Electronic Theses and Dissertation

Pada era industri manufaktur saat ini, riset dan pengembangan material komposit dengan karakteristik mekanik superior tengah mengalami peningkatan signifikan. Salah satu sumber material potensial adalah arang sekam padi, yang merupakan limbah residu dari proses pengolahan gabah menjadi beras dan umumnya tidak dimanfaatkan lebih lanjut. Sekam padi, yang tergolong sebagai limbah pertanian, tersedia dalam jumlah sangat melimpah. Komponen utama pada sekam padi adalah lignoselulosa yang menyebabkan material ini memiliki sifat mekanik berupa kekakuan dan kekerasan yang cukup tinggi. Karakteristik tersebut membuka peluang pemanfaatannya sebagai bahan penguat dalam komposit. Komposisi kimia arang sekam padi meliputi kandungan air sebesar 9,02%, silika 16,98%, abu 17,71%, serta karbon sebanyak 1,33%. Dalam penelitian ini, proses pemesinan side milling menggunakan mesin CNC FELLER VMP 45A dilaksanakan guna menginvestigasi pengaruh parameter pemotongan terhadap tekstur permukaan (surface roughness) dan gaya pemotongan (cutting force). Dua metode pemotongan, yakni UP MILLING dan DOWN MILLING, diaplikasikan pada material komposit berbasis polyester yang diperkuat arang sekam padi dengan ketebalan 10 mm. Evaluasi kualitas alur pemotongan dilakukan dengan memvariasikan jumlah flute pada pahat (2, 3, dan 4 flute) serta kecepatan spindle (800 RPM, 1325 RPM, dan 1800 RPM). Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah flute, kecepatan spindle, serta metode pemotongan secara signifikan memengaruhi mutu permukaan dan besaran gaya potong. Pada prosedur Up Milling, kualitas pemotongan optimal ditandai oleh rendahnya nilai kekasaran permukaan dicapai saat menggunakan pahat 3 flute dengan kecepatan spindle 1325 RPM, sedangkan gaya potong terendah diperoleh dengan pahat 3 flute pada kecepatan spindle 980 RPM. Sebaliknya, pada teknik Down Milling, kombinasi pahat 2 flute dan 3 flute pada kecepatan spindle 1800 RPM menghasilkan permukaan paling halus, sementara nilai gaya potong minimum didapatkan saat memakai pahat 3 flute pada kecepatan spindle 980 RPM. Temuan ini menegaskan bahwa parameter pemesinan yang dikaji sangat berpengaruh terhadap kualitas hasil pemotongan komposit berbasis arang sekam padi.

In the current era of industrial manufacturing, research and development of composite materials with superior mechanical characteristics is undergoing a significant increase. One potential source of materials is rice husk charcoal, which is a residual waste from the processing of grain into rice and is generally not utilized further. Rice husk, which is classified as agricultural waste, is available in very abundant quantities. The main component of rice husk is lignocellulose which causes this material to have mechanical properties in the form of stiffness and hardness which are quite high. These characteristics open up opportunities for its utilization as a reinforcing material in composites. The chemical composition of rice husk charcoal includes 9.02% water, 16.98% silica, 17.71% ash, and 1.33% carbon. In this study, side milling machining using a FELLER VMP 45A CNC machine was carried out to investigate the effect of cutting parameters on surface roughness and cutting force. Two cutting methods, UP MILLING and DOWN MILLING, were applied to a 10 mm thick rice husk charcoal reinforced polyester-based composite material. Evaluation of cutting groove quality was conducted by varying the number of flutes on the tool (2, 3, and 4 flutes) and the spindle speed (800 RPM, 1325 RPM, and 1800 RPM). The results show that the number of flutes, spindle speed, and cutting method significantly affect the surface quality and cutting force magnitude. In the Up Milling procedure, the optimal cutting quality - characterized by low surface roughness values - was achieved when using a 3-flute tool at a spindle speed of 1325 RPM, while the lowest cutting force was obtained with a 3-flute tool at a spindle speed of 980 RPM. Conversely, in the Down Milling technique, the combination of 2-flute and 3-flute tools at 1800 RPM spindle speed produced the smoothest surface, while the minimum cutting force value was obtained when using a 3-flute tool at 980 RPM spindle speed. This finding confirms that the machining parameters studied greatly influence the cutting quality of rice husk charcoal-based composites.