METODE PENELITIAN
H. Prosedur Penelitian
Rancangan atau desain penelitian yang dilakukan dalam desain eksperimen ini mengacu pada metode Taguchi. Gambar 19 menunjukkan prosedur pelaksanaan desain eksperimen Taguchi. Langkah-langkah penyusunan desain eksperimen dengan metode Taguchi sebagai berikut:
commit to user
Gambar 18. Prosedur Desain Parameter Taguchi
1. Definisi Karakteristik Kualitas
Karakteristik kualitas yang digunakan adalah smaller the better. Hal ini karena nilai kekasaran permukaan yang diinginkan paling kecil adalah nilai yang paling baik.
2. Pemilihan Faktor Terkendali dan Tidak Terkendali (Noise)
Faktor terkendali adalah faktor yang ditetapkan (dapat dikendalikan) selama tahap perancangan. Faktor noise adalah faktor yang tidak dapat dikendalikan. Pada percobaan ini faktor terkendali yang digunakan yaitu:
commit to user
48 a. Kecepatan spindel (spindle speed)
b. Laju pemakanan (feed)
c. Kedalaman pemakanan (depth of cut)
d. Arah pemotongan terhadap serat kayu (arah longitudinal, arah radial, dan arah tangensial)
Noise yang digunakan adalah kekasaran permukaan.
3. Penentuan Jumlah Level dan Nilai Level Faktor
Eksperimen ini menggunakan 3 level untuk setiap faktor, dengan mengasumsikan setiap level mewakili kondisi minimal (low), sedang (medium), dan maksimal (high). Nilai setiap faktor didasarkan pada rekomendasi pahat, mesin, dan penggunaan di lapangan. Tabel 6 menunjukkan faktor dan level percobaan.
Tabel 6.Faktor dan Level Percobaan
Faktor Level 1 (low) 2 (medium) 3 (high) A. Kecepatan Spindel (n) 1000 2000 3000 B. Laju Pemakanan (f) 400 800 1200 C. Kedalaman Pemakanan (α) 2 4 6
D. Arah Potong Serat Kayu Longitudinal Radial Tangensial
4. Perhitungan Derajat Kebebasan
Perhitungan derajat kebebasan dilakukan untuk menghitung jumlah minimum percobaan yang harus dilakukan guna menyelidiki faktor yang diamati. Derajat kebebasan eksperimen dapat dilihat pada tabel 7 berikut ini. Tabel 7. Derajat Kebebasan
Faktor Interaksi Derajat Kebebasan
(DoF) Jumlah Derajat Kebebasan Faktor (A) 3-1 2 Faktor (B) 3-1 2 Faktor (C) 3-1 2 Faktor (D) 3-1 2 Total DoF 8
Derajad kebebasan = (banyaknya faktor) x (banyaknya level-1) = 4 x (3-1)
commit to user
Penelitian ini menggunakan 4 faktor kontrol yaitu A, B, C, dan D, serta masing-masing faktor mempunyai 3 level. Berdasarkan perhitungan derajat kebebasan digunakan matriks ortogonal L9(34).
Perhitungan untuk: L9(34) Dimana:
L = rancangan bujur sangkar latin 9 = banyaknya eksperimen 3 = banyaknya level 4 = banyaknya faktor
Pada matriks ini terdapat 9 kali eksperimen dan ini sudah lebih dari jumlah derajat kebebasan yang digunakan.
Tabel 8. Orthogonal Array L9(34) Taguchi
Kondisi Eksperimen A B C D 1 1 1 1 1 2 1 2 2 2 3 1 3 3 3 4 2 1 2 3 5 2 2 3 1 6 2 3 1 2 7 3 1 3 2 8 3 2 1 3 9 3 3 2 1
Untuk mengurangi error yang terjadi setiap pengujian replikasi sebanyak tiga kali, sehingga jumlah spesimen yang dilakukan pengujian sebanyak 27 buah. Selain mengurangi error, tujuan replikasi adalah nilai yang diperoleh diharapkan mendekati nilai sebenarnya dari kekasaran permukaan yang terjadi.
commit to user
50
6. Pelaksanaan Percobaan (Proses Pemesinan)
Proses pemesinan CNC milling dilakukan sesuai dengan kombinasi parameter yang ada pada tabel 8.
a. Persiapan Bahan
1) Pengujian kadar air
Proses pengujian kadar air bertujuan untuk mengatahui prosentase kadungan kadar air yang terdapat di dalam material kayu jati yang digunakan sebagai material.
Pengujian kadar air dilakukan dengan menyiapkan benda uji yang berukuran 50x50x50 mm yang diambil dari contoh uji dan ditimbang berat kering udara (Wu). Kayu dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 103 ± 2 °C selama 24 jam dan ditimbang kembali untuk mengetahui berat akhir kering oven (Wo). Perhitungan kadar air adalah:
Ka = : Ė
Ė x 100%
Langkah awal yang dilakukan adalah menimbang berat awal menggunakan timbang digital sebagai alat penimbang. Pengujian kadar air dilakukan dengan menyiapkan benda uji sebanyak 3 buah kubus yang berukuran 50x50x50 mm yang diambil dari contoh uji dan ditimbang beratnya (Wu).
commit to user
Gambar 20. Specimen Kayu Jati
2) Pemotongan bahan
Proses ini bertujuan untuk membuat benda kerja memiliki ukuran yang sama, sehingga diharapkan perlakuan yang diterima oleh setiap spesimen akan sama pada proses pemesinan. Spesimen berupa kubus dengan dimensi s= 50 mm.
commit to user
52
b. Proses Pemesinan
Setelah proses penyeragaman spesimen, dilakukan eksperimen sesuai dengan urutan pada tabel 9 orthogonal array.
Tabel 9. Data Eksperimen sesuai pada Tabel Orthogonal Array Kondisi Eksperimen Kecepatan Spindel (rpm) Laju Pemakanan (mm/min) Kedalaman Pemakanan (mm) Arah Potong Serat Kayu 1 1000 400 2 L 2 1000 800 4 R 3 1000 1200 6 T 4 2000 400 4 T 5 2000 800 6 L 6 2000 1200 2 R 7 3000 400 6 R 8 3000 800 2 T 9 3000 1200 4 L
c. Pengujian Kekasaran Permukaan
Pengujian kekasaran permukaan dilakukan dengan menggunakan Surfcoder SE-1700 Roughness Tester dengan pengambilan sampel dilakukan pada 1 titik di sepanjang permukaan hasil pemotongan pada benda kerja. Dengan adanya replikasi sebanyak 3 kali, maka jumlah sampel keseluruhan adalah 27 spesimen dengan 27 titik pada tiap permukaan. Dalam persiapan pengukuran kekasaran permukaan, alat ukur kekasaran permukaan dipersiapkan dan disetting terlebih dahulu sesuai dengan keperluan. Benda kerja yang telah diproses dipersiapkan untuk dilakukan pengukuran.
7. Pengumpulan dan Pengolahan Data
Pada bagian ini dilakukan kegiatan yang meliputi pengumpulan data, dan pengaturan data. Metode pengumpulan data yang digunakan adalah metode observasi. Observasi sebagai teknik pengumpulan data mempunyai ciri yang spesifik bila dibandingkan dengan teknik yang lain. Teknik
commit to user karena berkenaan dengan proses kerja.
8. Analisis Data
Pada bagian ini dilakukan penyajian data dalam suatu layout tertentu yang sesuai dengan desain yang dipilih untuk suatu percobaan yang dipilih. Selain itu dilakukan perhitungan dan penyajian data, dan teknik yang digunakan dalam analisis data adalah teknik statistik deskriptif, yaitu teknik analisis data yang didalamnya berisi interpretasi hasil penelitian dalam bentuk tabel, grafik dan diagram. Analisis varian (ANAVA) digunakan sebagai teknik penghitungan yang memungkinkan secara kuantitatif memperkirakan kontribusi setiap faktor pada semua pengukuran respon.
9. Eksperimen Konfirmasi
Eksperimen konfirmasi dilakukan untuk membandingkan hasil prediksi dari metode Taguchi dengan hasil yang diperoleh dari pengujian sebenarnya. Pengujian eksperimen konfirmasi dilakukan dengan menggunakan kombinasi optimum parameter pemesinan.
10. Interpretasi Hasil
Interpretasi hasil merupakan langkah yang dilakukan setelah percobaan dan analisis telah dilakukan. Dalam bagian ini diperlihatkan data hasil penelitian yang telah dilakukan pengolahan data sebelumnya, sehingga bisa ditarik kesimpulan setelah dilakukan pembandingan dengan teori yang ada.
commit to user
54
BAB IV