong peneliti untuk mengembangkan paduan titanium baru untuk menggantikan Ti6Al4V. Paduan titanium β (beta) berbasis Ti-Mo-Nb dengan penambahan Sn dan Mn ini merupakan paduan yang aman digunakan dan memiliki modulus elastisitas yang lebih rendah dibandingkan Ti6Al4V.Paduan Ti-Mo-Nb-Sn-Mn dibuat melalui peleburan menggunakan electric arc vaccuum furnace pada lingkungan inert gas argon. Ingot hasil peleburan dihomogenisasi pada temperatur 1100 oC kondisi inert selama 7 jam dilanjutkan dengan pendinginan air. Selanjutnya dilakukan karakterisasi struktur mikro, sifat mekanis, sifat korosi dan in-vitro untuk mengetahui sifat–sifat yang dihasilkan sesuai aplikasi. Desain paduan Ti-6Mo-6Nb-8Sn-4Mn merupakan komposisi optimum yang dicapai. Paduan ini memiliki modulus elastisitas 92,4 GPa, laju korosi 0,00160 mmpy dan visibilitas sel mencapai 100%. Jadi dapat disimpulkan bahwa sifat mekanik, perilaku korosi dan hasil uji sel in-vitro menunjukkan bahwa paduan ini lebih baik daripada paduan komersial Ti6Al4V dan merupakan kandidat yang menarik untuk aplikasi material implant medis.

---

This dissertation discusses the development of Ti-Mo-Nb-based titanium alloys to support the need for medical implant materials. An increasing economy and a growing population is an attractive combination where there is a potential demand for medical implant materials. This population increase has an impact on the increase in the elderly population and degenerative diseases such as osteoporosis. Currently, the use of Ti6Al4V alloys has been widely used as medical implant materials. However, the problem is the content of Al and V metals which are potentially harmful to the human body, and the value of the modulus of elasticity is much higher than that of human bone, thus encouraging researchers to develop new titanium implant alloys to replace Ti6Al4V. Ti-Mo-Nb alloy with the addition of Sn and Mn is an element that is safe to use and has a lower modulus of elasticity than Ti6Al4V.

Ti-Mo-Nb-Sn-Mn alloys are made by electric arc vaccuum furnace in an inert argon gas atmosphere. The ingot resulting was homogenized at a temperature of 1100 °C for 7 hours in an inert atmosphere of argon gas, followed by water quenching. Microstructure characterization, mechanical and corrosion properties, and in-vitro were carried out to determine the suitability of the resulting properties for biomedical applications. Alloy Ti-6Mo-6Nb-8Sn-4Mn is the optimum composition achieved. This alloy has an elastic modulus of 92.4 GPa, a corrosion rate of 0.00160 mmpy and a visibility cell of 100%. So it can be concluded that the mechanical properties, corrosion behavior, and in vitro cell test results indicate that this alloy is better than the commercial alloy Ti6Al4V and is an attractive candidate for medical implant material applications.

"

"Beberapa dekade ini pengembangan magnesium biodegradable untuk implan ortopedi sementara (temporary orthopedic implants) menarik minat periset. Magnesium (Mg) merupakan logam teringan (1,74-2,0 g/cm3), bersifat biokompatibel dan memiliki modulus elastisitas yang mirip dengan tulang. Beberapa upaya terus dilakukan dalam hal perbaikan sifat mekanik, kemunculan gas hidrogen dan penurunan laju degradasi terutama melalui pembuatan paduan baru, modifikasi permukaan dan pembuatan struktur baru. Adanya keselarasan antara kekuatan dan laju degradasi serta sifat biokompatibilitas Mg yang terjaga selama proses penyembuhan tulang merupakan tujuan akhir yang hendak dicapai. Disertasi ini fokus pada salah satu upaya peningkatan kinerja magnesium melalui pengembangan struktur baru dalam bentuk komposit Magnesium-Carbonate Apatite (Mg-xCA) yang berbasis serbuk. Carbonate Apatite (CA) disamping dijadikan sebagai penguat (reinforcement) guna memperbaiki sifat mekanik, juga untuk memperbaiki laju degradasi dan sifat biokompatibilitas. CA dianggap lebih mudah diserap osteoblast, mempercepat pembentukan jaringan dan penyembuhan tulang (bersifat osteoinductive dan osteoconductive) tanpa membentuk fibrotic tissue dibandingkan hidoxyapatite (HA). CA yang digunakan merupakan produk lokal. Komposisi Mg-xCA dibuat dengan variasi kandungan CA (x = 0, 5, 10 dan 15% berat) dan waktu milling (3, 5 dan 7 jam). Fabrikasi Mg-xCA dilakukan melalui tahapan pemadatan awal dengan kompaksi hangat (WC) dan dilanjutkan dengan proses pemadatan lanjut, masing-masing melalui proses sinter, proses ekstrusi dan proses equal channel angular pressing (ECAP) 1 pass untuk mendapatkan hasil optimal. Karakterisasi meliputi uji densitas relatif, uji sifat mekanis, uji korosi, uji biokompatibel (indirect cytotoxicity), pengamatan strukturmikro (OM), SEM-EDS-Mapping, micro XRF dan XRD. Hasil studi menunjukkan bahwa waktu milling 5 jam dapat memberikan padatan awal yang optimal melalui proses kompaksi hangat. Karakteristik prototipe Mg-xCA paling baik diperoleh dari hasil pemadatan lanjut dengan proses ekstrusi dengan rasio ekstrusi (R) 4. Rod yang dihasilkan memiliki ϕ 10 mm, panjang maks 100 mm dan bisa diiris sampai ketebalan 1 mm dengan distribusi kekerasan relatif seragam. Penambahan dan peningkatan kandungan CA menaikkan kekerasan, kekuatan tarik dan kekuatan tekan, memperbaiki laju korosi dan sifat toksik, namun menurunkan densitas relatif dibanding Mg murni (Mg-0CA). Semua komposisi bersifat biokompatibilitas (tidak beracun). Laju korosi terendah didapatkan pada Mg-5CA sebesar 1,92 mm/th (Icorr: 8.560E-05 A/cm2), dimana lebih kecil dari Icorr Mg-xHA hasil microwave sintering (berkisar 1,00E-4 - 2,51E-4 A/cm2) atau laju korosi Mg-5HA ( ± 5 mm/th) dengan metode uji pencelupan. Sebagian sifat mekanis (hardness, ultimate tensile stress, elongasi dan flexural stress) komposit memenuhi karakteristik tulang tengkorak manusia (human cranial bone) terutama Mg-15CA dan Mg-10CA, namun yield strength dan young modulus masih perlu ditingkatkan. Komposit Mg-xCA sangat prospek untuk terus dikembangkan sebagai kandidat material implan ortopedi.

---

In recent decades the development of biodegradable magnesium for temporary orthopedic implants has been of interest to researchers. Magnesium is the lightest metal (1.74 - 2.0 g/cm3), biocompatible and it has a modulus of elasticity similar to bone. Efforts are being made to improve mechanical properties, the emergence of hydrogen gas and the rate of degradation, especially through the manufacture of new alloys, surface modifications and the creation of new structures. The harmony between the strength and the rate of degradation as well as the maintained properties of Mg biocompatibility during the bone healing process is the final goal to be achieved. This dissertation focuses on one of the efforts to improve the performance of magnesium through the development of a new structure in the form of a powder-based Magnesium-Carbonate Apatite (Mg-xCA) composite. Carbonate apatite (CA) besides being used as a reinforcement to improve mechanical properties, also to improve the rate of degradation and biocompatibility properties. CA is considered more easily absorbed by osteoblasts, accelerates tissue formation and bone healing (osteoinductive and osteoconductive) without forming fibrotic tissue compared to hydoxyapatite (HA). The CA used is a local product. The composition of Mg-xCA was made by varying the content of CA (x = 0, 5, 10 and 15% by weight) and milling time (3, 5 and 7 hours). Mg-xCA fabrication was performed through the initial compaction stage with warm compaction (WC) and continued with a further compaction process, each through the sintering process, the extrusion process and the 1 pass equal channel angular pressing (ECAP) process to obtain optimal results. Characterization includes relative density test, mechanical properties test, corrosion test, biocompatible test (indirect cytotoxicity), microstructure observation (OM), SEM-EDS-Mapping, micro XRF and XRD. The results show that the 5 hour milling time can provide optimal initial solids through a warm compaction process. The best characteristic of the Mg-xCA prototype is obtained from the results of further compaction by extrusion process with extrusion ratio (R) 4. The resulting rod has ϕ 10 mm, max length 100 mm and it can be sliced to a thickness of 1 mm with a relatively uniform hardness distribution. The addition and increase of CA content increases the hardness, tensile strength and compressive strength, improves corrosion rates and toxic properties, but reduces the relative density compared to pure Mg (Mg-0CA). All compositions are biocompatible (non-toxic). The lowest corrosion rate was obtained at Mg-5CA of 1.92 mm / year (Icorr: 8.560E-05 A/cm2), which it is smaller than Icorr Mg-xHA from microwave sintering (ranging from 1.00E-4 - 2.51E-4 A/cm2) or Mg-5HA corrosion rate (± 5 mm/yr) by immersion test method. Some of the mechanical properties (hardness, ultimate tensile strength, elongation and flexural stress) of the composite meet the characteristics of human cranial bone, especially Mg-15CA and Mg-10CA, but yield strength and young modulus still need to be improved. Mg-xCA composites are very prospective for further development as candidates for orthopedic implant materials."