Optimasi Parameter Proses Terhadap Tingkat Transparansi Objek Cetak Pada Mesin 3D Printing FDM Menggunakan Filament Transparant

PRISTIANSYAH, Dr. Eng. Herianto, S.T., M. Eng

2018 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Teknologi 3D Printing dengan teknik Fused Deposition Modelling (FDM) yang menggunakan material filament sebagai pembentuk objek cetak 3 Dimensi telah berkembang secara intensif. Namun, setting default parameter proses pencetakan yang disediakan oleh produsen dalam beberapa kasus, terutama produsen filament tidak menjamin kualitas karena ada beberapa parameter proses yang perlu dipertimbangkan. Seiring berkembangnya zaman dan teknologi, filament 3D Printing FDM ini terus dikembangkan oleh para produsen, salah satunya adalah filament transparant. Pengembangan dari proses pencetakan pada mesin 3D Printing FDM untuk filament transparant ini masih terbilang cukup baru, padahal kebutuhan akan objek yang transparant cukup banyak. Maka penelitian ini dilakukan untuk menemukan parameter yang optimum pada proses pencetakan objek transparant menggunakan jenis filament transparant dimesin 3D Printing FDM. Metode yang digunakan untuk mengetahui setting parameter optimum selama proses cetak terhadap tingkat tranparansi objek cetak adalah metode Taguchi L9 33 dan L27 34 dengan output nilai selisih Lux (Delta Lux) dari hasil pencahayaan lampu LED. Material filament yang digunakan adalah Transparent PETG dan T Glase clear sebagai pembanding dengan menggunakan parameter optimal hasil dari penelitian. Objek cetak yang akan diukur tingkat transparansinya berbentuk lensa dengan diameter 35 mm dan tebal 2 mm. Proses pengoptimasian dilakukan dua tahap, tahap pertama menggunakan Taguchi L9 33 dengan parameter suhu nozzle (230 derajat celcius, 240 derajat celcius, 250 derajat celcius), tebal layer (0,1 mm, 0,2 mm, 0,3 mm), kecepatan cetak (5 mm/s, 10 mm/s, 15 mm/s). Hasil yang didapat dari tahap pertama dilakukan pengoptimasian kembali menggunakan Taguchi L27 34 dengan parameter suhu nozzle (230 derajat celcius, 235 derajat celcius, 240 derajat celcius), suhu bed (60 derajat celcius, 65 derajat celcius, 70 derajat celcius), tebal layer (0,08 mm, 0,1 mm, 0,15 mm), kecepatan cetak (9 mm/s, 10 mm/s, 11 mm/s). Data dari setiap parameter yang diuji dan nilai rata-rata pengukuran tingkat transparansi objek cetak akan dioleh oleh software statistik Minitab 17 dan dianalisis hasilnya. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa setting parameter yang optimal untuk menghasilkan nilai Delta Lux yang kecil (transparansi optimal) dengan menggunakan filament Transparent PETG adalah suhu nozzle 230 derajat celcius, suhu bed 65 derajat celcius, tebal layer 0,1 mm dan kecepatan cetak 10 mm/s. Sebagai filament pembanding, hasil dari pencetakan Transparent PETG mempunyai nilai Delta Lux yang lebih baik dibandingkan dengan T Glase clear, yaitu 9,333 Lux untuk Transparent PETG dan 22 Lux untuk T Glase clear.

3D Printing Technology with Fused Deposition Modeling (FDM) technique that uses filament material as the object of 3 Dimensional Printing has developed intensively. However, the default setting of the printing process parameters provided by the manufacturer in some cases, especially the filament manufacturer does not guarantee quality because there are several process parameters to consider. Along with the development of era and technology, filament 3D Printing FDM is continuously developed by the producers, one of which is transparent filament. The development of the printing process in the 3D Printing FDM engine for transparent filament is still fairly new, whereas the need for transparent objects is quite a lot. So this research is done to find the optimum parameter on transparant object printing process using transparent filament type in 3D Printing FDM machine. The method used to determine the optimum parameter settings during print process against the transparency level of the print object is Taguchi L9 33 and L27 34 with the output value of Lux difference (Delta Lux) from the result of LED lighting. The filament material used is Transparent PETG and T Glase clear as comparison by using optimum parameter result from research. The printed object to be measured transparency level is a lens with diameter 35 mm and 2 mm thick. The optimization process is done in two stages, the first step is using Taguchi L9 33 with nozzle temperature parameter (230 degrees celcius, 240 degrees celcius, 250 degrees celcius), layer thickness (0.1mm, 0.2 mm, 0.3 mm), print speed (5 mm/s, 10 mm/ s, 15 mm/s). The results obtained from the first stage were re-optimized using Taguchi L27 34 with nozzle temperature parameters (230 degrees celcius, 235 degrees celcius, 240 degrees celcius), bed temperature (60 degrees celcius, 65 degrees celcius, 70 degrees celcius), layer thickness (0.08 mm, 0.1 mm, 0.15 mm), print speed (9 mm/s, 10 mm/s, 11 mm/s). The data of each parameter tested and the average value of the measurement of the transparency level of the printed object will be obtained by the Minitab 17 statistical software and analyzed the results. The results of this study indicate that the optimal parameter setting to produce a small Delta Lux value (optimal transparency) using Transparent PETG filament is 230 degrees celcius, nozzle temperature, bed temperature 65 degrees celcius, 0.1 mm layer thickness and 10 mm/s print speed. As a comparative filament, the result of Transparent PETG printing has a better Delta Lux value compared with clear Glase T, which is 9.333 Lux for Transparent PETG and 22 Lux for T Glase clear.

Kata Kunci : 3D Printing, FDM, Optimasi Setting Parameter, Taguchi, Transparansi