Inovasi Tool Holder 2D-UVAT Baru, Performansinya, Optimisasi dan Algoritma Untuk Prediksi

Bandung, 28 Juli 2025 – Inovasi di bidang teknik permesinan kembali lahir dari Fakultas Rekayasa Industri (FRI) Telkom University melalui riset yang dilakukan oleh Bapak Rino Andias Anugraha, S.T., M.M., Ph.D. Penelitian ini berfokus pada pengembangan tool holder dengan desain khusus Two-Dimensional Ultrasonic Vibration Assisted Turning (2D-UVAT), sebagai solusi peningkatan kualitas pemotongan logam pada mesin turning konvensional.

Pemotongan logam dengan metode konvensional masih menghadapi tantangan dalam mencapai kualitas permukaan yang halus serta efisiensi energi. Penambahan getaran ultrasonik pada proses pemotongan telah terbukti mampu meningkatkan kehalusan permukaan, menurunkan suhu, serta mengurangi gaya potong. Namun, efektivitas teknik ini sangat bergantung pada kualitas getaran yang disisipkan serta parameter pemotongan seperti depth of cut, feed rate, dan spindle speed.

Menjawab tantangan tersebut, Bapak Rino mengusulkan desain tool holder 2D-UVAT yang memiliki karakteristik gerak elips ciri khas sistem vibrasi dua dimensi yang dapat diaplikasikan langsung pada mesin bubut konvensional. Untuk membuktikan efektivitas desain ini, dilakukan eksperimen menggunakan metode Design of Experiment (DOE) dengan pendekatan full-factorial. Pengujian dilakukan terhadap 32 kombinasi parameter pemotongan dengan variasi frekuensi getaran sebesar 18, 19, dan 20 kHz serta amplitudo getaran 2 mikron.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa tool holder 2D-UVAT memberikan performa pemotongan yang lebih baik dibandingkan metode konvensional, terutama pada frekuensi 20 kHz. Output pemotongan yang diamati meliputi penurunan suhu, gaya potong, dan kekasaran permukaan. Selanjutnya, penelitian ini juga berhasil menemukan kombinasi parameter pemotongan yang optimal untuk menghasilkan performa terbaik (gambar/hasil eksperimen).

Sumber 📷: Dokumentasi Rino Andias Anugraha

Sebagai pengembangan akhir, dirancang sebuah model prediktif berbasis machine learning dengan menggabungkan regresi polinomial dan metode Grey Relationship Analysis. Model ini mampu memprediksi performa tool holder dengan tingkat akurasi tinggi, yaitu cutting temperature error sebesar 3,27%, cutting force error sebesar 6,82%, dan surface roughness error sebesar 9,49%.

Temuan ini tidak hanya menjadi alternatif teknologi pemesinan yang lebih efisien dan presisi, tetapi juga mendukung agenda industri hijau melalui pengurangan limbah permesinan dan penggunaan cairan pendingin sintetis. Desain tool holder berbasis simple bar ini dinilai lebih sederhana dan siap diimplementasikan dalam industri manufaktur.

Sumber 📷: Dokumentasi Rino Andias Anugraha

Sebagian hasil riset telah dipublikasikan pada jurnal dan konferensi internasional bereputasi, antara lain:

1. Anugraha, R.A., et al. (2024). Characteristics of a Novel Non-Resonant Elliptical Ultrasonic Vibration-Assisted Turning. Journal of Advances in Materials and Processing Technologies.

2. Hakim, L.N., et al. (2024). Effect Of Ultrasonically Vibrated Cutting Tool on Surface Roughness of Micro Turning. Journal of Advanced Research in Micro and Nano Engineering, 20(1), 35–43.

3. Nasution, A.A., et al. (2024). Optimization Of Notch Hinge Design for Enhanced Performance In Ultrasonic Vibration-Assisted Machining. International Conference on Mechanical System Engineering and Technology Applications.

4. Nandini, S.A., et al. (2024). Applying Response Surface Methodology to Optimize the Performance of Longitudinal Vibration-Assisted Turning (L-VAT). International Journal of Engineering Research & Technology.

Penelitian ini turut memperkuat kontribusi Fakultas Rekayasa Industri dalam pengembangan riset terapan yang berdampak global. Selain menjadi bagian dari upaya akselerasi teknologi hijau, inovasi ini juga menjadi sumber inspirasi bagi mahasiswa dan akademisi untuk terus menciptakan solusi berkelanjutan di bidang precision manufacturing.

Riset ini sebagian memperoleh dukungan pendanaan dari Yayasan Pendidikan Telkom dan Telkom University.

Author: Rino Andias Anugraha, S.T., M.M.,Ph.D. | Editor: Gayuh Nugraha, S.Ds.