Perancangan dan Optimasi Struktur Rangka Mesin CNC Polman Bandung

Kebutuhan mesin perkakas setiap tahunnya semakin meningkat, termasuk untuk keperluan pendidikan vokasi. Polman Bandung melakukan pengembangan mesin CNC milling yang mengacu pada mesin iKX3 CNC Mill. Kepresisian dan kekakuan menjadi masalah pada mesin tersebut. Rangka merupakan komponen utama pada mesin perkakas yang menopang semua komponen aktif dan pasif. Komponen column mengalami deformasi yang signifikan akibat pembebanan yang terjadi. Berdasarkan hasil simulasi menggunakan software Solidwork, nilai displacement pada rangka existing mencapai 501 μm, hal ini diluar kriteria yang ditentukan yaitu sebesar 100 μm. Oleh sebab itu, pada pelaksanaan tugas akhir ini dilakukan perancangan dan optimasi rangka CNC yang didasarkan pada struktur rangka mesin existing. Proses perancangan dilakukan menggunakan metode dari G. Pahl dan W. Beitz. Optimasi difokuskan pada komponen column yang didesain ulang, dan karakteristiknya diperiksa berdasarkan hasil simulasi. Tiga objekif utama dalam tujuan optimasi ini yaitu meningkatkan kriteria kekakuan statik dan karakteristik dinamis dan juga pengurangan bobot. Analisis dilakukan untuk mendapatkan nilai displacement dan frekuensi pribadi. Saat mesin beroperasi, diharapkan mampu memenuhi tingkat presisi dan akurasi dari faktor performa gerak dan kekakuan rangka. Berdasarkan hasil perancangan, terdapat 4 sub fungsi yaitu sub fungsi rangka, sub fungsi aktuator, sub fungsi penggerak linear dan sub fungsi guide ways. Berdasarkan hasil optimasi, alternatif struktur rangka dengan variasi susunan ribbing yang paling optimal, yaitu tipe diamond rib dengan nilai displacement sebesar 63 μm.