Optimasi Parameter Proses Mesin 3D Printer Fused Deposition Modeling Terhadap Akurasi Dimensi Hasil Cetak Filamen Polypropylene (PP)

Ilham Habib Tamara, Dr. Eng. Herianto, S.T., M.Eng.

2019 | Skripsi | S1 TEKNIK INDUSTRI

3D printing merupakan salah satu metode proses manufaktur dengan cara melakukan penambahan material hingga terbentuk sebuah produk, atau juga biasa disebut dengan additive manufacturing. Proses manufaktur yang dilakukan secara layer by layer tersebut dapat digunakan untuk membuat produk dengan bentuk geometri yang rumit. Pembuatan produk dengan mesin 3D printer dapat menggunakan berbagai material, salah satunya adalah material food grade yang banyak diaplikasikan untuk bahan pembuatan peralatan produksi makanan, minuman, dan obat-obatan beserta wadahnya. Bahan food grade tersebut dipilih karena dapat melakukan kontak langsung dengan makanan tanpa mengontaminasinya. Kualitas hasil cetak pada mesin 3D printer Fused Deposition Modeling (FDM) sangat dipengaruhi oleh pengaturan parameter proses. Penelitian ini akan menganalisis pengaruh parameter layer height, infill density, build plate temperature, dan build plate adhesion type terhadap keakuratan dimensi spesimen hasil cetak mesin 3D printer FDM dengan filamen Polypropylene (PP) yang bersifat food grade. Pengaturan keempat parameter tersebut diharapkan dapat meminimalkan error dimensi spesimen. Analisis memnggunakan metode Taguchi digunakan untuk menentukan kombinasi parameter optimal untuk mendapatkan kombinasi parameter pada masing-masing dimensi X, Y, dan Z. Kemudian, nilai ketiga respon tersebut digabungkan dengan metode Grey Relational Analysis untuk kemudian dilakukan analisis Taguchi lagi untuk mendapatkan kombinasi parameter optimal untuk respon keakuratan dimensi keseluruhan. Hasil akhir menunjukkan bahwa akurasi dimensi keseluruhan terbaik didapatkan dengan pengaturan parameter layer height 0,2 mm, infill density 20%, build plate temperature 70oC, dan build plate adhesion type Raft. Build plate adhesion type merupakan satu-satunya parameter yang berpengaruh secara signifikan menurut hasil ANOVA untuk respon akurasi dimensi keseluruhan. Pengaturan parameter optimum yang dihasilkan pada penelitian ini dapat diaplikasikan untuk proses pencetakan filamen PP pada mesin 3D printer jenis Fused Deposition Modeling tipe Delta untuk mendapatkan objek cetak dengan keakuratan dimensi optimum.

3D printing is one of manufacturing processes method by adding material to a product, known as additive manufacturing. The manufacturing process is done with layer by layer method that can be used to make products with complicated geometric shapes. Making products with a 3D printer machine can use a variety of materials, one of which is a food grade material that is widely applied to the manufacture of food, beverages, and medicines production equipment and containers. The food grade material was chosen because it can come in direct contact with food without contaminating it. The quality of the printed objects on the Fused Deposition Modeling (FDM) 3D printer machine is largely determined by process parameter setting. This study will analyze the influence of layer height, infill density, build plate temperature, and build plate adhesion type parameters on the dimensional accuracy of the printed specimens from FDM 3D printer machine with Polypropylene (PP) filaments, one of the food grade materials. Parameter settings obtained from this study is expected to be able to minimize specimen dimensional errors. The analysis using the Taguchi method is used to determine the optimal combination of parameters in each dimension X, Y and Z. Then, the response value is combined with the Grey Relational Analysis method and Taguchi analysis again to obtain the optimal parameter combination for the response of overall dimensional accuracy. The final results show that the best overall dimensional accuracy is obtained by 0.2 mm layer height, 20% infill density, 70oC build plate temperature, and Raft build plate adhesion type. Build adhesion type plate is the only parameter that has a significant effect according to ANOVA results for overall dimensional accuracy response. The optimum parameter settings generated in this study can be applied to the printing process of PP filaments on Delta type Fused Deposition Modeling 3D printer to obtain printed objects with optimum dimensional accuracy.

Kata Kunci : 3D printing, Fused Deposition Modeling (FDM), Polypropylene (PP), parameter proses, akurasi dimensi, Taguchi, Grey Relational Analysis