1 Metode Penelitian 

1.1 Pendekatan Desain

Studi ini mengevaluasi bagaimana keputusan geometris dan toleransi tertentu memengaruhi biaya permesinan CNC. Tiga kategori bagian representatif dipilih:

1. penutup dinding tipis,

2. poros presisi,

3. braket fungsional yang terbuat dari aluminium 6061-T6, baja tahan karat 304, dan POM.

Setiap kategori dimodelkan dengan fitur variabel, termasuk kedalaman saku, radius fillet, jumlah lubang, geometri chamfer, dan lebar pita toleransi. Semua variasi fitur dirancang agar sesuai dengan batasan industri yang umum ditemui dan rentang kemampuan pemasok.

1.2 Sumber Data

Data berasal dari:

• log waktu siklus yang diperoleh dari pusat permesinan vertikal tiga sumbu dan empat sumbu yang digunakan dalam produksi rutin,
• pengukuran keausan alat yang dikumpulkan melalui preset,
• simulasi jalur alat yang dihasilkan CAM berdasarkan Mastercam 2024,
• lembar rincian biaya yang disediakan oleh departemen perencanaan produksi.

Untuk memastikan konsistensi, semua parameter permesinan dinormalisasi menggunakan kelas alat potong, jendela kecepatan spindel, dan kondisi pendingin yang sama.

1.3 Alat dan Reproduktibilitas

Eksperimen menggunakan:

• Mastercam 2024 untuk pembuatan jalur alat,
• mikrometer digital Mitutoyo untuk validasi dimensi,
• model biaya standar (tenaga kerja, biaya mesin per jam, biaya material, biaya alat).

Alur kerja sepenuhnya dapat direplikasi dengan menerapkan geometri CAD yang identik, pengaturan CAM, dan stok material.

2 Hasil dan Analisis

2.1 Perbandingan Waktu Siklus

Tabel 1 merangkum perubahan waktu siklus saat menyederhanakan fitur non-fungsional.
(Dalam dokumen akhir, gunakan tabel tiga baris dengan perataan dan unit yang tepat.)

Tabel 1 Pengurangan Fitur vs. Perubahan Waktu Siklus

Hasilnya menunjukkan bahwa saku yang disederhanakan dan radius yang distandarisasi secara signifikan mengurangi lintasan permesinan. Saku yang lebih dalam dan radius kustom kecil menunjukkan korelasi tertinggi dengan peningkatan keausan alat dan siklus kasar/finishing yang diperpanjang.

2.2 Dampak Toleransi

Memperluas pita toleransi dari ±0,01 mm menjadi ±0,05 mm menurunkan waktu finishing sebesar 14–19%. Langkah kompensasi defleksi alat dikurangi sesuai dengan itu, dan lebih sedikit iterasi inspeksi yang diperlukan.

2.3 Perbandingan dengan Temuan yang Ada

Studi yang ada tentang pemodelan biaya CNC melaporkan tren serupa dalam hubungan antara pita toleransi dan waktu finishing. Eksperimen mengkonfirmasi pengamatan ini dan mengkuantifikasi manfaat untuk produksi multi-material.

3 Diskusi

3.1 Interpretasi Temuan

Sebagian besar pengurangan biaya berasal dari penyederhanaan jalur alat dan keterlibatan pemotong yang dioptimalkan. Radius yang lebih besar memungkinkan strategi umpan tinggi, mengurangi keausan alat. Pelebaran toleransi secara langsung mengurangi lintasan finishing, terutama untuk komponen baja tahan karat di mana ketahanan pemotongan tinggi.

3.2 Keterbatasan

• Hanya tiga material yang dievaluasi; paduan tahan panas dan titanium tidak termasuk.
• Permesinan lima sumbu dikecualikan, yang membatasi penerapan pada geometri dirgantara yang kompleks.
• Pemodelan biaya mengasumsikan tarif tenaga kerja dan listrik yang stabil, yang mungkin berbeda di berbagai wilayah.

3.3 Implikasi Praktis

Produsen yang merancang bagian CNC untuk produksi cepat dapat menggabungkan tips DFM ini untuk mengurangi biaya per unit tanpa mengubah kinerja struktural. Standardisasi radius dan penyesuaian toleransi non-kritis sangat efektif dalam ukuran batch di bawah 500 pcs/bulan.

4 Kesimpulan

Evaluasi menunjukkan bahwa penggunaan pedoman DFM yang konsisten—penyederhanaan geometris, radius yang dioptimalkan, dan pita toleransi yang wajar—mengurangi biaya permesinan terutama melalui penurunan waktu siklus dan penggunaan alat. Wawasan ini mendukung aplikasi di masa mendatang dalam perancangan ulang komponen dan tolok ukur pemasok. Penelitian lebih lanjut dapat diperluas ke permesinan multi-sumbu dan paduan kompleks.