aloi maksud

KESAN PARAMETER PEMESINAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN
BAGI PROSES KISAR HUJUNG
Suhairi Bin Ahmad
Jabatan Kejuruteraan Mekanikal
Politeknik Tuanku Syed Sirajuddin
Perlis
e-mel: [email protected]
ABSTRAK
Satu siri ujikaji telah direkabentuk untuk mengenalpasti sifat-sifat kualiti permukaan bagi
bahan yang dimesin dalam proses pemesinan kisar hujung. Objektif kajian ini adalah untuk
mengembangkan pemahaman yang lebih baik tentang kesan daripada kelajuan gelendong,
kadar suapan dan kedalaman pemotongan terhadap kekasaran permukaan. Kajian ini dapat
memberikan pemahaman tentang masalah-masalah pengendalian kemasan permukaan
yang dimesin apabila parameter pemotongan diubahsuai bagi memperoleh nilai kemasan
permukaan yang tertentu. Ujikaji yang dijalankan di Makmal CADCAM dan Metrologi PTSS
ini merangkumi kesan daripada kelajuan gelendong, kadar suapan dan kedalaman
pemotongan mampu meramalkan nilai kekasaran permukaan dengan 84% ketepatan.
PENGENALAN
Pemotongan logam adalah salah satu proses pembuatan yang paling signifikan dari aspek
pembuangan bahan kerja[1]. Black[2] mentakrifkan bahawa pemotongan logam sebagai
pemindahan jeriji logam dari sepotong bahan kerja untuk mendapatkan produk akhir dengan
sifat-sifat yang dikehendaki seperti saiz, bentuk, dan kekasaran permukaan. Kemajuan
dalam membangunkan model-model ramalan, berdasarkan teori pemotongan belum
[1]
memenuhi objektif dan pengukuran prestasi pemotongan bahan kerja seperti hayat mata
alat, daya pemotongan, kekasaran permukaan, penggunaan tenaga, dan lain-lain faktor,
perlu ditakrifkan dengan menggunakan kajian secara amali. Oleh itu, penambahbaikan dan
pengoptimuman untuk teknologi dan prestasi ekonomi bergantung pada operasi pemesinan
dengan kaedah ujikaji yang bersesuaian. Walau bagaimana pun, terdapat kekurangan
maklumat berkaitan dengan kaedah pengujian dan penilaian data dalam ujikaji pemotong
logam [3].
Permintaan terhadap kualiti produk yang tinggi memfokuskan perhatian kepada keadaan
permukaan produk, khususnya kekasaran permukaan yang dimesin kerana kesannya
terhadap penampilan produk, fungsi, dan keboleharapannya. Oleh itu, penting untuk
memastikan had terima dan kemasan permukaan adalah konsisten [4]. Selain itu, kualiti
permukaan yang dimesin berguna dalam menentukan kestabilan proses pemesinan yang
mana kecacatan permukaan menunjukkan ketidakseragaman, kehausan mata alat dan
getaran mata alat. Aplikasi pembuatan terbantu komputer (CAM) yang semakin berkembang
dengan penggunaan peralatan mesin CNC telah difokuskan kepada pembangunan sistem
data yang boleh dipercayai untuk memastikan pengeluaran yang optimum dengan
menggunakan peralatan yang canggih. Kaedah ini boleh diklasifikasikan kepada dua jenis
sistem[5], iaitu sistem pangkalan data dan sistem model matematik. Sistem pangkalan data
menggunakan pengumpulan dan simpanan data dalam jumlah besar daripada eksperimen,
dan model matematik berupaya untuk meramal keadaan optimum [5].
Proses kisar merupakan kaedah pemesinan yang paling asas. Proses kisar hujung adalah
kaedah pembuangan bahan yang umum di mana ia sangat meluas digunakan dalam sektor
pembuatan
automotif.
Kualiti permukaan
bahan
merupakan
faktor
penting
dalam
[2]
menentukan prestasi proses kisar yang mana permukaan kisar berkualiti tinggi secara
jelasnya meningkatkan kekuatan lesu, rintangan kakisan dan hayat rayapan. Kualiti
permukaan bahan juga akan mempengaruhi beberapa ciri lain seperti kehausan,
pemindahan haba, kejelekitan pelincir, penglitupan, atau rintangan terhadap kelesuan. Oleh
itu, kemasan permukaan yang dikehendaki biasanya ditentukan melalui keadah tertentu yang
dipilih untuk mencapai kualiti permukaan yang dikehendaki.[6]. Faktor-faktor seperti kelajuan
gelendong, kadar suapan dan kedalaman pemotongan yang mengawal operasi pemotongan
boleh dibuat penjajaran terlebih dahulu. Namun, faktor-faktor seperti geometri mata alat,
kehausan mata alat, dan pembentukan cip, atau sifat-sifat bahan mata alat dan bahan kerja
adalah tidak terkawal [7].
Satu teknik bagi meramalkan kekasaran permukaan produk pemesinan kisar untuk menilai
kemampuannya memperoleh kualiti yang dikehendaki seharusnya dibangunkan. Usaha yang
dibuat dalam kajian ini ialah membangunkan model yang dapat meramalkan kemasan
permukaan logam bagi parameter pemesinan yang pelbagai seperti kelajuan, suapan,
kedalaman pemotongan dan lain-lain. Model yang dibangunkan tidak hanya memudahkan
kawalan dan perancangan proses, tetapi juga membantu mengoptimumkan kebolehmesinan
bahan. Oleh itu, tujuan kajian ini adalah untuk mengkaji kesan parameter-parameter
pemesinan terhadap kualiti permukaan bagi permukaan yang dimesin.
[3]
KAEDAH KAJIAN
Rekabentuk Ujikaji
Ujikaji telah dilakukan di Makmal CADCAM dan Metrologi PTSS dengan menggunakan
mesin kisar CNC untuk menyiasat kesan daripada satu atau lebih faktor daripada parameter
pemesinan seperti kelajuan gelendong, kadar suapan dan kedalaman pemotongan terhadap
kualiti permukaan. Tatacara untuk menentukan model bagi proses adalah seperti berikut:
1. Memilih faktor yang perlu terlibat dalam proses dan memilih tahap faktor tersebut.
2. Melakukan percubaan pada semua peringkat faktor-faktor yang mungkin secara rawak.
3. Menganalisis data yang dikumpul menggunakan analisis parametrik varians (ANOVA).
Tatacara Ujikaji
Ujikaji ini dijalankan dengan menggunakan mesin kisar CNC Fanuc Emco dengan mata alat
karbida 12mm. Konfigurasi ujikaji ditunjukkan dalam Rajah 1. Parameter pemesinan
ditetapkan seperti berikut: empat peringkat kelajuan (750, 1000, 1250, 1500 rpm), tujuh
peringkat kadar (150, 225, 300, 375, 450, 525, 600 mm/min), dan tiga peringkat kedalaman
pemotongan (0.25, 0.75, 1.25 mm). Nilai kekasaran permukaan Ra yang diukur dalam unit
micrometer adalah pembolehubah yang dikaji. Beberapa pembolehubah diletakkan dalam
kawalan tertutup termasuklah mesin kisar yang digunakan di mana mesin yang sama
digunakan bagi semua kerja ujikaji. Data yang dikutip secara rawak bagi 24 keadaan
pemesinan ditentukan oleh peringkat pembolehubah bebas (4 kelajuan pemotongan x 7
suapan x 3 kedalaman pemotongan). Ujikaji dijalankan pada bahan kerja aluminium.
[4]
Rajah 1: Operasi Kisar Hujung
DAPATAN DAN ANALISA
Selepas 24 spesimen dimesin bagi tujuan ujikaji, setiap spesimen ditentuukurkan kekasaran
permukaan, Ra menggunakan Borletti Surface Roughness Tester. Data-data yang dikutip
dianalisa menggunakan analisa parametrik varians (ANOVA) yang mana kekasaran
permukaan
merupakan
pembolehubah
bersandar
manakala
parameter
pemesinan
merupakan pembolehubah bebas. Model ANOVA telah disesuaikan bagi menerima kesan
pembolehubah bebas sahaja. Paras signifikan adalah berdasarkan nilai-P dari ANOVA [8]
iaitu
Tak Signifikan jika P > 0.10
Agak Signifikan jika 0.05 <P<0.10
Signifikan jika P<0.05
Satu model statistik dihasilkan melalui fungsi regresi dalam SPSS 13.0 untuk set data ujikaji.
Nilai R Square adalah 0.560, bermaksud 56.0 % daripada pembolehubah yang diperhatikan
boleh diwakili oleh pembolehubah bebas.
[5]
Jadual 1 : Set Data Pengujian ( Kesan parameter pemesinan terhadap kemasan
permukaan yang dimesin. )
No.
N
F
D
Ra,
rpm
mm/min
mm
µm
1
1000
450
1.25
2.1
2
1500
150
1.25
1.5
3
750
300
0.25
3.0
4
750
450
0.75
3.7
5
1000
375
1.25
2.6
6
750
225
0.25
2.1
7
1500
375
0.25
2.7
8
1250
525
0.25
3.1
9
1500
450
0.75
2.3
10
750
600
0.25
4.7
11
1500
375
0.75
2.1
12
750
375
0.25
3.2
13
1250
600
1.25
3.1
14
1250
375
0.25
2.7
15
1000
600
1.25
2.1
16
1500
300
1.25
2.4
17
1500
525
0.75
2.6
18
1500
525
0.25
3.1
[6]
No.
N
F
D
Ra,
rpm
mm/min
mm
µm
19
1500
600
1.25
3.2
20
750
150
0.25
1.6
21
1250
450
0.25
2.5
22
1500
150
0.75
1.4
23
1000
525
1.25
1.5
24
1500
225
1.25
1.8
Keputusan bagi peratusan sisihan piawai (φ ) bagi set data ujikaji menunjukkan 15.834%. Ini
bermakna model statistik ini boleh meramalkan nilai kekasaran permukaan Ra) dengan
84.166% ketepatan.
Jadual 2 : Dimasukkan ke dalam model regresi berbilang ( α = 0.05 )
Faktor
Kesan
Sisihan Piawai
Pekali
(Beta)
Bagi Kesan
Regresi
(SPBeta)
(B)
Nilai-P
N
-0.171
0.001
0.000
0.285*
F
0.631
0.001
0.003
0.000***
D
-0.378
0.267
-0.646
0.025***
*Tak Signifikan jika P > 0.10
**Agak Signifikan jika 0.05 <P<0.10
***Signifikan jika P<0.05
[7]
KESIMPULAN
Satu siri ujikaji telah dijalankan bagi mengkategorikan faktor-faktor yang mempengaruhi
kekasaran permukaan dalam proses pemesinan kisar hujung. Kesannya terhadap parameter
pemesinan seperti kelajuan gelendong, kadar suapan dan kedalaman pemotongan terhadap
kekasaran permukaan sampel aluminium telah dikaji. Berdasarkan keputusan analisa yang
diperolehi, sisihan nilai kekasaran permukaan adalah sekitar 15%. Parameter yang diselidik
mempengaruhi kekasaran permukaan bahan kerja secara signifikan. Umumnya, kajian ini
menunjukkan bahawa kadar suapan adalah faktor paling dominan dalam memberi kesan
terhadap kekasaran permukaan bagi proses kisar hujung.
RUJUKAN
Astakhov, V.P. (1999). Metal Cutting Mechanics. Boca Raton: CRC Press.
Balakrishnan, P. & De Vries, M. F. (1983). Analysis of Mathematical Model Building
Techniques Adaptable to Machinability Data Base System, Proceeding of NAMRC-XI.
Black, J. T. (1979). Journal of Engineering for Industry, vol. 101, No 4, 403-415.
Boothroyd, G. & Knight, W. (1989). Fundamentals of Machining and Machine Tools. (2nd ed.).
New York: Marcel Dekker Inc.
Chen J. C., & Smith, R. A. (1997). Journal of Industrial Technology, vol. 13, No. 3, 15-19.
Huynh, V. M. & Fan, Y. (1992). The International Journal of Advanced Manufacturing
Technology, vol. 7, 2-10.
Neter, J., Wasserman, W. & Kutner, M. (1990). Applied Linear Statistical Models.
Boston, MA: Irwin.
Tabenkin, N. (1985). Carbide and Tool, vol. 21, 12-15.
[8]
THE APPLICATION OF PRO/ENGINEER IN CADCAM
Suhairi Bin Ahmad
Mechanical Engineering Department
Politeknik Tuanku Syed Sirajuddin
Perlis
e-mail: [email protected]
ABSTRACT
The principle of CADCAM has been widely used in manufacturing sectors at present. This
study reviews the method of application in using Pro/ENGINEER to fulfill the requirements of
CADCAM system. Based on the observation and practice done in PTSS CADCAM Lab, there
are four stages involved in the integration of Pro/ENGINEER into CADCAM. They comprised
manufacturing model creation, manufacturing setup, tool path creation and machining. The
study also identified the strategy to transfer the reference model into the manufacturing
environment and create work piece materials from Pro/ENGINEER feature toolbar. It is
hoped that these findings will encourage people who have interest in this area of study to
pursue further the study of Pro/ENGINEER applications and provide the basis for enhancing
and developing a better understanding of CADCAM among PTSS staff and students. The
results obtained is beneficial to PTSS in terms of advancing engineering education and the
engineering profession.
[9]
INTRODUCTION
Application software is a computer program that functions and is operated by means of
a computer, with the purpose of supporting or improving the software user's work. In
other words, it is the subclass of computer software that employs the capabilities of a
computer directly and thoroughly to a task that the user wishes to perform. This should
be contrasted with system software or computer services process integrators, which is
involved in integrating a computer's various capabilities, but typically does not directly
apply them in the performance of tasks that benefit the user. In this context the term
application refers to both the application software and its implementation. An application
therefore differs from an operating system, a utility, and a programming language.
Depending on the work for which it was designed, an application can manipulate text,
numbers, graphics, or a combination of these elements. Some application packages
offer considerable computing power by focusing on a single task, such as word
processing; others, called integrated software, offer somewhat less power but include
several applications. [1]
There are many subtypes of application software such as educational software,
simulation software and product engineering software. Product engineering software is
used in developing hardware and software products. This includes computer aided
design (CAD), computer aided engineering (CAE), computer language editing and
compiling tools, Integrated Development Environment, and Application Programmer
Interfaces.
[10]
Solid modeling is a technique for representing solid objects suitable for computer
processing. Other modeling methods include surface models and wire frame models.[2]
Primary uses of solid modeling are for CAD, engineering analysis,[3] computer graphics
and animation, rapid prototyping, medical testing, product visualization and visualization
of scientific research.
Solid modeling software originally used either constructive solid geometry (CSG) or
boundary representation (B-REP) techniques to define solid shapes.[4] Beginning in the
late 1980s, software developers began applying higher-levels of abstraction to solid
modeling construction techniques. The first of these techniques, called parametric
feature-based solid-modeling, was introduced in commercial software by Parametric
Technology Corporation in September 1987.[5] These approaches made solid-modeling
software easier to use and increased its acceptance among mechanical engineers.[6]
A parametric feature based modeler is a Computer-aided design (CAD) software
package that allows designers to define shapes using geometric features instead of the
CSG or B-REP techniques. Features are higher-order CAD entities. For example, if an
engineer designs a 3D brick with a hole in it, the hole is considered a feature in the
brick. Parametric feature based modelers use change states to maintain information
about building the model and use expressions to constrain associations among the
geometric entities. This ability allows a user to make a modification at any state and to
regenerate the model's boundary representation based on those changes. This ability is
called a transmigration operation.
[11]
Computer-aided design (CAD) is the use of computer technology for the design of
objects, real or virtual. The design of geometric models for object shapes, in particular,
is often called computer-aided geometric design (CAGD). However CAD often involves
more than just shapes. As in the manual drafting of technical and engineering drawings,
the output of CAD often must convey also symbolic information such as materials,
processes, dimensions, and tolerances, according to application-specific conventions.
CAD may be used to design curves and figures in two-dimensional ("2D") space; or
curves, surfaces, or solids in three-dimensional ("3D") objects.[7]
While computer-aided manufacturing (CAM) is the use of computer-based software
tools that assist engineers and machinists in manufacturing or prototyping product
components. Its primary purpose is to create a faster production process and
components with more precise dimensions and material consistency, which in some
cases, uses only the required amount of raw material (thus minimizing waste), while
simultaneously reducing energy consumption. CAM is a programming tool that makes it
possible to manufacture physical models using computer-aided design (CAD) programs.
CAM creates real life versions of components designed within a software package.
CAM was first used in 1971 for car body design and tooling.
Integration of CAD and CAM environment requires an effective CAD data exchange.
Usually it had been necessary to force the CAD operator to export the data in one of the
common data formats, such as IGES or STL, that are supported by a wide variety of
software. The output from the CAM software is usually a simple text file of G-code,
[12]
sometimes many thousands of commands long, that is then transferred to a machine
tool using a direct numerical control (DNC) program.
Pro/ENGINEER is a parametric, integrated 3D CAD/CAM/CAE solution created by
Parametric Technology Corporation (PTC). It was the first successful, parametric,
feature-based, associative solid modeling software on the market. The application runs
on Microsoft Windows and Unix platforms, and provides solid modeling, assembly
modeling and drafting, finite element analysis, and NC and tooling functionality for
mechanical engineers. Pro/ENGINEER, integrated 3D CAD/CAM/CAE solution, is used
by discrete manufacturers for mechanical engineering, design and manufacturing.
It was created by Dr. Samuel P. Geisberg in the mid-1980s, Pro/ENGINEER was the
industry's first successful parametric, 3D CAD modeling system. The parametric
modeling approach uses parameters, dimensions, features, and relationships to capture
intended product behavior and create a recipe which enables design automation and
the optimization of design and product development processes. This powerful and rich
design approach is used by companies whose product strategy is family-based or
platform-driven, where a prescriptive design strategy is critical to the success of the
design process by embedding engineering constraints and relationships to quickly
optimize the design, or where the resulting geometry may be complex or based upon
equations. Pro/ENGINEER provides a complete set of design, analysis and
manufacturing capabilities on one, integral, scalable platform. These capabilities include
Solid Modeling, Surfacing, Rendering, Data Interoperability, Routed Systems Design,
Simulation, Tolerance Analysis, and NC and Tooling Design.
[13]
Companies use Pro/ENGINEER to create a complete 3D digital model of their products.
The models consist of 2D and 3D solid model data which can also be used downstream
in finite element analysis, rapid prototyping, tooling design, and CNC manufacturing. All
data is associative and interchangeable between the CAD, CAE and CAM modules
without conversion. A product and its entire bill of materials (BOM) can be modeled
accurately with fully associative engineering drawings, and revision control information.
The associativity in Pro/ENGINEER enables users to make changes in the design at
any time during the product development process and automatically update
downstream deliverables.
CADCAM application is widely used by the manufacturing industries today. There are
various methods or approaches that can be utilized in order to produce the G-code (NC
code) for machining purposes. However, what are the procedures that take place if
parametric feature-based modeling software like Pro/ENGINEER is used, what are the
basic procedures involved and how can it be exercised to create manufacturing
simulation, G-code generation and numerical control machining.
RESEARCH METHODOLOGY
Manufacturing process is divided into 4 stages as shown in Figure 5. The preparation of
manufacturing model involves a combination of design and workpiece model. Design
can be in .prt format in solid modeling application and introduced into the manufacturing
environment through 3 options as in Figure 1 .While a workpiece material can be
created by using 4 options as provided in the feature toolbar in Figure 2 .
[14]
Figure 1: Import Reference Model into Manufacturing Options
(Assemble, Inherit and Merge)
Figure 2: Create Workpiece Options (Automatic, Assemble,
Inherit, Merge and New)
In manufacturing environment setup, users have to define tools and workcells
configuration. Based on tools and machine selected, machine operation can be justified.
For this study, researcher will only discussed the preparation of G-codes of NC
machining using pocket milling. The model is shown in Figure 4.
These are the following tool configuration and machining parameters needed for the
manufacturing of this model “POCKET.PRT”
Cutting
Position
Stock Size
Tools
on Turret
(mm)
Dia. 10
1
300.0 (Length) x
mm End
300.0 (Width) x 50
Mill
(Height)
Cutting
Step
Feed
Depth
100 mm/s
3 mm
Stock Material
Nylon
Step Over
Spindle Speed
5 mm
500 rpm
Figure 3: Tool and Machining Parameters
[15]
Figure 4: Manufacturing Model (part to be machined)
Users also need to define the working coordinate system G54 by applying Machine
Zero position in order to confirm that the simulation and the real machining have the
same arrangement.
For tool path generation, it is only possible if the manufacturing model and
manufacturing setup are completed. Later, the configuration is ready for tool path
creation. Create the tool path required based on the machine operation and best
practices for manufacturing situations.
[16]
Figure 5: Manufacturing Process Overview in Pro/ENGINEER (Courtesy of PTC)
After completing the tool path creation, run the accomplished manufacturing sequences
using Vericut or simulation in order to make sense of the movement. The NC
sequences created are required to post process into Machine Code Data (MCD) using
the predefined post processor suitable for the machine. The real workpiece and
necessary tools on the workcell or machine need to be set up. Calibration of G54 on the
machine based on the coordinate system that is setup in the manufacturing model is
essential. Transfer the NC codes into the controller and test run the program. Satisfy
with the dry-run and run the program with the necessary coolant if required.
[17]
RESULTS AND ANALYSIS
Generic Steps for Preparing a Manufacturing Model in Pro/ENGINEER Wildfire 4.0
In this application, Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 is being used to create the
manufacturing model. In order to prepare the manufacturing model, the user will have to
prepare the reference model. This will include all the necessary features required for the
finished model. The user will have a choice of creating workpiece automatically or
manually. Automatic workpiece creation is by using the silhouette of the model to create
either a block or a bar. Similarly, if the finished model is derived from a casting, then the
workpiece for this type of model has to be created manually and assembled to the
reference model. The user has to periodically save the model throughout the creation
process. This is to avoid unnecessary data loss if the computer or program crashes due
to memory time out during complex NC tool path calculation.
Manufacturing Model Creation
The user needs to start Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 and create a new manufacturing
file. Place an appropriate name for the .mfg file and make sure that type is set to
Manufacturing and sub type is set to NC Assembly. If you have previously set metric
(millimeters) as the default template, then select OK otherwise, uncheck the Use
default template in the dialog box. Then ensure that mmns_mfg_nc template is
selected and select OK in the File Options Dialog box.
[18]
Manufacturing Setup
User needs to select Mfg Setup from the menu manager to set up the manufacturing
environment required for this manufacturing model.
An Operation Setup Dialog box will appear indicating that the NC Machine, Machine
Zero Coordinate System will be required to be identified. Retracted references can be
[19]
indicated as well, however it is optional as the user can set separate retract references
for different NC sequences.
User needs to select the machine tool setup icon. A machine tool setup dialog box will
appear. In this dialog box, the user will be required to specify the machine configuration
such as number of axis and machine type. Other optional settings will be print and
cutting tools. After completing selection of machine and its required configuration in
the Machine Tool Setup Dialog Box, the user completes and closes the dialog box by
selecting Apply and OK.
Tool Path Creation
In this section, the user will create the NC sequences. This section is only possible if the
manufacturing model and setup are completed. In order to create an NC sequence,
select Machining > NC Sequence > New Sequence > “Choose Required NC
Sequence” > “Select Required Axis for the NC Sequence” > Done.
[20]
The required information for the creation of this NC sequence has a green check-mark
next to it. It is automatically checked by the system. Additional setup required can be
checked by the user. Pro/ENGINEER will go through each of them following the
sequence, for example Tool comes before Parameters, so the user will see the tool
creation dialog box first. After completing the tool, the dialog box for parameter will
appear.
[21]
After setting up the required basic information to complete this NC Sequence such as
cutting tool, parameters, geometry to machine by using Mill Window, Mill Volume, Mill
Surface or Surface from the Reference Model, the user can play the tool path, either
through wireframe path or 3D material removal or better known as Vericut. Should the
tool path not be played, it means that the required information to successfully create the
tool path is missing, insufficient or not valid.
[22]
A number of NC Sequences needs to be created before the manufacturing model is
complete. The user needs to understand the relationship between the sequence, tools
used, and parameter as the cut affects the outcome. Experience in this area will
definitely be of help. In-Process Geometry or Material Removal is an optional process
that can be done after the creation of NC Sequences to view the remaining material left
after the NC Sequence.
Cutter Location (NCL) files is created when the tool path is generated. This is the
coordinate location which Pro/ENGINEER locates the tool on. This is similar to G-Code
but not readable on the CNC machine. In order for the G-code to be generated, the NCL
file has to be post processed through a post processor which will convert the NCL file
into a .txt file that is readable in the respective CNC controllers. To do this, first the user
needs to setup the corresponding post processor files location in the config.pro file. The
name of the configuration is “gpostpp_dir”. The user has to ensure that the full
directory address is used to identify the location of the post processor files. On the
Menu Manager select the following:
CL Data > Output > Select One > “Operation” / “NC Sequence” > Done
[23]
Then select File > MCD File > Done
[24]
The user will be required to save a copy of the NCL file in the working directory or the
folder which the manufacturing file resides. Then select Done on the menu manager for
PP Options
The user needs to select the required Post Processor to be used to transform the NCL
file into G code. Look at the bottom of the Pro/ ENGINEER window to see the name for
the post processor. Then enter the required program number and the post will be
generated. The G code file should be created in the same folder whereby the user
saved the NCL file. The user has to look out for the extension such as .tap, .nc, .h and
other commonly used extensions for G code. There may be more to the list of the post
processor compared to what is shown here below.
[25]
The Machine Code Data (G-codes)
The details of this machining part programming are shown in Appendix 1.
The Machining Characteristics of Pocket Milling for the Given Part
i.
Machining Time – 401.494 minutes
ii.
Axis Types – 3 Axis
iii.
Tool Travel Envelope:
Xmin – 30.0002 mm
Xmax – 270.0000 mm
Ymin – 30.0013 mm
Ymax – 269.999 mm
Zmin – 15(-ve) mm
Zmax – 50 mm
[26]
iv.
NC Sequence Parameters:
Scan Type – Type_3
Cut Type – Climb
CONCLUSION
In conclusion, the procedures of using Pro/ENGINEER in CAD/CAM environment have
been successfully developed. The application of Pro/ENGINEER in CAD/CAM system
can be done for the purpose of machining a part using pocket milling. There are 4
stages involved in these applications which are manufacturing model creation,
manufacturing setup, tool path creation and machining using CNC controller.
For this particular part, only a single tool and machining is being considered. In further
studies, there are suggestions to use multiple tools and variation of milling processes
since the real machining usually involve a complicated way to machine a part. There are
questions of factors that affect the machining time for particular cases. There is also a
need to investigate the machinability of workpiece materials using end milling process.
REFERENCES
Campbell-Kelly,M & Aspray, W. (1996). "Computer: A History of the Information
Machine". New York: Basic Books.
Ceruzzi, P.E. (1998). "A History of Modern Computing". London: MIT Press.
[27]
Farin, G.(2001). A History of Curves and Surfaces in CAGD, Handbook of
Computer Aided Geometric Design. San Francisco, CA: Morgan Kaufmann
Publishers.
LaCourse, D. (1995). "2". Handbook of Solid Modeling. New York: McGraw Hill.
Machover, C. (1996). "8". in Joanne Slike. The CAD/CAM Handbook (1st ed.). New
York: McGraw-Hill.
Weisberg, D. (2009). The Engineering Design Revolution. pp. 16-5. Retrieved June 26,
2009 from http://www.cadhistory.net/chapters/ 16_Parametric_Technology.pdf.
.
[28]
MENGENALPASTI TAHAP KEPUASAN PELAJAR TERHADAP
KEMUDAHAN DAN PERKHIDMATAN YANG DISEDIAKAN DI PUSAT
SUMBER POLITEKNIK TUANKU SYED SIRAJUDDIN PTSS
Abd Rahman Bin Yaacob
Jabatan Perdagangan
Politeknik Tuanku Syed Sirajuddin
Perlis
ABSTRAK
Tujuan kajian ini adalah untuk mengkaji tahap kepuasan pelajar terhadap kemudahan
dan perkhidmatan yang disediakan di Pusat Sumber PTSS. Kajian ini adalah kajian
berbentuk deskriptif yang merupakan
bentuk penyelidikan yang bermatlamat untuk
menerangkan sesuatu fenomena tertentu secara mendalam dengan merujuk kepada
suatu format penghuraian yang tertentu secara rasional. Kajian ini adalah berdasarkan
kaedah persampelan “convenience”.
Populasi kajian adalah semua pelajar PTSS
manakala sampel dipilih berdasarkan semua pelajar PTSS yang menggunakan
kemudahan dan perkhidmatan yang disediakan oleh Pusat Sumber PTSS iaitu seramai
110 orang, tetapi sebanyak 10 keping borang soal selidik mengalami kerosakan dan
hanya 100 keping borang soal selidik sahaja yang boleh diambil untuk dianalisis.
Instrumen kajian yang digunakan adalah borang soal selidik. Secara keseluruhannya,
Alpha Cronbach bagi soalan di dalam borang soal selidik ini adalah sebanyak 0.920.
Persoalan kajian yang dikaji merangkumi tahap kepuasan pelajar terhadap kemudahan
dan perkhidmatan yang disediakan di Pusat Sumber PTSS. Dapatan kajian
menunjukkan bahawa pelajar memberikan maklum balas pada tahap sederhana
[29]
kepada tandas, koleksi bahan, sistem peminjaman buku, sumber media (Internet).
Manakala dapatan kajian kepada peralatan, loker perkhidmatan pelanggan dan waktu
operasi menunjukkan maklum balas pelajar adalah pada tahap sangat setuju.
PENGENALAN
Kepuasan pengguna merupakan satu elemen penting dalam menentukan mutu produk
dan perkhidmatan yang disediakan oleh sesebuah organisasi. Penekanan terhadap
kepuasan pengguna amat penting bagi mendapatkan kepercayaan pengguna terhadap
produk dan servis yang disediakan (Johnson and Fornell 1991). Oleh itu, untuk
memastikan peningkatan terhadap kualiti sesuatu produk atau servis yang diberikan,
sesebuah organisasi perlu mengambil kira keperluan pengguna sebagai kunci kejayaan
dalam sesuatu perniagaan.
Kepuasan pengguna dapat dipenuhi apabila kemudahan dan perkhidmatan yang
disediakan di perpustakaan memenuhi keperluan dan kehendak pengguna. Ini dapat
disokong melalui Model Jurang Kualiti Perkhidmatan atau SERVQUAL oleh
Parasuranam et al. (1985), iaitu tahap kepuasan atau ketidakpuasan seseorang
pengguna
mempunyai
kaitan
dengan
penilaiannya
tentang
kualiti
sesuatu
perkhidmatan.
Secara umum kepentingan sesebuah pusat sumber merupakan pusat pengumpulan
bahan-bahan bacaan yang boleh dipinjam dan dibaca oleh semua lapisan masyarakat.
Pusat sumber juga merupakan salah satu sumber pembelajaran dan gedung ilmu yang
tidak terlepas daripada arus teknologi maklumat. Pusat sumber juga memainkan
[30]
peranan dalam pengelolaan maklumat dan juga menyediakan maklumat yang
bersesuaian dengan kehendak masyarakat.
Dengan adanya pembinaan pusat sumber di semua negeri di seluruh Malaysia ia dapat
membolehkan orang awam sama ada yang tinggal di bandar, pekan kecil atau
kampung menggunakan pusat sumber di mana-mana sahaja. Selain itu, pembinaan
pusat sumber di seluruh IPTA di Malaysia merupakan satu langkah yang bijak kerana
ianya dapat menjimatkan masa dalam pencarian maklumat, seterusnya meningkatkan
penguasaan ilmu secara berterusan.
Walaubagaimanapun, kekerapan seseorang
pengguna mengunjungi pusat sumber adalah bergantung kepada mutu kualiti
perkhdmatan dan kemudahan yang disediakan di perpustakaan.
LATAR BELAKANG KAJIAN
Sebagai sebuah perpustakaan akademik, Pusat Sumber PTSS merupakan gedung ilmu
yang amat penting dalam proses pengajaran dan pembelajaran di PTSS. Di sini, warga
politeknik dapat mencari bahan untuk mempertingkatkan ilmu pengetahuan mereka
dalam pelbagai bidang pengajian yang ditawarkan.
Untuk mencapai matlamatnya,
pelbagai langkah diambil bagi memastikan perkhidmatan pusat sumber di PTSS itu
sendiri dapat ditingkatkan dari masa ke semasa bagi memenuhi kepuasan kepada para
pelajar.
Dengan keluasan yang ada, pusat sumber ini mampu menampung hampir 1000 orang
pengguna dalam sesuatu masa. Perkhidmatan yang disediakan di pusat sumber ini
[31]
juga dapat membantu para pelajar dalam meningkatkan ilmu pengetahuan samada
untuk tujuan pengajaran dan pembelajaran (Sumber dari laman web rasmi PTSS,
2009).
Berdasarkan
beberapa
kajian
lepas
yang
telah
dijalankan,
penyelidik
telah
menyenaraikan beberapa pembolehubah yang dapat mempengaruhi tahap kepuasan
pelajar terhadap perkhidmatan dan kemudahan yang disediakan
di Pusat Sumber
PTSS. Di antaranya adalah berkaitan dengan perkhidmatan seperti sistem peminjaman,
sumber media (Internet), perkhidmatan pelanggan dan waktu operasi manakala bagi
kemudahan adalah seperti koleksi bahan bacaan, loker penyimpanan barang berkunci,
tandas dan peralatan. Oleh itu penyelidikan ini akan mengkaji tahap kepuasan pelajar
PTSS terhadap perkhidmatan dan kemudahan yang disediakan di Pusat Sumber PTSS.
PENYATAAN MASALAH
Oleh itu, kajian yang dijalankan ini bertujuan mengkaji masalah berkaitan tahap
kepuasan terhadap kemudahan dan perkhidmatan yang disediakan oleh pihak
pengurusan pusat sumber di PTSS. Di antara perkhidmatan dan kemudahan yang
ingin dikaji, adalah seperti sistem peminjaman
buku, sumber media (Internet),
perkhidmatan pelanggan, waktu operasi, koleksi bahan bacaan, loker penyimpanan
barang berkunci, tandas dan peralatan.
[32]
Kesimpulannya, penyelidik ingin mengkaji sejauh mana kriteria-kriteria yang telah
dinyatakan di atas memberi gambaran terhadap tahap kepuasan pelajar PTSS
terhadap kemudahan dan perkhidmatan yang disediakan di Pusat Sumber PTSS.
OBJEKTIF KAJIAN
Mengkaji:
a) Peralatan yang disediakan di Pusat Sumber dapat memenuhi keperluan pelajar
PTSS.
b) Kepuasan pelajar terhadap loker penyimpanan barang berkunci yang disediakan
di Pusat Sumber PTSS.
c) Kemudahan tandas yang disediakan di Pusat Sumber PTSS.
d) Kepuasan pelajar tentang penggunaan koleksi bahan yang disediakan di Pusat
Sumber PTSS.
e) Keberkesanan sistem peminjaman buku yang disediakan di Pusat Sumber
PTSS.
f) Kepuasan pelajar terhadap penggunaan sumber media (Internet) yang
disediakan di Pusat Sumber PTSS.
g) Sikap dan layanan yang diberikan oleh kaitangan terhadap pelajar yang
mengunjungi Pusat Sumber PTSS.
h) Kesesuaian waktu perkhidmatan di pusat sumber dengan keperluan pelajar
PTSS.
[33]
KERANGKA KERJA KAJIAN
Rajah 1.5.1 : Kerangka Teoritikal
PERKHIDMATAN YANG
DISEDIAKAN DI
PERPUSTAKAAN PTSS
Sistem
Peminjaman Buku
Sumber media (Internet)
Perkhidmatan pelanggan
Waktu operasi





KEPUASAN PELAJAR
PTSS TERHADAP
KEMUDAHAN DAN
PERKHIDMATAN
PUSAT SUMBER PTSS
KEMUDAHAN YANG
DISEDIAKAN DI
PERPUSTAKAAN PTSS





Peralatan
Loker penyimpanan
barang berkunci.
Tandas
Koleksi bahan
Bilik ’redspot’
METODOLOGI
Maklumat dikumpul menggunakan borang soal selidik. Bentuk kajian yang digunakan
adalah menggunakan kaedah kuantitatif di mana pengkaji menggunakan Skala Likert
untuk mengukur tahap persetujuan responden terhadap soal selidik yang dikemukakan.
Dengan menggunakan Skala Likert, responden dapat memberi maklum balas dengan
[34]
lebih teliti dan tepat terhadap soalan yang dikemukakan.
Lokasi kajian adalah PTSS,
populasi terdiri daripada semua pelajar PTSS pada sesi Januari 2009 iaitu seramai
3131 orang (Sumber dari Jabatan Hal Ehwal Pelajar PTSS). Seterusnya borang soal
selidik
diserahkan
oleh
penyelidik
kepada
responden
menggunakan
kaedah
persampelan ”convenience” di mana penyelidik mengedarkan borang soal selidik
kepada 110 orang responden yang mengunjungi dan menggunakan kemudahan dan
perkhidmatan di pusat sumber PTSS, tetapi sebanyak 10 keping borang soal selidik
mengalami kerosakan dan hanya 100 keping borang soal selidik sahaja yang boleh
diambil untuk dianalisis.
KEPUTUSAN DAN PERBINCANGAN
Persoalan Kajian Pertama (Peralatan)
“Adakah peralatan yang disediakan di Pusat Sumber dapat memenuhi keperluan
pelajar PTSS ?”
Secara keseluruhannya, hasil dapatan kajian yang diperolehi mendapati bahawa
responden sangat setuju dan jumlah untuk min skor keseluruhan bagi pembolehubah
peralatan adalah pada tahap sangat setuju.
[35]
Persoalan Kajian Kedua (Loker Penyimpanan Barang Berkunci)
“Adakah
loker penyimpanan barang berkunci yang disediakan di Pusat Sumber
memenuhi kehendak para pelajar PTSS ?”
Secara keseluruhannya, hasil dapatan kajian yang diperolehi mendapati bahawa
responden sangat setuju dan jumlah untuk min skor keseluruhan bagi pembolehubah
peralatan adalah pada tahap sangat setuju.
Persoalan Kajian Ketiga (Tandas)
“Adakah kemudahan tandas yang disediakan di pusat sumber PTSS berada pada tahap
yang memuaskan ?”
Secara keseluruhannya, hasil dapatan kajian mendapati bahawa tahap kepuasan
responden berada pada tahap sederhana di skala Likert dan jumlah untuk min skor
keseluruhan bagi pembolehubah tandas adalah pada tahap sederhana.
Persoalan Kajian Keempat (Koleksi Bahan)
“Adakah penggunaan koleksi bahan yang disediakan di pusat sumber PTSS memenuhi
keperluan pelajar ?”
Secara keseluruhannya, hasil dapatan kajian mendapati bahawa tahap kepuasan
responden berada pada tahap sederhana di skala Likert dan jumlah untuk min skor
keseluruhan bagi pembolehubah koleksi bahan adalah pada tahap sederhana.
[36]
Persoalan Kajian Kelima (Sistem peminjaman buku)
“Adakah sistem peminjaman buku yang disediakan di Pusat Sumber memenuhi
keperluan pelajar PTSS ?”
Secara keseluruhannya, hasil dapatan kajian mendapati bahawa tahap kepuasan
responden berada pada tahap sederhana di skala Likert dan jumlah untuk min skor
keseluruhan bagi pembolehubah sistem peminjaman buku adalah pada tahap sederhana.
Persoalan Kajian Keenam (Sumber Media- Internet)
“Adakah penggunaan sumber media (Internet) yang disediakan di Pusat Sumber PTSS
memberi kepuasan kepada pelajar ?”
Secara keseluruhannya, hasil dapatan kajian mendapati bahawa tahap kepuasan
responden berada pada tahap sederhana di skala Likert dan jumlah untuk min skor
keseluruhan bagi pembolehubah sumber media (Internet) adalah pada tahap
sederhana.
Persoalan Kajian Ketujuh (Perkhidmatan Pelanggan)
“Adakah sikap dan layanan yang diberikan oleh kaitangan memmberi kepuasan kepada
pelajar yang mengunjuangi Pusat Sumber PTSS ?”
Secara keseluruhannya, hasil dapatan kajian mendapati bahawa kepuasan responden
berada pada tahap sangat setuju di skala Likert dan jumlah untuk min skor keseluruhan
bagi pembolehubah perkhidmatan pelanggan adalah pada tahap sangat setuju
[37]
Persoalan Kajian Kelapan (Waktu Operasi)
“Adakah waktu perkhidmatan Pusat Sumber PTSS bersesuaian dengan keperluan
pelajar?”
Secara keseluruhannya, hasil dapatan kajian yang diperolehi mendapati bahawa
responden sangat setuju dan jumlah untuk min skor keseluruhan bagi pembolehubah
waktu operasi adalah pada tahap sangat setuju.
KESIMPULAN DAN CADANGAN
Daripada lapan persolan kajian yang dikaji didapati bahawa tandas, koleksi bahan,
sistem peminjaman buku dan Internet berada pada tahap sederhana.
Manakala
persoalan kajian peralatan, loker penyimpanan barang berkunci, perkhidmatan
pelanggan dan waktu operasi berada pada tahap sangat setuju.
Oleh itu penulis
menyenaraikan beberapa cadangan kepada pihak terbabit, antaranya:
Cadangan kepada pihak pengurusan Pusat Sumber
a) Bagi peralatan seperti meja dan kerusi serta penghawa dingin adalah perlu untuk
meningkatkan langkah bagi pemantauan peralatan secara berkala bagi memastikan ia
berfungsi dengan baik.
b) Semakan dan bacaan rak secara konsisten oleh kakitangan pusat sumber perlu dibuat
bagi memastikan ketepatan lokasi bahan.
c) Memastikan bahan rujukan dan bahan bacaan ringan adalah sentiasa terkini.
[38]
d) Latihan dalaman perlu diberikan kepada kakitangan yang khusus terlibat dengan
perkhidmatan maklumat di semua peringkat bagi memastikan keperluan pelajar
difahami dan dipraktikkan sebaik mungkin.
e) Penyusunan rak buku perlu berasingan dari kawasan ruang pengguna untuk memberi
keselesaan kepada pelajar yang sedang merujuk bahan di pusat sumber.
f) Label atau signage yang mencukupi pada rak buku bagi memudahkan pencarian bahan
di rak oleh pelajar.
g) Penambahan bilangan komputer bagi memenuhi bilangan pelajar yang semakin
meningkat.
h) Penambahan kuantiti buku yang boleh dipinjam oleh pelajar.
i)
Waktu perkhidmatan pusat sumber perlu dilanjutkan lagi bagi memenuhi keperluan
para pelajar seperti beroperasi pada waktu malam dan hujung minggu.
Cadangan kepada penyelidik akan datang
Penyelidik yang sedia ada ingin memberi cadangan dan saranan kepada penyelidik
yang akan datang supaya meneruskan penyelidikan dengan lebih terperinci dan
menyeluruh. Antara faktor yang boleh dikaji pada masa akan datang ialah:a) Penyelidikan susulan berkaitan dengan tajuk perlu dilakukan untuk mengetahui
keberkesanannya.
b) Mengkaji dalam aspek kemudahan dan perkhidmatan lain yang disediakan di pusat
sumber yang lain untuk dibuat perbandingan tentang kemudahan dan perkhidmatan
yang disediakan di Pusat Sumber PTSS.
[39]
c) Para
penyelidik
mencadangkan
bahawa
kajian
yang
akan
datang
haruslah
memperbanyakkan lagi faktor-faktor atau objektif daripada penyelidik masa kini agar
kajian tersebut dapat memberikan lebih banyak manfaat jika dibandingkan dengan
penyelidik sebelumnya.
Cadangan kepada pihak pelajar
Pelajar
dicadangkan
untuk
menggunakan
perkhidmatan
dan
kemudahan
ini
semaksimum mungkin kerana sumber maklumat yang terdapat di dalam pusat sumber
merangkumi jurusan-jurusan ilmu yang ditawarkan di PTSS. Ini kerana dengan adanya
kemudahan dan perkhidmatan yang disediakan di pusat sumber dapat membantu
memudahkan para pelajar untuk mendapatkan maklumat dalam proses pembelajaran.
RUJUKAN
Johnson M. D., & Fornell, C. (1991). A framework for comparing customer satisfaction
across individuals and product categories. Journal of Economic Psychology,
12(2), 267–286.
Mohd Zawawi Bin Ismail (2008). Kesesuaian Isi Kandungan, Masa, Kemudahan dan
Alatan dan Kaedah Tunjuk Cara (Demonstrasi) dalam Mata Pelajaran
Kemahiran Teknikal Dari Perspektif Guru-Guru Kemahiran Hidup di Sekolah
Menengah di Daerah Kuala Krai, Kelantan. Universiti Teknologi Malaysia. (hlm.
21).
Ni Nyoman Yuliarmi Dan Putu Riyasa. (Tahun). Analisis Faktor-Faktor Yang
Mempengaruhi Kepuasan Pelanggan Terhadap Pelayanan Pdam Kota Denpasar
Jurusan Ilmu Ekonomi, Fakultas Ekonomi, Universitas Udayana, Denpasa.
[40]
Parasuaraman, A., Zeithaml, V. & Berry, L. (year). A conceptual model of service
quality and its implications for future research. Journal of Marketing, vol. 49, n 4,
41-50.
Zainudin Hj. Awang, Saripah Abdul Latif dan Mohd Azuhari Hj Che Mat. Kajian
Pengukuran Kualiti di UiTM Kelantan Modelpengukuran dan Perbandingan
Kualiti. Retrieved February 9, 2009, from http://e-kaunseling.umt.edu.my
Zalina Mohd Ali, Nur Riza Mohd Suradi, Zainol Mustafa dan Qurnulla Tri Yoanasari.
Pendekatan Pembangunan Fungsi Kualiti Dalam Meningkatkan Kualiti
Perkhidmatan
Perpustakaan.
Retrieved
February
2,
2009,
from
http://pkukmweb.ukm.my
[41]
MICROSTRUCTURE EVALUATION ON AN AL2009 REINFORCED WITH SIC
WHISKERS AND AN AL2014 REINFORCED WITH AL2O3 PARTICLES
Zamri Bin Yusoff1, Shamsul Bahrin Bin Jamaludin2 and
Khairel Rafezi Bin Ahmad2
1
Politeknik Tuanku Syed Sirajuddin, Perlis
2
Universiti Malaysia Perlis
ABSTRACT
The primary objective of the present work is to study the distribution of the reinforcement in the
matrix of Al2009 reinforced with silicon carbide whiskers and Al2014 reinforced with alumina
particles due to influences of processing technique. The distribution of the reinforcement in the
matrix was studied by using optical microscope from different specimen location and
orientation. The microstructure of specimens showed significant difference in the distribution of
the reinforcement. This was due to the different composition, reinforcement and processing
technique. The Rockwell hardness of Al2009/SiC whiskers composite was higher than
Al2014/Al2O3 particles composite. This was due to the uniform distribution and concentration of
reinforcement throughout the matrix.
[42]
INTRODUCTION
Microstructures have a strong influence on the properties of metals, alloys and composites [1].
In aluminium matrix composite (AMCs), distribution of the reinforcements is one of the
important aspects of microstructure as well as surface and interfacial phenomena. AMCs have
a large quantity of heterogeneities in the form of reinforcements, micro-crevices, voids,
porosity, inter-metallic precipitates and interaction product. Those aspects depend on the
processing and fabrication routes involved. The AMCs can be produced by a variety of
techniques, although the powder metallurgy route has been used quite extensively. The
molten metal route or casting is considered to be cost effective for the large scale production
[2].
Powder metallurgy is used to fabricate both AMCs and ceramic-matrix composites through the
relatively low-cost methods of single compaction, double compaction, and mechanical
deformation following hot press as well as through high-cost hydrostatic and iso-static
compaction, hot dynamic compaction, or explosive compaction methods. Powder metallurgy
involves the blending of well-characterized matrix powders and discontinuous reinforcement,
compaction at ambient or hot conditions, degassing, and consolidation. In these solid-state
techniques, sub-fusion temperature regimes are normally attained in consolidation for optimum
results. Depending on the morphology of the reinforcement or the desirable properties, further
processing by mechanical-deformation mechanisms can be applied.
Alcoa, DWA Composite Specialties, Ceracon, and the Advance Composite Materials
Corporation are using this method in some of their operations. The powder metallurgy process
has been successfully applied in the manufacture of Al-SiC composite [3].
[43]
The SiC-reinforced AMCs have considerable potential as an engineering material. Silicon
carbide retains room-temperature ductility and increases the stiffness and high-temperature
strength of aluminium alloys as well as providing wear resistance at ambient temperature. In
contrast to other reinforcement, it maintains good thermal and chemical stability during
synthesis and under severe service conditions and has good strength. In addition, it is
thermodynamically unstable in most molten aluminium alloy and reacts to form aluminum
carbide [3].
The alumina (Al2O3) particles are thermodynamically stable in molten alloy containing no
magnesium. As a result, wetting and bonding are achieved by changing the surface chemistry
of the reinforcement or by alloy additions (such as magnesium and nickel) to the melt. With
permanent-mold casting at an optimum pouring temperature, the alumina particles were
distributed homogeneously. With the addition of alumina, the hardness increased whereas,
the ultimate tensile strength of the composite decreased.
In order to provide better mechanical and corrosion properties of AMCs, the microstructure of
the composite and the interface between the reinforcement and the composite need to be
determined and controlled. Determining and controlling the microstructure require the use of
metallographic evaluation. Several researchers have studied on microstructure of AMCs. For
instance, Mazlee and Shamsul [4] studied on 2014/Al2O3p. Yue et al. [5] studied the role of
CuAl2 precipitates in pitting corrosion of aluminium 2009/SiCw metal matrix composite.
There was also a study of corrosion on Al2009/SiCw by Samsul et al. [6] and wear and tear
study of Al2014/Al2O3p by Mazlee [7]. Despite these, there is no systematic investigation
comparing between these two composites. Therefore, this paper focuses on the microstructure
[44]
and hardness evaluation between Al2009/SiC whiskers and Al2014/Al2O3 particles. The paper
discusses the effect of the processing technique on the microstructure and hardness value.
EXPERIMENTAL PROCEDURE
Materials
The composites studied were Al2014 (Al-Cu) matrix reinforced with 15 vol. % of Al2O3 particles
(indicated as composite A) and the particle size 9 – 13 micron. and Al2009 (Al-Cu) matrix
reinforced with 15 vol. % SiC whisker (indicated as composite B) and the whiskers size ,
diameter 0.45 – 0.65 micron and length 5 – 80 micron. Composite A was supplied by Duralcan
Inc., San Diego, California, USA, and produced by casting method followed by hot extrusion
process in the form of rectangular bars of 77mm wide and 19mm thick. Composite B was
supplied by Advanced Composite Materials Corporation (ACMC), USA that was fabricated by
powder metallurgy method followed by hot extrusion process in the form of rectangular fillet
bar with 90mm wide and 21mm thick.
Microstructural Evaluation
Microstructure evaluation was carried out under optical microscope. The specimens were
prepared according to the ASTM E.3-01 Standard Guide for preparation of Metallographic
specimens. The specimens were cut from different orientation which were Short-transverse
(ST), Longitudinal – transverse (LT) and Longitudinal (L). Specimens were cut into small
pieces followed by mounting using hot mounting technique in phenolic resin and ground by
[45]
wet grinding technique using silicon carbide paper (240, 400, 600, 800, 1200 grit). Finally, the
specimens were polished by using alumina 0.05 micron in order to reveal the microstructure.
Extrusion direction
Extrusion direction
(Composite A: A2014/15%Al2O3p)
(Composite B: Al2009/10%SiCw)
Longitudinal (L)
Longitudinal tranverse (LT)
Short tranverse (ST)
Center
Longitudinal (L)
Longitudinal tranverse (LT)
Short tranverse (ST)
side
Figure 1a: Composite A
center
side
Figure 1b: Composite B
[46]
Figure 1 shows the orientation and location of the specimens which have been taken for
microstructural evaluation. Table 1 indicates the sample composite and their code to simplify
microstructure study. Table 2 indicates the sample preparation technique, used to produce the
specimen for microstructure evaluation.
Table 1 : Labelling the specimens
LABEL
COMPOSITION
CODE
A
X-ST-0
B
X-LT-0
C
A2014/Al2O3 p/CAST
X-L-0
D
Composite A
X-ST-1
(center transverse section)
(center longitudinal section)
(center extruded surface)
(side transverse section)
E
X-LT-1
F
X-L-1
G
Y-ST-0
H
Y-LT-0 (center longitudinal section)
I
A2009/SiCw/Powder
Y-L-0
(extruded edge)
(side extruded surface)
(center transverse section)
(center extruded surface)
Metallurgy
J
Y-ST-1
(side transverse section)
Composite B
K
Y-LT-1
L
Y-L-1
(extruded edge)
(side extruded surface)
[47]
Table 2: Metallography Preparation Method
Surface
Planar
Lubricant
water
Grinding
Abrasive
Type/Size
240
Time
Sec
-320 15 - 45
Platen
Revolution
per
minute(RPM)
200 - 300
Rotation
clockwise
grit SiC
paper/stone
Fine
Grinding
Paper
Paper
Paper
Water
600 grit SiC
15 – 45
200 - 300
Water
800 grit SiC
15 – 45
200 - 300
Water
1200
grit 15 – 45
200 - 300
clockwise
SiC
[48]
Surface
Lubricant
Abrasive
Type/Size
Rough
Water based 6 micron
120
Polishing
polycrystalline
300
3 micron
Time
Sec
Platen
Rotation
Revolution
per
minute(RPM)
- 100 - 150
clockwise
Diamond
Suspension
Final
Water based 1 micron
Polishing
polycrystalline
60 - 120
100 - 150
clockwise
30 - 60
100 - 150
clockwise
Diamond
Suspension
Synthetic
Colloidal
Suede
Alumina
0.05 micron
Suspension
Hardness
Surface hardness of the various locations and orientation of the specimens was evaluated
using Rockwell micro-hardness measurement. AFFRI Hardness Tester was used to determine
the hardness. Method of testing is Rockwell method by using HRB ball indenter (diameter 1/16
inch) with load of 891 N.
[49]
RESULTS AND DISCUSSION
Microstructure
Microstructure evaluation of the specimens was aimed on the distribution of reinforcement in
different orientations and locations as well as variation in the structure from center to side of
the bars.
Figures 1 to 4 reveal the bright phase which is the matrix of Al2014 and Al2009, whereas the
dark phase is the reinforcement either of alumina particles or silicon carbide whiskers.
Figure 1 shows the microstructure of the composites A and B in the center transverse section
perpendicular to the extrusion direction (ST direction) observed under optical microscope. It
can be seen in figure 1a at 100x magnification that the Al2O3 particles are irregular in shape
and uniformly distributed throughout the matrix in low concentrations. Whereas figure 1b
shows
the distribution of reinforcement SiC whiskers which is more homogeneous and
uniformly distributed in high whiskers concentration. However, the magnification of figure b is
500x indicating that the reinforced SiC whiskers are very fine.
[50]
Particle alumina(Al2O3)
Matrix Al2014
a) Composite A (No. A: X – ST – 0) 100x magnification
[51]
Silicon carbide whiskers homogeneously distributed in the
matrix
Matrix Al2009
Matrix Al2009
b) Composite B (No. G: Y-ST-0) 500x magnification
Figure 1 shows the microstructure of a) Composite A and b) Composite B in center
transverse section perpendicular to the extrusion direction (ST direction).
Composites produced by casting and powder metallurgy techniques can be extruded at
reduced extrusion speed. Figure 1a shows the cross section of an extrusion of casting
composite Al2014/Al2O3p with high probability of fractured bigger Al2O3 particles throughout
[52]
the matrix. It can be seen that the defects such as pores between touching particles and grains
with low particle concentration. Figure 1b shows cross section of an extrusion of powder
metallurgy composite Al2009/SiCw with no solidification defects such as shrinkage, porosity
and segregation. This may be due to the powder metallurgy technique from the beginning of
the process.
Figure 2 shows the microstructure of the composite A and B in the center extruded surface
parallel to the extrusion direction (L direction). It can be seen that some reinforcement are
aligned parallel to the extrusion direction. These observations similar with those reported
elsewhere such as Mazlee et al. [7].
Particle alumina parallel to the extrusion direction
Extrusion direction (longitudinal)
a) Composite A ( No. C: X – L – 0) 500x magnification
[53]
Direction of extrusion (longitudinal)
b) Composite B (No. I: Y-L -0) 500x magnification
Figure 2 shows the microstructure of Composite A and Composite B in the center of
the extruded surface parallel to the extrusion direction (L direction).
Figure 3 shows the microstructure of the composite A and B in the extruded edge parallel to
the extrusion direction (LT direction). The micrograph clearly indicating the dark phase is Al2O3
particles in figure 3a and SiC whiskers in figure 3b. It can be seen that the Al2O3 particles are
not homogeneously distributed and some are realigned to the extrusion direction. Clustering
and fragmentation of Al2O3 particles can be seen in figure 3a. Figure 3b shows that the
[54]
distribution of SiC whiskers is homogeneous and aligned parallel to the extrusion direction as
observed by Shamsul et al. [6]. A few clustering and fragmentation of SiC whiskers may be
observed due to the uniformly distributed applied pressure during extrusion process because
of the rounded end shape of
composite B compared to the rectangular end
shape of
composite A.
Particle alumina parallel to extrusion direction
Extrusion direction (longitudinal)
a) Composite A ( No. E: X – LT – 1) 500x magnification
[55]
Extrusion direction (longitudinal)
b) Composite B (No. K: Y-LT -1) 500x magnification
Figure 3 shows the microstructure of a) Composite A and b) Composite B in extruded
edge surface parallel to the extrusion axis (LT direction)
Figure 4 shows the microstructure of composite A and B in side area extruded surface parallel
to extrusion direction (L direction). It can be seen in figure 4a that the irregular shape of Al2O3
particles are not uniformly distributed and the presence of clustering and fragmentation of
Al2O3 particles. This condition may be due to the less distributed applied pressure during the
extrusion process and also due to the rectangular shape of composite A.
[56]
The second reason to be considered is the original structure of composite Al2014 before
extrusion process. It was dendritic structure, which is more difficult to homogenize during
extrusion process. It is expected that the reinforcement will be segregated at the broken
dendritic arm after extrusion. In contrast with Al2009, the original microstructure is already
uniform because of the powder metallurgy process followed by hot extrusion. There was no
dendritic structure in the original microstructure before hot extrusion.
Irregular shape of Alumina particles are not uniformly distributed
Cluster of alumina particles
Extrusion direction (longitudinal)
a) Composite A (No. F: X – L – 1) 100x magnification
[57]
Extrusion direction (longitudinal)
b) Composite B (No. L: Y-L -1) 500x magnification
Figure 4 shows the microstructure of a) Composite A and b) Composite B in Side
Extruded surface parallel to extrusion direction (L direction)
Hardness
The Rockwell hardness of the composites specimens in the different locations and orientation
are shown in Table 3. In general, the hardness value of composite A was lower than that of
composite B. This was due to the different composition and reinforcement of the composites.
[58]
The SiC reinforcement is always harder than the Al 2O3 particles. The second reason to be
considered is the distribution of SiC whiskers in composite B is more homogeneous compared
to the distribution of Al2O3 in composite A. The distribution of reinforcement was affecting the
hardness properties as reported by Edson and Lalgudi [2]. This was due to the regions in the
composite specimens where the hardness measurements were made, having a particle
clustering, or intermetallic precipitates.
Table 3: Rockwell hardness of the composites.
Location and orientation
Rockwell hardness
A2014/Al2O3/Cast
A2009 /SiCw /
Composite A
Powder metallurgy
Composite B
Center transverse section
43
68
Center longitudinal section
36
63
Center extruded surface
39
65
Side transverse section
38
68
Extruded edge
31
61
Side extruded surface
39
65
[59]
CONCLUSION
1. The distribution of SiC whiskers in the matrix Al 2009 is more homogeneous
compared to the distribution of Al2O3 in the matrix Al2014.
2. More uniform reinforcement distribution is obtainable from powder metallurgy
technique compared to casting technique.
3. Homogenity of reinforcement and the type of reinforcement in the matrix may
influence the hardness properties.
4. Hot extrusion process influence the distribution of reinforcement.
ACKNOWLEDGEMENTS
The authors would like to thank Politeknik Tuanku Syed Sirajuddin Perlis and Universiti
Malaysia Perlis for their contribution.
REFERENCES
ASTM E 3 – 01(2001), Standard Guide for Preparation of Metallographic Specimens, July
2001.
Edson & Lalgudi. (1995). Effect of Aging on Aqueous Corrosion Behaviour of SiC
Particle Reinforced Al Base MMCs,Proceedings of ICCM-10, Whistler, B.C.,
Canada, August 1995,Volume II:Metal Matrix Composite.
[60]
Ejiofor & Reddy. (2005). Developments in the Processing and Properties of Particulate
Al-Si Composite ,http://www.tms.org/pubs/journals/JOM/9711/Ejiofor-9711.html
Mazlee and Shamsul. (2004). Microstructure, Properties and Fracture Mechanism of Al
2014 Reinforced with Alumina Particles, Jurnal Penyelidikan dan
Pendidikan Kejuruteraan. Jilid1, 45-53.
Mazlee. (2000). Pencirian dan sifat-sifat komposite matriks aluminium diperlkuat paritkel
alumina, Thesis Masters, Universiti Sains Malaysia.
Shamsul. (2003). Microstructure and Heat Treatment of Al 2009 Reinforced with Silicon
Carbide Whiskers. Pusat Pengajian Kejuruteraan Bahan dan Sumber Mineral
Universiti Sains Malaysia.
Yue. (2000). On the role of CuAl2 precipitates in pitting corrosion of aluminium
2009/SiCw metal Matrix Composite, Journal of Materials Science Latter.
19,11,1003-1006.
[61]
THE EFFECTS OF AGEING CONDITION ON THE MICROSTRUCTURE
AND HARDNESS OF AL2009/SICW AND AL2014/AL2O3P
Zamri bin Yusoff1, Shamsul Bahrin bin Jamaludin2 and Khairel
Rafezi Ahmad2
1
Politeknik Tuanku Syed Sirajuddin, Perlis
2
Universiti Malaysia Perlis
ABSTRACT
The present work was conducted to compare the effects of ageing condition on the
microstructure and hardness value of Al2009/SiC whiskers and Al2014/Al2O3 particles.
Microstructure observation of the composite specimens by using scanning electron microscope
was focused on the presence of inter metallic precipitation in the composites. It was found that
inter metallic precipitates form during ageing at interfacial region in the composites. EDX
analysis showed CuAl2 precipitation in the matrix. Hardness of the composites increased with
ageing times and decreased after peak. The micro hardness of Al2009/SiCw was not
significantly different from the hardness of A12014/Al2O3p.
INTRODUCTION
Aluminium matrix composites are preheated to have extensive application in aerospace,
automotive and sports because of their superior mechanical properties and low cost.
Presently, a significant amount of data is available about the mechanical properties and
correlation between processing route and microstructure of AMCs. More information
[62]
concerning the effects of aging treatment is needed. This aspect is closely associated with
inter-metallic precipitation formed during aging at dislocation, voids and grain boundaries [1].
The increased dislocation density facilitates the nucleation of strengthening precipitates
whereby the incubation time for precipitate nucleation. Theoretically analyses of dislocation
generation due to thermal mismatch and the punching of dislocation at interfacial region
between reinforcement and matrix [ 2, 3, 4 ].
Geiger et al. [5] and Hadian Fard et al. [6] reported that the 2xxx Al-Cu alloy is one of the most
common aluminium based alloy used as metallic matrix in discontinuosly reinforced aluminium
based metal matrix composites. Molina et al. [7] performed an aging treatment on the 2014
alloy-15 vol % Al2O3 composites. They chose a temperature 1700C and varied the soak time in
the range of 1 – 30 h. According to Cordovilla [8], for Al-Cu alloys heat treatments at
temperatures lower than 2000C are very common. The ageing kinetics was followed by
measuring the vickers micro-hardness of the matrix once the samples were cooled to room
temperature. They found that vickers hardness increased slowly reaching a maximum at
ageing time around 10 hrs for a longer time as it decreases. They also found that inter-metallic
phases are formed during the heat treatment. The increase in hardness is mainly due to the
formation of inter-metallic phases.
Recently, there was a study of microstructure and heat treatment on Al2009/SiCw by Shamsul
et al. [9]. They chose two ageing temperature 1650C and 2050C for various lengths of time
before hardness measurements were made. The hardness measurements of the composite
were obtained by using Vickers macro-hardness machine. They found that ageing response is
accelerated when the composite aged at 2050C, whereas the peak hardness is lower than
[63]
aged at 1650C. This trend is similar with unreinforced aluminium 2014 and Al 2014 reinforced
with SiC particle reported by Cawla et al. [10]. Shamsul et al. [9] also found the presence of
precipitate confirmed from EDX analysis.
From the studies reported above, it is evident that the heat treatment of aluminium MMCs can
exert a significant influence on the hardening and micro-stucture. Comparative study between
composite which have different reinforcement of the similar alloying element content base on
2XXX Al-Cu alloy series is needed. In addition several researchers have found a substantial
effect of reinforcement on, e.g. ageing, precipitation and de-solution kinetics [11].Therefore,
the present study compared
the effect of aging on the microstructure and hardness value
between Al2009/SiCw and Al2014/Al2O3p.
The objective has been to characterize the
precipitates and to clarify the influence of the reinforcement on the hardening and ageing
behaviour. The paper discussed the acceleration of ageing kinetics in aluminium matrix
composites due to precipitation nucleation on dislocation and hardness properties caused by
concentration of inter-metallic precipitates.
EXPERIMENTAL DETAILS
Materials and sample preparation
Two aluminium matrix composites based 2XXX series alloy (AA2014/Al2O3p-composite A and
AA2009/SiCw- composite B) were studied in this investigation to compare/contrast the effect of
ageing condition on microstructure and hardness properties. The composite A in the present
investigation was fabricated by casting followed by hot extrusion process supplied by Duralcan
USA containing 3.9-5.0 wt% Cu, 0.2-0.8 wt% Mg, 0.4-1.2 wt% Mn, 0.7 max wt% Fe, 0.5-1.2
[64]
wt% Si, 1.10 max% Cr, balance Al, was reinforced with 15 vol % alumina particles. The size of
as-received bar is 77mm with and 19mm thickness. The particle size is 9 – 13 micron.
Whereas,
composite B was fabricated by powder metallurgy followed by hot extrusion
supplied by Advanced Composite Materials Corporation (ACMC), USA containing 3.2-4.4 wt%
Cu, 1.0-1.6 wt% Mg , 0.2 max wt% Fe, 0.25 max wt% Si, balance Al, and was reinforced with
20 vol % silicon carbides whiskers. The size of as-received bar is 90mm in width and 21mm in
thickness. The dimension of beta-SiC whiskers reinforcement is 0.45 – 0.65 micron meter in
diameter and 5 – 80 micron meter in initial length.
Both composites were extruded by hot extrusion process into rectangular bars.
The
micrograph in figure 1a shows a section cut parallel to the extrusion for composite A, which
has been etched with Keller’s reagent. The small grains in the aluminium matrix and moderate
alignment of Al2O3 particulates in the extrusion direction are clearly seen. The particulates
distribution is very homogeneous.
A typical optical micrograph of Al2009/SiCw is shown in figure 1b indicating that the
distribution of SiCw is reasonably homogeneous. It was also found that the as-fabricated
composite bar is free from major voids or cracks near the interfaces.
[65]
B
Extrusion direction
Extrusion direction
A
Al2O3
Silicon Carbide
Whiskers
Figure 1: Optical micrograph of sample (A) for composite y and (B)
for composite x cut parallel to the extrusion direction.
The specimens were cut to size (approximately 15x10x4mm) and subsequently solubilized at
5100C for 4 hours in the furnace followed by quenching in water and then artificially aged at
1650C and 2050C for 2 – 12 hrs. The solubilized specimens were placed in the refrigerator
prior to ageing. Age hardness of various specimens was evaluated using Vickers microhardness measurements. Measurements were done using the indentation method with a
Vickers hardness tester (Mitutoyo HM-114 –micro-hardness Testing Machine). The results can
be read directly from the screen box. The results were obtained from the average of 5
measurements at different locations for each specimen. The microscope used 1360 Vickers
diamond indenter with applied load was 25g and the indentation time was 10s. The load speed
was 10 micrometer per second. For this test, the samples were polished using standard
metallographic techniques.
[66]
Microstructure of specimen prior and after heat treatment studied in an Analytical Scanning
Electron Microscope (a JOEL- JSM-6460LA apparatus) and NIKON Image Analyser. EDX
analysis carried out with dispersive x-ray analyzer attached to the scanning electron
microscope helped to characterize the new formed phases.
RESULTS AND DISCUSSION
Micro-hardness
The Vickers micro-hardness of the composite specimens in the solubilized as well as aged
condition is shown in table 1. In general the hardness of the Al2009/SiCw composite increased
with ageing times up to 10 hours and thereafter decreased. The hardness of Al2014/Al2O3p
composite increased with aging time up to 8 hours and thereafter decreased. The aged microhardness of Al2009/SiCw did not differ significantly from that of the Al2014/Al2O3p to the same
extent. This was probably due to the regions in the composite specimens where the hardness
measurements were made, having a significantly high concentration of reinforcement and
inter-metallic precipitates. Micro-hardness measurements were prone to be erroneous due to
the possibility of making indentations in the matrix just above the reinforcement. It is well
known that inter-metallic precipitates form during aging at dislocations, voids and grain
boundaries.
[67]
Table 1: The Vickers micro-hardness of the composite specimens in the
solubilized state and aged at 1650C and 2050C.
Aging time
hours
Vickers Micro-hardness
Al2009/SiCw (Com y)
Al2014/Al2O3p (Com x)
1650C
1650C
Solubilized
2050C
129
2050C
99
2
147
162
155
140
4
148
173
164
157
6
163
174
176
153
8
176
171
191
149
10
178
163
167
124
12
133
129
155
131
In composites, because of the differences in the coefficient of thermal expansion between the
matrix alloy and the reinforcement, the regions of the matrix close to the reinforcements have a
high density of dislocations and are therefore the preferred sites for inter-metallic precipitate
nucleation upon ageing.
[68]
Effect of Ageing
The age micro-hardness of both composites did not differ significantly from each other. This
could be attributed to the similar alloying element content base on 2XXX Al-Cu alloy series
aluminium matrices. The result of ageing studies conducted on the composite AA2009/SiCw
and composite x (AA2014/ Al2O3p) are shown in fig. 2 and fig. 3. The results revealed that
ageing time for peak hardness for composite y (AA2009/SiCw) at 1650C was 6 hours and
2050C was 10 hours. The ageing time for peak hardness for composite Al2014/Al 2O3p at
1650C was 8 hours and at 2050C was 6 hours. It found that ageing kinetic is accelerated when
the composite aged at 2050C, whereas peak hardness is lowered than aged at 1650C. This
trend is similar with unreinforced aluminium 2014 and Al 2014 reinforced with SiC particle
reported by Chawla et al. [10].The result of microscope carried out on the composite samples
revealed the preferential presence of CuAl2 precipitates which was confirmed using EDX point
analysis as shown in fig. 2 and fig. 3.
Figure 2(a)
[69]
CuAl2
1 micron
Figure 2(b)
Figure 2(c)
[70]
Figure 2: (a) Hardness versus aging time for Composite x artificially aged at 1650C and
2050C and (b) presence of CuAl2 precipitates was confirmed using (c) EDX point
analysis.
Figure 3(a)
CuAl2
Figure 3(b)
1 micron
[71]
Figure 3 (c)
Figure 3: (a) Hardness versus aging time for composite y artificially aged at 1650C and
2050C and (b) presence of CuAl2 precipitates was confirm using (c) EDX point analysis.
Influence of reinforcement
The ability of the reinforcement to act as precipitation nucleation sites is consistent with microstructural characterization studies revealing the presence of CuAl2 phase located at
reinforcement interface as shown in figure 4. Moreover, the present results are also consistent
with the research findings of other investigators showing convincingly the precipitation of
secondary phases at the reinforcement in Al-Cu alloy as reported by Song et al. [2], Wu et al.
[3] and Rack et al. [4]. The precipitation nucleation capability of interfacial region formed in the
[72]
near vicinity of reinforcement as shown in figure 4 due to high dislocation density present in the
composite matrix. According to Ibrahim et al. [12], Arsenault et. al. [13] and Nieh et al. [14]
reported that the high dislocation density present in the composite matrix rises due to the
mismatch between the coefficients of thermal expansion of the metal and ceramic
reinforcement.
Figure 4 :
(a) Composite x as as-quench at
1000x magnification(no CuAl2) (b)
Composite x over age 12 hours at 1000x magnification (c) Composite y as as-quench
at 500x magnification(d) Composite y over age 12 hours 100x magnification.
CuAl2
(a)
(c)
(b)
(d)
[73]
CONCLUSION
The aged micro-hardness of both composites did not differ significantly. The peak hardness of
composite x was earlier than the peak hardness of composite y because of the different types
of reinforcement. When ageing temperature increased, the ageing kinetic of metallic matrix is
increased. The present study indicating the presence of the CuAl 2 precipitates in the vicinity of
reinforcement was confirmed using EDX point analysis. The distribution of reinforcement is
homogeneous and aligned in the extrusion direction.
ACKNOWLEDGEMENTS
The authors would like to thank Universiti Malaysia Perlis for their contribution.
REFERENCES
Aylor, D.M., & Moran, P.J. (1985). Effect of reinforcement on the Pitting Behaviour
of aluminium– Base Metal Matrix Composites, J. Electrochem. Soc.,132, 6, 1277-1281.
Champion, A.R., Krueger, W.H., Hartmann, H.S., & Dhingra, A.K. (1978). Fibre FP reinforced
Metal Matrix Composites. International Conference on Composite Materials, Toronto,
Canada, 883-904.
Chan, K. C., & Han, B. Q. (1997, July 18). Superplastic deformation mechanisms of
SiC whisker and particulate reinforced aluminium composites. Proceedings of 11th
International Conference on Composite Materials,or CD-ROM Gold Coast,Australia.
[74]
Chan, K. C. & Tong, G. Q. (1997). High-strain-rate superlastic gas pressure forming of
Al2009/20SiCw Composite. Scripta Materilia, 31, 1917-1922.
Chan, K. C., & Tong, G. Q. (2000). Deformation and cavitation behaviour of a high-strain-rate
superplastic Al2009/20SiCw composite. Materials Latter, 44, 39-44.
Chan, K. C., Tong, G. Q., & Gao, C. (1998). Hot formadibility of an Al2009/20SiCw composite
sheets. Journal of Materials Processing Technology,74,142-146.
Cintho, E. M., & Ramanathan, L. V. (1995). Effect of Aging on Aqueous Corrosion Behaviour of
SIC Particle Reinforced Al Base MMCs, Proceedings of ICCM-10, Whistler, B.C.,
Canada,Volume II:Metal Matrix Composite.
Fontana M. G. (1987). Corrosion Engineering 3rd Edition, McGraw Hill Book Com : U.K.
Lucas, K. A., & Clarke, H. (1992). Corrosion of Aluminium-based Metal Matrix Composite.
(pp. 50-91). John Willey and Son Inc. : ........
M. Manoharan, M., & Lewandowski, J. J. (1988). Effect of ageing condition on the fracture
toughness of 2xxx and 7xxx series aluminium alloy composites. Scripta Metalurgica, 23,
301-304.
Molina, J. M., Saravanan, R. A., Narciso, J., & Louis, E. (2004). Surface modification aluminium
alloy-Al2O3 particles composite by nickel electrochemical deposition, Materials Science
and Engineering A, 383, 2, 299-306.
Monticelli, C., Zucchi, F., Brunoro & Trabanelli. (2004). Corrosion cracking behaviour of some
aluminium-based metal matrix composites, Corrosion Science, 112, 4, 345-360.
Otani, T., Enaney, M. C., & Scott, V. D. (1988). Corrosion of Metal Matrix Composites, in
Conference Proceedings Cast Reinforce Metal Composites, Chicago, USA, 383-389.
[75]
Pardo, A., Merino, M. C., Merino, S., Viejo, F., Carboneras, M., & Arrabal, R. (2005).
Influence of reinforcement proportion and matrix composition on pitting corrosion
behaviour of cast aluminium matrix composite (A3xxx/SiCp). Corros. Sci. 47,1750-1764.
Rao, C. S., & Upadhayaya, G. S. (1996). Processing and mechanical properties of 2014 and
6061 Al alloy based powder metallurgy composites containing uo to 8 vol% of
SiCp/SiCf. Corros. Sci. 40,175-179.
Salazar, M. G., Urena, A., Manzanedo, S., & Barrena, M. I. (1999). Corrosion behaviour of
AA6061 and AA7005 reinforced with Al2O3 particles in aerated 3.5% chloride solutions:
potentiodynamic measurements and microstructure evaluation. Corrosion Science,
41, 529-545.
Trowsdale, A. J., Noble, B.,Harris, S. J., Gibbins, S. R., Thompson, G. E., & Wood, G. C.
(1996). The influence of silicon carbide reinforcement on the pitting behaviour of
aluminium, Corrosion Science, 38, 12, 177-191.
Weiland , A., Hultman, L., Wahlstrom, U., Perrson, C., & Johannesson, T. (1998). Internal stress
and microstructure of SiC reinforced aluminium alloy 2014, Acta Materialia, 46,15, 52715281.
Yue. (2000). On the role of CuAl2 precipitates in pitting corrosion of aluminium
2009/SiCw metal Matrix Composite, Journal of Materials Science Latter.
19, 11, 1003 -1006.
[76]
THE USE OF SEM AND XRD TO EVALUATE THE MICROSTRUCTURE AND
CORROSION PRODUCTS IN AA2014/Al2O3p AND AA2009/SiCw
Zamri Bin Yusoff1, Shamsul Bahrin Bin Jamaludin2 and
Khairel Rafezi Bin Ahmad2
1
Politeknik Tuanku Syed Sirajuddin, Perlis
2
Universiti Malaysia Perlis
ABSTRACT
The microstructure and corrosion products in AA2014/15vo%Al2O3 particles and AA2009/20
vol%SiC whiskers have been studied using SEM, EDS and XRD. The composite
AA2014/15vo%Al2O3 particles fabricated by casting and followed by hot extrusion whereas the
composite AA2009/20 vol%SiC whiskers fabricated by powder metallurgy and followed by hot
extrusion. The SEM micrographs reveal that the particulates and whiskers are moderately
aligned in the
direction of extrusion and homogeneously distributed. The SEM study reveals
that some intermetallic compounds such as Al2Cu precipites are the dominant factors causing
the microgalvanic corrosion. Al2Cu precipitates present in both composites were comfirmed
using EDS analyses. The corrosion of both composites in 3.5% NaCl solution has been studied
using Salt Spray and XRD.The qualitative diffraction pattern from both composite samples after
20 hours indicating spinel (Al2MgO4) formation as the corrosion product.
[77]
INTRODUCTION
Metal matrix composite (MMCs) alloys are widely used in structures where a high strength to
weight ratio is important, such as in the transportation industry. MMCs, particularly with ceramic
particles or whiskers reinforcing aluminum- based alloys, have been extensively investigated
since 1980s [1].
Scanning Electron Microscopy (SEM) has been used for many years to
evaluate the microstructure in MMCs [2,3,4,5,6]. SEM micrograph offers considerable
advantages over optical micrograph. In this technique, information about morphology and
segregation of alloying elements to the reinforcement/matrix interface as well as voids at the
reinforcement/matrix interface and dislocation density around the reinforcement phase can be
obtained. Whereas, Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) can be used to analyse the
chemical composition and phase formation on the surfaces [7,8]. To dates, X-ray diffractor meter
(XRD) has been used to analyse
the microstructure and micro-chemical comprehensively
[9,10]. The XRD offers solution encompassing wide-ranging analysis requirements, from routine
qualitative and quantitative analysis to state change analysis, including stress analysis,
crystallinity calculation, materials analysis via overlaid X-ray diffraction patterns, enhance
materials evaluation and sample heating analysis. Therefore, the purpose of this study is to use
SEM, EDS and XRD for evaluating the microstructure and corrosion products in AA2014/Al2O3p
and AA2009/SiCw.
MATERIALS AND EXPERIMENTAL PROCEDURES
Two aluminums matrix composites (AA2014/Al2O3p and AA2009/SiCw) were studied in
this work. The first composite materials was cast composite supplied by Duralcan USA
containing 3.9-5.0 wt% Cu, 0.2-0.8 wt% Mg, 0.4-1.2 wt% Mn, 0.7 max wt% Fe, 0.5-1.2
[78]
wt% Si, 1.10 max wt% Cr, balance Al, was reinforced with 15 vol % alumina particles.
The particle size is 9 – 13 micron. The second composite materials was a powder
metallurgy composites supplied by Advanced Composite Materials Corporation
(ACMC), USA containing 3.4-4.4 wt% Cu, 1.0-1.6 wt% Mg, 0.2 max wt% Fe, 0.25 max
wt% Si, balance Al, was reinforced with 20 vol % silicon carbides whiskers. The size of
as-received bar is 90mm in width and 21mm in thickness. The dimension of beta-SiC
whiskers reinforcement is 0.45 – 0.65 micron meter in diameter and 5 – 80 micron
meter in initial length. Both composites were extruded by hot extrusion process into
rectangular bars. Aiming to characterize the microstructure of specimen prior and after
heat treatment were studied in an Analytical Scanning Electron Microscope (a JOELJSM-6460LA apparatus). EDS analyses was carried out with dispersive x-ray analyzer
attached to the scanning electron microscope that helped to characterize the new
formed phases.
To study the corrosion products after 20 hrs exposure to salt spray, the XRD
measurement was used. For ageing process, the specimens were cut to the size
approximately 15x10x4 mm subsequently solubilized at 5100C for 4 hours in the furnace
followed by quenching in water and then artificially aged at 1650C and 2050C for 2 – 12
hrs. The solubilized specimens were held in refrigerator prior to SEM and EDS to avoid
natural aging. For the salt spray test, the specimens (size approximately 15x10x4 mm)
were cold mounted within 5 mm at the bottom for support the specimen in vertical
position. Before mounting the specimen surfaces were ground to P180 grit, P400 grit
and P600 grit using series of emery paper with water as lubricant. The surface of the
sample exposed to the salt fog atmosphere was about approximately 4 cm2. Specimen
[79]
was washed with ultrasonic cleaner and dried before being kept in a cabinet. The salt
fog atmosphere was 3.5 wt% NaCl with pH range 6.5 – 7.2. The temperature of the salt
spray cabinet was 50 0C plus minus 1 0C. Atomized air pressure of the salt solution was
maintained at 100 kN/m2 or 1 kg/cm2. This pressure is in the range of 69 – 172 kN/m2
as recommended by ASTM B 117 standard. After 20 hrs exposure, the specimens were
washed with distilled water to remove the salt deposits formed on the specimen
surfaces and then dried with hot air before being investigated under SEM and XRD.
RESULTS AND DISCUSSION
Microstructure evaluation
The SEM micrograph of AA2014 reinforced with 15 vol% alumina particles in figure 1
showing a section cut parallel to the extrusion which has been etched with an acid
solution (HCI/HNO3=1:1). The small grains in the aluminium matrix and moderate
alignment of particulates in the extrusion direction are clearly seen. The particulates
distribution is homogeneous.
Fig. 1. SEM micrographs of AA2014 reinforced with 15 vol% alumina
particles for the as received sample cut parallel to the extrusion direction
[80]
A typical optical micrograph of Al2009/SiCw is shown in figure 2 indicated that the
distribution of SiCw is reasonably homogeneous. It was also found that the asfabricated composite bar is free from major voids or cracks near the interfaces. Etching
with an acid solution (HCI/HNO3=1:1) reveals the whiskers in the matrix. The whiskers
are moderately aligned in the extrusion direction and homogeneously distributed.
Fig. 2. SEM micrographs of AA2009 reinforced with 20 vol% silicon carbide
whiskers as received sample cut parallel to the extrusion direction
After ageing
Figure 3 shows SEM images and EDS for AA2014/Al2O3 /15 vol% composite after
artificial ageing at 1650C for 12 hours. The micrograph clearly indicate the that bright
phase is Al2Cu precipitate which was confirmed by using EDS analysis. Figure 4 shows
SEM images and EDS for AA2009/SiCw/20 vol% composite after artificial aging at
1650C for 12 hours. The micrograph also indicate that the bright phase is the Al2Cu
precipitate. This precipitate was comfirmed by using EDS analysis. These analyses
agree with findings in the literature [7,8]. Chong P.H. found that SEM/EDS distinguished
three types of precipitates in AA2014 alloy after aging such as Al-Cu particles (bright
phase), Al-Cu-Mn-Fe-Si particles (bright phase) and Mg-Si particles (dark phase).
[81]
Whereas, McIntyre et al(1987) found that the present of precipitation of Al-Cu and CuMg-Al inAA2124/ SiCw / 20 vol% after aging[8]
50 micron
1 micron
Fig. 3. (a)SEM micrographs of sample AA2014/Al2O3p 12h aged at 1650C
revealing the presences of Al2Cu (b) EDS spectra over intermetallic Al2Cu
10 micron
1 micron
Fig. 4. (a)SEM micrographs of sample AA2009/SiCw 12h aged at 1650C revealing
the presences of Al2Cu (b) EDS spectra over intermetallic Al2Cu
[82]
Corrosion Product
Figure 5 and 6 shows the qualitative diffraction pattern from the two composite samples after 20
hours exposure in 3.5 wt% NaCl. It shows the spinel(Al 2MgO4) has formed as the corrosion
product in sample with P180 grid surface roughness. The spinel formation is higher in composite
AA2009/SiCw compared to AA2014/Al2O3p. This could be due to the content of Mg in AA2009
matrix(1.0-1.6 wt% Mg) which is more than the AA2014 matrix(0.2-0.8 wt% Mg). The possible
reactions between some of the matrix components (i.e. Mg) with the Al2O3 particles during the
fabrication process can have an important influence on the corrosion behaviour of aluminium
/alumina composite[4,5,6] because of the depletion in Mg which occurs in the matrix around the
particle produced by the interface reaction between the alloy and alumina , according to:
4Al2O3
+
3Mg
3MgAl 2O4 (Spinel)
The corrosion of the composite may take place preferentially around particles that present
higher amounts of magnesium spinel. Furthermore, Al2Cu particles tend to be cathodic to the
matrix[6,8] and pits are likely to initiate and grow in the copper-depleted zone around these
particles.
[83]
Mg(OH)2
Al2O3
MnO2
X-ray
counts
MgAl2O4
Bragg angle(2 theta)/Degrees
Fig. 5. Shows the qualitative diffraction pattern from composite AA2014/Al2O3p
after 20 hrs exposure (surface roughness P180 – 3.5 wt% NaCl)
MgAl2O4
X-ray
counts
Bragg angle(2 theta)/Degrees
Fig. 6. Shows the qualitative diffraction pattern from composite AA2009/SiCw
after 20 hrs exposure (surface roughness P180 –3.5 wt% NaCl)
[84]
CONCLUSION
The SEM results reveal that the particulates and whiskers are moderately aligned in the
direction of extrusion and the distribution is homogeneous. The SEM micrographs reveal that
some intermetallic compounds such as Al2Cu are the dominant factors causing the
microgalvanic corrosion. The presence of Al2Cu precipitates in both composites was confirmed
using EDS point analyses. The qualitative diffraction pattern from both composite samples after
20 hours shows the spinel (Al2MgO4) formation. The spinel formation is higher in composite
AA2009/SiCw.
ACKNOWLEDGEMENTS
The authors would like to thank Universiti Malaysia Perlis for their contribution.
REFERENCES
Borrego, A., & Doncel, G. G. (1998). Calorimetic study of 6061-Al-15 vol.% SiCw PM
composite extruded at different temperatures. Materials Science and Engineering A,
245,1,10-18.
Chong, P.H., Z. Liu, Z., P. Skeldon, P., & G.E. Tompson, G. E. (2007). Corrosion
behaviour of laser surface melted 2014 aluminium alloy in T6 and T451 tempered,
http://www.jcse.org/vole6/paper12/v6p12.html
Cintho, E. M., & Ramanathan, L. V. (1995). Effect of Aging on Aqueous Corrosion
Behaviour of SIC Particle Reinforced Al Base MMCs, Proceedings of ICCM-10, Whistler,
B.C., Canada, Volume II: Metal Matrix Composite.
Manoharan, M., & Lewandowski, J. J. (1988). Effect of ageing condition on the fracture
toughness of 2xxx and 7xxx series aluminium alloy composites, Scripta Metalurgica, 23,
301-304.
[85]
Molina, J. M., Saravanan, R. A., Narciso, J. & Louis, E. (2004). Surface modification
aluminium alloy-Al2O3 particles composite by nickel electrochemical deposition, Materials
Science and Engineering A, 383, 2, 299-306.
Pardo, A., Merino, M. C., Merino, S., Viejo, F., Carboneras, M., & Arrabal, R. (2005).
Influence of reinforcement proportion and matrix composition on pitting corrosion
behaviour of cast aluminium matrix composite (A3xxx/SiCp). Corros. Sci. 47,1750-1764.
Pardo, A., Merino, M. C., Merino, S., Viejo, F., Carboneras, M., & Arrabal, R. (2006).
Effect of Ce surface treatments on corrosion resistance of A3xx.x/SiCp composite in salt
fog. Surface & Coating Technology, 200, 2938-2947.
Salazar, M. G., Urena, A., Manzanedo, S., & Barrena, M. I. (1999). Corrosion behaviour of
AA6061 and AA7005 reinforced with Al2O3 particles in aerated 3.5% chloride solutions:
potentiodynamic measurements and microstructure evaluation. Corrosion Science, 41,
529-545.
Weiland , A., Hultman, L., Wahlstrom, U., Perrson, C., & Johannesson, T. (1998). Internal
stress and microstructure of SiC reinforced aluminium alloy 2014, Acta Materialia,
46,15,5271-528.
[86]
A FEASIBILITY STUDY ON PALM SHELL ACTIVATED CARBON AS A
REINFORCEMENT IN ALUMINIUM MATRIX COMPOSITE
FABRICATED VIA CONVENTIONAL POWDER METALLURGY
Zamri bin Yusoff1,
Shamsul Bahrin bin Jamaludin2 and Mohd. Misbahul Amin2
1
Politeknik Tuanku Syed Sirajuddin, Perlis
2
Universiti Malaysia Perlis
ABSTRACT
This research work has successfully fabricated aluminium composite reinforced with Palm
Shell Activated Carbon particles (PSACp) via powder metallurgy techniques. Aluminium
flaky shape powder mixed with PSAC irregular shape particles by using horizontal
rotational mixer at 95RPM. The PSACp was added into the composition based on 5, 10,
15 and 20 wt.%. The mixed powder compacted at 200 MPa into a pin (diameter 10mm
and length 15mm) and sintered at 6000C within 4hrs. Microscopic studies show the
presence of reinforcement homogeneously distributed in the aluminium matrix. The
density of the specimens decreased with the increase of the PSACp contents and
conversely, the porosity increased with the increase of the PSACp contents.
INTRODUCTION
Metal Matrix Composite (MMC) is a kind of material which has special functions. Its
structure is formed by the spreading of reinforcement among metallic alloy. MMC has
several advantages such as isotropic properties, better specific strength, high stiffness
and hardness as well as good wear and tear resistance. It can be synthesized by
[87]
traditional processing techniques such as casting and powder metallurgy. Therefore,
MMC has been applied to automotive industry such as cylinder liners, brake rotor discs,
wear resistance materials, such as cemented carbides and sporting equipment such as
bicycle frame, golf head and chain wheels [1].
The main particulate reinforcements used in aluminium based MMC are boron, graphite,
silicon carbide, alumina and fly ash. Many other possible species are readily available or
naturally renewable at affordable costs such as coconut shell char, mica, palm-kernel
shell char and zircon [2]. Most of the research work in the area of fabrication of MMC has
been focused on the particle reinforced composite as well as fibre reinforced composite.
Several researchers have fabricated particle reinforced aluminium composites systems
such
as
silicon
carbide/aluminium
composites,
alumina/aluminium
composites,
graphite/aluminium composites, carbon char/aluminium composites, fly ash/aluminium
composites, hematite/aluminium composites and bauxite /aluminium composites.
Others attempt to fabricate MMC base on several alloys containing silicon carbide
particles and different volume fraction have been investigated by a number of researchers
[3, 4, 5, 6]. Whereas, the addition of ceramic particle such as alumina to aluminium has
been studied by Hosking et al. [7] , Surrapa et al [8], Wang and Hutching [9], Prasad et
al.[10], How and Baker [11]. Muralli et al. [12] and Ejifor et al. [13] have attempted to
fabricate the carbon char/ aluminium system. Ramachandran and Murali [14] attempted to
fabricate the hematite/aluminium system, whereas Ramachandran and Radhakrishna [15]
have attempted to fabricate the fly ash/aluminium composite. Singh et al. [16] attempted
to fabricate the spinel/aluminium system.
[88]
However, to date there has been no research to fabricate palm shell activated carbon as
reinforcement in metal matrix composites. Palm shell activated carbon is a biomass
product from palm oil factory and can be obtained in Malaysia. In addition, research and
development activities are currently undertaken to further develop downstream products
related to oleochemical, bio-diesel and biomass. Especially in biomass, the focus is on
promoting the utilization of biomass in products. One of five strategic thrusts in the
Industrial Master Plan 3 (IMP3) have been to strengthen Malaysia’s position as a
competitive, reliable and technologically capable producer and exporter of palm oil
products by expanding and diversifying its products. Biomass products is one of targeted
growth area to be promoted [17]. Biomass products include panel product, such as
fibreboards, particle boards derived from empty fruit bunches and ‘green plywood’,
moulded automotive components and food grade packaging, pulp and paper, and
composite materials, for example, bio-plastics and metal composite.
So, this work attempts to fabricate the aluminium composite reinforced with palm shell
activated carbon particles (PSACp) via powder metallurgy techniques. This research work
will focus on the distribution of PSACp in aluminium matrix and the influences of PSACp
on the density as well as porosity of the composite.
EXPERIMENTAL PROCEDURES
Matrix material
The materials used were pure Al. Specifications of aluminium powder are shown in table
1. Pure Al was used as reference.
[89]
Table 1: Specification of Pure Aluminium Powder- Supplier Sigma-Aldrich
Laborchemikalien GmbH.
Type
Pure
Iron(Fe) Heavy
metals(as
Pb)
Max
Max 0.03%
Al
0.5%
Al
99.47%
Figure 1: SEM micrograph clearly shows the flaky shape of aluminium particles.
Reinforcement
Pure Al reinforced with 5 to 20 wt.% PSAC powder of 125 micron size. Specifications of
PSAC are shown in table 2.
[90]
Table 2: Specification of Palm Shell Activated Carbon (PSAC) - Supplier KD
Technology, Malaysia.
Type
Carbonised
Temperature
Iron
(Fe)
Copper
(Cu)
Arsenic
Carbon
(C)
PSA
850 0C – 900 0C
0.05 ppm
0.01 ppm
0.05 ppm
rem.
C
Figure 1: SEM micrograph clearly shows the irregular shape of PSAC
particles.
Meshing of PSAC
The particle size of PSAC obtained from supplier is within 600µm. Dry cruncher has
been used to mesh the PSAC to become finer within 125µm.
[91]
Sieving Stage
The PSAC powder just after dry crunch place into a siever for sieving process. The
process is continued until the PSAC obtained is within 125µm.
Powder density measurement
The apparatus used to measure the Al powders and PSAC powders density are
microbalancer and pycnometer by mean of an Archimedean technique. Simple calculation
is conducted to obtain the powder density.
Mixing Stage
For the fabrication of the composites, palm shell activated carbon (PSACp) which is
irregular in shape will be used as reinforcement and mixed with aluminium powder in its
flaky form as shown in Figure 1. Depending on the reinforcement content, four different
proportions were prepared (Table 3).
Table 3: Ratio of mixture for each composition
Composition
Material
Percentage of weight (% wt)
C0
C5
C10
C15
C20
Al Powder
100
95
90
85
80
PSAC
0
5
10
15
20
Powder
[92]
The powders were mixed at 10 minute of mixing time by horizontal mill without ball mill
and control agent in order to prevent agglomerated of mix powder because of heat from
collisions of ball mill. The optimum rate of rotational speed is 95RPM.
Compaction and Sintering Process
The specimens were cold pressed in a die with 200 MPa applied pressure, then sintered
for 4 hours in the carbolite furnace at 6000C. The pure Al and composites were pressed
into a pin of 15 mm in height and 10 mm in diameter.
Bulk Density and Porosity Measurement
Water displacement (Archimedes) method was used for bulk density measurement. A
microbalance with a accuracy of 10-4 g was used. Three readings were collected during
samples weighed dry, immersed in water (after being vacuumed for 1 hr) and right after
the samples were removed from water. The density and porosity of each sample were
calculated.
Microscopic examination
The microstructure of the pure Al and the composites was examined via optical
microscope. The distribution of particles and porosity can be determined by the
microstructure of the material studied.
[93]
RESULTS AND DISCUSSION
Microstructure
The microstructures of the powder metallurgy PSAC reinforced aluminium matrix
composites with different proportion of reinforcement are shown in figure 3.Figure 3(a)
shows the matrix microstructure of unreinforced composite whereas figures 3(b) and 3(c)
show the distribution of PSAC particles in the Al matrix composite with 5 wt.% PSAC and
20 wt.% PSAC respectively. The distribution modes of the PSAC particles depend on the
history of fabrication of the composites. The distribution modes are segregated,
agglomerated, clustered and homogeneous. Clearly, the particles distribution is
homogeneously distributed in the aluminium matrix composite.
According to Lloyd (1994), the distribution of the reinforcement in the powder metallurgy
composite depends on the mixing procedure and compaction process as well as the
relative particle size and particle shape of the matrix and reinforcement [18]. If the matrix
particles are larger than the reinforcement particles, the reinforcement particles will
agglomerate in between the larger particles. Consequently, the distribution of the
reinforcements are non-homogeneous.
The present work used a larger PSAC irregular shape particles compared to the Al matrix
flaky powders. It is found that the distribution of PSAC in Al matrix is homogeneous as
shown in figure 3. This result is due to the larger size of reinforcement and the application
of the mixing process without the ball mill and control agent. The mixing process
prevented the agglomeration. However, the presence of little agglomerate mode occured
[94]
in the higher weight percentage of PSACp (20 wt.%) as shown in figure 3c. This may due
to the heat which rises from collisions between PSAC particles with PSAC particles, and
PSAC particles with Al powders.
__
a
b
c
__
Figure 3: Optical micrographs of the material studied; (a) pure Al ; (b) Al - 5
wt.% PSAC; and (c) Al - 20 wt.% PSAC
The influence of PSAC particles on density and porosity of the sintered
composite
The density of the composites is decreased by increasing the PSAC contents,
subsequently, the porosity of the composites are increased as shown in figure 4. The
decrease in density with the increase of the PSAC contents may be due to the decrease
in the touching degree between the aluminium particles. During the compaction process,
the PSAC particles are not only affected by the distributed pressure on the touching point
between particles, but also by the influence of the shears force between the particles.
Another factor which may
affect the decreasing composite density and increasing
porosity is the porous structure of the PSAC particle itself. Under a scanning electron
microscope, the pore development is clearly visible, appearing like a porous sponge [19].
[95]
This high concentration of pores within a relatively small volume of particle produces a
material with a phenomenal high internal surface area. Therefore, the pores in the
composite will increase by increasing the PSAC contents.
The third factor is because of the flaky shape of aluminium particles that used as a matrix
in the composite. The shape of the particles influence the compact density. More often,
sphere shape particles have higher compact density as compared to particles of other
shapes.
Compaction technique may affect the compact density during compaction process.
According to Mariyam, 2002, in a single action compaction (used in this work), compact
density at the top area of the specimen is higher than the bottom area. This problem can
solved by reducing the ratio between the height to diameter of the specimen [20].
However, the ratio of height to diameter of the specimen in this work is around 1.5. This
ratio is high and favours an increase in the porosity of the specimen.
Ejection of the compact is also a critical step because macroscopic defects can be
created. During ejection, the compact integrity is favoured by a sufficiently high green
strength to withstand the applied forces on the compact required to inject it from the
mould. The macroscopic defects in the specimen will increase the porosity and decrease
the density. The compaction speed during the compaction process may also influence
the degree of pores in the specimen.
[96]
% s inte red poros ity
50
40
30
20
10
0
S pe c ific d e ns ity
S pec ific dens ity [g /c m 3 ]
% p oro s ity
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0
5
10
15
20
Weight perc ent PS AC partic les
Figure 4: Variation in porosity and specific density in sintered composites
as function of weight percent of PSAC particles.
CONCLUSION
1. The reinforcement PSACp homogeneously distributed and embedded in
aluminium matrix.
2. The specific density decreases with increasing PSACp contents.
3. The porosity increases with increasing PSACp contents.
[97]
REFERENCES
Alpas, A. T., & Embury, J. D. (1990). Sliding and abrasive wear resistance of an
aluminium-SiC particle reinforced composite. Scripta Metall. Mater, 24,
931- 935.
Bhansali, K. J., & Mehrabian, R. (1982). Abrasive wear of alumina matrix
Composites, Journal of Metals, 34, 30-34.
Cao, L., Wang, Y., & C.K. Yao, C. K. (1990). The wear properties of an SiCwhisker-reinforced aluminium composite, Wear, 140, 273-277.
EnviroCarbon Sdn. Bhd. (2009). Activated Carbon. www.envirocarbon.com.my
Ejiofor,J. U., & Reddy, R. G. (1997). Development in the processing and properties
of particulate Al-Si composites. Journal JOM, 49, 31-37.
Ejiofor, J. U., & Reddy, R. G. (1997). Automotive Alloys, Warrendle, PA: TMS.
Hosking, F. M., Portillo, F. F., Wundnerlin, R., & Mehrabian, R. (1982).
Composites of aluminium alloys: fabrication and wear behavior. J. Mater.
Sci., 17, 477.
How, H. C., & Baker, T. N. (1997).The influence of heat treatment on the dry
sliding wears behavior of saffil-Reinforced AA6061 composite. Vol. III
Metal Matrix Composite and Physical Properties, Eleventh International
Conference on Composite Materials. Woodhead Publishing Limited.
IMP3-Third Industrial Master Plan 2006-2020. (2006, August 18). Ministry of
International Trade and Industry Malaysia, 465-485.
Lloyd, D. J. (1994). Particle Reinforced Aluminium and Magnesium Matrix
Composite. Reviews, 39, no.1,1-21.
[98]
Murali,T. P., Surappa, M. K., & Rohtagi, P. K. (1982). Metall. Trans.,13B, 48-494.
Mariyam. (2000). Pemprosesan dan Ciri-Ciri Fizikal dan Mekanikal Komposit
Aluminium diperkuatkan Alumina. Thesis Sarjana, pp. 85
Pan, Y. M., Cheng, H. S., & Fine, M. E. (1990). Fundamental relationship
between microstructure and mechanical properties of metal matrix
composites. Warrendale, PA : The Mineral, Metals and Materials Soc.,
647-653.
Prasad, B. K., Modi, O. P., & Jha, A. K. (1994). The effect of alumina fibers on
the sliding wear of cast aluminium alloy. Tribology International, 27, 153158.
Ramachandra, A., & Murali, M. S. (2000). The dry sliding wear behaviour of cast
aluminium reinforced with hematite metal matrix composites. Processing
and Fabrication of Advance Material VIII, World Sci. Publishing Co. Pte.
Ltd., 705-716.
Ramachandra, M., & Radhakrishna, K. (2005). Microstructure, mechanical
properties, wear and corrosion behaviour of Al-Si/FLYASHp composite.
Materials Science and Technology, 21, 1337-1347.
Singh, G., Yu, Y., Ernst, F., & Raj, R. (2007). Shear strength and sliding at a
metal-ceramic (aluminium-spinel) interface at ambient and elevated
temperatures. Acta materialia, 55, 3049-3057
Surappa, M. K., Prasad, S. V., & Rohatgi, K. (1982). Wear and abrasion of cast
Al-alumina particle composites. Journal of Wear, 77, 295-302.
Wang, A. G., & Hutchings, I. M. (1989). Wear of alumina fiber-aluminium metal
matrix composites by two body abrasion. Journal of Materials Science and
Technology, 5, 71-76.
Yeh, J. J., Chen, L. D., & Lin, C. B. (1997). Effect of microstructure, interface and
on the ageing behaviour of A356 Al/SiCp composites. Vol. III Metal Matrix
Composite and Physical Properties, Eleventh International Conference on
Composite Materials., Woodhead Publishing Limited, 3, 699.
[99]
OPERASI RESTORAN TIDAK MEMPRAKTIKKAN KEBERSIHAN DI DALAM
MAKMAL DAPUR LATIHAN DI JABATAN HOSPITALITI
Nuradilah Binti Abas
Rohayatul Akma Binti Abu Bakar
Hasimah Binti Hashim
Jabatan Hospitaliti
Politeknik Tuanku Syed Sirajuddin
Perlis
ABSTRAK
Kajian ini dijalankan untuk mengatasi masalah para pelajar SHK 4 yang tidak
mempraktikkan kebersihan di dalam makmal dapur latihan di Jabatan Hospitaliti.
Seramai 39 orang pelajar serta tiga orang pensyarah yang terlibat dalam kajian
ini. Tinjauan awal telah dilaksanakan melalui kaedah pemerhatian, ujian Pra dan
Pos
serta
soal
selidik.
Hasil
tinjauan
menunjukkan
pelajar
kurang
menitikberatkan aspek kebersihan di dalam makmal dapur latihan sewaktu
kursus H 3023 dijalankan. Pelajar juga tidak mengamalkan kebersihan diri
sebagai seorang pengendali makanan. Perancangan tindakan difokuskan
kepada kempen kebersihan untuk meningkatkan kefahaman pelajar tentang
kepentingan kebersihan di dalam makmal dan perkhidmatan makanan. Pelajar
telah menjalani proses pemantauan selama lapan minggu di sepanjang proses
P&P amali kursus H 3023. Keputusan ujian Pos telah menunjukkan peningkatan
kefahaman pelajar di dalam aspek kebersihan di dalam makmal dapur latihan.
[100]
Dapatan borang maklum balas juga menunjukkan pelajar lebih seronok dan
mengamalkan kebersihan secara rutin selepas kempen kebersihan dijalankan.
1.0 REFLEKSI MASALAH
Selama empat semester memegang jawatan sebagai AJK Kebersihan di Jabatan
Hospitaliti, seringkali kami membuat pemantauan kebersihan persekitaran di Jabatan
Hospitaliti. Ini termasuklah bilik kuliah, bengkel-bengkel dan makmal dapur latihan.
Rasa terpanggil untuk membuat kajian tindakan memandangkan dari semua tempat
yang dipantau, hanya makmal dapur latihan yang sangat mengecewakan tahap
kebersihannya.
Kajian ini mendapati pelajar jurusan Sijil Pengurusan Hotel dan Katering Semester 4
(SHK 4) dalam Kursus H 3023: Operasi Restoran adalah pengguna tetap makmal
tersebut sebagai menjalankan aktiviti latihan masakan.
Hasil daripada analisa pemantauan semester lalu, pelajar SHK 4, Jabatan Hospitaliti
didapati tidak mengikuti peraturan kebersihan yang ditetapkan di dalam makmal dapur
latihan di sepanjang Kursus H 3023 dijalankan. Seperti kebiasaannya, pensyarah yang
terlibat terpaksa mengingatkan para pelajar SHK 4 untuk membersihkan makmal dapur
latihan
sebelum, semasa dan selepas amali H 3023 dilaksanakan. Hal ini
menyebabkan keadaan bilik makmal tidak dapat dibersihkan secara keseluruhan
antaranya lantai, longkang, dinding dapur, siling, meja penyediaan makanan (food
[101]
preparation area) serta mesin dan perkakasan dapur seperti ketuhar, dapur masak,
pengisar serta peti sejuk yang berminyak, kotor dengan bekas makanan serta
mendatangkan bau yang kurang senang.
Paling menakutkan dan dikhuatiri adalah dapur makmal latihan ini menjadi tempat
pembiakan serangga (semut, lipas, lalat), kulat serta mikroorganisma berbahaya seperti
Salmonella sp. dan Staphylococcus sp.
Lebih menyedihkan semua pelajar SHK 4, Jabatan Hospitaliti juga didapati tidak
menjaga kebersihan diri seperti mempunyai kuku dan rambut yang panjang serta tidak
terurus ditambah pula pemakaian yang tidak sesuai mengikut peraturan makmal dapur
yang telah ditetapkan. Pelajar juga tidak mengamalkan kitar semula bahan buangan
seperti botol kaca, tin dan plastik di dalam makmal.
2.0 FOKUS KAJIAN/ISU KEPRIHATINAN YANG DIKAJI
Fokus di dalam kajian ini adalah kepada tahap kebersihan penyediaan makanan di
kalangan para pelajar SHK 4 di mana masakan yang dihasilkan akan dijamu kepada
para pelanggan seperti pensyarah dan pelajar dari jabatan lain.
Hal ini terjadi apabila kemungkinan berlakunya pencemaran silang dan kes keracunan
makanan apabila kebersihan diri dan makmal dapur latihan tidak dititikberatkan.
Kesedaran mengenai pentingnya kebersihan makmal dapur latihan haruslah wujud dari
dalam diri para pelajar itu sendiri. Fokus ditumpukan kepada kebersihan diri pelajar
[102]
seperti badan tidak berbau, memakai pakaian yang bersih dan kemas serta
bersesuaian, kasut yang bersih dan bertutup, mempunyai kuku dan rambut yang
pendek dan kemas. Ditambah pula dengan penjagaan kebersihan semaksimum yang
boleh terhadap makmal dapur latihan yang digunakan.
Kami dapati apabila teguran dibuat, para pelajar SHK 4 akan menjaga kebersihan
makmal dapur latihan pada hari tersebut sahaja tetapi tidak berterusan.
3.0 OBJEKTIF KAJIAN
3.1 Objektif Kajian Am
Kajian ini bertujuan untuk meningkatkan kefahaman dan kesedaran pelajar Sijil
Pengurusan Hotel dan Katering semester 4 mengenai kebersihan di makmal
dapur latihan untuk Kursus H3023: Operasi Restoran.
3.2 Objektif Kajian Khusus
3.2.1 Membantu pelajar memahami dan mematuhi peraturan kebersihan di
makmal dapur latihan serta mengamalkannya.
3.2.2 Meningkatkan pengetahuan tentang kebersihan dan bahaya pencemaran
silang di makmal dapur latihan.
3.2.3 Membantu para pelajar dalam proses penyediaan makanan yang bersih
untuk dihidangkan kepada para pelanggan.
[103]
4.0 KUMPULAN SASARAN
Kumpulan sasaran adalah terdiri daripada para pelajar Sijil Pengurusan Hotel dan
Katering Semester 4 iaitu seramai 39 orang. Daripada jumlah tersebut didapati
seramai 29 orang terdiri daripada pelajar perempuan dan 10 orang pula pelajar
lelaki.
5.0 PELAKSANAAN KAJIAN
5.1 TINJAUAN MASALAH
Dalam pelaksanaan kajian ini, tinjauan masalah dibuat melalui kaedah
pemerhatian, kaedah temuramah dan Ujian Pra dan Pos.
5.1.1 PEMERHATIAN
Kami telah menjalankan kaedah pemerhatian terhadap kebersihan makmal
dapur
latihan
sebelum,
semasa
dan
selepas
proses
pengajaran
dan
pembelajaran dilaksanakan. Kami tidak mendapat respon yang baik daripada
para pelajar SHK 4 tersebut apabila beberapa soalan diajukan berkaitan
kebersihan terutama menyentuh kebersihan diri mereka. Kebiasaannya para
pelajar ini akan menyatakan bahawa kebersihan makmal dapur latihan boleh
diambil alih tugas oleh pekerja kebersihan yang dipertanggungjawabkan oleh
pihak politeknik. Terdapat sebilangan daripada pelajar SHK 4 yang kelihatan
mengambil berat mengenai soal kebersihan tetapi tidak secara keseluruhannya
[104]
5.1.2 UJIAN PRA DAN POS
Ujian Pra telah diberikan kepada kumpulan sasaran untuk mengesan sejauh
mana kefahaman mereka mengenai kebersihan dalam pengendalian makanan.
Apabila Ujian Pra telah pun dilakukan, kami menganalisa markah yang diperolehi
oleh para pelajar. Ujian Pra ini telah diambilkira sebagai markah dalam Ujian 1 H
3023 sebanyak 50%. Selepas empat minggu, kami menjalankan pula Ujian Pos
dan telah mengambilkira markah sebanyak 50% dalam Ujian 2 H 3023.
5.1.3 SOAL SELIDIK
Borang soal selidik telah diedarkan kepada para pelajar untuk mendapatkan
maklum balas berkenaan kefahaman tentang kebersihan dalam perkhidmatan
makanan. Tambahan pula, kami turut mengedarkan borang soal selidik yang
sama kepada rakan pensyarah yang berlainan bidang untuk mendapatkan
pandangan mereka.
5.2 ANALISIS TINJAUAN MASALAH
5.2.1 ANALISIS PEMERHATIAN
Berdasarkan pemerhatian selepas kajian dijalankan terhadap kumpulan
sasaran didapati:
-
Pelajar lebih menekankan aspek kebersihan di dalam makmal dapur
latihan semasa kursus H 3023 dijalankan.
[105]
-
Pelajar telah bersikap lebih positif tentang kebersihan diri bersesuaian
dengan diri mereka sebagai pengendali makanan.
-
Tahap kebersihan di dalam makmal dapur latihan telah dipertingkatkan
dan memberikan ruang pembelajaran yang lebih kondusif.
5.2.2 ANALISIS UJIAN PRA DAN POS
BILANGAN PELAJAR
MARKAH
PRA
POS
80 – 100
3
15
70 – 79
6
6
60 – 69
10
15
50 – 59
10
3
< 40
10
0
Dapatan ujian Pra dan Pos menunjukkan terdapat peningkatan dari segi
kefahaman pelajar tentang kepentingan kebersihan. Ujian Pra menunjukkan
seramai 10 pelajar mendapat markah kurang 40 markah. Manakala hasil Ujian
Pos menunjukkan tiada pelajar yang mendapat markah kurang 40.
5.2.3 ANALISIS SOAL SELIDIK
Pelajar telah memberikan respon positif manakala para pensyarah lain telah
memberikan komen yang membina. Berikut adalah analisis yang telah dijawab
oleh pelajar ( Rujuk Lampiran I )
[106]
5.3 TINDAKAN YANG DIJALANKAN
Selepas para pelajar menjalani ujian Pra, kami bersepakat dalam
melaksanakan
Kempen
Kesedaran
Kebersihan
seperti
menganjurkan
bengkel kebersihan dan kem motivasi kepada para pelajar SHK 4 kursus H
3023. Antara aktiviti yang terlibat adalah seperti:-
(1) Kami telah menjemput penceramah luar untuk kempen kesedaran
kebersihan tersebut.
(2) Menguatkuasakan peraturan kebersihan di makmal dapur latihan dan
persekitaran jabatan seperti kawasan penerimaan, stor bahan kering dan
stor basah serta kawasan pembuangan sampah.
(3) Mengenakan kompaun seperti denda kepada pelajar yang melanggar
peraturan kebersihan.
Contoh: Denda untuk membuang sampah tertakluk kepada Buku
Peraturan Politeknik Tuanku Syed Sirajuddin
(4) Mengedarkan flyers yang mengandungi info mengenai kebersihan
diri
dan persekitaran makmal dapur latihan dan tempat penyediaan makanan.
[107]
(5) Menampal
peraturan-peraturan
kebersihan
dan
info
kepentingan
kebersihan makmal terutamanya dapur latihan dan persekitarannya di
papan kenyataan ruang legar jabatan Hospitaliti, bilik kuliah dan makmal
serta tempat tumpuan pelajar.
(6) Membincangkan jawapan Ujian Pos sebagai langkah Pengukuhan
(7) Melaksanakan
perjumpaan
Penasihat
Akademik
bersama
pelajar
seminggu sekali untuk membincangkan masalah berbangkit di samping
menerapkan isu kebersihan diri dan jabatan.
(8) Melaksanakan lawatan ke hotel bertaraf 5 bintang untuk melihat keadaan
persekitaran dapur hotel tersebut.
5.4 PELAKSANAAN TINDAKAN DAN PEMERHATIAN DAN PENILAIAN
Kajian tindakan ini telah dilakukan selama 8 minggu. Kami telah menjalankan
kajian ini sewaktu P&P kursus H 3023 itu berlangsung. Kami telah
memperuntukkan 2 jam waktu amali di dalam membimbing dan memantau
aktiviti pelajar di sepanjang Operasi Restoran dilaksanakan.
Kami menjalankan kaedah pemerhatian selama 4 minggu selepas ujian Pra
dijalankan manakala 4 minggu lagi selepas ujian Pos dijalankan. Selepas
tamat ujian Pos, para pelajar diminta menjawab borang maklum balas untuk
[108]
mendapatkan
pandangan
mereka
tentang
kempen
kebersihan
yang
dijalankan.
Berdasarkan pemerhatian, setelah kempen ini dijalankan para pelajar telah
mengambil bahagian dalam membersihkan kawasan persekitaran makmal
tanpa disuruh. Malahan mereka lebih rasa seronok dalam menjalankan amali
kursus H 3023 dan menganggap kebersihan sebagai rutin harian.
Selain itu, hasil pemerhatian juga mendapati para pelajar mengubah
penampilan diri kepada yang lebih baik, kemas, bersih dan mengikut
peraturan pemakaian di dalam makmal dapur latihan.
5.5 REFLEKSI KAJIAN
Pencapaian pelajar dalam ujian Pra dan Pos menunjukkan peningkatan yang
agak ketara. Seramai 3 orang pelajar memperolehi markah sebanyak 80 –
100 dalam ujian Pra dan jumlah ini telah meningkat kepada 15 orang dalam
ujian Pos. Seramai 10 orang pelajar telah memperolehi markah kurang
daripada 40 dan setelah ujian Pos dilaksanakan, tiada pelajar yang
memperolehi kurang daripada 40.
Hasil dapatan kajian menunjukkan terdapat perubahan sikap pelajar yang
ketara di dalam amali kursus H 3023 dijalankan sebelum dan selepas ujian
Pos dilaksanakan. Para pelajar lebih memahami dan menghayati nilai
kebersihan dalam melaksanakan tugas mereka sebagai seorang pelajar.
[109]
Sikap malas dan sambil lewa pelajar dapat diubah kepada sikap rajin dan
prihatin terhadap kebersihan.
Kami merasakan kempen kebersihan ini berjaya di mana persepsi pelajar dan
pensyarah kursus dapat diubah dan kesedaran mengenai kebersihan dapat
dipertingkatkan.
6.0 CADANGAN UNTUK KAJIAN SETERUSNYA
Beberapa cadangan untuk kajian seterusnya adalah seperti berikut:
a) Menganjurkan pertandingan Zon Angkat Terbersih. Pertandingan Zon Angkat
Terbersih ini boleh dilaksanakan dengan mengagihkan zon-zon di jabatan
Hospitaliti mengikut kelas sebagai Zon angkat masing-masing. Contoh: Kawasan
ruang legar jabatan diberikan kepada kelas Diploma Pengurusan Hotel dan
Katering semester 1.
b) Melantik pensyarah pemantau untuk melaksanakan pemantauan kebersihan
pada setiap hari secara berjadual di sepanjang semester.
c) Mengadakan gotong-royong untuk kelas yang bermula pada jam 8.00 pagi bagi
tujuan pembersihan dengan cara para pelajar diminta hadir ke kelas 15 minit
awal untuk bergotong-royong membersih dan mengemas makmal dan bilik
[110]
kuliah. Di samping itu, pensyarah yang terlibat dengan permulaan kelas jam 8.00
pagi perlu berkerjasama dalam proses gotong-royong.
d) Menambahbaik peraturan kebersihan di makmal dan bilik kuliah yang sedia ada.
Hasil daripada penyelidikan yang dijalankan, kami dapati terdapat perubahan
daripada negatif ke positif dari segi amalan kebersihan para pelajar SHK4 kursus
H 3023:Operasi Restoran. Semoga hasil kajian kami ini dapat dimanfaatkan dan
sentiasa diterapkan dalam setiap amali supaya proses P&P lebih menarik,
berkesan dan menyeronokkan.
RUJUKAN
Birchfield, J. C. & Sparrowe, R. T. (2003). Design and Layout of Food Service Facilities.
New Jersey: John Wiley & Sons.
Halvorsen, F. (2004). Catering Like a Pro, New Jersey: John Wiley& Sons.
Katsigris, C. & Thomas, C. (1999). Design and Equipment for Restaurants and
Foodservice, Canada: John Wiley & Sons.
Knowles, T. (2002). Food Safety in the Hospitality Industry, United Kingdom:
Butterworth-Heinemann.
Reynolds, D. (2003). On-Site Food Service Management. New Jersey: John Wiley and
Sons.
The Readers’ Digest Association Limited. (2002). Foods That Harm Foods That Heal.
London, Berkeley Square 132-138.
[111]
LAMPIRAN 1
SKALA LIKERT:
1 – Sangat tidak setuju
2 – Tidak setuju
3 – Kurang setuju
4 – Setuju
5 – Sangat setuju
SKALA
BIL.
1.
ITEM
Kebersihan merupakan aspek yang penting dalam
1
2
3
4
5
BILANGAN PELAJAR
0
6
3
25
5
0
1
1
22
15
0
0
1
23
18
0
0
0
25
14
2
3
4
10
20
3
4
5
16
11
4
4
5
15
11
0
0
0
24
15
kehidupan seharian
2.
Kebersihan menunjukkan kebersihan keperibadian
seseorang
3.
Semua agama menitikberatkan aspek kebersihan
dalam kehidupan
4.
Saya rasa seronok belajar dalam persekitaran yang
bersih
5.
Persekitaran yang bersih membantu dalam
meningkatkan kreativiti saya
6.
Saya bersedia memberi kerjasama dalam menjaga
kebersihan makmal dapur latihan di jabatan
7.
Pensyarah yang mengajar Kursus H 3023 sentiasa
menitikberatkan kebersihan makmal dapur latihan.
8.
Kebersihan dapat menjamin keselamatan makanan
yang dihidangkan.
9.
Keluarga saya sentiasa menitikberatkan hal kebersihan.
0
0
5
22
12
10.
Salah satu langkah menjaga kebersihan adalah dengan
3
4
3
20
9
melaksanakan program kitar semula di makmal dapur
latihan.
[112]
Teknik Robik: Meningkat Penguasaan Konsep Asas Pembezaan dan Pengamiran
di Kalangan Pelajar Sijil Mengulang Modul (B2001)
Rhahimi Binti Jamil
Choong Siew Lay
Koa Chee Hoon
Jabatan Matematik, Sains dan Komputer
Politeknik Tuanku Syed Sirajuddin
Perlis
ABSTRAK
Kajian kes ini bertujuan meningkatkan penguasaan asas Pembezaan dan Pengamiran
di kalangan sijil mengulang modul (B2001). Seramai 10 orang pelajar mengulang modul
B2001 daripada Politeknik Tuanku Syed Sirajuddin telah dipilih sebagai subjek kajian.
Kami memilih kumpulan sasaran tersebut kerana kami berpengalaman mengajar
B2001. Dalam kajian ini, pelajar telah diuji secara bertulis dengan menggunakan satu
set ujian yang mengandungi 10 soalan masalah Pembezaan dan Pengamiran. Ujian
Pra dan Pos telah dijalankan untuk membandingkan jumlah markah yang telah
diperolehi oleh responden sebelum dan selepas Teknik Robik dilaksanakan. Setelah
ketiga-tiga ujian ini dijalankan, keputusan menunjukkan peningkatan gred iaitu 100%
lupus dalam ujian Pos 1 dan Pos 2. Selain itu, para pengkaji juga menyediakan set
soalan soal selidik yang mengandungi 10 soalan untuk menguji keberkesanan Teknik
Robik. Hasil kajian soal selidik menunjukkan skala 3 dan ke atas dan Teknik Robik
berjaya dilaksanakan. Data yang diperolehi daripada soalan pra dan pos serta soal
selidik menunjukkan Teknik Robik ini berjaya.
[113]
1.0
REFLEKSI PENGAJARAN DAN PEMBELAJARAN LALU
Kajian ini dikhususkan kepada para pelajar yang mengulang modul B2001, semasa
sesi pengajaran dan pembelajaran didapati bahawa pelajar mengalami kesukaran
untuk menguasai konsep asas Pembezaan dan Pengamiran. Konsep asas
pembezaan dan pengamiran perlu dikuasai oleh pelajar secepat mungkin di awal
pembelajaran supaya mereka boleh mengikuti pengajaran dan pembelajaran
seterusnya
tanpa
banyak
masalah.
Hakikatnya,
beberapa
perkara
yang
menyebabkan pelajar sukar untuk menguasai kedua-dua topik tersebut iaitu:
a) keputusan subjek matematik peringkat SPM dan modul B 1001 kurang
memberangsangkan.
b) asas matematik yang tidak mantap.
Masalah yang dihadapi oleh pengajar ialah kekangan masa untuk mengajar keduadua topik ini di samping mengulang kaji asas matematik.
[114]
2.0
FOKUS KAJIAN
Saya telah menganalisis soalan-soalan semester lepas bagi kod B2001 dan
mendapati bahawa topik pembezaan dan pengamiran adalah soalan yang wajib
jawab bagi peperiksaan akhir. Sekiranya pelajar dapat menguasai kedua-dua
topik itu peluang untuk lulus peperiksaan akhir adalah tinggi. Masalah utama
yang dihadapi oleh pelajar ialah mereka tidak dapat menguasai konsep
Pembezaan dan Pengamiran dengan mencampur-adukkan kedua-dua konsep
tersebut. Maka, pelajar tidak dapat memilih konsep yang paling tepat bagi
menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan Pembezaan dan Pengamiran.
Keadaan ini berlaku disebabkan oleh asas matematik yang kurang mantap,
kurang berkomunikasi dengan guru dan kurang berbincang mengenai pelajaran
dengan rakan-rakan. Secara tidak langsung pelajar kurang berminat terhadap
topik tersebut.
Untuk mengatasi masalah ini, kami menggunakan Teknik Robik iaitu teknik yang
menggunakan lagu dan pergerakkan untuk mengingati sesuatu formula dalam
menguasai Asas Pembezaan dan Pengamiran. Menurut Kementerian Pelajaran
Malaysia (2004), dalam proses pengajaran dan pembelajaran teknik yang
digunakan oleh guru sangat penting, supaya dapat menarik minat pelajar agar
memberi tumpuan yang tinggi kepada isi pengajaran.
[115]
3.0
OBJEKTIF KAJIAN
3.1
Objektif Am
Kajian ini bertujuan untuk meningkatkan penguasaan konsep asas penbezaan
dan pengamiran di kalangan pelajar sijil mengulang modul (B2001)
3.2
Objektif Khusus
i.
Meningkatkan tahap penguasaan pelajar terhadap Subtopik Pembezaan
dan Pengamiran.
ii.
Membantu pelajar mendapat keputusan yang lebih baik dalam ujian.
iii.
Mengubah cara pengajaran guru supaya pelajar merasakan proses
pembelajaran lebih menarik.
iv.
4.0
Meningkatkan daya pemahaman dalam penggunaan formula.
KUMPULAN SASARAN
Terdiri daripada 10 orang pelajar mengulang modul B2001 iaitu seramai 6 orang
lelaki dan 4 orang perempuan.
[116]
5.0
PELAKSANAAN KAJIAN
5.1
Tinjauan Masalah
Dalam
pelaksanaan
kajian
ini,
tinjauan
masalah
dibuat
berdasarkan
pemerhatian, ujian pra dan pos, dan soal-selidik.
5.1.1 Pemerhatian
Saya telah membuat pemerhatian ke atas tingkah laku pelajar semasa proses
pengajaran dan pembelajaran berlangsung sebelum dan selepas kajian.
Sebelum kajian dijalankan pelajar kurang memberi perhatian dan menunjukkan
sikap kurang minat terhadap soalan yang diajukan. Daripada pemerhatian yang
dilakukan, pelajar perempuan menunjukkan lebih minat.
5.1.2 Ujian Pra dan Pos
Ujian pra diberikan kepada kumpulan sasaran untuk mengesan sejauh mana
tahap penguasaan konsep asas pembezaan dan pengamiran. Ujian diberikan
kepada kumpulan sasaran, kemudian soalan disemak tetapi tidak dipulangkan
dan jawapan tidak dibincangkan. Seterusnya kami memperkenalkan Teknik
Robik dan seminggu selepas itu kami telah memberikan ujian pos 1 dengan set
soalan yang sama dengan ujian pra.seminggu selepas ujian pos 1 kami
[117]
menjalankan ujian pos 2 untuk menguji tahap penguasaan konsep asas
pembezaan dan pengamiran.
5.1.3 Soal-selidik
Borang soal-selidik telah disediakan dan diedarkan kepada pelajar untuk
mendapatkan maklum balas pelajar berkenaan topik yang dibincangkan,
sebelum dan selepas teknik yang dijalankan.
6.0
ANALISIS TINJAUAN MASALAH
6.1
Analisis Pemerhatian
Berlandaskan pemerhatian selepas kajian yang dijalankan terhadap kumpulan
sasaran didapati:
-
suasana pembelajaran di dalam kelas lebih memberangsangkan
-
pelajar berjaya menjawab semua soalan yang diberikan dengan penuh
keyakinan.
6.2
Analisis Ujian Pra dan Pos
Jadual 1 menunjukkan keputusan ujian Pra, Pos 1 dan Pos 2 yang telah
dijalankan. Daripada jadual 1 juga menunjukkan terdapat peningkatan dari segi
[118]
pencapaian pelajar. Ini membuktikan bahawa Teknik Robik berjaya diaplikasikan
terhadap pelajar.
6.3
Analisis Soal Selidik
Sepanjang soal selidik yang dijalankan oleh kami pelajar telah memberikan
respons yang sangat positif di samping komen-komen yang membina oleh guruguru dalam penambahbaikan soal selidik ini. Berikut ialah soal selidik yang telah
dijawab oleh pelajar:-
Skala Likert:
1- sangat tidak setuju
2- tidak setuju
3- kurang setuju
4- setuju
5- sangat setuju
7.0
TINDAKAN YANG DIJALANKAN
1. Selepas pelajar menjalani ujian pra, saya menerangkan Teknik Robik yang bakal
dijalankan.
2. Kami membimbing pelajar menyanyi sambil menggerakkan badan bagi
memudahkan pelajar menguasai asas Pembezaan dan Pengamiran
3. Pelajar
diberi
masa
untuk berlatih
menggunakan
Teknik Robik untuk
menyelesaikan masalah Pembezaan dan Pengamiran.
[119]
8.0
PELAKSANAAN TINDAKAN DAN PEMERHATIAN/PENILAIAN
Kami telah melaksanakan kajian tindakan ini selama 4 waktu P & P untuk
membimbing pelajar agar mereka mahir dengan Teknik Robik ini. Pelajar telah
menjalani ujian Pos 1 dan Pos 2 bagi melihat peningkatan pelajar dalam
menguasai asas Pembezaan dan Pengamiran. Selepas menjalankan ujian
tersebut, kami mengedarkan borang soal selidik kepada pelajar untuk
mengetahui maklum balas pelajar mengenai Teknik Robik yang dijalankan.
Berdasarkan pemerhatian yang dilakukan, teknik ini berjaya dilakukan dan dapat
menarik minat pelajar untuk menguasai asas Pembezaan dan Pengamiran.
Pelajar seakan-akan tidak sabar untuk menjawab soalan yang dikemukakan,
mereka lebih berkeyakinan dan mendapat gred yang baik dalam kedua-dua ujian
Pos yang dijalankan oleh kami. Tambahan pula, menurut Mohamad Daud (1996)
dalam Khamisah (2005), pelajar mempunyai kehendak untuk meneroka,
melibatkan diri dan meluaskan pengetahuan dengan cara menyerap maklumat
baru dan memperoleh pengalaman baru supaya mereka lebih bersemangat
dalam apa jua perkara yang dilakukannya.
Ini bermaksud minat para pelajar akan semakin mendalam terhadap sesuatu
pelajaran sekiranya mereka didedahkan kepada sesuatu pengalaman yang baru.
[120]
Usaha kami dalam memperkenalkan Teknik Robik ini mendapat perhatian
pensyarah-pensyarah lain untuk digunakan dalam subjek masing-masing.
9.0
CADANGAN UNTUK KAJIAN SETERUSNYA
Berdasarkan kepada perbincangan dan kesimpulan yang telah dilakukan,
penyelidik ingin menyarankan beberapa cadangan untuk memperbaiki lagi kajian
seperti ini pada masa akan datang.
9.1
CADANGAN UNTUK KAJIAN SETERUSNYA
Dalam bahagian ini, penyelidik mempunyai beberapa cadangan untuk bakal
penyelidik. Antaranya ialah:
i.
Kajian yang dijalankan ini hanya melibatkan pelajar mengulang modul B2001
di politeknik. Oleh sebab itu, diharap terdapat penyelidiki yang akan
melakukan kajian terhadap lain-lain pelajar ataupun bagi modul yang lain.
ii.
Selain itu, penyelidik juga mencadangkan agar kajian ini bukan hanya setakat
di politeknik, namun penyelidik akan datang juga boleh membuat kajian
tentang tahap penggunaan Teknik Robik di institusi-institusi pengajian tinggi
awam mahupun swasta supaya perkaitan antara pendekatan Teknik Robik di
[121]
institusi pengajian tersebut dengan pembinaan diri pelajar dapat dilihat
dengan lebih jelas.
RUJUKAN
Kementerian Pelajaran Malaysia. (2004). Bahagian Perancangan dan
Penyelidikan Dasar Pendidikan Laporan Kajian Masalah Sosial PelajarPelajar Sekolah Menengah Di Rancangan Tanah FELDA. Bahagian
Perancangan dan Penyelidikan Dasar Pendidikan : Kuala Lumpur.
Khamisah bt Abd Hadi. (2005). Agihan Kursus Dan Kesannya terhadap
Pencapaian Akademik Pelajar Teknikal Di Sekolah Menengah
Teknik.Kolej Universiti Tun Hussein Onn. Tesis Sarjana Pendidikan
Teknik dan Vokasional.
Salwati bt Othman. (2004). Teknik Comil : Satu kaedah untuk menguasai
subtopik sifat kimia sebatian karbon. Sek. Men. Keb. Seri Mahkota,
Umbai, Merlimau, Melaka.
[122]
11.0
LAMPIRAN
Lampiran 1
Gred
Bilangan Pelajar
Pra
Pos 1
Pos 2
A
0
5
6
A-
0
2
2
B+
0
1
1
B
0
1
1
B-
4
1
0
C+
1
0
0
C
2
0
0
Gagal
3
0
0
Jadual 1: Perbandingan antara keputusan Ujian Pra, Pos 1 dan Pos 2.
[123]
Lampiran 2
*SKALA
ITEM
1.
1
Pembezaan dan Pengamiran merupakan topik yang 0
2 3 4 5
BILANGAN
PELAJAR
0 3 4 3
mudah.
2.
Saya selesa menggunakan ‘Teknik Robik’ berbanding 0
0
2
3
5
0
0
3
7
0
2
4
4
0
1
3
6
0
2
5
3
0
2
4
4
rujukan 0
0
3
6
1
Saya mesti hantar kerja latihan Pembezaan dan 0
0
2
2
6
0
3
2
5
teknik saya sendiri.
3.
Saya seronok belajar Pembezaan dan Pengamiran 0
menggunakan Teknik Robik.
4.
Saya akan menggunakan Teknik Robik bagi topik lain 0
dalam matematik.
5.
Teknik
Robik
penguasaan
membantu
terhadap
topik
meningkatkan
tahap 0
Pembezaan
dan
Pengamiran.
6.
Saya belajar Pembezaan dan Pengamiran di dalam 0
kelas dan di luar waktu kelas.
7.
Saya selalu menawarkan diri untuk menjawab soalan 0
Pembezaan dan Pengamiran dalam kelas.
8.
Saya
suka
buat
latihan
tambahan
buku
Pembezaan dan Pengamiran pada masa lapang.
9.
Pengamiran pada masa yang ditetapkan tanpa meniru.
10.
Saya mesti bertanya pensyarah apabila kurang pasti.
0
*Skala 3 dan ke atas menunjukkan Teknik Robik berjaya. Soalan soal selidik diadaptasi
daripada Salwati binti Toman.
[124]
PENGGUNAAN KAEDAH PENGAJARAN SECARA PERSONALIZE UNTUK
MENANGANI MASALAH PELAJAR GAGAL DALAM KURSUS TEKNOLOGI
MAKLUMAT
Mime Azrina Bt Jaafar
Nurliyana Bt Abdul Malik
Norzawati Bt Ahmad
Jabatan Teknologi Maklumat dan Komunikasi
Politeknik Tuanku Syed Sirajuddin
02600 Arau, Perlis
ABSTRAK
Salah satu faktor yang menyumbang kepada masalah kegagalan pelajar di
dalam kursus Teknologi Maklumat ialah penggunaan kaedah pengajaran
yang kurang sesuai di kalangan pensyarah. Sehubungan itu, kajian ini
dijalankan untuk meninjau penggunaan kaedah pengajaran `personalize’
dalam mengatasi masalah pelajar gagal dalam kursus Teknologi Maklumat
di Jabatan Teknologi Maklumat dan Komunikasi. Kajian ini dijalankan
secara pemerhatian dan analisis rekod ujian pelajar. Kajian ini dilaksanakan
selama satu semester ke atas 21 orang responden yang gagal bagi lima
kursus Teknologi Maklumat iaitu Multimedia Authoring (F2037), Digital
Logic
(F1030),
Programming
Fundamental
(F2010),
Visual
Basic
Programming (F3005) dan Operating System (2028). Data yang diperolehi
telah dianalisis dengan menggunakan kaedah statistik deskriptif. Peratusan
digunakan untuk melaporkan tahap peningkatan pencapaian akademik
pelajar setelah mengikuti pengajaran secara `personalize’. Dapatan kajian
[125]
menunjukkan pengajaran secara `personalize’ dapat mengatasi masalah
pelajar gagal dalam kursus Teknologi Maklumat. Oleh yang demikian,
pengajaran secara `personalize’ wajar digunakan sebagai satu strategi
pengajaran dan pembelajaran di politeknik bagi meningkatkan pencapaian
akademik pelajar secara tidak langsung dapat mengatasi masalah pelajar
yang gagal.
1.0
REFLEKSI MASALAH
Proses pengajaran merupakan sebuah proses penyampaian maklumat atau ilmu
kepada satu kumpulan pelajar (Christensen et al., 2006). Namun begitu, menurut
Leadley (1998), proses pengajaran ini bukanlah sebuah proses yang mudah
kerana ianya sangat kompleks dan mencabar. Hal ini kerana, kecemerlangan
sesuatu proses pengajaran itu hanya boleh dinilai apabila ianya dilaksanakan
dan pelajar dapat menerima ilmu yang disampaikan. Bagi memastikan sesuatu
proses pengajaran itu dapat dilaksanakan dengan lancar, seseorang pengajar itu
perlu memilih teknik pengajaran yang terbaik dan sesuai dengan tahap pelajar
mereka (Rodrigues, 2004). Menurut Rodrigues (2004) lagi, teknik pengajaran
yang terbaik boleh didefinisikan sebagai teknik pengajaran yang memaksimakan
penggunaan sumber yang sedia ada.
[126]
Pada masa kini, teknik pengajaran yang sering diaplikasikan oleh pensyarahpensyarah di Jabatan Teknologi Maklumat dan Komunikasi (JTMK) adalah
secara kuliah dan latihan makmal. Semasa sesi pengajaran dan pembelajaran
ini, kuliah akan diberikan oleh pensyarah semasa di dalam kelas. Manakala
latihan makmal diberikan kepada pelajar-pelajar untuk membuat penilaian
terhadap tahap kefahaman pelajar mengenai teori yang telah diajar semasa di
dalam kelas.
Oleh yang demikian, tumpuan dan pemantauan pensyarah terhadap para pelajar
adalah terbatas berikutan jumlah pelajar yang ramai. Pelajar daripada pelbagai
latar belakang akademik (tinggi, sederhana, lemah). Bagi pelajar yang berada
pada tahap sederhana dan tinggi mereka dapat mengikuti proses Pengajaran
dan Pembelajaran (P&P) dengan baik. Sebaliknya, bagi pelajar yang berada di
tahap lemah mereka akan ketinggalan dalam proses pembelajaran dan
mengakibatkan mereka seringkali gagal dalam kursus tersebut di akhir semester.
Selain daripada latihan makmal terdapat juga beberapa kaedah penilaian lain
yang dilaksanakan oleh pensyarah. Di antaranya adalah kuiz, tugasan, ujian dan
mini projek. Markah-markah penilaian yang diperolehi oleh pelajar akan
dimasukkan ke dalam rekod Penilaian Berterusan (PB) untuk digunakan sebagai
carry mark sebelum pelajar mengambil peperiksaan akhir.
[127]
Bagi peringkat JTMK, markah akhir yang akan diperoleh oleh pelajar dikira
berdasarkan kepada 50% daripada PB dan 50% daripada peperiksaan akhir.
Namun demikian bagi pelajar yang lemah, mereka akan memperoleh markah PB
dan markah peperiksaan akhir yang rendah. Sehubungan itu, pelajar ini didapati
gagal bagi markah akhir bagi kursus yang diambil.
Terdapat beberapa faktor penyumbang kepada kegagalan para pelajar ini
antaranya adalah:
1. Tidak menghantar tugasan yang diberikan.
2. Tidak menghadiri kelas yang dijalankan.
3. Tidak mengambil ujian dan kuiz yang diberikan.
4. Tidak dapat menjawab soalan peperiksaan akhir dengan baik.
Hasil daripada masalah ini, penyelidik telah mencadangkan kaedah pengajaran
secara personalize untuk diaplikasikan oleh pensyarah bagi mengatasi masalah
kegagalan pelajar dalam kursus Teknologi Maklumat.
Kaedah pengajaran secara personalize merujuk kepada kaedah pengajaran
secara persendirian antara pensyarah dan pelajar. Dalam kaedah pengajaran ini,
jumlah pelajar bagi sesuatu kursus adalah kecil antara seorang hingga ke 10
orang pelajar pada satu-satu masa. Jumlah bilangan pelajar ini lebih kecil
berbanding jumlah pelajar dalam kuliah biasa di mana bilangan pelajar boleh
mencapai sehingga 40 orang.
[128]
Kaedah pengajaran ini masih mengamalkan kaedah penilaian yang sama iaitu
berasaskan latihan makmal, tugasan, kuiz, ujian dan mini projek. Namun begitu,
dalam kaedah pengajaran ini, pensyarah dapat memberi penumpuan dan
konsentrasi yang lebih baik terhadap pelajar-pelajar tersebut. Motivasi pelajar
juga dapat ditingkatkan hasil daripada galakan dan sokongan yang diberikan
oleh pensyarah.
2.0
FOKUS KAJIAN
Fokus kajian ini menumpu kepada kaedah untuk mengatasi masalah pelajar
gagal dalam kursus Teknologi Maklumat. Contoh kursus kritikal yang mana
pelajar sering kali gagal adalah Multimedia Authoring (F2037), Digital Logic
(F1030), Programming Fundamental (F2010), Visual Basic Programming
(F3005) dan Operating System (2028).
Rekod pelajar yang lepas menunjukkan bahawa bagi kursus Multimedia
Authoring (F3027) terdapat dua orang pelajar yang gagal manakala bagi kursus
Digital Logic (F1030) pula terdapat sepuluh orang pelajar yang gagal. Kursus
Programming Fundamental (F2010) menunjukkan terdapat dua orang pelajar
yang gagal, Visual Basic Programming (F3005) sebanyak lima orang dan
Operating System (F2028) sebanyak dua orang pelajar. Kajian ini dilaksanakan
bagi melihat kesan pembelajaran personalize bagi membantu pelajar-pelajar ini
untuk lulus dalam kursus yang diambil.
[129]
Kajian ini juga mengenalpasti sama ada kaedah pengajaran ini dapat
meningkatkan tahap penumpuan dan pemahaman pelajar semasa proses P&P
dan komitmen dalam melaksanakan tugasan yang diberikan pensyarah.
Selain itu, kajian ini juga turut mengetahui sama ada kaedah ini dapat
merapatkan jurang antara pensyarah dan pelajar melalui interaksi dua hala
semasa proses P&P. Oleh yang demikian, pensyarah dapat mengenalpasti
masalah yang dihadapi pelajar dan secara tidak langsung dapat merangka
kaedah yang paling efektif bagi mengatasi masalah tersebut.
3.0
OBJEKTIF KAJIAN
3.1 Umum
Mengenalpasti keberkesanan teknik pengajaran secara personalize bagi
mengatasi pelajar gagal dalam kursus Teknologi Maklumat
3.2 Khusus
Menilai tahap pencapaian akademik pelajar selepas mengikuti pembelajaran
secara personalize.
[130]
4.0
KUMPULAN SASARAN
Dua puluh satu (21) orang pelajar yang gagal bagi kursus Multimedia Authoring
(F3027), Digital Logic (F1030), Programming Fundamental (F2010), Visual Basic
Programming (F3005) dan Operating System (F2028) dan sedang mengikuti
kaedah pengajaran secara personalize.
5.0
PERLAKSANAAN KAJIAN
5.1 TINJAUAN MASALAH
Tinjauan masalah yang dipilih semasa melaksanakan kajian ini ialah
pemerhatian dan analisis rekod ujian yang dilaksanakan selama satu semester
bermula daripada tarikh pendaftaran kursus sehingga tamat peperiksaan akhir.
5.1.1
Pemerhatian
Pemerhatian merupakan satu kaedah pengumpulan data yang telah dipilih
oleh penyelidik bagi melaksanakan kajian ini. Pemerhatian dibuat ke atas
pelajar-pelajar
yang
mengikuti
pembelajaran
secara
personalize
sepanjang proses P&P dilaksanakan selama satu semester. Pemerhatian
dibuat daripada aspek peratusan kehadiran kelas, markah latihan
makmal, markah tugasan, markah kuiz, markah ujian dan markah mini
[131]
projek. Pemerhatian juga dibuat terhadap tahap konsentrasi dan motivasi
pelajar semasa proses P&P dilaksanakan.
5.1.2
Analisis Rekod Ujian
Analisis rekod ujian akan dilaksanakan pada akhir semester iaitu setelah
semua penilaian dilaksanakan termasuklah peperiksaan akhir. Analisis
akan dibuat pada markah PB, markah peperiksaan dan markah
keseluruhan
pelajar.
Kemudiannya,
perbandingan
dibuat
pada
pencapaian semester terdahulu pelajar dengan pencapaian semasa
mereka.
5.2 ANALISIS TINJAUAN MASALAH
5.2.1
Pemerhatian
Berdasarkan kepada pemerhatian yang dilakukan, didapati bahawa
semasa proses pembelajaran secara personalize didapati bahawa
motivasi pelajar lebih tinggi kerana pelajar sering mengemukakan soalan
kepada pensyarah dan menunjukkan minat yang mendalam terhadap
topik yang diajar. Pelajar juga menghantar tugasan yang diberikan tepat
pada masa dan markah yang diperoleh juga amat memuaskan. Peratusan
kehadiran kelas juga memberansangkan jika dibandingkan pembelajaran
secara kuliah di dalam kelas.
[132]
Kod
No
Kursus Pelajar
F3027
F1030
F2010
F3005
F2025
A111
A222
A122
A361
A321
A121
A111
A553
A114
A232
A132
A512
A324
A123
A612
A112
A452
A324
A546
A434
A121
Penilaian
Peratus
Penilaian Akhir
Keseluruhan
Berterusan
Kenaikan
(%)
Sebelum Selepas Sebelum Selepas Sebelum Selepas
32
43
12
32
44
75
31
20
43
21
32
41
75
34
21
44
23
34
44
78
34
20
42
24
32
44
74
30
22
45
21
41
43
86
43
24
42
19
33
43
75
32
20
41
24
33
44
74
30
16
39
12
33
28
72
44
31
39
13
34
44
73
29
24
38
14
34
38
76
38
20
38
22
35
42
76
34
14
35
24
36
38
71
33
20
36
23
37
43
73
30
18
36
22
37
40
73
33
20
35
23
39
43
74
31
20
33
23
32
43
65
22
21
33
21
33
42
66
24
20
35
21
32
41
67
26
20
36
23
30
43
66
23
23
33
14
30
37
63
26
23
39
15
30
38
69
31
Jadual 1: Jadual Perbandingan Pencapaian Pelajar Sebelum dan Selepas
Mengikuti Pembelajaran Secara Personalize.
Daripada
aspek
penilaian
pemarkahan
pula,
pelajar-pelajar
ini
memperolehi markah yang lebih tinggi berbanding sebelumnya. Pelajar
didapati
mempunyai
tahap
keyakinan
yang
lebih
tinggi
semasa
menjalankan latihan makmal, kuiz, ujian, tugasan dan mini projek. Mereka
juga sering kali bertanyakan soalan pada pensyarah dan membantu
antara satu sama lain semasa proses P&P. Mereka juga mempunyai
[133]
semangat iltizam yang lebih tinggi dalam membantu rakan-rakan yang lain
untuk lulus kursus yang diambil.
5.2.2
Analisis Rekod Ujian
Berdasarkan kepada analisis rekod ujian yang telah dilaksanakan,
didapati terdapat peningkatan dari segi pencapaian pelajar. Didapati
kesemua pelajar yang mengikuti kaedah pengajaran secara personalize
lulus dalam kursus yang diambil. Peningkatan yang ketara dapat dilihat
dalam kursus Digital Logic (F1030) di mana peratusan yang tinggi dapt
dilihat pada peratus kenaikan pelajar sebelum dan selepas mengikuti
pembelajaran secara personalize iaitu sebanyak 44% bagi pelajar A553
dan 43% bagi pelajar A321.
Namun begitu, tahap peningkatan bagi subjek Visual Basic Programming
(F3005) agak rendah di mana terdapat pelajar yang memperolehi
peningkatan sebanyak 22% sahaja. Oleh yang demikian, secara
keseluruhannya, kaedah pengajaran ini menunjukkan kesan yang positif
terhadap peningkatan pencapaian akademik pelajar.
[134]
5.3 PELAKSANAAN TINDAKAN PEMERHATIAN
5.3.1
Pemerhatian
Proses pemerhatian bagi kajian ini dilaksanakan selama satu semester
iaitu sepanjang proses P&P berlangsung. Setiap kali proses pengajaran
dilakukan, pensyarah membuat pemerhatian kepada pelajar daripada
aspek tingkah laku pelajar dan prestasi pelajar semasa berada di dalam
kelas. Pensyarah akan memeberi dorongan dan galakan kepada pelajar
supaya pelajar dapat mengikuti proses P&P dengan baik.
Setiap kali setelah suatu penilaian dilakukan ke atas pelajar contohnya
kuiz, pensyarah membuat pemerhatian daripada segi riaksi pelajar semaa
menjawab soalan dan kemudiannya berbincang dengan pelajar akan
masalah dan kesukaran yang dihadapi semasa menjawab soalan
tersebut. Pensyarah akan cuba mengatasi masalah yang timbul kerana ini
secara tidak langsung dapat meningkatkan kefahaman pelajar akan
subjek yang diajar. Aspek ini amat penting kerana bagi sesetengah topik,
kefahaman yang mendalam diperlukan bagi menguasai topik-topik
seterusnya.
Pemerhatian juga turut dilakukan pada tahap penglibatan pelajar semasa
sesi P&P berlangsung. Penilaian dilihat daripada aspek komunikasi
[135]
pelajar dengan pensyarah, pemahaman tentang topik yang diajar dan
sikap ingin tahu dan minat pelajar semasa proses P&P. Setiap kali tamat
proses P&P, pensyarah akan membuat refleksi untuk penambahbaikan
pada P&P akan datang.
5.3.2
Analisis Rekod Ujian
Analisis rekod ujian dijalankan untuk menentukan sama ada terdapat
peningkatan pada markah PB, markah peperiksaan dan markah
keseluruhan pelajar. Ini secara tidak langsung dapat membuktikan sama
ada kaedah pengajaran secara personalize dapat mengatasi masalah
pelajar gagal atau tidak.
5.4 REFLEKSI KAJIAN
Berdasarkan kepada dapatan kajian di atas, terdapat peningkatan pada
pencapaian pelajar pada kelima-lima kursus yang telah ditawarkan kepada
pelajar. Penyelidik berpendapat peningkatan ini disebabkan oleh tahap
motivasi pelajar yang tinggi semasa proses P&P. Selain itu, pelajar juga dapat
mengikuti segala proses pengajaran yang diberikan dengan baik. Ini kerana
pelajar dapat memberi konsentrasi yang tinggi semasa proses P&P hasil
daripada tumpuan lebih yang diberikan oleh pensyarah kepada pelajar.
[136]
Pensyarah juga dapat memberikan tumpuan yang lebih efektif kepada pelajar
bagi memastikan setiap hasil pembelajaran yang dirancang dapat dilaksanakan
dengan jayanya. Oleh yang demikian, pengajar perlulah memilih teknik
mengajar yang bersesuaian kerana pemilihan teknik mengajar yang salah
boleh memberi kesan kepada pelajar itu sendiri (Rodrigues, 2004).
6.0 KESIMPULAN
Merujuk
kepada
objektif
kajian,
secara
keseluruhannya
dapatan
kajian
memperlihatkan bahawa pembelajaran secara personalize dapat meningkatkan
pencapaian akademik pelajar-pelajar yang gagal dalam kursus Teknologi
Maklumat. Ini berdasarkan kepada dapatan kajian yang menunjukkan terdapat
peningkatan pada markah keseluruhan pelajar. Selain itu, hasil pemerhatian
menunjukkan bahawa para pelajar mempunyai tahap motivasi yang tinggi
berdasarkan kepada penglibatan aktif mereka semasa proses P&P di dalam kelas.
Usaha-usaha
untuk mengintergrasikan
kaedah pengajaran personalize
di
kalangan pelajar-pelajar di politeknik perlu direncanakan sebaik mungkin bagi
memastikan para pelajar dapat dibekalkan dengan kepandaian intelek dalam
melahirkan tenaga pekerja separa profesional bagi memenuhi keperluan semasa
industri. Ini merupakan salah satu persediaan kepada pelajar-pelajar ini dalam
menghadapi dunia pekerjaan yang penuh mencabar dan memerlukan tahap
[137]
ketahanan diri yang tinggi. Penguasaan kemahiran generik yang tinggi dapat
menjamin pelajar-pelajar ini akan mendapat peluang pekerjaan lebih luas,
berkekalan dan seterusnya berjaya dalam pekerjaan (Yahya, 2004).
7.0 CADANGAN
Berikut merupakan beberapa cadangan yang boleh dipertimbangkan untuk kajian
lanjutan mengenai penggunaan pembelajaran secara personalize dalam meningkat
pencapaian akademik pelajar iaitu:
i.
Kajian ini hanya dijalankan di Jabatan Teknologi maklumat dan Komunikasi di
Politeknik Tuanku Syed Sirajuddin sahaja. Adalah dicadangkan, untuk kajian
seterusnya, penyelidik dapat mengkaji kesan pembelajaran secara personalize
ini pada pelajar-pelajar di jabatan-jabatan dan di politeknik-politeknik yang lain
bagi membandingkan hasil dapatan yang diperolehi.
ii.
Selain itu, turut disarankan pada masa akan datang, kajian ini dijalankan pada
kursus-kursus teknologi maklumat yang lain.
iii.
Bagi
aspek
pensyarah,
dicadangkan
pensyarah
dapat
melaksanakan
pembelajaran secara personalize bagi pelajar yang lemah pada peringkat awal
proses P&P bagi mengelakkan pelajar tersebut gagal pada akhir kursus
tersebut.
[138]
RUJUKAN
Christensen, J. E. and Ribu, K. (2006). Integration of Students in the Teaching Process.
International Conference on Engineering Education. 9, 21-26.
Leadley, S. (1998). Providing A Forum For Learning How To Teach. Reference
Services Review, 103 -118.
Rodrigues, C. A. (2004). The Importance Level of Ten Teaching/Learning Techniques
as rated by University Business Students and Instructors. Journal of Management
Development. 23. 169-182.
Yahya, B. (2004). Integrasi Kemahiran “Employability” dan Program Pendididkan
Vokasional Pertanian dan Industri di Malaysia. Universiti Teknologi Malaysia: Tesis
Ph.D.
[139]
SIKAP PELAJAR JRV TERHADAP PENGAJARAN DAN PEMBELAJARAN:
SATU KAJIAN DI POLITEKNIK TUANKU SYED SIRAJUDDIN
Sharifah Nadiya Syed Yahya, Salbiah Bt Kasim, Rafidah Bt Jaafar
Jabatan Rekabentuk dan Komunikasi Visual
Politeknik Tuanku Syed Sirajuddin
Perlis
ABSTRAK
Penyelidikan ini telah dijalankan selama tiga bulan ke atas 200 orang responden di
Jabatan Rekabentuk dan Komunikasi Visual (JRV). Tujuan kajian ini dijalankan adalah
untuk mengubah sikap pelajar ke arah yang lebih positif bagi melahirkan satu produk
Politeknik Tuanku Syed Sirajuddin (PTSS) yang seimbang dari segi jasmani, emosi,
rohani dan intelek selaras dengan Falsafah Pendidikan Negara. Data kajian ini dikutip
secara pemerhatian dan pengagihan soal selidik. Dapatan
kajian menunjukkan
peningkatan perubahan sikap pelajar. Penyelidikan ini dijalankan bagi mencari jalan
penyelesaian untuk mengubah sikap pelajar JRV supaya lebih prihatin dan
bertanggungjawab terhadap pengajaran dan pembelajaran di kuliah, mewujudkan rasa
tanggungjawab pelajar terhadap peralatan yang dipinjam dan digunakan serta
mengubah sikap pelajar terhadap pengurusan masa. Data kajian membuktikan bahawa
tindakan yang dijalankan berjaya mengubah sikap pelajar JRV.
[140]
1.0 Refleksi
Pelajar merupakan aset sesebuah institusi pengajian, kukuh dan kentalnya mereka
memberi kesan yang mendalam di dalam institusi pendidikan negara. Fenomena
segelintir pelajar JRV yang sentiasa datang lewat ke kelas tidak kira kuliah bermula jam
8.00 pagi mahupun jam 10.00 pagi telah memberi kesan kepada pelajar lain . Rentetan
dari masalah tersebut menyebabkan rungutan di kalangan pensyarah JRV kerana
terpaksa dilewatkan selama hampir 30-45 minit masa awal pengajaran. Saban hari
fenomena ini semakin bertambah sehingga ianya menjadi ikutan pelajar semester satu.
Selain daripada itu, terdapat juga golongan pelajar yang bersikap tidak ambil berat
terhadap tugasan yang diberikan. Kebanyakan daripada mereka menghantar tugasan
lewat daripada tarikh yang ditetapkan dan sekadar melepas batuk di tangga.
Sesetengah kumpulan ini juga turut tidak menghormati pensyarah yang mengajar
sehingga ada yang melenting apabila ditegur.
Sikap tidak bertanggungjawab terhadap alatan yang dipinjam dan digunapakai oleh
pelajar juga menjadi masalah utama kepada jabatan.
Golongan ini menganggap
peralatan tersebut tidak perlu dijaga dengan baik memandangkan peralatan itu bukan
hak milik mereka sehinggakan ada sesetengahnya yang sanggup meletakkan kamera
video yang dipinjam yang harganya belasan ribu di merata tempat.
[141]
Sikap dapat membangkitkan, mengatur dan mengorganisasikan perilaku individu
terhadap sekumpulan objek. Walau pun hubungan antara sikap dan prilaku tidak secara
mudah dapat dikenalpasti, namun fungsi sikap dapat masuk dan menentukan perilaku
manusia. Menurut Peak (1955), sikap memiliki "the effect emphasizing objects ... with
the result that their probability of activation and of choice and selection is increased".
Dengan kata lain, sikap dapat mengatur apakah seseorang dapat menerima atau
menolak terhadap rangsangan sesuatu objek.
2.0 Fokus Kajian
Melalui analisa secara pemerhatian oleh semua pensyarah JRV, didapati masalah
ini berpunca daripada sikap pelajar tersebut. Melalui respon yang seringkali diterima
daripada pelajar yang datang lewat ialah :
a. Tidur lewat sebab siapkan tugasan yang diberikan.
b. Sibuk dengan event dan aktiviti luar
c.
Masalah bekalan air di kamsis
d. Mendapat maklumat yang salah (contoh:pensyarah berkursus/bercuti, kelas
dibatalkan)
Bagi pelajar yang menghadapi masalah dalam tugasan pula ialah:
a. Tidak memahami kehendak tugasan yang diberikan oleh pensyarah
[142]
b. Masa yang diberikan tidak mencukupi
c. Komputer mengalami kerosakan
d. Sumber rujukan terhad
e. Masalah sistem rangkaian di kampus yang sukar dicapai.
Manakala respon yang diterima daripada pelajar
terhadap peralatan yang dipinjam
ialah :
a. Alatan yang dipinjam telah rosak (tidak dimaklumkan kepada penyelia makmal
tentang status peralatan ketika dikeluarkan)
b. Kumpulan lain yang rosakkan
Lantaran itu, beberapa cadangan penyelesaian dikemukakan bagi mengatasi masalahmasalah tersebut.
3.0 Objektif
Tujuan kajian ini dijalankan adalah untuk:
a) Objektif Umum
i.
Untuk melahirkan satu produk PTSS yang seimbang dari segi jasmani,
emosi, rohani dan intelek selaras dengan Falsafah Pendidikan Negara
[143]
ii.
Untuk mewujudkan modal insan yang kompeten dari segi sahsiah dan nilai
diri.
b) Objektif Khusus
i.
Untuk mengubah sikap pelajar ke arah yang lebih positif
ii.
Untuk mempertingkatkan lagi kualiti diri pelajar JRV.
4.0 Kumpulan Sasaran
Semua pelajar Jabatan Rekabentuk dan Komunikasi Visual di Politeknik Tuanku
Syed Sirajuddin (semester 1,2,3,5 dan 6) seramai 200 orang.
5.0 Pelaksanaan Kajian
5.1 Tinjauan Masalah
Dalam pembangunan penyelidikan ini, tinjauan masalah dibuat berdasarkan
pemerhatian dan soal selidik yang dijalankan.
5.1.1 Pemerhatian
Penyelidik telah membuat pemerhatian ke atas sikap semua pelajar
JRV di dalam bilik kuliah yang berlangsung selama tiga bulan.
Pada peringkat awal pemerhatian, didapati tiada masalah yang
timbul, tetapi setelah seminggu pemerhatian dibuat, terdapat
[144]
segelintir pelajar yang mula mendatangkan masalah dari segi
kehadiran. Hasil daripada pemerhatian yang dijalankan didapati
bahawa pelajar lelaki lebih mendatangkan masalah berbanding
pelajar perempuan.
5.1.2 Soal Selidik
Borang soal selidik telah dibangunkan dan diedarkan kepada
semua pelajar di JRV untuk mendapatkan maklumbalas kajian.
Rekabentuk soal selidik yang dibangunkan berlatar belakang
penilaian sikap pelajar.
6.0 Tindakan yang dicadangkan
Setelah pengkaji mendapati terdapat masalah yang timbul maka beberapa
cadangan tindakan telah dibangunkan, antaranya ialah:
a. Mengenakan hukuman seperti naik turun tangga, ketuk ketampi, mencuci tandas
dan kawasan persekitaran jabatan.
b. Menjalankan kuiz mengejut di awal kelas (memberi markah 0 bagi pelajar yang
tidak hadir pada masa yang telah ditetapkan)
c. Pengajar mengubah gaya pengajaran dan pembelajaran di kuliah
d. Mengunci pintu bilik kuliah selepas 5 minit P&P dijalankan
e. Menetapkan 15minit sebelum kelas sebagai waktu wajib hadir kelas.
[145]
f. Mengeluarkan surat amaran kepada pelajar dan juga kepada waris bagi pelajar
yang tetap tidak menghantar tugasan tersebut.
g. Penolakan markah bagi setiap kelewatan hari penghantaran tugasan.
h. Bagi tugasan yang tidak mencapai tahap kriteria yang diberikan, pensyarah akan
membimbing terhadap pelajar tersebut dan meminta untuk dibuat semula di
samping pensyarah tersebut tidak akan mengesahkan tugasan yang belum
dibaiki.
i.
Bagi pelajar yang menghadapi masalah sikap yang sukar berubah perlu dirujuk
kepada kaunselor jabatan
j.
Mengemaskini borang pinjaman peralatan
k. Mengenakan denda kewangan terhadap pelajar yang tidak bertanggungjawab
terhadap peralatan.
7.0 Analisis Tinjauan Masalah
7.1 Analisis Pemerhatian
Berdasarkan pemerhatian yang dijalankan setelah tindakan dilaksanakan,
didapati pelajar mula datang awal sekurang-kurangnya 5 minit sebelum
waktu kuliah bermula.
Pelajar juga mula menghantar tugasan tepat pada masa yang ditetapkan
dan menunjukkan perubahan melalui tugasan yang dihasilkan.
Sikap tanggungjawab pelajar terhadap alatan yang dipinjam juga semakin
tinggi.
[146]
7.2 Analisis Soal Selidik
Bahagian A: Sikap Pelajar Ketika Menghadiri Kuliah
Bahagian B: Sikap Pelajar Terhadap Tugasan
Bahagian C: Sikap Pelajar Terhadap Peralatan
Analisis Sikap Pelajar
100
90
Peratus Bil. Pelajar
80
70
Sangat Tidak Setuju
60
Tidak Setuju
50
Setuju
40
Sangat Setuju
30
20
10
0
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S9
S10
Soalan
Rajah 1: Analisis Sikap Pelajar
Berdasarkan soalan kajian terdapat tiga bahagian soalan yang dibangunkan iaitu
Bahagian A: Sikap Pelajar Ketika Menghadiri Kuliah yang terdiri daripada 4 item (S1S4), Bahagian B: Sikap Pelajar Terhadap Tugasan mempunyai 4 item (S5-S8) dan
Bahagian C : Sikap Pelajar Terhadap Peralatan memiliki 2 item (S9-S10).
[147]
Dapatan kajian menunjukkan keseluruhan min bagi ketiga-tiga bahagian menunjukkan
peningkatan sikap pelajar ke arah perubahan positif. Namun, tindakan susulan perlu
diteruskan bagi memastikan sikap pelajar sentiasa konsisten.
8.0 Pelaksanaan Tindakan dan Pemerhatian
Kajian ini telah dijalankan selama tiga bulan. Berdasarkan tindakan yang dijalankan,
penyelidik bersetuju untuk meneruskan setiap tindakan tersebut bagi memastikan
disiplin pelajar sentiasa berada di tahap yang baik.
Hasil daripada tindakan tersebut, penyelidik dapati pelajar JRV semakin memiliki sikap
bertanggungjawab di dalam diri masing-masing.
9.0 Refleksi Kajian
Hasil daripada kajian yang dijalankan, didapati masalah sikap pelajar JRV dapat diatasi
dengan setiap tindakan yang telah dibincangkan.
Namun begitu, peranan semua
pensyarah amat penting bagi memastikan tindakan terus dilaksanakan bagi
memastikan tahap disiplin di kalangan pelajar JRV sentiasa cemerlang.
10.0 Cadangan Untuk Kajian Seterusnya
Beberapa cadangan telah dikenalpasti sewaktu kajian ini dijalankan untuk digunakan
pada kajian yang akan datang seperti :
[148]
a.
Memperketatkan lagi tindakan susualan seperti surat amaran kehadiran,
arahan
b.
tugasan dan borang penyerahan peralatan.
Kajian dibuat secara berperingkat dengan kadar masa yang lebih panjang
supaya hasil dapatan lebih baik.
c.
Setiap pensyarah perlu lebih tegas dan prihatin bagi setiap pelajarnya
agar masalah dapat dikenalpasti lebih awal.
d.
Pihak jabatan perlu memberi nilai tambah sistem sedia ada.
Rujukan
Peak, H. (1955). Attitudes and motivation, in Jones M (Ed.), Nebraska symposium on
motivation. Lincoln: Nebraska University.
Chaiken,S (1993). Psychology of Attitudes, Harcourt College Publisher.
Rogers, D. (1977). The Psychology of Englewood. Prentice Hall.
Siti Hawa Munji dan Maarof (1990). Pengantar Psikologi. Kuala Lumpur: Fajar Bakti.
[149]