Rancang Bangun Mesin CNC Milling Mini 3 Axis Dengan Menggunakan Stepper Motor Nema 34 dan Board Mach 3

Mohamad Yusfi; Agus Dani

doi:10.47134/jme.v2i3.3131

Authors

Mohamad Khoirul Yusfi Politeknik Negeri Malang
Agus Dani Politeknik Negeri Malang

DOI:

https://doi.org/10.47134/jme.v2i3.3131

Keywords:

Alumunium, Depth of Cut, Feed Rate, Mesin CNC Milling Mini, Kekasaran Permukaan

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membangun mesin CNC (Computer Numerical Control) Milling 3 axis sebagai bagian dari inovasi di bidang manufaktur. Mesin yang dikembangkan memiliki tiga sumbu gerak utama, yaitu sumbu X dan Y untuk pergerakan horizontal alat potong, serta sumbu Z untuk pergerakan vertikal. Proses pengembangan mesin dilakukan melalui beberapa tahapan, meliputi: perencanaan, desain mekanikal dan elektrikal, pembuatan komponen, perakitan, pengujian dan validasi performa, hingga tahap penyempurnaan. Sistem kontrol mesin ini menggunakan Board Mach3 sebagai pengendali utama gerakan sumbu. Metode penelitian yang digunakan adalah metode kuantitatif eksperimental, dengan dua variabel bebas yaitu depth of cut (0,15 mm; 0,25 mm; dan 0,35 mm) serta feed rate (300 mm/menit; 400 mm/menit; dan 500 mm/menit). Pengujian dilakukan untuk menganalisis pengaruh kombinasi parameter tersebut terhadap kekasaran permukaan hasil milling. Analisis data menggunakan uji ANOVA untuk mengetahui signifikansi pengaruh masing-masing variabel. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kombinasi parameter terbaik dalam menghasilkan permukaan paling halus diperoleh pada depth of cut 0,15 mm dan feed rate 300 mm/menit, dengan nilai kekasaran permukaan sebesar 2,085 µm. Temuan ini mengindikasikan bahwa semakin kecil nilai depth of cut dan feed rate, maka semakin rendah pula nilai kekasaran permukaan benda kerja. Total biaya pembuatan mesin CNC Milling ini sebesar Rp11.240.000, yang menunjukkan potensi efisiensi biaya untuk aplikasi pendidikan maupun industri skala kecil.

References

Abdullah, A. B., Chia, L. Y., & Samad, Z. (2008). The effect of feed rate and cutting speed to surface roughness. Asian Journal of Scientific Research, 1, 12–21. https://doi.org/10.3923/ajsr.2008.12.21

Ardiansyah, R. Y. (2019). Rancang bangun sistem kontrol CNC 3 axis menggunakan board Mach 3 (Laporan tugas akhir). Politeknik Harapan Bersama Tegal.

Cardona Jiménez, J., Ardila, M. I., Rudas, J. S., Isaza, C. A., Núñez, E. J., & Rodriguez, M. A. (2022). Energy consumption analysis of machining centers using Bayesian analysis and genetic optimization. arXiv. https://arxiv.org/abs/2207.05243

Hadiputranto, R. (2007). Pemilihan linear motion guide aksis Y untuk vertikal machining center. Transmisi, III, 317–325.

Jufrizaldy, M., Ilyas, I., & Marzuki, M. (2020). Rancang bangun mesin CNC milling menggunakan system kontrol GRBL untuk pembuatan layout PCB. Jurnal Mesin Sains Terapan, 4(1), 37. https://doi.org/10.30811/jmst.v4i1.1743

Malik, I., Azharuddin, & Dewi, Chindyka, K. (2019). Aplikasi hasil rancang bangun mesin CNC router terhadap proses permesinan cutting speed, feeding cutting dan depth of cut terhadap waktu. Jurnal Austenit, 11(1), 11–15.

Malik, I., Azharuddin, A., & Riyadi, S. (2020). Pengaruh Spindle Speed, Feed Rate, dan Depth of Cut Terhadap Akurasi Hasil Permesinan Pada Mesin CNC Router 3Sumbu, Jurnal Austenit, 11(2), 33–40

Novrialdy, Y., Arwizet, K., Yufrizal, A. & Prasetya, F. (2021). Pengaruh variasi feed rate terhadap kekasaran permukaan polyethylene menggunakan mesin CNC milling. Jurnal Vokasi Mekanika (VoMek), 3(2), 25–33. https://doi.org/10.24036/vomek.v3i2.206

Paridawati., (2020) Pengaruh Kecepatan Dan Sudut Potong Terhadap Kekasaran Benda Kerja Pada Mesin Bubut, Jurnal. Ilmiah Tek. Mesin, 3(1). 53–67

Purwantoro, A., Duniawan, A., Hanif, A., (2022) Uji Ketelitian Geometrik Mesin Frais Universal Type 57-3C Menggunakan Standar ISO 1701, Jurnal Tek. Mesin ITI, 6(2)

Prakosa, T., Wibowo, A., Yuwana, Y., & Nurhadi, I. (2010). Pengujian ketelitian geometrik mesin perkakas CNC milling vertikal buatan dalam negeri. Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin (SNTTM) Ke-9, 141–146.

Quinsat, Y., Lavernhe, S., & Lartigue, C. (2011). Characterization of 3D surface topography in 5-axis milling. arXiv. https://arxiv.org/abs/1106.2077

Raharjo. R., Widodo. T. D., Bintarto. R., (2018) Desain Manufaktur Bracket Aluminium, Jurnal Rekayasa Mesin, 9(2), 110-125

Rachmawati, A., Setyarini, P. H., Ambayoen, M. A., Djunaidi, I. H., & Azizah, S. (2021). Effect of feed rate and depth of cut on face milling process on surface roughness of Al Mg alloy using CNC milling machine 3 axis. Technium: Romanian Journal of Applied Sciences and Technology. https://doi.org/10.47577/TECHNIUM.V3I11.5396

Saputra, L. D., & Yudiyanto, E. (2024). Analisis Performa Mesin CNC Milling Mini 3 Sumbu Terhadap Akurasi Gerak Pemotongan. Journal of Mechanical Engineering, 1(3). https://doi.org/10.47134/jme.v1i3.3117

Saha, S. (2009). Genetic algorithm based optimization and post optimality analysis of multi-pass face milling. arXiv. https://arxiv.org/abs/0902.0763

Sanusi, A. R. (2011). Rancang bangun konstruksi mesin CNC berbiaya rendah. Universitas Islam Indonesia.

Syaifudin, M. & Syafri, S., (2017) Pengaruh Kesalahan Dimensi Terhadap Ketelitian Gerak Output Mesin Milling 3 Axes, Jurnal Online Mahasiswa, 4(2)

Sumpena, A., Suharto, A., (2010) Studi Kemampuan dan Keandalan Mesin Milling F4 Melalui Pengujian Karateristik Statik Menurut Standar Iso 1701, Jurnal Politeknologi, 9 (3), 1-8

Suryadi, R., Riana, D., & Kangen. (2022). Pengaruh parameter proses CNC milling terhadap surface roughness dan toleransi bidang pada inlet outer valve. Jurnal Teknik Mesin, 6(2), 1–10.

Taylor. J. R. (1999). An Introduction to Error Analysis: The Study of Uncertainties in Physical Measurements. University Science Books. hlm. 128–129

Tiwan, (2014), Kemampuan Mahasiswa Dalam Memilih Material Pada Pembuatan Karya Teknologi, Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan, 22(1), 100-107

Tolosi, K., Poeng, R., Lumintang R., (2013) Analisis Ketelitian Geometrik Mesin Frain Horisontal Kunzmann Uf6 Di Laboratorium Manufaktur Teknik Mesin Unsrat, 2(1), 1-10

Tsamroh, D. I., & Riza Fauzy, M. (2022). Peningkatan sifat mekanik Al6061 melalui heat treatment natural artificial aging. G Tech: Jurnal Teknologi Terapan, 6(1), 8–13. https://doi.org/10.33379/gtech.v6i1.1217

Utama, D. W., Halim, A., Primatri, G., Akbar, B. A., & Immanuel, J. (2018). Perancangan dan analisis rangka mesin desktop CNC milling. Poros, 16(1), 94–102. https://doi.org/10.24912/poros.v16i1.6298

Williams, G. (2003). CNC robotics: Build your own workshop bot. McGraw Hill Education – Europe.

Yessika, F. A., & Yudiono, H. (2020). Pengaruh variasi baja terhadap keausan end mill cutter HSS pada proses permesinan CNC milling. Jurnal Teknik Mesin Indonesia, 15(2), 21–24.

Yusril, M., Sunding, A., & Wibowo, N. R. (2020). Rancang bangun mesin CNC router. Jurnal Tematis, 1–7.

Zakariya, I. M. (2018). Kekasaran permukaan AL 6061 pada proses up milling.