Kebutuhan komponen mikro berpresisi tinggi terus meningkat di berbagai sektor industri, mulai dari biomedis hingga dirgantara. Namun, pemesinan mikro pada material yang sulit dimesin, seperti keramik, titanium, dan hard stainless steel, masih menghadapi kendala klasik: gaya potong yang tinggi, keausan pahat yang cepat, dan kualitas permukaan yang belum optimal. Menjawab tantangan ini, Dr. Zulhendri Hasymi, mahasiswa Program Doktor Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Indonesia (FTUI), mengembangkan sistem Longitudinal-Torsional Vibration-Assisted Machining (LT-VAM) yang diterapkan pada sisi pahat mesin micro-milling 5-axis.
Riset ini dituangkan dalam disertasi doktoralnya yang berjudul “Pengembangan Longitudinal-Torsional Vibration-Assisted Machining pada 5-Axis Micro-Milling”, yang dipertahankan dalam sidang terbuka promosi doktor di Gedung Dekanat FTUI, Depok, Jumat (3/7). Disertasi ini dibimbing oleh Prof. Dr. Ir. Gandjar Kiswanto, M.Eng. selaku Promotor, bersama Jos Istiyanto, S.T., M.T., Ph.D. selaku Ko-promotor.
Getaran berbantuan pemesinan dikenal mampu menurunkan gaya potong, mengurangi keausan pahat, dan menekan pembentukan burr pada proses milling. Namun, penerapan getaran pada sisi pahat untuk mesin 5-axis masih jarang dilakukan, sebab pahat yang ikut berputar bersama spindel membutuhkan horn ultrasonik yang mampu menghasilkan getaran longitudinal sekaligus torsional secara stabil, sesuatu yang selama ini masih menjadi tantangan tersendiri.
Pendekatan yang ditempuh Dr. Zulhendri adalah merancang stepped horn ultrasonik dengan celah diagonal (diagonal slit) yang berfungsi mengalihkan sebagian energi getaran longitudinal menjadi getaran torsional. Ia juga mengembangkan kerangka kerja yang memadukan simulasi elemen hingga (Finite Element Analysis) dengan tujuh model prediksi berbasis statistik dan machine learning, agar karakteristik getaran horn dapat diprediksi secara cepat tanpa harus mengulang simulasi yang memakan banyak waktu.
“Kedalaman celah slit terbukti menjadi parameter paling berpengaruh dalam meningkatkan torsionality, yaitu rasio getaran torsional terhadap longitudinal pada horn. Dari tujuh model yang diuji, Kriging atau Gaussian Process Regression memberikan akurasi prediksi tertinggi, dengan koefisien determinasi (R²) mencapai 0,9872. Kami berharap metodologi ini dapat menjadi acuan pengembangan sistem LT-VAM yang lebih stabil ke depannya,” ujar Dr. Zulhendri.
Sistem hasil rancangannya kemudian difabrikasi dan diuji langsung pada mesin Hadia Micromill-5X di Laboratorium Teknologi Manufaktur dan Otomasi, Departemen Teknik Mesin FTUI. Hasil pengujian menunjukkan bahwa saat dipasang pada spindel yang berputar, sistem masih menghasilkan run-out atau penyimpangan putaran yang cukup tinggi, sehingga peningkatan kualitas permukaan hasil pemesinan dibandingkan metode konvensional belum sepenuhnya tercapai. Temuan ini menegaskan bahwa keberhasilan sistem LT-VAM turut ditentukan oleh keseimbangan dinamik rotor dan presisi perakitan antara transduser, horn, tool holder, dan spindel, sebuah catatan penting bagi pengembangan generasi berikutnya.
Wakil Dekan Bidang Sumber Daya, Ventura, dan Administrasi Umum FTUI Prof. Dr. Ir. Akhmad Herman Yuwono, M.Phil.Eng., menyampaikan apresiasi atas capaian ini. Riset pengembangan sistem pemesinan presisi berbasis getaran ultrasonik dan model prediksi cerdas tersebut dinilai sejalan dengan komitmen FTUI dalam mendorong riset terapan yang relevan bagi penguasaan teknologi manufaktur presisi di dalam negeri.
Zulhendri Hasymi dinyatakan lulus dengan IPK 3,59 dan predikat Cum Laude, sekaligus tercatat sebagai Doktor ke-138 dari Departemen Teknik Mesin dan Doktor ke-691 yang dihasilkan oleh Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Hasil ini disampaikan langsung oleh Ketua Sidang, Prof. Dr. Ir. Akhmad Herman Yuwono, M.Phil.Eng., yang memimpin jalannya sidang terbuka promosi doktor ini sekaligus mengucapkan selamat atas keberhasilan tersebut.
Promotor dan Ko-promotor dalam sidang ini, Prof. Dr. Ir. Gandjar Kiswanto, M.Eng. dan Jos Istiyanto, S.T., M.T., Ph.D., masing-masing merupakan Guru Besar Tetap FTUI dan Staf Pengajar Departemen Teknik Mesin FTUI. Adapun dewan penguji terdiri dari Dr. Rusnaldy, S.T., M.T. dari Departemen Teknik Mesin, Universitas Diponegoro, selaku penguji eksternal, bersama Prof. Dr. Ir. Wahyu Nirbito, MSME, Prof. Sugeng Supriadi, S.T., M.S.Eng., Ph.D., dan Prof. Dr. Ir. Ario Sunar Baskoro, S.T., M.T., M.Eng., yang ketiganya Guru Besar Tetap FTUI, serta Agung Shamsuddin Saragih, S.T., M.S.Eng., Ph.D., dan Rendi Kurniawan, S.T., M.S.Eng., Ph.D., keduanya Staf Pengajar Departemen Teknik Mesin FTUI.
***
Kantor Komunikasi Publik
Fakultas Teknik Universitas Indonesia
