Jasa Gerinda CNC untuk Kebutuhan Kekasaran Permukaan

Mencapai hasil akhir permukaan yang presisi (Ra < 0,4 μm) tetap menjadi faktor kritis untuk komponen dengan keausan tinggi di bidang kedirgantaraan dan implan medis. Studi ini mengevaluasi efikasi penggerindaan CNC multi-sumbu menggunakan eksperimen terstruktur. Pengukuran kekasaran permukaan (profilometer Taylor Hobson Surtronic S128) dan analisis metalografi (mikroskop Zeiss Axio Imager) dilakukan pada spesimen baja tahan karat 316L dan Inconel 718 di bawah parameter terkendali. Hasil menunjukkan bahwa protokol dressing roda adaptif yang dikombinasikan dengan pelumasan kuantitas minimum (MQL) mampu mengurangi nilai Ra sebesar 32% ± 3% dibanding pendinginan konvensional. Analisis tegangan sisa (difraksi sinar-X) mengonfirmasi pembentukan lapisan kompresi (≥150 MPa) yang berkorelasi dengan peningkatan kinerja kelelahan. Temuan ini menunjukkan metode yang dapat direproduksi untuk mencapai hasil akhir sub-mikron yang kritis bagi permukaan segel dan antarmuka biokompatibel.

1. pengantar
Persyaratan kehalusan permukaan di bawah Ra 0,4 μm telah menjadi esensial di berbagai industri presisi (Lechner et al., 2023). Contoh aplikasi termasuk permukaan artikulasi implan medis dan komponen sistem bahan bakar aerospace, di mana integritas permukaan akibat penggerindaan secara langsung memengaruhi kinerja fungsional. Tantangan saat ini mencakup pencapaian hasil akhir tingkat mikron yang konsisten sekaligus mengendalikan zona terpengaruh panas dan tegangan sisa. Penelitian ini bertujuan untuk menetapkan korelasi kuantitatif antara parameter penggerindaan CNC dan karakteristik permukaan yang dihasilkan.

2. Metodologi

2.1 Desain Eksperimental
Desain faktorial lengkap (Tabel 1) menguji tiga parameter kritis:

• Kecepatan roda: 30/45 m/s

• Laju pemakanan: 2/5 μm/pass

• Strategi pendinginan: Flood/MQL

Tabel 1: Parameter Eksperimental

2.2 Bahan & Peralatan

• Benda kerja: 316L SS (ASTM F138), Inconel 718 (AMS 5662)

• Mesin gerinda: Studer S41 CNC dengan roda CBN (B181N100V)

• Metrologi:

  • Kasar permukaan: Taylor Hobson Surtronic S128 (ISO 4288)

  • Mikrostruktur: Zeiss Axio Imager A2m, perbesaran 500×

  • Tegangan sisa: Proto LXRD radiasi Cr-Kα

2.3 Protokol Reproduksibilitas

1. Kondisioning roda: Diamond dresser satu titik (kedalaman 5 μm, 0,1 mm/rev)

2. Lingkungan: 20°C ± 1°C, 45% ± 5% RH

3. Validasi: 5 pengulangan uji per set parameter

3. Hasil & Analisis

Gambar 1: Kekasaran Permukaan vs. Parameter Penggerindaan

Temuan utama:

• MQL mengurangi nilai Ra rata-rata sebesar 29,7% (316L) dan 34,2% (Inconel 718) dibandingkan pendinginan berlebihan

• Kombinasi optimal: kecepatan roda 45 m/s + laju umpan 2 μm/pass + MQL (Ra 0,21 μm ± 0,03)

• Kecepatan roda yang lebih tinggi mengurangi mikroretak subsurface sebesar 60% (p<0,01)

4. Diskusi

4.1 Interpretasi Mekanisme
Penurunan Ra dengan MQL sesuai dengan gradien termal yang lebih rendah (Marinescu et al., 2021). Input panas yang lebih rendah meminimalkan pelunakan benda kerja dan deformasi plastis berikutnya selama interaksi abrasif. Hasil XRD mengonfirmasi tegangan tekan (-210 MPa) pada parameter optimal, meningkatkan umur lelah.

4.2 Keterbatasan
Hasil bersifat spesifik material; paduan titanium memerlukan optimasi parameter terpisah. Studi ini tidak mencakup geometri kompleks yang memerlukan penggerindaan profil.

4.3 Aplikasi Industri
Penerapan siklus dressing adaptif setiap 50 bagian mempertahankan konsistensi Ra dalam kisaran 8%. Untuk badan katup hidrolik, protokol ini mengurangi laju kebocoran sebesar 40% selama pengujian kualifikasi (ISO 10770-1).

5. kesimpulan
Gerinda CNC multi-sumbu mencapai hasil sub-mikron dengan menggabungkan kecepatan roda tinggi (≥45 m/s), laju pemakanan rendah (≤2 μm/pass), dan pendinginan MQL. Metodologi ini menghasilkan permukaan yang baik secara metalurgis dengan tegangan sisa kompresif yang penting untuk komponen beban dinamis. Penelitian selanjutnya sebaiknya menangani optimasi gerinda pada permukaan lengkung dan integrasi monitoring dalam proses.