ANALISA PERHITUNGAN MRR, OVERCUT, DAN KETIRUSAN PADA STAINLESS STEEL 304 DAN ALUMINIUM 1100 DENGAN PENGARUH VARIASI TEGANGAN DAN GAP PADA PROSES ELECTRO-CHEMICAL MACHINING (ECM) MENGGUNAKAN ELEKTRODA TERISOLASI

ANALISA PERHITUNGAN MRR, OVERCUT, DAN KETIRUSAN PADA
STAINLESS STEEL 304 DAN ALUMINIUM 1100 DENGAN PENGARUH
VARIASI TEGANGAN DAN GAP PADA PROSES ELECTRO-CHEMICAL
MACHINING (ECM) MENGGUNAKAN ELEKTRODA TERISOLASI

TUGAS AKHIR
Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan untuk Memperoleh Gelar Sarjana
Strata-1 Pada Fakultas Teknik Program Studi Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Disusun Oleh :

Purna Septiaji
20120130149

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
2016

ANALISA PERHITUNGAN MRR, OVERCUT, DAN KETIRUSAN PADA
STAINLESS STEEL 304 DAN ALUMINIUM 1100 DENGAN PENGARUH

VARIASI TEGANGAN DAN GAP PADA PROSES ELECTRO-CHEMICAL
MACHINING (ECM) MENGGUNAKAN ELEKTRODA TERISOLASI

TUGAS AKHIR
Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan untuk Memperoleh Gelar Sarjana
Strata-1 Pada Fakultas Teknik Program Studi Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Disusun Oleh :

Purna Septiaji
20120130149

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
2016

MOTTO
“Melihat ke bawah jika berada di puncak (kekuasaan),
melihat ke atas jika berada di bawah (impian)”

(Purna Septiaji)

“Allah tidak membebani seseorang melainkan sesuai
dengan kesanggupannya. Ia mendapat pahala (dari
kebajikan) yang diusahakannya dan ia mendapat siksa (dari
kejahatan) yang dikerjakan. (Mereka berdoa): “Ya Tuhan
kami, janganlah Engkau hukum kami jika kami lupa atau
kami tersalah. Ya Tuhan kami, janganlah Engkau bebankan
kepada kami beban yang berat sebagaimana Engkau
bebankan kepada orang-orang sebelum kami. Ya Tuhan
kami, janganlah Engkau pikulkan kepada kami apa yang tak
sanggup kami memikulnya. Beri maaflah kami; ampunilah
kami; dan rahmatilah kami. Engkaulah penolong kami, maka
tolonglah kami terhadap kaum yang kafir”
(Terjemahan Surat Al-Baqarah 286)

“Berusaha dan berdoa dalam melaksanakan pekerjaan
maupun mengatasi permasalahan, tidak lupa pula selalu
bersyukur atas nikmat-Nya”
(Bapake & Mamake)


ii

PERNYATAAN

Saya yang bertandatangan di bawah ini:
Nama : PURNA SEPTIAJI
NIM : 20120130149
Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir yang berjudul:
“ANALISA PERHITUNGAN MRR, OVERCUT, DAN KETIRUSAN PADA
SS 304 DAN ALUMINIUM 1100 DENGAN PENGARUH VARIASI
TEGANGAN

DAN

GAP

PADA

PROSES


ELECTRO-CHEMICAL

MACHINING (ECM) MENGGUNAKAN ELEKTRODA TERISOLASI”
adalah benar-benar hasil karya sendiri, kecuali jika disebutkan sumbernya dan
belum pernah diajukan pada instansi manapun, serta bukan karya jiplakan. Saya
bertanggungjawab atas keabsahan dan kebenaran isinya sesuai dengan sikap
ilmiah yang harus dijunjung tinggi.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya, tanpa adanya
tekanan dan paksaan dari pihak manapun serta bersedia mendapat sanksi
akademik bila ternyata di kemudian hari pernyataan ini tidak benar.

Yogyakarta,

Agustus 2016

Yang menyatakan,

(PURNA SEPTIAJI)
NIM. 20120130149


iii

PERSEMBAHAN

Dia memberikan hikmah (ilmu yang berguna) kepada siapa yang
dikehendaki Nya. Barang siapa yang mendapat hikmah itu sesungguhnya ia telah
mendapat kebajikan yang banyak. Dan tiadalah yang menerima peringatan
melainkan orang-orang yang bertawakal. (Q.S. Al-Baqarah: 269)
Skripsi ini saya persembahkan untuk:
1. Bapake dan Mamake tercinta, Bapak Kosim Almuchsin dan Mamah Nani
Jumini terimakasih atas kasih sayang dan dukungan yang kalian berikan.
2. Kakak-kakak tersayang, telah memberikan motivasi, nasehat serta dukungan.
3. Ir. Aris Widyo Nugroho, M.T., Ph.D. dan Sunardi, S.T., M.Eng. Selaku dosen
pembimbing tugas akhir.
4. M. Budi Nurrahman, S.T., M.Eng. Selaku dosen penguji tugas akhir.
5. Teman-teman Teknik Mesin UMY semua angkatan, terutama TM 2012 yang
selalu memberi dukungan satu sama lain.
6. Seseorang yang istimewa, serta sahabat-sahabat ku yang telah menyemangati
dalam penyusunan tugas akhir ini hingga selesai.


iv

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat
dan hidayah-Nya sehingga kami bisa menyelesaikan Tugas Akhir kami
denganjudul ”ANALISA PERHITUNGAN MRR, OVERCUT, DAN
KETIRUSAN PADA STAINLESS STEEL 304 DAN ALUMINIUM 1100
DENGAN PENGARUH VARIASI TEGANGAN DAN GAP PADA PROSES
ELECTRO-CHEMICAL MACHINING (ECM) MENGGUNAKAN ELEKTRODA
TERISOLASI”. Tugas akhir ini disusun guna memenuhi persyaratan akademis
menyelesaikan Program Strata-1 pada Program Studi Teknik Mesin, Fakultas
Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Dengan terselesaikannya Tugas
Akhir ini kami ucapkan terimakasih kepada:
1. Bapak Novi Caroko, S.T., M.Eng. Selaku ketua Program Studi Teknik
Mesin Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
2. Bapak Ir. Aris Widyo Nugroho, M.T., Ph.D. Selaku dosen pembimbing 1
yang telah banyak meluangkan waktunya untuk memberi bimbingan dan
petunjuk sampai Tugas Akhir ini selesai.

3. Bapak Sunardi, S.T., M.Eng. Selaku dosen pembimbing 2 yang telah
banyak meluangkan waktunya untuk memberi bimbingan dan petunjuk
sampai Tugas Akhir ini selesai.
4. Bapak M.Budi Nur Rahman, S.T., M.Eng. Selaku dosen penguji Tugas
Akhir atas masukan dalam penyusunan Tugas Akhir.
5. Bapake Kosim Almuchsin dan Mamake Nani Jumini serta seluruh
keluarga atas dukungan morilnya selama ini.
6. Bapak Mujiarto, Bapak Mujiyana, dan Bapak Joko Suminto selaku laboran
Teknik Mesin atas peminjaman alat-alat laboratorium.
7. Saudara Ucok alias Sumardi sempat menjadi teman sekelas yang akhirnya
teman satu tim dalam Tugas Akhir ini, walaupun pada akhirnya tidak bisa
wisuda bareng tahun ini.
8. Saudara Fahmi Rokin teman satu jurusan, satu angkatan, satu tim yang
sempat jatuh sakit selepas seminar Tugas Akhir hingga sembuh kembali
dengan cepat dan akhirnya bisa menyusul siding pendadaran di lain waktu.
9. Saudara Eko Sulistyo sebagai leader di tim ECM yang telah bersusah
payah membuat mesin ECM lembur berhari-hari hingga mesin ECM
selesai dan dapat beroperasi dengan baik.
10. Saudara Ilham Dwi rekan satu tim yang mempunyai harapan agar bisa
bareng seminar Tugas Akhir dengan saya, dan ternyata belum rezekinya

bisa seminar bareng dengan saya.
11. Rekan-rekan seperjuangan Teknik Mesin 2012, “M” Solidarity Forever.
12. Seluruh mahasiswa Teknik Mesin, “M” Solidarity Forever.

v

13. Seluruh pihak yang telah membantu kami, yang tak dapat kami sebutkan
semua satu per satu. Karena keterbatasan dalam pengetahuan dan
pengalaman, kami menyadari bahwa terdapat banyak kekurangan dalam
Tugas Akhir kami ini. Maka kritik dan saran dari anda sangat kami
harapkan untuk pengembangan selanjutnya. Besar harapan kami sekecil
apapun informasi yang ada di buku kami ini dapat bermanfaat bagi semua
pihak.

Yogyakarta,

Agustus 2016

Penulis


vi

DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .........................................................................................

i

LEMBAR PENGESAHAN ..............................................................................

ii

MOTTO ............................................................................................................. iii
PERNYATAAN ................................................................................................

iv

PERSEMBAHAN .............................................................................................

v


INTISARI .......................................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ...................................................................................... vii
DAFTAR ISI .....................................................................................................

ix

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xii
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xvi
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................

1

1.1. Latar belakang .......................................................................................

1

1.2. Rumusan masalah .................................................................................. 2
1.3. Tujuan penelitian ................................................................................... 3
1.4. Batasan masalah ....................................................................................


3

1.5. Manfaat penelitian ................................................................................. 3
1.6. Sistematika penulisan ............................................................................

4

BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI ......................................

5

2.1. Kajian pustaka .......................................................................................

5

2.2. Dasar teori ............................................................................................. 15
2.2.1. Electro Chemical machining (ECM) ................................................ 15
2.2.2. Prinsip kerja mesin ECM .................................................................. 17
2.2.3. Reaksi kimia pada ECM ................................................................... 18
2.2.4. Proses ideal pada ECM .................................................................... 19
2.2.5. Jenis ECM ........................................................................................ 20
2.2.6. Peralatan ECM ................................................................................. 24
2.2.7. Material Removal Rate ..................................................................... 27
2.2.8. Overcut dan efek tirus ...................................................................... 28
2.2.9. Akurasi ECM .................................................................................... 29
vii

BAB III METODOLOGI PEMBUATAN ECM ............................................ 31
3.1. Pendekatan penelitian ........................................................................... 31
3.2. Tempat dan waktu penelitian ................................................................ 31
3.2.1. Tempat penelitian ............................................................................. 31
3.2.2. Waktu penelitian .............................................................................. 31
3.3. Alat dan bahan penelitian ...................................................................... 31
3.3.1. Alat-alat yang digunakan pada penelitian ........................................ 31
3.3.2. Bahan penelitian ............................................................................... 33
3.4. Variabel penelitian ................................................................................ 35
3.4.1. Variabel bebas .................................................................................. 35
3.4.2. Variabel terikat ................................................................................. 35
3.5. Langkah-langkah penelitian .................................................................. 35
3.6. Diagram alir penelitian .......................................................................... 36
3.7. Prosedur pengujian ECM ...................................................................... 37
3.8. Prosedur pembuatan benda kerja ........................................................... 39
3.9. Prosedur pembuatan elektroda .............................................................. 40
3.10. Prosedur pembuatan penjepit benda kerja ............................................. 40
3.11. Parameter pengujian ECM .................................................................... 41
3.12. Pengujian terhadap material benda kerja .............................................. 41
3.12.1. Pengujian MRR ................................................................................ 41
3.12.2. Pengujian overcut dan ketirusan ...................................................... 35
3.13. Pengukuran hasil pengujian .................................................................. 42
3.13.1. Pengukuran MRR ............................................................................. 42
3.13.2. Pengukuran overcut dan ketirusan ................................................... 42
3.14. Pengumpulan data ................................................................................. 46
3.15. Analisis data .......................................................................................... 47
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 48
4.1. Mesin ECM portable …….................................................................... 48
4.2. Hasil pemesinan ECM ………….......................................................... 49
4.3. Hasil perhitungan data dan pembahasan ............................................... 52
4.3.1. Hasil perhitungan MRR ……........................................................... 52

viii

4.3.2. Hasil pengukuran overcut ……….................................................... 55
4.3.3. Hasil pengukuran ketirusan ............................................................. 62
4.3.4. Pembahasan …………..................................................................... 66
BAB V PENUTUP ............................................................................................ 68
5.1. Kesimpulan ........................................................................................... 68
5.2. Saran ..................................................................................................... 69
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 70
LAMPIRAN ...................................................................................................... 71

ix

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Mesin ECM skala laboratorium .....................................................

5

Gambar 2.2. Grafik nilai MRR tiap percobaan ...................................................

6

Gambar 2.3. Grafik nilai rata-rata MRR .............................................................

6

Gambar 2.4. Prinsip contoh hasil drilling ECM hardened tool steel SKD 11
dimensi 100 x 40 x 4.5 mm ............................................................

7

Gambar 2.5. Grafik fungsi konsentrasi KCl versus overcut untuk tegangan
12V, 24V dan 36V .......................................................................... 7
Gambar 2.6. Hasil pengukuran arus listrik dengan jarak gap dijaga konstan
0,5 mm ............................................................................................

8

Gambar 2.7. Grafik fungsi Konsentrasi KCl versus Ketirusan untuk tegangan
12, 24 dan 36 V ..............................................................................

8

Gambar 2.8. Grafik rata-rata (a) overcut dan (b) MRR stainless steel J-430 ...... 10
Gambar 2.9. Grafik rata-rata surface roughness stainless steel j-430 ................. 11
Gambar 2.10. Elektroda kuningan ....................................................................... 11
Gambar 2.11. Hasil lubang pemesinan menggunakan ECM dengan benda kerja
(a) kuningan (b) stainless steel (c) aluminium ............................... 12
Gambar 2.12. Sudut overcut material stainless steel (a) diameter 2 mm dan (b)
diameter 6 mm menggunakan elektroda kuningan ........................ 13
Gambar 2.13. Sudut overcut material aluminium (a) diameter 2 mm dan (b)
diameter 6 mm menggunakan elektroda kuningan ........................ 13
Gambar 2.14. Prinsip ECM ................................................................................. 18
Gambar 2.15. Reaksi proses pemesinan ECM pada besi .................................... 18
Gambar 2.16. Skema representatif reaksi pada ECM ......................................... 19
Gambar 2.17. Electrolyte Jet ............................................................................... 20
Gambar 2.18. Indentasi (cekungan) pada pemesinan mikro ............................... 20
Gambar 2.19. Konfigurasi ECDR ....................................................................... 21
Gambar 2.20. Skema STEM ............................................................................... 21
Gambar 2.21. Skema electrostream (capillary) drilling ..................................... 22
Gambar 2.22. Electro chemical jet drilling ......................................................... 23
Gambar 2.23. Mekanisme ECDB ........................................................................ 23

x

Gambar 2.24. Komponen sistem pada ECM ....................................................... 24
Gambar 2.25 Overcut dan efek tirus pada lubang hasil drilling ECM ................ 28
Gambar 2.26 Faktor yang mempengaruhi akurasi pemesinan pada ECM .......... 30
Gambar 3.1. Mesin ECM portable ..................................................................... 32
Gambar 3.2. Alat bantu pemesinan ECM ........................................................... 32
Gambar 3.3. Desain elektroda kuningan ............................................................. 33
Gambar 3.4. (a) NaCl (b) aquades ...................................................................... 33
Gambar 3.5. Desain benda kerja ......................................................................... 34
Gambar 3.6. Diagram alir penelitian .................................................................. 37
Gambar 3.7. Layar load g-code .......................................................................... 37
Gambar 3.8. Contoh program g-code ................................................................. 38
Gambar 3.9. Tampilan g-code ............................................................................ 38
Gambar 3.10. Benda kerja .................................................................................. 39
Gambar 3.11. Dimensi isolator ........................................................................... 39
Gambar 3.12. Benda kerja setelah diisolasi (a) aluminium 1100, (b) stainless
steel 340 ........................................................................................ 40
Gambar 3.13. Elektroda / Tool ............................................................................ 40
Gambar 3.14. Pengukuran massa menggunakan timbangan digital .................... 42
Gambar 3.15. Pengujian Makro .......................................................................... 43
Gambar 3.16 (a) Tampilan software ImageJ, (b) Benda kerja yang di set scale,
(c) Tampilan set scale, (d) Benda kerja yang di klik icon oval, (e)
Benda kerja yang sudah diwarnai ................................................ 44
Gambar 3.17. Gambar 3.16 (f) Benda kerja yang telah di klik icon wand pada
diameter luar, (g) Toolbar ROI Manager, (h) Tampilan ROI
Manager, (i) Benda kerja yang telah di klik icon wand pada
diameter dalam, (j) Tampilan setelah di klik Measure ................ 45
Gambar 4.1. Mesin ECM portable ...................................................................... 48
Gambar 4.2. Sett up ECM portable yang digunakan dalam penelitian ............... 48
Gambar 4.3. Grafik pengaruh besarnya arus terhadap waktu pemesinan dengan
gap 0.5 mm pada material: (a) stainless steel 304, (b) aluminium
1100 ................................................................................................ 51

xi

Gambar 4.4. Grafik pengaruh besarnya arus terhadap waktu pemesinan dengan
gap 0.75 mm pada material: (a) stainless steel 304, (b) aluminium
1100 ................................................................................................ 51
Gambar 4.5. Grafik pengaruh besarnya arus terhadap waktu pemesinan dengan
gap 1 mm pada material: (a) stainless steel 304, (b) aluminium
1100 ................................................................................................ 51
Gambar 4.6. Grafik besar arus rata-rata pada material: (a) stainless steel 304,
(b) aluminium 1100 ......................................................................... 52
Gambar 4.7. Grafik pengaruh tegangan dan gap terhadap nilai MRR pada
material: (a) stainless steel 304, (b) aluminium 1100 .................... 54
Gambar 4.8. Hasil overcut material stainless steel 304 dengan gap 0,5 mm
dan waktu pemesinan 371 detik, (a) bagian depan, (b) bagian
belakang .......................................................................................... 56
Gambar 4.9. Hasil overcut material stainless steel 304 dengan gap 0,75 mm
dan waktu pemesinan 371 detik, (a) bagian depan, (b) bagian
belakang ....................................................................................... 56
Gambar 4.10. Hasil overcut material stainless steel 304 dengan gap 1,0 mm
dan waktu pemesinan 371 detik, (a) bagian depan, (b) bagian
belakang ....................................................................................... 57
Gambar 4.11. Hasil overcut material aluminium 1100 dengan gap 0,5 mm
dan waktu pemesinan 193 detik, (a) bagian depan, (b) gambar
belakang ....................................................................................... 57
Gambar 4.12. Hasil overcut material aluminium 1100 dengan gap 0,75 mm
dan waktu pemesinan 193 detik, (a) bagian depan, (b) bagian
belakang ....................................................................................... 58
Gambar 4.13. Hasil overcut material aluminium 1100 dengan gap 1,0 mm
dan waktu pemesinan 193 detik, (a) bagian depan, (b) bagian
belakang ....................................................................................... 58
Gambar 4.14. Pengaruh variasi tegangan dan gap terhadap overcut pada
material stainless steel 304 .......................................................... 60

xii

Gambar 4.15. Pengaruh variasi tegangan dan gap terhadap overcut pada
material aluminium 1100 ............................................................ 61
Gambar 4.16. Hasil ketirusan pemesinan ECM material stainless steel 304
dengan gap 0,5 mm dan waktu pemesinan 371 detik ………….. 62
Gambar 4.17. Hasil ketirusan pemesinan ECM material stainless steel 304
dengan gap 0,75 mm dan waktu pemesinan 37 detik ………….. 62
Gambar 4.18. Hasil ketirusan pemesinan ECM material stainless steel 304
dengan gap 1,0 mm dan waktu pemesinan 371 detik ………….. 62
Gambar 4.19. Hasil ketirusan pemesinan ECM material aluminium 1100
dengan gap 0,5 mm dan waktu pemesinan 193 detik ………….. 63
Gambar 4.20. Hasil ketirusan pemesinan ECM material aluminium 1100
dengan gap 0,75 mm dan waktu pemesinan 193 detik …………

63

Gambar 4.21. Hasil ketirusan pemesinan ECM material aluminium 1100
dengan gap 1,0 mm dan waktu pemesinan 193 detik ………….. 63
Gambar 4.22. Arah ketirusan benda kerja .......................................................... 63
Gambar 4.23. Grafik pengaruh tegangan dan gap terhadap nilai ketirusan
pada material stainless steel 304 .................................................. 66
Gambar 4.24. Grafik pengaruh tegangan dan gap terhadap nilai ketirusan
pada material aluminium 1100 ...................................................

xiii

66

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Perbandingan overcut rata-rata dan sudut overcut rata-rata ............... 12
Tabel 2.2. Perbandingan overcut rata-rata dan sudut overcut rata-rata ............... 13
Tabel 2.3. Elektrolit dan laju pemesinan berbagai benda kerja .......................... 25
Tabel 3.1. Komposisi kandungan unsur logam stainless steel 304 ..................... 34
Tabel 3.2. Komposisi kandungan unsur logam aluminium 1100 ........................ 34
Tabel 3.3. Parameter pengujian ECM ................................................................. 41
Tabel 3.4. Lembar pengamatan uji MRR............................................................. 47
Tabel 3.5. Lembar pengamatan uji overcut ......................................................... 47
Tabel 3.6. Lembar pengamatan uji ketirusan ...................................................... 47
Tabel 4.1. Hasil proses pemesinan ECM material stainless steel 304 dengan
flow rate 3 lpm .................................................................................... 49
Tabel 4.2. Hasil proses pemesinan ECM material aluminium 1100 dengan
flow rate 3 lpm .................................................................................... 50
Tabel 4.3. Perhitungan MRR pada material stainless steel 304 .......................... 54
Tabel 4.4. Hasil perhitungan MRR pada material aluminium 1100 …………… 54
Tabel 4.5. Hasil perhitungan overcut pada material stainless steel 304 ………. 60
Tabel 4.6. Hasil perhitungan overcut pada material aluminium 1100 ………… 61
Tabel 4.7. Hasil perhitungan ketirusan pada material stainless steel 304 ……... 65
Tabel 4.8. Hasil perhitungan ketirusan pada material aluminium 1100 ……….. 65

xiv

DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Tabel keseluruhan hasil pemesinan material stainless steel 304 … 71
Lampiran 2. Tabel keseluruhan hasil pemesinan material aluminium 1100 ....... 73
Lampiran 3. Hasil pemesinan material stainless steel 304 yang gagal
(tidak berlubang) …………………………………………………. 75
Lampiran 4. Hasil pemesinan material aluminium 1100 yang gagal
(tidak berlubang) ............................................................................ 76
Lampiran 5. Material stainless steel 304 yang diresin ………………………... 76
Lampiran 6. Material aluminium 1100 yang diresin ………………………….

76

Lampiran 7. Foto makro overcut stainless steel 304 dengan gap 0,5 mm dan
waktu pemesinan 371 detik, bagian depan (gambar atas), bagian
belakang (gambar bawah) ………………………………………... 77
Lampiran 8. Foto makro overcut stainless steel 304 dengan gap 0,75 mm dan
waktu pemesinan 371 detik, bagian depan (gambar atas), bagian
belakang (gambar bawah) ……………………………………….. 77
Lampiran 9. Foto makro overcut stainless steel 304 dengan gap 1 mm dan waktu
pemesinan 371 detik, bagian depan (gambar atas), bagian belakang
(gambar bawah) ………………………………………………….. 78
Lampiran 10. Foto makro overcut aluminium 1100 dengan gap 0,5 mm dan waktu
pemesinan 193 detik, bagian depan (gambar atas), bagian belakang
(gambar bawah) …………………………………………………. 78
Lampiran 11. Foto makro overcut aluminium 1100 dengan gap 0,75 mm dan
waktu pemesinan 193 detik, bagian depan (gambar atas), bagian
belakang (gambar bawah) ………………………………………. 79
Lampiran 12. Foto makro overcut aluminium 1100 dengan gap 1 mm dan waktu
pemesinan 193 detik, bagian depan (gambar atas), bagian belakang
(gambar bawah) …………………………………………………. 79
Lampiran 13. Foto makro ketirusan stainless steel 304 dengan gap 0,5 mm dan
waktu pemesinan 371 detik …………………………………….. 80
Lampiran 14. Foto makro ketirusan stainless steel 304 dengan gap 0,75 mm dan
waktu pemesinan 371 detik …………………………………….. 80

xv

Lampiran 15. Foto makro ketirusan stainless steel 304 dengan gap 1 mm dan
waktu pemesinan 371 detik …………………………………….. 81
Lampiran 16. Foto makro ketirusan aluminium 1100 dengan gap 0,5 mm dan
waktu pemesinan 193 detik …………………………………….. 81
Lampiran 17. Foto makro ketirusan aluminium 1100 dengan gap 0,75 mm dan
waktu pemesinan 193 detik …………………………………….. 82
Lampiran 18. Foto makro ketirusan aluminium 1100 dengan gap 1 mm dan waktu
pemesinan 193 detik ……………………………………………. 82

xvi

INTISARI
Keakuratan pemesinan ECM dapat dilihat dari nilai MRR, overcut, dan
ketirusan yang dipengaruhi oleh material flow rate elektrolit, feed rate, voltage,
gap, properti elektrolit seperti konsentrasi, dan jenis. Pada proses ECM peran dari
tegangan dan gap sangatlah penting. Tanpa adanya tegangan dan gap proses
pemesinan tidak akan terjadi. Untuk itu perlu adanya pemilihan nilai konsentrasi
tegangan dan gap yang sesuai sehingga proses pemesinan pada ECM dapat
berjalan dengan baik. Menggunakan elektroda tanpa isolasi memiliki kendala saat
pemesinan arus yang keluar dari elektroda menyebar sehingga menghasilkan arus
yang besar. Agar arus yang keluar tidak menyebar, maka diberi isolasi pada
elektroda tersebut sehingga arus yang keluar hanya dari bagian bawah permukaan
elektroda.
Pengujian pemesinan dilakukan dengan membuat lubang dengan variasi
tegangan dan jarak celah (gap), pengaruhnya terhadap MRR, overcut, dan
ketirusan. Tegangan diatur sebesar 7, 10, 13 volt sementara gap diatur 0.5, 0.75,
1 mm. Benda kerja dari bahan stainless steel 304, dan aluminium 1100 dengan
ketebalan 0.4 mm, sementara tool terbuat dari bahan kuningan pejal berdiamater 3
mm.
Semakin besar tegangan dan gap maka semakin besar nilai MRR benda
kerja. Dari data yang disajikan didapat nilai MRR material stainless steel yang
terbesar yaitu 5.57 x 10-2 mm3/dt, dan terkecil 2.77 x 10-4 sedangkan nilai MRR
material aluminium yang terbesar yaitu 8.10 x 10-4 mm3/dt, dan terkecil 4.84x10-4.
Semakin besar tegangan dan gap semakin tinggi nilai overcut yang didapatkan.
Nilai overcut pada material stainless steel yang terbesar yaitu 2.24 mm dan
terkecil 1.00 mm, sedangkan material aluminium nilai overcut terbesar yaitu 1.66
mm dan terkecil 0.64o. Dari hasil pengujian variasi tegangan dan gap terhadap
ketirusan yaitu material stainless steel mempunyai pola ketika gap kecil nilai
ketirusan akan turun, tetapi saat gap besar nilai ketirusan mengalami penurunan
dan kemudian mengalami kenaikan ketika tegangan dibesarkan kembali. Nilai
ketirusan tertinggi pada gap 1 mm yaitu 44.50o, sedangkan nilai ketirusan
terendah pada gap 0.5 yaitu 9.78o. Dari hasil pengujian variasi tegangan dan gap
terhadap ketirusan yaitu material aluminium mempunyai pola ketika gap kecil
nilai ketirusan mengalami kenaikan, tetapi saat gap besar nilai ketirusan
mengalami penurunan. Nilai ketirusan tertinggi pada gap 1 mm yaitu 25.81o,
sedangkan nilai ketirusan terendah pada gap 0.5 yaitu 1.04o. Pada material
stainless steel membutuhkan waktu pemesinan selama 371 detik, sementara pada
material aluminium 1100 membutuhkan waktu pemesinan 193 detik.

Kata Kunci: Electrochemical machining, MRR, overcut, ketirusan, stainlees steel
304, aluminium 1100
vi

BAB I
PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang
Electro Chemical Machining (ECM) merupakan salah satu mesin non-

konvensional yang didasarkan pada proses anodic dissolution selama dalam
elektrolisis (Tlusty, 2000). Prinsip pemesinan ECM menggunakan hukum Faraday
yaitu: jika ada dua logam elektroda direndam dalam larutan elektrolit dan
dihubungkan dengan sumber arus DC, maka partikel logam akan terlepas dari
anode dan kemudian akan melekat ke cathode. Material yang digunakan adalah
material yang harus bersifat mengalirkan listrik (konduktor).
Untuk mempelajari prinsip kerja dan unjuk kerja proses ECM, maka telah
dikembangkan mesin ECM skala laboratorium dengan daya 1000 Watt atau 1/100
mesin ECM skala industri. Mesin ECM skala laboratorium tersebut diuji
performansinya baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Performa, kualitatif
berhubungan dengan kualitas hasil pemesinannya seperti kekasaran permukaan,
ketelitian ukuran, akurasi geometri. Sedangkan performa kuantitatif berhubungan
dengan produktivitasnya seperti material removal rate (MRR), banyaknya lubang
yang mampu dimesin tiap menit atau tiap jam. Hasil percobaannya menyatakan
bahwa mesin ECM tersebut setiap menitnya bisa memakan kedalaman 0,084
mm/menit semakin lama waktu yang digunakan dalam pemesinan berarti semakin
dalam lubang benda kerja (Feriyanta, 2015).
Keakuratan pemesinan ECM dapat dilihat dari nilai MRR, overcut, dan
ketirusan. El-Hofy, (2005) menjelaskan bahwa akurasi pada proses pemesinan
ECM tergantung pada densitas arus yang dipengaruhi oleh material ekivalen,
voltage, gap, feed rate, pasivasi, properti elektrolit seperti laju, pH, temperature,
konsentrasi, pressure, tipe, dan kecepatan.
Nilai MRR bergantung pada waktu pemesinan ECM. Waktu pemesinan
yang singkat akan membuat nilai MRR kecil, sehingga diameter lubang hasil
pemesinan sesuai dengan diameter tool yang diinginkan. Keakuratan proses
pemesinan ECM diukur melalui overcut yang dihasilkan selama proses pemesinan

1

2

berlangsung. Diameter lubang hasil pemesinan yang telah sesuai dengan diameter
tool yang diinginkan maka nilai overcut yang dihasilkan akan kecil. Semakin kecil
nilai MRR semakin kecil pula nilai overcut, semakin kecil nilai overcut maka
semakin kecil pula nilai ketirusan. Hal ini akan membuat proses pemesinan ECM
semakin akurat.
Pada proses ECM peran dari tegangan dan gap sangatlah penting. Tanpa
adanya tegangan dan gap proses pemesinan tidak akan terjadi. Untuk itu perlu
adanya pemilihan nilai konsentrasi tegangan dan gap yang sesuai sehingga proses
pemesinan pada ECM dapat berjalan dengan baik. Menggunakan elektroda tanpa
isolasi memiliki kendala saat pemesinan arus yang keluar dari elektroda menyebar
sehingga menghasilkan arus yang besar. Agar arus yang keluar tidak menyebar,
maka diberi isolasi pada elektroda tersebut sehingga arus yang keluar hanya dari
bagian bawah permukaan elektroda.
Parameter-parameter yang terkait dengan ECM adalah elektrolit, tegangan,
diameter benda uji, mesin uji, jarak celah antara elektroda dan benda kerja, feed
rate, di mana parameter konsentrasi terlihat sangat penting dan masih banyak
ruang untuk dapat diteliti pada penelitian ini. Tujuan dari penelitian ini adalah
untuk mengetahui nilai MRR, overcut, dan ketirusan dengan pengaruh variasi
tegangan dan jarak celah (gap) pada material stainless steel 304, dan aluminium
1100 hasil drilling ECM menggunakan elektroda kuningan terisolasi.

1.2

Rumusan Masalah
Dari latar belakang di atas dapat dirumuskan suatu permasalahan yang

harus dipecahkan pada proses pemesinan ECM dengan workpiece plat stainless
steel dan cairan elektrolit berupa NaCl yaitu:
1. Bagaimanakah pengaruh variasi tegangan dan gap hasil drilling proses
ECM terhadap nilai MRR, overcut, efek ketirusan pada material stainless
steel 304 menggunakan elektroda terisolasi?
2. Bagaimanakah pengaruh variasi tegangan dan gap hasil drilling proses
ECM terhadap nilai MRR, overcut, efek ketirusan pada material
aluminium 1100 menggunakan elektroda terisolasi?

3

1.3

Tujuan Penelitian
1. Mengetahui pengaruh variasi tegangan dan gap terhadap nilai MRR,
overcut, dan ketirusan pada benda kerja plat stainless steel 304
menggunakan elektroda terisolasi pada proses pemesinan ECM.
2. Mengetahui pengaruh variasi tegangan dan gap terhadap nilai MRR,
overcut, dan ketirusan pada benda kerja plat aluminium 1100
menggunakan elektroda terisolasi pada proses pemesinan ECM.

1.4

Batasan Masalah
Dalam

penyusunan

tugas

akhir

dan

penelitian

ini diberikan

pembatasan masalah agar dapat menghasilkan suatu yang lebih bersifat
khusus dan bermanfaat. Adapun batasan masalah yang diberikan adalah sebagai
berikut :
1. Larutan elektrolit NaCl 15%.
2. Tidak membahas reaksi kimia yang terjadi.

1.5

Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini:
1. Bagi dunia pendidikan, akan memberikan wawasan guna meningkatkan
ilmu pengetahuan seputar proses pemesinan ECM..
2. Bagi masyarakat dapat memberikan kontribusi positif sebagai pengetahuan
bagaimana

pentingnya

konvensional dalam hal

pengembangan

teknologi

pemesinan

non-

efektifitas dan efisiensi untuk meningkatkan

jumlah produksi.
3. Diharapkan dapat bermanfaat bagi disiplin ilmu metalurgi bahan dan
manufaktur umumnya dan para rekayasawan khususnya tentang proses
produksi.

4

1.6

Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan tugas akhir ini secara garis besar adalah:

BAB I

: Pendahuluan, berisi tentang latar belakang masalah, rumusan masalah,
tujuan

penelitian,

batasan

masalah,

manfaat

penelitian,

serta

sistematika penulisan Tugas Akhir.
BAB II : Kajian Pustaka dan Dasar Teori, bab ini menjelaskan mengenai kajian
pustaka, dasar teori meliputi pengertian ECM, prinsip kerja ECM,
elemen proses ECM, elektrolisis pada ECM, jenis-jenis ECM,
peralatan ECM, pengertian MRR overcut dan ketirusan, akurasi ECM.
BAB III : Metodologi Penelitian, berisi pendekatan penelitian, tempat dan waktu
penelitian, alat dan bahan penelitian, variable penelitian, langkahlangkah penelitian, diagram alir penelitian, pengujian material, metode
pengambilan data.
BAB IV : Hasil dan Pembahasan, dalam bab ini berisi tentang analisa overcut,
efek ketirusan dari hasil pemesinan ECM.
BAB V : Kesimpulan dan Saran, berisi tentang kesimpulan, dan saran mengenai
pengujian yang telah dilakukan.

BAB II
KAJIAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

2.1

Kajian Pustaka
Mesin ECM telah dikembangkan oleh Feriyanta, (2015) dengan spesifikasi

mesin yaitu : tegangan listrik 7 volt, working gap 3 mm, kecepatan aliran
elektrolit 3,32 m/s serta menggunakan cairan elektrolit Natrium Chlorida (NaCl)
dengan konsentrasi elektrolit 15% NaCl dan 85% aquades. Mesin ECM pada
gambar 2.1 tersebut terbuat dari bahan jenis baja, tool elektroda tembaga yang
mempunyai nilai konduktivitas listriknya yaitu 6,0 x 107 (ohm-1.m1) dan titik
leburnya 1085oC.

Gambar 2.1 Mesin ECM skala laboratorium (Feriyanta, 2015)

Mesin telah dibuat dapat berfungsi dengan baik sesuai rancangan,
kemudian mesin dilakukan pengujian performasi mesin. Pengujian performasi
mesin tersebut dengan melakukan pemesinan untuk membuat gear spline-dalam
(blind hole) yang nantinya akan dihitung nilai pemakanan (depth) serta nilai
material removal rate (MRR). Pada gambar 2.2 dan 2.3 dapat dilihat pengaruh
waktu pemesinan terhadap nilai MRR benda kerja plat SLD. Lama waktu
pemesinan berbanding terbalik terhadap nilai MRR SLD, semakin lama waktu
pemesinan maka semakin kecil nilai MRR yang dihasilkan pada proses pemesinan

5

6

ECM. Nilai MRR tertinggi pada saat waktu 5 menit dengan nilai 3,91 mg/detik,
sedangkan nilai MRR terendah pada waktu 10 menit dengan nilai 1,44 mg/detik.

Gambar 2.2 Grafik nilai MRR tiap percobaan (Feriyanta, 2015)

Gambar 2.3 Grafik nilai rata-rata MRR (Feriyanta, 2015)

Suhardjono, (2014) melakukan eksperimen untuk menguji performansi
kualitatif “overcut” (kelebihan ukuran) dan “taper effect” (efek tirus) dari lubang
hasil drilling mesin ECM skala laboratorium akibat pengaruh konsentrasi
elektrolit yang berupa larutan KCl dalam air. Larutan elektrolit yang digunakan
adalah Kalium Klorida (KCl). Eksperimen ini menggunakan baja SKD 11 sebagai
spesimennya. Dari penelitiannya Suhardjono, (2014) menyatakan pada gambar
2.4 menunjukkan hasil percobaan yang pertama dengan konsentrasi KCl 0.1 kg/l,
dmin=10.84 mm, dmax=16.52 mm, 24V, 9.2 A. Pada percobaan kedua dengan
konsentrasi KCl 0.3 kg/l, dmin=10.38 mm, dmax=18.59 mm, 24V, 15.5A. Pada

7

percobaan ketiga dengan konsentrasi KCl 0.3 kg/l, dmin=10.37 mm, dmax=18.73
mm, 36V, 26.9A.

Gambar 2.4 Prinsip contoh hasil drilling ECM hardened tool steel SKD 11
dimensi 100 x 40 x 4.5 mm (Suhardjono, 2014)
Setelah proses drilling dilakukan, maka lubang yang dihasilkan diukur
diameter terbesar dan yang terkecil yang selanjutnya digunakan untuk menghitung
overcut dan ketirusannya. Data yang diperoleh selanjutnya diolah dalam bentuk
grafik seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.5, gambar 2.6, dan gambar 2.7.

Gambar 2.5 Grafik fungsi konsentrasi KCl versus overcut untuk tegangan 12V,
24V dan 36V. (Persamaan garis y sebagai overcut dan x konsentrasi KCl)
(Suhardjono, 2014)
Suhardjono, (2014) menyatakan dari gambar 2.5 terlihat bahwa semakin
besar konsentrasi KCl semakin besar juga overcut nya. Hal ini disebabkan oleh
semakin besarnya konduktivitas listrik dengan semakin besar konsentrasinya.
Dengan kenaikan konduktivitas, maka semakin besar arus listrik yang mengalir
seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.6. Overcut untuk tegangan 12 V lebih

8

besar dibandingkan dengan tegangan 24 dan 36 V, sebab pada tegangan 12 V
dibutuhkan waktu lebih lama dibandingkan tegangan 24 dan 36 V. Oleh karena itu
erosi pada dinding lubang juga semakin besar.

Gambar 2.6 Hasil pengukuran arus listrik dengan jarak gap dijaga konstan 0,5 mm
(Suhardjono, 2014)

Gambar 2.7 Grafik fungsi Konsentrasi KCl versus Ketirusan untuk tegangan 12,
24 dan 36 V. (Persamaan garis y sebagai ketirusan dan x konsentrasi KCl)
(Suhardjono, 2014)
Grafik ketirusan sebagai fungsi konsentrasi KCl diperlihatkan pada
gambar 2.7. Pada grafik tersebut terlihat terjadi kenaikan ketirusan yang linear
terhadap kenaikan konsentrasi KCl. Hal ini disebabkan oleh kenaikan arus listrik
yang mengalir dengan semakin besarnya konsentrasi seperti grafik gambar 2.6.
Pada gambar 2.7 juga terlihat bahwa ketirusan hampir tidak dipengaruhi oleh
tegangan (Suhardjono, 2014).

9

Budiman, (2012)

juga melakukan penelitian lain dengan melakukan

variasi nilai konsentrasi larutan pengaruhnya terhadap overcut, nilai Material
Removal Rate (MRR) dan efek ketirusan pada pemesinan ECM. Pada penelitian
ini benda kerja yang digunakan adalah SKD 11 yang biasa digunakan untuk
pembuatan punch, dies, cutting tool, dan proses lainnya yang membutuhkan sifat
tahan aus yang tinggi dengan panjang 100 mm, lebar 36,80 mm dan tebal 4,2
mm. Material pahat yang digunakan dalam percobaan ini adalah tembaga
(Cu) berbentuk silinder berlubang dengan diameter dalam 9 mm dan diameter
luar 10 mm. Pemilihan tembaga sebagai material dari pahat karena tembaga
mempunyai sifat penghantaran listrik yang baik dan material tersebut mudah
didapatkan. Hasil penelitian menyatakan bahwa semakin besar nilai konsentrasi
larutan maka MRR yang terjadi akan semakin besar. Hal ini mengacu pada reaksi
kimia antara NaCl dan H2O. Dimana dengan semakin pekatnya konsentrasi
larutan yang terbentuk dari reaksi antara NaCl dan H2O maka kadar asam (HCl)
yang terbentuk juga akan meningkat. Asam (HCl) sendiri mempunyai sifat
korosif terhadap material yang terbuat dari logam. Semakin tinggi kadar asam
maka sifat korosif yang ditimbulkan juga akan meningkat. Hal inilah yang
mempengaruhi laju pengerjaan material yang terjadi, dimana unsur Fe yang
merupakan salah satu unsur pembentuk material benda kerja yang dalam hal ini
terbuat dari baja SKD 11 akan semakin mudah terlepas dari logam induknya
karena tingkat intensitas HCl yang semakin tinggi. Sehingga bila semakin
tinggi nilai konsentrasi elektrolit yang digunakan maka MRR akan semakin
meningkat.
Selain itu Budiman, (2012) juga menyatakan semakin besar nilai
konsentrasi maka waktu pemesinan akan semakin turun. Hal ini berarti bahwa
waktu yang dibutuhkan untuk proses pemesinan akan lebih cepat untuk nilai
konsentrasi yang lebih tinggi. Nilai konsentrasi yang tinggi akan mempengaruhi
MRR tiap menit, dimana semakin tinggi nilai konsentrasi maka MRR yang
terjadi juga akan naik. Hal inilah yang mempengaruhi waktu pemesinan yang
semakin cepat seiring bertambahnya nilai konsentrasi larutan karena material
yang dilepaskan dari logam induk semakin banyak dan cepat.

10

Penelitian lainnya dilakukan oleh Permana, (2012) yang mempelajari
tentang pengaruh besarnya feed rate terhadap MRR, overcut, dan surface
roughness

yang

terjadi

setelah

pemesinan

berlangsung.

Penelitian

ini

menggunakan tool elektroda aluminium, benda kerja stainless steel J-430,
working gap 0,5 mm, cairan elektrolit menggunakan NaCl. Permana, (2012)
menjelaskan bahwa besarnya MRR yang terjadi pada benda kerja berbanding
lurus dengan besarnya feed rate yang digunakan saat pemesinan berlangsung. Hal
ini disebabkan oleh jarak gap antara tool elektroda dan benda kerja menjadi
semakin kecil, sehingga efisiensi arus pemesinan akan bertambah tinggi.
Sebaliknya, overcut yang terjadi pada benda kerja berbanding terbalik dengan
besarnya feed rate pemesinan karena semakin tinggi feed rate yang digunakan
maka semakin cepat waktu pemesinan, overcut yang terbentuk akan semakin
kecil. Hal ini disebabkan oleh semakin cepat waktu pemesinan untuk mencapai
kedalaman tertentu, maka semakin sedikit material yang terlepas sehingga overcut
yang dihasilkan semakin kecil. Hasil MRR dan overcut yang terbentuk dari
penelitian ini ditunjukkan oleh Gambar 2.8.

(a)
(b)
Gambar 2.8 Grafik rata-rata (a) overcut dan (b) MRR stainless steel J-430
(Permana, 2012)
Hasil surface roughness pada penelitian yang dilakukan oleh Permana,
(2012) menujukkan bahwa feed rate berbanding terbalik terhadap surface
roughness stainless steel, dimana semakin tinggi laju pemakanan maka semakin

11

kecil surface roughness yang dihasilkan pada proses pemesinan ECM, begitu pula
sebaliknya. Hasil surface roughness yang terbentuk ditunjukkan oleh Gambar 2.9.

Gambar 2.9 Grafik rata-rata surface roughness stainless steel j-430
(Permana, 2012)
Lapisan garam (salt layer) pada proses pemesinan ECM dapat
mengganggu distribusi arus pemesinan sehingga kekasaran permukaan menjadi
tinggi. Proses ECM portable pada penelitian ini menggunakan elektrolit NaCl.
Oleh karena itu, garam perlu dihilangkan dengan memecahnya menjadi ion Na+
dan Cl-. Semakin tinggi efisiensi arus pemesinan yang dihasilkan maka garam
yang hilang menjadi ion akan semakin banyak dan distribusi arus pada elektrolit
menjadi semakin merata.
Studi eksperimental lain dilakukan oleh Sudiarso dkk, (2013) dengan
benda kerja plat kuningan, stainless steel 204, dan aluminium 1100, dimana
semua benda kerja mempunyai ketebalan 1 mm. Sedangkan elektroda berdiameter
2 mm dengan bahan kuningan, seperti ditunjukkan pada gambar 2.10.

Gambar 2.10 Elektroda kuningan (Sudiarso dkk, 2013)

12

Tegangan dijaga konstan pada 15 volt selama percobaan, flow rate pada
elektrolit sebesar 6 m/s, gap 0.5 mm diantara elektroda dan benda kerja.
Pemesinan membutuhkan waktu 5.5 menit untuk setiap bahan.
Hasil lubang yang telah dilakukan proses pemesinan ditunjukkan pada
gambar 2.11. Diantara ketiga bahan ini, hanya material kuningan yang belum
menghasilkan lubang, hal ini disebabkan kuningan membutuhkan lebih banyak
waktu untuk membuat lubang karena overcut rata-rata jauh lebih besar dari
stainless steel dan aluminium. Perlu sekitar 11 menit untuk menghasilkan lubang
dari ketebalan 1 mm pada kuningan. Elektroda dan benda kerja terbuat dari bahan
yang sama, maka sering terjadi percikan api, bunga api mempengaruhi hasil
mesin. Seperti yang ditunjukkan gambar 2.11.

(a)

(b)

(c)

Gambar 2.11 Hasil lubang pemesinan menggunakan ECM dengan benda kerja (a)
kuningan (b) stainless steel (c) aluminium (Sudiarso dkk, 2013)
Material stainless steel persentase overcut dengan diameter elektroda
memiliki perbedaan yang signifikan jika menggunakan elektroda diameter 2 mm
dan 6 mm. Stainless steel cenderung mempertahankan overcut, seperti yang
ditunjukkan pada tabel 2.1.
Tabel 2.1 Perbandingan overcut rata-rata dan sudut overcut rata-rata
(Sudiarso dkk, 2013)
NO Diameter
Jenis Material
Overcut rataSudut Overcut
(mm)
rata (mm)
rata-rata (o)
Stainless steel 204
0.30
43
1
2
Aluminium 1100
0.33
42
Stainless steel 204
0.40
46
2
6
Aluminium 1100
0.86
43

13

Tabel 2.2 Perbandingan overcut rata-rata dan sudut overcut rata-rata
(Sudiarso dkk, 2013)
NO Diameter
Jenis Material
Overcut rataPersentase
(mm)
rata (mm)
(%)
Stainless steel 204
0.30
15.12
1
2
Aluminium 1100
0.33
16.50
Stainless steel 204
0.40
6.67
2
6
Aluminium 1100
0.86
14.36
Pada gambar 2.12 material aluminium menggunakan elektroda 2 mm
sudut sebelah kiri sebesar 42o, sedangkan sudut di sebelah kanan menggunakan
elektroda 6 mm sebesar 43o.

(a)

(b)

Gambar 2.12 Sudut overcut material stainless steel (a) diameter 2 mm dan (b)
diameter 6 mm menggunakan elektroda kuningan (Sudiarso dkk, 2013)

(a)

(b)

Gambar 2.13 Sudut overcut material aluminium (a) diameter 2 mm dan (b)
diameter 6 mm menggunakan elektroda kuningan (Sudiarso dkk, 2013)

14

Dari hasil kajian pustaka tersebut maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
Hubungan antara variasi waktu dan nilai MRR berbanding terbalik. Pada
pemesinan ECM nilai MRR tertinggi diperoleh pada waktu pemesinan 5 menit
dengan nilai 3,91 mg/detik, sedangkan nilai MRR terendah diperoleh pada waktu
10 menit dengan nilai 1,44 mg/detik. Semakin lama pemesinan, maka akan
semakin kecil nilai MRR pada benda kerja. Dari data yang disajikan bahwa setiap
detiknya bisa memakan kedalaman 840 μm/detik semakin lama waktu yang
digunakan dalam pemesinan berarti semakin dalam lubang benda kerja (Feriyanta,
2015).
Semakin besar nilai konsentrasi maka nilai MRR akan semakin besar.
Semakin besar nilai konsentrasi maka waktu pemesinan akan semakin turun atau
semakin singkat (Budiman, 2012). Besarnya MRR yang terjadi pada benda kerja
berbanding lurus dengan besarnya feed rate. Sebaliknya, overcut yang terjadi pada
benda kerja berbanding terbalik dengan besarnya feed rate. Surface roughness
yang dihasilkan pada pemesinan juga berbanding terbalik dengan laju pemakanan
/ feed rate (Permana, 2012). Semakin besar konsentrasi KCl semakin besar juga
overcutnya. Hal ini disebabkan oleh semakin besarnya konduktivitas listrik
dengan semakin besar konsentrasinya. Dengan kenaikan konduktivitas, maka
semakin besar arus listrik yang mengalir (Suhardjono, 2014).
Material aluminium dan stainless steel memiliki kesamaan nilai overcut
rata-rata, sementara pada material kuningan memiliki perbedaan overcut rata-rata
yang signifikan hingga 5 kali lebih tinggi dibandingkan 2 material tersebut. Pada
material kuningan perlu waktu yang lebih lama untuk menghasilkan lubang
dibandingkan material aluminium dan stainless steel. Tool dan benda kerja
berbahan sama sering menciptakan percikan api sehingga bunga api
mempengaruhi hasil pemesinan. Namun sebaliknya dengan tool dan benda kerja
yang berbahan berbeda, waktu pemesinan yang dibutuhkan lebih cepat. Semakin
besar diameter elektroda, semakin besar pula overcut yang dihasilkan. Hal ini
disebabkan luas permukaan elektroda semakin besar seiring besarnya diameter
tersebut. Semakin besar diamet