Electronic Theses and Dissertation

Penelitian ini bertujuan menganalisis kelayakan minyak nanofluid tio₂ pada campuran minyak goreng bekas yang diproses esterifikasi dan transesterifikasi sehingga menjadi methyl ester (me) dan minyak kastor (castor oil/co) sebagai fluida pemotongan dalam pemesinan material skd-11. metode penelitian menggunakan pendekatan eksperimental dengan sistem pelumasan minimum quantity lubrication (mql). nanofluid dibuat dengan mencampurkan me dan co pada berbagai komposisi (60:40, 50:50, 40:60, 30:70) dan ditambahkan nanopartikel tio₂ 0,5% berat. proses pemesinan dilakukan pada mesin cnc face milling dengan parameter tetap: kecepatan potong 150 mm/menit, kedalaman potong 0,1 mm, dan gerak makan 0,15 mm/putaran. parameter yang diukur meliputi gaya potong, kekasaran permukaan (ra&rz), topografi permukaan. hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan nanofluid tio₂ secara signifikan meningkatkan kinerja pemesinan dibandingkan dengan kondisi kering (dry cutting) dan pelumas konvensional (flooding cooling). campuran me(40)+co(60)+tio₂ menghasilkan gaya potong resultan terendah sebesar 282,71 n (penurunan 21,6% dari kondisi kering) dan kekasaran permukaan terendah sebesar 0,227 µm pada komposisi me+tio₂ (penurunan 60% dari kondisi kering). analisis sem-eds mengonfirmasi distribusi nanopartikel tio₂ yang homogen dan komposisi unsur yang sesuai. secara keseluruhan, nanofluid tio₂ berbasis campuran me–co terbukti layak sebagai alternatif fluida pemotongan yang ramah lingkungan, ekonomis, dan mampu meningkatkan kualitas permukaan serta efisiensi proses pemesinan material skd-11. kata kunci: nanofluid tio₂, methyl ester (me), minyak kastor (co), skd-11, mql, gaya potong, kekasaran permukaan, pemesinan.

This study aims to analyze the feasibility of TiO₂ nanofluid based on a mixture of waste cooking oil processed through esterification and transesterification into methyl ester (ME) and castor oil (CO) as a cutting fluid in the machining of SKD-11 material. The research employed an experimental approach using a Minimum Quantity Lubrication (MQL) system. The nanofluid was prepared by mixing ME and CO at various compositions (60:40, 50:50, 40:60, and 30:70) and adding 0.5 wt.% TiO₂ nanoparticles. Machining experiments were conducted on a CNC face milling machine with constant parameters: cutting speed of 150 mm/min, depth of cut of 0.1 mm, and feed rate of 0.15 mm/rev. The measured responses included cutting force, surface roughness (Ra and Rz), and surface topography. The results indicate that the use of TiO₂ nanofluid significantly improves machining performance compared to dry cutting and conventional flood cooling. The ME(40)+CO(60)+TiO₂ mixture produced the lowest resultant cutting force of 282.71 N, representing a 21.6% reduction compared to dry cutting, while the lowest surface roughness value of 0.227 µm was obtained using the ME+TiO₂ composition, corresponding to a 60% reduction compared to dry cutting. SEM–EDS analysis confirmed a homogeneous distribution of TiO₂ nanoparticles and appropriate elemental composition. Overall, the TiO₂ nanofluid based on the ME–CO mixture is proven to be a viable alternative environmentally friendly and economical cutting fluid, capable of enhancing surface quality and improving the efficiency of the SKD-11 machining process. Keywords: TiO₂ nanofluid, Methyl ester (ME), Castor oil (CO), SKD-11, Minimum Quantity Lubrication (MQL), Cutting force, Surface roughness, Machining.