Minimum Quantity Lubrication (MQL), atau sering disebut juga near-dry machining atau micro-lubrication, adalah metode pendinginan dan pelumasan yang hanya menggunakan sejumlah kecil cairan pemotong (sekitar 50-500 ml/jam, jauh lebih rendah dari pendinginan flood konvensional) yang dicampur dengan udara bertekanan tinggi dan disemprotkan langsung ke zona pemotongan.

Dalam konteks proses turning (pembubutan), MQL telah menjadi alternatif yang menjanjikan untuk pendinginan konvensional (banjir) maupun permesinan kering, menawarkan berbagai keuntungan baik dari segi lingkungan maupun kinerja.

1. Konsep Dasar MQL dalam Turning

Pada proses turning, benda kerja berputar dan pahat bergerak memotong material. Panas dihasilkan secara signifikan di zona pemotongan akibat gesekan antara pahat-benda kerja dan pahat-serpihan (chip), serta deformasi plastis material. Panas ini dapat menyebabkan keausan pahat yang cepat, penurunan kualitas permukaan, dan distorsi benda kerja.

MQL mengatasi masalah ini dengan mengirimkan kabut halus (aerosol) minyak pelumas yang bercampur udara bertekanan langsung ke antarmuka pemotongan. Tidak seperti pendinginan flood yang berfokus pada pendinginan volumetrik, MQL menekankan pada pelumasan di zona geser utama dan sekunder, meskipun juga memberikan efek pendinginan melalui udara bertekanan dan penguapan partikel minyak.

2. Mekanisme Kerja MQL dalam Turning

1. Sistem Pengiriman: Sistem MQL terdiri dari tangki pelumas, pompa presisi, mixer udara/minyak, dan nozzle yang dirancang khusus. Pelumas dan udara dikontrol secara terpisah dan dicampur untuk menghasilkan kabut yang seragam.
2. Aplikasi Langsung: Kabut MQL disemprotkan dengan kecepatan tinggi melalui nozzle (atau kadang-kadang melalui saluran internal pahat/spindel) secara langsung ke ujung pahat dan zona pemotongan. Tujuan utamanya adalah memastikan pelumas mencapai titik kontak antara pahat dan benda kerja (tool-chip interface dan tool-workpiece interface).
3. Efek Pelumasan: Film tipis pelumas terbentuk di antara permukaan kontak, mengurangi gesekan dan panas yang dihasilkan. Ini membantu mencegah penumpukan material pada pahat (built-up edge - BUE) dan mengurangi gaya potong.
4. Efek Pendinginan: Udara bertekanan tinggi membawa panas menjauh dari zona pemotongan, dan penguapan partikel minyak juga berkontribusi pada efek pendinginan. Meskipun efek pendinginannya tidak sekuat pendinginan flood berbasis air, pelumasan yang efektif dapat mengurangi kebutuhan akan pendinginan yang intens.
5. Pembuangan Serpihan: Aliran udara bertekanan tinggi juga membantu meniup serpihan (chip) dari zona pemotongan, mencegah penumpukan yang dapat merusak permukaan benda kerja atau pahat.

3. Keunggulan MQL dalam Proses Turning

Penerapan MQL pada proses turning menawarkan berbagai manfaat:

• Lingkungan & Kesehatan:
  • Pengurangan Konsumsi Cairan: Mengurangi penggunaan cairan pemotong secara drastis (hingga 3-4 kali lipat lebih sedikit dari flood coolant), yang berarti lebih sedikit limbah cairan dan biaya pembuangan yang lebih rendah.
  • Udara Bersih: Meminimalkan kabut minyak di udara, mengurangi risiko kesehatan bagi operator (masalah pernapasan, iritasi kulit) dan kontaminasi lingkungan.
  • Serpihan Bersih: Serpihan yang dihasilkan hampir kering dan bebas residu, sehingga lebih mudah didaur ulang dan memiliki nilai jual yang lebih tinggi.
• Ekonomi & Produktivitas:
  • Peningkatan Umur Pahat: Pelumasan yang efektif mengurangi gesekan dan panas, sehingga memperpanjang umur pahat secara signifikan. Ini mengurangi biaya pahat dan frekuensi penggantian pahat.
  • Peningkatan Kualitas Permukaan: Dengan mengurangi gesekan dan BUE, MQL seringkali menghasilkan kualitas permukaan yang lebih baik dan toleransi dimensi yang lebih presisi.
  • Pengurangan Biaya Operasional: Hemat biaya cairan, biaya pembuangan limbah, dan biaya energi untuk pompa dan sistem sirkulasi coolant.
  • Peningkatan Kecepatan Potong & Laju Pemakanan: Untuk material tertentu, MQL memungkinkan penggunaan parameter pemotongan yang lebih agresif tanpa mengorbankan umur pahat atau kualitas permukaan.
  • Tidak Perlu Sistem Drainase & Filtrasi: Menghilangkan kebutuhan akan sistem sirkulasi cairan yang kompleks, filter, dan pompa.
• Kinerja Pemesinan:
  • Pengurangan Gaya Potong: Pelumasan mengurangi gesekan, yang pada gilirannya mengurangi gaya potong, beban pada mesin, dan konsumsi daya.
  • Kontrol Panas Lokal: Meskipun pendinginannya tidak massal, panas dilokalisasi dan dikelola secara efektif di antarmuka pahat-benda kerja.

4. Tantangan dalam Penerapan MQL pada Turning

Meskipun banyak keunggulannya, ada beberapa tantangan yang perlu dipertimbangkan:

• Penyaluran Pelumas yang Tepat: Memastikan kabut MQL mencapai titik kontak yang sebenarnya sangat penting. Ini memerlukan desain nozzle yang optimal atau bahkan penggunaan internal cooling channels pada pahat, yang mungkin memerlukan investasi awal.
• Pemilihan Pelumas: Pemilihan jenis pelumas MQL yang tepat (viskositas, aditif, titik flash) sangat penting dan harus disesuaikan dengan material benda kerja dan pahat.
• Efek Pendinginan Terbatas: Untuk aplikasi pemesinan yang menghasilkan panas sangat tinggi atau untuk material yang sangat sulit diproses, efek pendinginan MQL mungkin tidak selalu mencukupi dibandingkan flood coolant.
• Manajemen Serpihan: Meskipun MQL membantu pembuangan serpihan, untuk beberapa material yang menghasilkan serpihan panjang, chip management mungkin masih menjadi tantangan.
• Biaya Investasi Awal: Peralatan MQL awal (pompa presisi, nozzle, saluran) mungkin memerlukan investasi awal.

5. Aplikasi MQL dalam Proses Turning

MQL semakin banyak diadopsi di berbagai industri, terutama untuk proses turning pada material seperti:

• Baja dan Paduan Baja: Terutama baja paduan yang menghasilkan panas tinggi.
• Aluminium dan Paduannya: Untuk mengurangi BUE dan meningkatkan kualitas permukaan.
• Material Sulit Mesin (Difficult-to-Machine Materials): Meskipun lebih menantang, MQL dapat menjadi pilihan untuk material seperti titanium dan superalloy nikel, terutama jika dikombinasikan dengan teknik lain (misalnya, pahat berpendingin internal).

Secara keseluruhan, MQL dalam proses turning adalah pendekatan yang berwawasan ke depan, menawarkan keseimbangan antara kinerja pemesinan yang baik, keberlanjutan lingkungan, dan efisiensi biaya. Seiring dengan peningkatan teknologi dan pengembangan formulasi pelumas MQL yang lebih canggih, penggunaannya diperkirakan akan semakin meluas di industri manufaktur.