Pernahkah Anda melihat video machining dengan kecepatan spindle hingga 20.000 RPM dan berpikir, “Wah, pahat itu pasti cepat rusak!”? Ternyata, dengan cutting tool yang tepat, high speed machining (HSM) justru bisa memberikan umur pahat yang lebih panjang serta menghasilkan permukaan akhir yang lebih halus. Ibarat mobil Formula 1 yang dirancang khusus untuk kecepatan tinggi, cutting tool pada HSM juga membutuhkan karakteristik berbeda dari pahat konvensional.
Berdasarkan pengalaman saya di dunia machining, workshop yang mengadopsi HSM mengalami perubahan besar: produktivitas meningkat drastis, cycle time berkurang signifikan, bahkan biaya per komponen justru lebih rendah. Mari kita bahas secara lengkap tentang cutting tool untuk HSM dan bagaimana memilih yang tepat sesuai aplikasi Anda.
Memahami Konsep High Speed Machining
High speed machining bukan sekadar memutar spindle lebih cepat. HSM adalah filosofi proses pemotongan yang menggabungkan cutting speed sangat tinggi dengan feed rate yang terkontrol agar hasil optimal bisa dicapai tanpa menurunkan kualitas.
Definisi dan Parameter HSM
- HSM biasanya berarti kecepatan potong 5–10 kali lebih tinggi dibanding machining konvensional.
- Untuk aluminium: 2000–8000 m/min.
- Untuk baja: 400–1500 m/min.
Feed rate per gigi justru lebih kecil agar beban chip tetap ideal. Kombinasi inilah yang membedakan HSM dari metode konvensional.
Keunggulan HSM
- Produktivitas bisa naik hingga 500% untuk aplikasi tertentu.
- Roughing yang biasanya 2 jam dapat selesai hanya dalam 20–30 menit.
- Gaya potong lebih rendah karena chip tipis, sehingga cocok untuk komponen berdinding tipis atau fixture yang kurang kaku.
baca juga : Holder Tool Terbaik untuk Milling CNC
Karakteristik Cutting Tool untuk HSM
Material dan Grade Khusus
Pahat HSM harus tahan suhu tinggi dan tetap tajam. Karbida butiran halus (submicron) biasanya dipilih agar tidak mudah retak.
- Grade ISO K & N: cocok untuk aluminium dan non-ferrous, dengan kadar kobalt rendah agar tidak terjadi built-up edge.
Teknologi Coating
Coating HSM harus stabil terhadap panas.
- Diamond coating sangat unggul untuk aluminium karena konduktivitas panas tinggi dan tidak bereaksi dengan aluminium.
- Hasilnya: umur pahat bisa 10–15 kali lebih lama dibanding karbida polos, dengan permukaan hampir sehalus cermin.
Geometri Pahat
- Sudut potong positif dan ujung sangat tajam untuk mengurangi gaya potong.
- Radius ujung sangat kecil (0,005–0,020 mm) agar tidak menimbulkan gesekan berlebih.
- Helix angle tinggi (45–60°) membantu pembuangan chip lebih mulus.
Jenis Cutting Tool untuk HSM
- End Mill untuk High Speed Milling
- Flute count harus tepat: terlalu banyak = chip space kecil, terlalu sedikit = hasil kasar.
- Untuk aluminium: end mill 2–3 flute dengan helix 40–45° ideal.
- Insert untuk High Speed Turning
- Menggunakan geometri positif dan tajam untuk mengurangi panas.
- Insert tipe wiper bisa menghasilkan kualitas permukaan setara grinding.
- Drill untuk High Speed Drilling
- Harus dilengkapi internal coolant.
- Parabolic flute drill dengan coating khusus efektif untuk deep hole drilling.
artikel lainnya : Cara Memilih End Mill pada Mesin Frais
Parameter Cutting Optimal
- Cutting speed & feed rate balance: terlalu cepat tanpa feed cukup → aus dini; feed terlalu tinggi dengan speed rendah → tidak efektif.
- Contoh: aluminium + carbide end mill → 800–2000 m/min, feed per tooth 0,05–0,15 mm.
- Depth of cut:
- Filosofi HSM: high speed, light cut.
- Radial depth hanya 10–30% diameter tool, step-over 5–15% untuk permukaan lebih halus.
Tool Holder dan Setup
- Balance & rigidity sangat penting. Runout sekecil apapun bisa fatal pada kecepatan tinggi.
- Tool holder terbaik: HSK dan shrink-fit.
- Workholding harus rigid secara dinamis, bukan hanya statis. Untuk komponen tipis, vacuum fixture atau magnetic chuck sering lebih efektif.
Coolant dan Lubrikasi
- High pressure coolant (20–80 bar) memastikan pendinginan langsung ke cutting zone.
- Through-tool coolant jadi standar pada drilling dan beberapa milling.
- MQL (Minimum Quantity Lubrication) bisa jadi alternatif ramah lingkungan, dengan konsumsi coolant sangat rendah.
Troubleshooting Masalah HSM
- Chatter: biasanya akibat resonansi. Solusi: gunakan variable helix end mill atau spindle dengan kualitas balance tinggi.
- Tool wear cepat: gunakan monitoring real-time (acoustic emission, spindle power). Visual check lebih sering juga wajib karena kerusakan mikro bisa berbahaya pada HSM.
Pertimbangan Ekonomi
- HSM butuh investasi besar (mesin, tool, sistem pendingin).
- Namun, ROI cepat tercapai karena produktivitas melonjak dan biaya per komponen turun.
- Hitung biaya per part, bukan hanya biaya per tool.
Kesimpulan: Masa Depan Manufaktur
High speed machining dengan cutting tool yang tepat bukan lagi teknologi mewah, melainkan kebutuhan untuk tetap kompetitif di era manufaktur modern. Dengan pemahaman benar tentang pemilihan tool, parameter potong, setup, hingga pendinginan, HSM bisa menjadi terobosan besar dalam produktivitas dan kualitas.
Teknologi HSM akan terus berkembang, dan pembelajaran berkelanjutan sangat penting. Kuasai kecepatannya, pahami teknologinya, dan saksikan transformasi luar biasa pada kemampuan manufaktur Anda!.
Demikian artikel singkat mengenai Cutting Tool untuk High Speed Machining, semoga bermanfaat. simak artikel kami lainnya dibawah ini :
Please Share This Article
