Rekayasa Cairan Pemotongan berbasis Emulsi Minyak Inti Sawit untuk Pengumpan Sistem MQL (Minimum Quantity Lubricant) pada Aplikasi Pemesinan Keras

Abstract

The MQL method uses compressed air to deliver the cutting fluid to the cutting zone in both gas and liquid (mist) phases. Cutting fluid has disadvantages, namely the effect of lubrication, waste disposal, fluid stability, production costs, commercialization. Then developed a new cutting fluid with natural ingredients such as palm kernel oil and other addictive mixtures tested with machining AISI 4340 50 HRC steel using a CERMET tool CVD DCMT11T304-F1-TH1500 and PVD DCMT11T304-F1 TS 2000 compared to commercial fluids (Fuchs) and dry. The manufacture of cutting fluid development uses an emulsion technique with Palm Kernel Oil, aquades, ABS, Tannins, phenol, hBn, H202, ZnCl₂, Na2COmaterials3, menthol. Machinability testing on tool wear (VB), surface roughness (Ra), Power (P). Testing the characteristics of liquids on density, viscosity, flash point, thermal conductivity, odor, color and data analysis using the Taguchi Minitab. Produced 6 cutting fluids for the MQL system feeder in hard machining applications, namely CF1-CF6. There are two recommended fluids, namely CF2 and CF3 which have the best performance. The most optimum operational cutting conditions applied to the PVD tool with cutting conditions (v) 120 m/min, feed speed (f) 0.1-0.2 mm/rev, depth of cut (a) 1 mm. And CVD chisel with cutting conditions (v) 200 m/min, feed speed (f) 0.1-0.2 mm/turn, depth of cut (a) 1 mm. From the performance test on the CVD chisel, the best VB results in CF3, the best Ra results in Fuchs fluid, the best P results in CF3. On the PVD tool the best VB results are on CF2, the best Ra results are on CF 3 fluids, the best P results are on Fuchs. Shows CF 2 and CF 3 the results are better than conditions dry and are able to compete with the performance of commercial Fuchs type fluids. Characteristics of CF2 density 0.8864 g/cm³ and CF3 0.8868 g/cm³, CF2 viscosity 2.17 cSt CF3 3.11 cSt, CF2 flash point 125°C and CF3 125°C, CF2 thermal conductivity 0.389 W/mk CF3 0.456 W/mk, the color of CF2 and CF3 is light brown, theodor ofCF2 and CF3 is smelly because of vegetable oil ingredients.

Metode MQL menggunakan udara bertekanan untuk mengirimkan cairan pemotongan ke zona pemotongan dalam fase gas dan cair (kabut). Cairan pemotongan mempunyai kekurangan yaitu efek pelumasan, pembuangan limbah, stabilitas cairan, biaya produksi, komersialisasi. Maka dikembangkan cairan pemotongan baru dengan bahan alami seperti minyak inti sawit dan bahan campuran adiktif lainnya diuji dengan ketermesinan pembubutan baja AISI 4340 50 HRC menggunakan pahat CERMET CVD DCMT11T304-F1-TH1500 dan PVD DCMT11T304-F1 TS 2000 dibandingkan dengan cairan komersial (Fuchs) dan Dry. Pembuatan pengembangan cairan pemotongan menggunakan teknik emulsi dengan bahan Palm Kernel Oil, aquades, ABS, Tanin, fenol, hBn, H202, ZnCl₂, Na2CO3, menthol. Pengujian ketermesinan pada keausan pahat (VB), kekasaran permukaan (Ra), Daya (P). Pengujian karakteristik cairan pada density, viskositas, flash point, konduktivitas thermal, bau, warna dan analisis data dengan minitab Taguchi. Dihasilkan 6 cairan pemotongan pengumpan sistem MQL pada aplikasi pemesinan keras yaitu CF1- CF6. Ada dua cairan yang direkomendasikan yaitu CF2 dan CF3 paling baik performanya. Diterapkan kondisi pemotongan operasional yang paling optimum pada pahat PVD dengan kondisi pemotongan (v) 120 m/min, kecepatan pakan (f) 0,1-0,2 mm/putaran, kedalaman potong (a) 1 mm. Dan pahat CVD dengan kondisi pemotongan (v) 200 m/min, kecepatan pakan (f) 0,1-0,2 mm/putaran, kedalaman potong (a) 1 mm. Dari uji performa pada pahat CVD hasil VB terbaik pada CF3, hasil Ra terbaik pada cairan Fuchs, hasil P terbaik pada CF3. Pada pahat PVD hasil VB terbaik pada CF2, hasil Ra terbaik pada cairan CF 3, hasil P terbaik pada Fuchs. Menunjukkan CF 2 dan CF 3 hasilnya lebih baik dibandingkan kondisi dry dan mampu menyaingi performa cairan komersial jenis Fuchs. Karakteristik densitas CF2 0,8864 g/cm³ dan CF3 0,8868 g/cm³, viskositas CF2 2,17 cSt CF3 3,11 cSt, flash point CF2 125°C dan CF3 125°C, konduktivitas termal CF2 0,389 W/mk CF3 0,456 W/mk, warna CF2 dan CF3 warna cokelat muda, bau (odor) CF2 dan CF3 adalah berbau karena dari bahan minyak nabati.