Optimasi Parameter Proses 3D Printer Untuk Memperoleh Galat Dimensi Terkecil dan Kuat Tarik Tertinggi Pada Part Berbahan Baku Polylactic Acid (PLA) Menggunakan Metode 2k Factorial Design

NUR ARI KUNCORO , Ir Alva Edy Tontowi, S.T., M.Sc., Ph.D

2016 | Skripsi | S1 TEKNIK INDUSTRI

Teknologi mesin 3D printer berbasis FDM banyak difungsikan untuk proses prototyping suatu produk. Namun semakin berkembangnya teknologi, fungsi dari mesin 3D printer tidak lagi untuk kepentingan prototyping tetapi juga untuk menciptakan produk fungsional. Sehingga dibutuhkan pengaturan parameter proses mesin 3D printer yang tepat untuk mendapatkan kualitas produk terbaik. Karakteristik material yang kuat dan ukuran dimensi part yang akurat merupakan salah satu indikator kualitas produk yang baik. Pengaturan parameter proses yang tepat dapat dilakukan dengan metode optimasi. Mesin printer 3D yang digunakan dalam penelitian ini adalah mesin Wanhao Duplicator 5S Mini. Material yang digunakan untuk membuat spesimen adalah filamen Polylactic Acid (PLA) bermerk ESUN warna putih. Parameter proses mesin printer 3D yang digunakan yaitu layer thickness dengan rentang nilai 0.05mm hingga 0.15mm, temperature dengan rentang 1950C hingga 2050C dan build angle dengan rentang -450 hingga 600. Desain spesimen yang akan diprint menggunakan standar uji tarik ASTM D-638. Variabel respon yang dipilih yaitu galat dimensi dan kuat tarik. Pencarian kombinasi parameter proses optimal menggunakan metode statistik 2k Factorial Design. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa untuk mendapatkan galat dimensi part terkecil terdapat pada kombinasi parameter layer thickness sebesar 0,079mm, temperature sebesar 195, dan build angle -45. Sedangkan untuk mendapatkan kuat tarik part tertinggi terdapat pada kombinasi parameter layer thickness sebesar 0,15mm, temperature sebesar 195, dan build angle -45. Untuk mendapatkan galat dimensi part terkecil dan kuat tarik part tertinggi terdapat pada kombinasi parameter layer thickness sebesar 0,079mm, temperature sebesar 195, dan build angle -45.

3D printer based FDM technology is very useful for product prototyping. The development of technology has changed the function of the 3D printer. 3D printer is not only for product prototyping but also to create functional product. Therefore it takes a parameter setting right 3D printer to get the best product quality. Strong material and dimensions accurate of part is one indicator of good product quality. Setting process parameter to get the best quality product can be achieved by optimization. 3D printer used for this research is Wanhao Duplicator 5S Mini. The type of material used to make the specimen is white filament polylactic acid (PLA) with the brand ESUN. Process parameter used are layer thickness with a value range 0.05mm to 0.15mm, temperature with a value range 1950C to 2050C and build angle with a value range -450 to 600. Specimen design refers to standard international tensile test ASTM D638. The selected variables are dimension error and tensile strength. Optimization method to get the best combination parameter is 2k factorial design. The result of this research show that getting smallest error dimension can be achieved from combination layer thickness 0.079mm, temperature 195 and build angle -45. Getting just for highest tensile strength can be achieved from combination layer thickness 0.15mm, temperature 195 and build angle -45. Getting smallest error dimension and highest tensile strength can be achieved from combination layer thickness 0.079mm, temperature 195 and build angle -45.

Kata Kunci : FDM, 3D Printer, 2k Factorial Design, filament PLA, layer thickness, temperature, build angle, error dimension, tensile strength