Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Proses Longitudinal Torsional Vibration-Assisted Machining (LT-VAM) pada 5-axis micromilling memiliki potensi tinggi dalam meningkatkan performa pemesinan mikro. Namun, sistem LT-VAM konvensional masih menggunakan sliding contact seperti slip ring untuk mentransfer daya ke aktuator piezoelektrik, yang menimbulkan percikan api, keausan mekanis, dan keterbatasan rotasi. Penelitian ini bertujuan mengembangkan sistem wireless power transfer (WPT) berbasis induksi elektromagnetik sebagai alternatif yang lebih andal dan efisien. Desain sistem dilakukan secara iteratif dengan variasi sudut stator, jumlah lilitan, dan jenis ferrite. Simulasi elektromagnetik menggunakan ANSYS Maxwell menunjukkan bahwa peningkatan sudut stator (menuju bentuk cincin penuh) secara signifikan meningkatkan mutual inductance (M), induktansi primer (Lp), dan koefisien kopling magnetik (k), dengan nilai salah satu desain 89,30 µH, 268,86 µH, dan 0,48. Analisis kekuatan struktur menggunakan ANSYS Workbench menunjukkan bahwa rotor berbahan PLA mampu beroperasi pada 80.000 RPM tanpa kegagalan struktural. Hasil ini menunjukkan bahwa sistem WPT yang dirancang memenuhi kriteria elektromagnetik dan mekanis untuk diterapkan pada sistem LT-VAM berkecepatan tinggi.

---

The Longitudinal Torsional Vibration-Assisted Machining (LT-VAM) process in 5-axis micromilling has high potential to enhance micro-machining performance. However, conventional LT-VAM systems still rely on sliding contacts such as slip rings to deliver power to piezoelectric actuators, which lead to sparking, mechanical wear, and rotational limitations. This study aims to develop a Wireless power transfer (WPT) system based on electromagnetic induction as a more reliable and efficient alternative. The system was designed iteratively by varying the stator angle, number of coil turns, and ferrite type. Electromagnetic simulations using ANSYS Maxwell show that increasing the stator angle (toward a full-ring shape) significantly improves the mutual inductance (M), primary inductance (Lp), and magnetic coupling coefficient (k), with one design yielding 89.30 µH, 268.86 µH, and 0.48, respectively. Structural analysis using ANSYS Workbench demonstrates that a PLA-based rotor can operate at 80,000 RPM without structural failure. These results indicate that the developed WPT system meets both electromagnetic and mechanical requirements for implementation in high-speed LT VAM systems."

"Micromilling adalah pemesinan yang presisi untuk memproduksi geometri 3D yang kompleks dalam berbagai jenis material dengan tingkat pelepasan material tingkat mikro. Hasil pemesinan milling dapat ditingkatkan dengan ditambahkan getaran ultrasonic longitudinal dan torsional pada tool dengan menggunakan piezoelektrik (Longitudinal Torsional Vibration-assisted Machining/LT-VAM). Untuk mentransmisikan daya listrik dari struktur statis ke struktur berotasi, diperlukan Slip Ring. Pada penelitian ini, dilakukan desain dan simulasi sistem transmisi daya ultrasonik untuk LT-VAM sehingga menghasilkan tiga desain yang cocok untuk digunakan pada LT-VAM. Setelah dilakukan simulasi, desain kedua merupakan desain yang memiliki safety factor sebesar 4,3 yang mana terbaik dibandingkan dengan desain yang lainnya.

---

Micromilling is precision machining for producing complex 3D geometries in a wide variety of materials and able to remove material at micro level. Milling machining results can be improved by adding longitudinal and torsional vibration to the tool (Longitudinal Torsional Vibration-assisted Machining/LT-VAM) by using piezoelectric. In order to transmit electric power from a static structure to a rotating structure, a slip ring is required. In this research, design and simulation of ultrasonic power transmission system for LT-VAM is carried out so as to produce two designs that are suitable for use in LT-VAM. After simulation, the best design goes to design number two because it has the highest safety factor which produce 4,3 safety factor score."

"Pemesinan mikro merupakan teknik fabrikasi lanjutan untuk produk berukuran mikro atau memiliki akurasi dalam level mikro. Material yang digunakan pun tidak jarang berupa material lanjutan yang memiliki kekuatan tinggi dengan massa yang ringan seperti Ti-6Al-4V. Sebagai akibatnya, material tersebut memiliki sifat keras, getas, dan sulit diproses melalui pemesinan. Penelitian terbarukan menunjukkan bahwa pemberian getaran mampu meningkatkan kualitas dan kemampuan pemesinan untuk material-material dengan sifat tersebut, salah satunya berupa pemberian getaran longitudinal dan torsional (longitudinal torsional vibration assisted micromilling/LT-VAM). Penelitian ini akan mengamati proses pemesinan mikro dengan sistem LTVAM secara simulasi 3D. Pemesinan akan dilakukan dengan kombinasi kondisi kecepatan pemesinan dan jenis horn untuk LTVAM. Melalui pengamatan dengan simulasi 3D, penelitian ini menunjukkan bahwa penggunaan sistem LTVAM dengan horn yang memiliki torsionality tinggi memiliki potensi mengurangi gaya pemesinan hingga 35%, temperatur pemesinan hingga 9%, dan kekasaran permukaan hingga 27%.

---

Micromachining is an advanced microfabrication technique for micro-sized or micro-accuracy products. The materials used in micromachining are as advanced as it is, providing high-strength material while keeping its mass low such as those found in Ti-6Al-4V material. As a result, those mentioned advantages make them hard, brittle, and difficult to machine. Recent research articles had shown that vibration induction to the machining process can give a better machining quality to hard and brittle materials, one of which is longitudinal torsional vibration assisted micromilling (LT-VAM). This research is intended to simulate an LT-VAM machining process and how it compares to conventional micromilling. Several horn designs for LTVAM and variable speed will be simulated. Through the usage of 3D simulation techniques, the effects of LTVAM can then be measured. It has been shown that the application of the LTVAM system using a horn that has a high level of torsionality has the potential to reduce up to 9% of cutting temperature, 35% of cutting force, and 27% of surface roughness."

"

Penelitian ini bertujuan untuk mendesain dan mengembangkan sistem Ultrasonic Vibration Assisted Machining Dua Dimensi (2D UVAM) pada mesin micro-milling 5 axis Hadia Micromill-5X. Getaran ultrasonik dua dimensi yang dihasilkan oleh sistem 2D UVAM digunakan untuk menggetarkan benda kerja pada proses micro-milling. Sistem yang dikembangkan menggunakan prinsip dua buah Langevin piezoelectric transducer yang memiliki kemampuan untuk menghasilkan getaran dalam rentang ultrasonik dan dengan amplitudo getaran kecil yang masih berada dalam rentang mikrometer. Proses optimasi desain 2D UVAM dilakukan melalui metode Finite Element Analysis pada software ANSYS Workbench 17.0. Kedua buah Langevin piezoelectric transducer dirancang agar memiliki mode getaran simetris dan asimetris dengan frekuensi natural yang sama, sehingga dapat dihasilkan getaran dengan pola elips pada benda kerja. Sistem 2D UVAM beroperasi pada frekuensi natural 24 kHz dan memiliki estimasi total perpindahan pada sumbu normal dan tangensial berturut-turut adalah 0,766 μm dan 0,382 μm. Dua buah sumber listrik dengan frekuensi 24 kHz, dengan beda fase 90 derajat, dan tegangan Peak-Peak 212 Volt disuplai oleh sebuah ultrasonic generator untuk mengeksitasi kedua buah Langevin piezoelectric transducer. Untuk mengkonfirmasi sistem 2D UVAM yang dikembangkan, dilakukan eksperimen untuk membandingkan kekasaran permukaan pada Aluminium 6061-T6 melalui pemesinan micro-milling dengan metode konvensional dan dengan tambahan sistem 2D UVAM. Verifikasi kekasaran permukaan dilakukan melalui proses slot milling dengan pahat potong carbide berdiameter 1 mm. Variasi kecepatan putaran spindle dan feed rate digunakan sebagai pendukung proses analisa dari kualitas permukaan hasil pemesinan. Dari hasil eksperimen pemesinan Aluminium 6061-T6, diperoleh bahwa getaran ultrasonik yang dihasilkan oleh sistem 2D UVAM mempunyai dampak positif dalam meningkatkan kualitas permukaan pada proses pemesinan dengan kecepatan spindle rendah yaitu dalam rentang 3.000 RPM sampai dengan 15.000 RPM, namun sebaliknya menurunkan kualitas permukaan pada proses pemesinan dengan kecepatan spindle tinggi yaitu dalam rentang 30.000 RPM sampai dengan 80.000 RPM.

---

This study aims to design and develop a Two-Dimensional Ultrasonic Vibration Assisted Machining (2D UVAM) system on the Hadia Micromill-5X 5-axis micro-milling machine. Two-dimensional ultrasonic vibrations produced by 2D UVAM systems are used to vibrate the workpiece in the micro-milling process. The system is developed using the principle of two Langevin piezoelectric transducers which have the ability to produce vibrations in the ultrasonic range and with small vibration amplitude that is still within the micrometer range. The process of 2D UVAM design optimization is done through the Finite Element Analysis method in the ANSYS Workbench 17.0 software. The two Langevin piezoelectric transducers are designed to have symmetrical and asymmetrical vibration modes with the same natural frequency, so that elliptical pattern vibrations can be generated on the workpiece. The 2D UVAM system operates at a natural frequency of 24 kHz and has an estimated total displacement on the normal and tangential axes respectively 0.766 μm and 0.382 μm. Two power sources with frequency of 24 kHz, phase difference of 90 degrees, and peak-peak voltage of 212 volt are supplied by an ultrasonic generator to excite both of the Langevin piezoelectric transducers. To confirm the developed 2D UVAM system, experiments were conducted to compare the surface roughness of Aluminum 6061-T6 through micro-milling with conventional method and with additional of the 2D UVAM system. Surface roughness verification is done by slot milling with a carbide cutting tool with diameter of 1 mm.Variations in spindle speed and feed rate are used to support the analysis process of the machined surface quality. From the results of the Aluminum 6061-T6 machining experiment, it was found that the ultrasonic vibrations produced by 2D UVAM system have positive impact on improving surface quality in machining processes with low spindle speeds, in the range of 3,000 RPM up to 15,000 RPM, but on the contrary it reduces the surface quality in machining process with high spindle speeds of 30,000 RPM up to 80,000 RPM.

"

"Dewasa ini, banyak peneliti telah mengembangkan metode untuk pemesinan mikro dikarenakan kebutuhan akan produk berukuran mikro semakin meningkat. Kemampuan pemesinan micro-milling dalam menghasilkan produk miniatur yang kompleks dengan hasil permukaan yang baik membuatnya sering digunakan oleh industri dibandingkan dengan proses pemesinan mikro lainnya seperti chemical etching dan LIGA. Namun, proses pemesinan mikro secara konvensional tidak cukup untuk mendapatkan hasil pemesinan dengan permukaan yang baik. Penambahan getaran pada benda kerja atau mata pahat terbukti mampu untuk meningkatkan kualitas pemesinan dan efisiensi kerja, serta dapat meningkatkan umur mata pahat saat diterapkan dengan metode dan parameter yang benar. Desain pada sistem penambah getaran harus sesuai untuk mencapai hal tersebut. Pada penelitian ini terlampir berbagai macam desain sistem Ultrasonic Vibration Assisted Micro-Milling Dua Dimensi (2D UVAMM) untuk mesin micro-milling 5 axis Hadia Micromill-5X. Desain-desain yang dikembangkan harus mampu beroperasi pada frekuensi ultrasonik dengan menggunakan piezoelectric stack actuator sebagai komponen utama penghasil getaran pada benda kerja. Konsep desain menggunakan flexure hinge diterapkan dengan variasi dimensi dari flexure akan menjadi fokus utama pada penelitian ini. Proses optimasi desain 2D UVAMM dilakukan melalui metode Finite Element Analysis pada software Ansys. Simulasi modal dan simulasi harmonic response dilakukan sebagai tahap awal untuk menentukan frekuensi natural yang dihasilkan serta mengetahui besar amplitudo untuk mencari desain terbaik dalam sistem 2D UVAMM. Hasil yang didapatkan adalah desain alternatif 3 dengan variasi dimensi radius 1,5 mm dan ketebalan 5 mm dari flexure merupakan desain optimal untuk sistem 2D UVAMM pada penelitian ini. Desain ini mampu menghasilkan getaran 32.901 Hz dengan amplitudo pada sumbu Z sebesar 0,811 µm.

---

Nowadays, many researchers have developed methods for micromachining due to the need for micro-sized products increasing. The ability of micro-milling machining to produce complex miniature products with good surface results makes it often used by industry compared to other micro-machining processes such as chemical etching and LIGA. However, conventional micromachining processes are not sufficient to obtain machining results with good surfaces. The addition of vibrations to the workpiece or tool has proven to be able to improve machining quality and work efficiency, and can increase the tool life when applied with the correct methods and parameters. The design of the vibration actuator system must be suitable to achieve this. In this study, various designs of Two Dimensional Ultrasonic Vibration Assisted Micro-Milling (2D UVAMM) systems are attached for the Hadia Micromill-5X 5-axis micro-milling machine. The designs developed must be able to operate at ultrasonic frequencies by using a piezoelectric stack actuator as the main component that generates vibrations on the workpiece. The design concept of using a flexure hinge is applied with variations in the dimensions of the flexure which will be the main focus of this research. The process of optimizing the 2D UVAMM design was carried out using the Finite Element Analysis (FEA) method in the Ansys software. Modal simulation and harmonic response simulation are carried out as an initial step to determine the natural frequency generated and to find out the amplitude to find the best design in a 2D UVAMM system. The results obtained are alternative design 3 with variations in radius dimensions of 1.5 mm and thickness of 5 mm which is the optimal design for the 2D UVAMM system in this study. This design is capable of producing 32,901 Hz vibrations with an amplitude on the Z axis of 0.811 µm."

"Pemesinan mikro adalah proses fabrikasi dengan skala pelepasan material puluhan mikro meter hingga beberapa meter. Salah satu metode yang digunakan untuk dapat menghasilkan produk mikro adalah dengan metode vibration assisted machining (VAM). Vibration assisted machining (VAM) merupakan metode pemesinan di mana getaran dengan amplitudo kecil dikenakan pada pahat atau benda kerja untuk meningkatkan proses fabrikasi. Untuk memberikan getaran pada proses pemesinan digunakan piezoelektrik yang bergetar pada frekuensi ultrasonic dengan amplitudo kurang dari 1 µm, yang sangat rendah untuk pemesinan. Oleh sebab itu digunakan ultrasonic horn yang juga disebut acoustic horn atau sonotrode yang memperkuat getaran pada ujung mata pahat. Karena getaran eksitasi yang diberikan beripa getaran longitudinal saja, perbesaran getaran pada ujung mata pahat juga hanya getaran longitudinal saja. Untuk menghasilkan getaran torsional ditambahkan alur pada sisi samping ultrasonic horn. Melalui pengamatan dengan simulasi 3D, penelitian ini menunjukkan dengan penambahan dan perubahan alur dapat memeperbesar amplitude getaran dengan perbesaran terbesar pada getaran longitudinal sebesar 9,46 kali lipat dan torsional sebesar 10,12 kali lipat.

---

Micro machining is a fabrication process with a material release scale of tens of micro meters to several meters. One of the methods used to produce micro products is the vibration assisted machining (VAM) method. Vibration assisted machining (VAM) is a machining method in which small amplitude vibrations are applied to the tool or workpiece to enhance the fabrication process. To provide vibration in the machining process, a piezoelectric vibrating at ultrasonic frequency with an amplitude of less than 1 m is used, which is very low for machining. Therefore, an ultrasonic horn is used which is also called an acoustic horn or sonotrode which amplifies the vibrations at the tip of the tool. Since the excitation vibration is only a longitudinal vibration, the magnification of the vibration at the tool tip is also only a longitudinal vibration. To produce torsional vibrations, grooves are added to the side of the ultrasonic horn. Through observations with 3D simulations, this study shows that by adding and changing the grooves, the amplitude of the vibrations can be increased with the largest magnification in longitudinal vibrations by 9,46 times and torsional by 10,12 times."

"Pemantauan keausan pahat pada proses pemesinan merupakan hal yang penting. Perambatan keausan pahat yang tidak normal maupun peristiwa rusaknya pahat sebelum masa pakai dapat mempengaruhi hasil pemesinan. Pada pemesinan micro-milling, keausan pahat terjadi jauh lebih cepat dibandingkan pada pemesinan macro-milling dikarenakan efek downsizing terhadap geometri pahat itu sendiri. Untuk hal tersebut, sebuah sistem pemantauan keausan pahat dapat memberikan informasi perambatan keausan pahat agar pengguna dapat mengantisipasi kejadian-kejadian yang destruktif serta dapat mengambil keputusan lebih lanjut atas proses pemesinan yang sedang berlangsung. Pada kerja penelitian ini telah dikembangkan sebuah sistem pemantauan keausan pahat untuk pemesinan micro-milling berbasis teknologi digital twin. Sistem yang dikembangkan mampu memberikan informasi estimasi keausan pahat serta informasi ketidakpastian estimasi itu sendiri dengan memanfaatkan simulasi real-time yang dijalankan dalam digital twin. Model virtual dikembangkan berdasarkan model mekanistik dari proses micro-milling yang merupakan bagian dari pendekatan berbasis hukum fisika (physics-based). Model virtual yang dikembangkan meliputi model motor spindle, model unit pengendali (controller) spindle, dan model torsi potong. Ketika simulasi digital twin berjalan, model virtual mensimulasikan variabel-variabel yang terkait proses pemesinan micro-milling serta berinteraksi dengan beberapa variabel lain yang diperbarui (di-update) berdasarkan data real-time sensor-sensor di mesin micro-milling. Variabel tersimulasi digital twin dijadikan informasi dasar untuk dibandingkan dengan variabel yang didapat secara real-time, khususnya variabel torsi motor spindle yang kemudian ditransformasi ke ruang keausan pahat. Extended Kalman filter (EKF) digunakan sebagai salah kerangka kerja untuk mengintegrasi informasi tersimulasi dan informasi real-time untuk menghasilkan sebuah estimasi keausan pahat. Proses pemantauan keausan pahat dilakukan dengan menggunakan diagram kendali (control chart) dan kategorisasi tingkat keausan pahat untuk mengevaluasi nilai estimasi keausan pahat dan ketidakpastian estimasi itu sendiri. Eksperimen pemesinan slot micro-milling dilakukan untuk benda kerja yang terbuat dari stainless steel SUS304 dengan menggunakan pahat mikro berbahan karbida berukuran diameter 1000 µm. Dengan menggunakan empat dataset yang dihasilkan dari eksperimen, sistem pemantauan yang dikembangkan mampu menunjukkan proses perambatan keausan pahat dengan rata-rata error estimasi terbesar adalah 0.052 mm dan nilai ketidakpastian estimasi σtruth terbesar adalah ±0.04 mm untuk dua mata pahat. Untuk implementasi menggunakan EKF, rata-rata error estimasi terbesar adalah 0.038 mm dengan standar deviasi terbesar adalah ±0.031 mm untuk dua mata pahat. Kerja penelitian ini juga telah menghasilkan sebuah alat pengukur keausan pahat yang disebut MicroEye dengan metode observasi langsung (direct observation) menggunakan kamera mikroskop dan lengan robot aktif 6-DOF (degree of freedom). Dalam hal kemampuan pengambilan gambar, MicroEye mampu membawa kamera ke posisi yang ditargetkan sehingga seluruh area keausan pahat yang ingin dideteksi berada dalam ROI (region of interest) dengan tingkat keberhasilan sebesar 86.66%. Dalam hal kemampuan mencapai posisi, MicroEye memiliki error posisi sudut maksimum sebesar 0.596◦ dan error posisi linear maksimum 0.0336 cm pada arah sumbu x dan 0.767 cm pada arah sumbu y.

---

Tool wear monitoring is an essential aspect of the machining process. The tool breakage and the abnormality of tool wear progression affect the machining result. Due to the downsized tool’s geometry, the progression of tool wear in micro-milling is much faster than in macro-milling. A tool wear monitoring system helps to give information about the progression of tool wear so that the user can anticipate unwanted destructive events and make further decisions for the ongoing machining process. This dissertation presents the development of a tool wear monitoring system based on the digital twin technology for micro-milling applications. The developed system can provide the tool wear estimate and the estimation uncertainty altogether by running the real-time digital twin simulation. The virtual model was developed from the mechanistic model of the micro-milling process, which is part of a physics-based approach. The virtual model consists of the spindle motor, spindle controller, and cutting torque models. During the simulation, the virtual model simulates the variables of the micro-milling process and interacts with some of the real-time variables coming from the sensors in the micro-milling machine. The simulated variables (such as spindle motor torque) as the ground information are compared to the real-time variables in the wear space. Extended Kalman filter (EKF) is used as the framework to integrate the simulated and real-time information to estimate the wear growth. Then, the wear estimate and the estimation uncertainty are evaluated using a control chart and a categorization of wear level. The slot micro-milling experiment was conducted for SUS304 stainless steel workpiece with 1000 µm carbide micro-tool. The developed system can monitor the progression of tool wear with the largest mean of estimation error = 0.052 mm and the largest estimation uncertainty = ±0.04 mm. The implementation of EKF framework has improved the estimation accuracy with largest estimation error 0.038 mm with largest standard deviation ±0.031 mm for two cutting teeth. This dissertation also presents the result of a tool wear measurement device called MicroEye. The device uses a direct observation approach with a microscope camera as the primary sensor. The device has an active 6-DOF (degree of freedom) arm robot mechanism for motion flexibility. In terms of wear analysis, MicroEye can provide three metrics to analyze the difference between the fresh and the worn tools. In the aspect of image acquisition, MicroEye was able to bring the camera to the targeted position with the success rate 86.66% so that the ROI (region of interest) of the tool image is fully captured by the camera. In positioning, MicroEye achieved a maximum error of angular position 0.596◦, the maximum error of linear position 0.0336 cm in x-axis direction and 0.767 cm in y-axis direction."

"Penelitian ini bertujuan untuk melakukan karakterisasi dan evaluasi Augmented Reality (AR) untuk simulasi proses micro milling 3-axis pada platform smartphone Android. Pemanfaatan AR untuk simulasi pemesinan menggantikan Virtual Reality (VR) pada software Computer Aided Manufacturing (CAM) bertujuan untuk menciptakan sistem simulasi yang dapat digunakan pada berbagai jenis konfigurasi mesin micro milling tanpa memerlukan pemodelan geometri dan kinematika mesin micro milling yang akan digunakan. Pemilihan platform smartphone Android bertujuan untuk menciptakan suatu sistem simulasi dengan biaya yang murah, mudah digunakan, dan bersifat mobile. Karakterisasi dan evaluasi dilakukan dengan menggunakan software dan hardware AR yang sudah tersedia secara meluas yaitu Vuforia SDK sebagai software based tracking, dan Samsung Galaxy sebagai handheld display. Hasil penelitian menunjukan bahwa degree of accuracy sistem tracking yang digunakan yakni untuk koordinat X, Y, dan Z yang masing-masing adalah ± 36 μm, ± 29.3 μm , ± 35 μm masih melebihi degree of accuracy yang diperlukan untuk proses micro milling yaitu sebesar ± 5 μm sehingga akan mengakibatkan lost of accuracy pada hasil simulasi pemesinan. Dengan demikian, kemampuan penerapan AR untuk simulasi micro milling masih diragukan. Di samping itu, keterbatasan kemampuan memory dan processor pada smartphone juga dapat membatasi tingkat akurasi visualisasi benda kerja pada simulasi micro milling.

---

This research is aimed to conduct the characterization and evaluation of Augmented Reality (AR) for simulation of 3-axis micro milling on Android smarpthone. Instead of relying Virtual reality (VR) technique in Computer Aided Manufacturing (CAM) software, AR can be used to create micro milling simulation system that capable to be used on any configuration of micro milling machines without the needs to modeling the geometrical and kinematics description of underlying micro milling machines. In addition, creating such simulation system on smartphone platform will make simulation system more efficient (do not require complex set up) and affordable (or avoiding the require of expensive device or equipment). The experiment was done by using AR software and hardware that have been readily available, that are Vuforia SDK v2.5 as software based tracking and Samsung Galaxy GT-N7000 as handheld display. The experiment results show that degree of accuracy of underlying tracking system for position X, Y, and Z are ± 36 μm, ± 29.3 μm , and ± 35 μm respectively and hence exceed the required tolerance of micro milling at ± 5 μm. Consequently this will induce lost of accuracy in micro milling simulation system. Consider to this, the applicability of AR to create micro milling simulation is still questionable. Besides, the limitation of memory and processor in smartphone will also limit the accurate visualization of workpiece in micro milling simulation."

"Kebutuhan akan produk yang terminiaturisasi telah meningkat tinggi di era konsumer dengan tuntutan tinggi dan dengan tren yang selalu berubah. Hal ini juga yang membuat perkembangan teknologi mikromanufaktur terjadi secara cepat untuk memenuhi kualitas produk yang diinginkan. Salah satu dari teknologi yang dikembangkan ini yaitu ultrasonic vibration assisted machining (UVAM). UVAM berbeda dengan pemesinan konvensional dikarenakan adanya fenomena engage -disengage dari alat potong terhadap benda kerja. Fenomena engage-disengage menghasilkan geometri chip yang berbeda, sehingga menghasilkan permukaan hasil pemesinan yang berbeda juga. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari bagaimana UVAM dapat memberikan kualitas yang lebih baik dibandingkan dengan pemesinan konvensional. Pendekatan yang dilakukan yaitu dengan menghitung posisi cutting edge relatif terhadap benda kerja, baik itu sebelum maupun setelah diaplikasikannya getaran. Simulasi model teoritis dibuat dan dipresentasikan dengan menggunakan MATLAB. Tidak hanya parameter pemotongan dan parameter getaran saja, pengaruh fitur geometri cutting edge juga dipertimbangkan dalam penelitian ini. Sistem UVAM yang digunakan adalah dua dimensi (2D) dan diaplikasikan pada benda kerja. Dari hasil analisis, model yang dikembangkan dapat merepresentasikan geometri chip dan geometri permukaan dari hasil proses UVAM.

---

The needs of miniaturized products have increased a lot in this ever-changing era. This also makes the micromanufacturing technologies develop fast in order to meet the required quality of a product. One of the developed technologies is ultrasonic vibration assisted machining (UVAM). UVAM is different than conventional machining because of the way the cutting tool and the workpiece engage and disengage. This engage and disengage phenomenon produces a different chip geometry, hence also produces a different machined surface geometry.

The purpose of this sstudy is to give an understanding about how UVAM can have several advantages compared to conventional machining. The approach used in this study is by calculating where the cutting edge position relative to the workpiece, before and after vibration is applied. Simulated theoritical models are made and presented using MATLAB. Not only cutting parameters and vibration parameters, the influence of the geometry feature of cutting edge is also considered in this study. The UVAM system used is two-dimensional (2D) and induced on the workpiece. From the analysis result, the developed model can present the geometry of chip and geometry of machined surface from UVAM proccess."

"Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan sistem transduser dual transverse pada Ultrasonic Vibration Assisted Microforming (UVAM). Perancangan sistem transduser didasarkan pada dua gagasan terkait getaran yakni longitudinal dan transversal. Setiap sistem menggunakan transduser piezoelektrik Langevin, yang masing-masing dapat menciptakan getaran ultrasonik dengan amplitudo rendah. Pada gagasan longitudinal, getaran longitudinal yang dihasilkan oleh transduser diteruskan melalui sumbu yang sama menuju benda kerja. Sedangkan pada gagasan transversal, getaran longitudinal yang dihasilkan oleh dua transduser dalam fase yang sama diubah oleh sonotrode block berpori menjadi getaran dalam arah normal dengan permukaan benda kerja. Proses optimalisasi desain sistem transduser UVAM dilakukan dengan simulasi modal menggunakan metode Finite Element Analysis (FEA). Hasil analisis simulasi menunjukkan bahwa sistem transduser dual transverse dengan gagasan transversal memiliki frekuensi kerja yang lebih optimum dibandingkan gagasan lainnya, yakni sebesar 31,3 kHz dan memiliki amplitudo di permukaan dies pada sumbu normal sebesar 6,32 μm. Pada penelitian ini juga dilakukan validasi sistem transduser yang telah dikembangkan melalui uji amplitudo terhadap variasi getaran ultrasonik. Hasil dari skripsi ini adalah sistem transduser dual tansverse UVAM beserta microforming tool.

---

The purpose of this study is to develop a dual transverse transducer system for Ultrasonic Vibration Assisted Microforming (UVAM). The design of the transducer system is based on two ideas related to vibration, namely longitudinal and transverse. Each system uses Langevin piezoelectric transducers, each of which can create low-amplitude ultrasonic vibrations. In the longitudinal idea, the longitudinal vibration generated by the transducer is transmitted through the same axis toward the workpiece. Whereas in the transverse idea, the longitudinal vibrations generated by two transducers in the same phase are converted by the porous block sonotrode into vibrations in the direction normal to the surface of the workpiece. The process of UVAM transducer system design optimization was done by modal simulation using Finite Element Analysis (FEA) method. The simulated analysis result shows that the transducer system with the transverse concept has a more optimum working frequency than the other ideas, which is 31,3 kHz and has an estimated total displacement on the normal axis of 6,32 µm. This study also validated the transducer system that had been developed by testing the amplitude with ultrasonic vibrations variation. The results of this thesis is dual transverse  UVAM transducer systems and microforming tool."