OPTIMASI PARAMETER PROSES 3D PRINTER UNTUK MEMPEROLEH GALAT DIMENSI TERKECIL DAN KUAT TARIK TERTINGGI PADA PART BERBAHAN BAKU POLYLACTIC ACID (PLA)

Lutfi Ramdani , Prof. Ir. Alva Edy Tantowi, M.Sc., Ph.D., IPM., ASEAN Eng

2015 | Skripsi | S1 TEKNIK INDUSTRI

Teknologi 3D printer berbasis FDM sudah berkembang pesat dan bahkan penggunaanya bukan lagi hanya untuk membuat prototype tapi juga untuk produk fungsional. Oleh karena itu, dibutuhkan informasi mengenai karakteristik mekanik terutama kuat tarik produk hasil cetak 3D printer. Selain karakteristik mekanik, produk fungsional juga membutuhkan akurasi dimensi yang baik sesuai dengan model digital. Namun, dimensi dan kuat tarik part hasil cetak 3D printer sangat dipengaruhi oleh parameter proses, sehingga diperlukan juga optimasi parameter proses untuk untuk mendapatkan akurasi dimensi dan kuat tarik yang maksimal. Pada penelitian ini, mesin 3D printer yang digunakan adalah Wanhao Duplicator 5S Mini. Material yang digunakan untuk mencetak spesimen adalah filamen Polylactic Acid (PLA) warna putih yang bermerek ESUN. Spesimen yang digunakan untuk pengukuran dimensi dan uji kuat tarik mengikuti ASTM D638 Type IV. Untuk optimasi parameter proses, metode yang digunakan adalah metode Response Surface. Faktor/variabel bebas yang dipilih pada penelitian ini berdasarkan tinjauan pustaka dan pra eksperimen adalah layer thickness dengan rentang 0,05; 0,1; dan 0,15, temperature dengan rentang 195°C; 200 °C; dan 205°C, serta build angle dengan rentang -45°, 0° dan 60°. Sedangkan variabel respon yang dipilih yaitu galat dimensi (panjang, lebar, tebal, dan lebar narrow) dan kuat tarik spesimen. Setelah dilakukan pengukuran dan pengujian tarik spesimen, kemudian dilakukan pengolahan data. Melalui pengolahan data, ditemukan bahwa model yang cocok menggambarkan hubungan antara variabel bebas dan variabel responnya adalah persamaan quadratic dan juga melalui pengolahan data tersebut ditemukan : 1) Nilai parameter yang optimal untuk keseluruhan respon adalah layer thickness 0,08 mm, temperature 203°C, dan build angle -48,7°; 2) Nilai parameter yang optimal hanya untuk respon galat dimensi adalah layer thickness 0,04 mm, temperature 201°C, dan build angle -80,6°; dan 3) Nilai parameter yang optimal hanya untuk respon kuat tarik adalah layer thickness 0,09 mm, temperature 200°C, dan build angle 45,1°. Setelah ditemukan nilai parameter optimal, kemudian dilakukan uji validasi dengan membuat ulang spesimen sesuai dengan nilai parameter optimal yang didapatkan. Melalui uji validasi ini, didapatkan kesimpulan menolak H0 yang artinya memiliki perbedaan secara nyata, yaitu: 1) Pada optimasi keseluruhan respon: a) Pada default setting, yaitu galat panjang, tebal, dan lebar narrow, b) Pada CAD, yaitu galat lebar narrow , dan c) Pada prediksi, yaitu galat tebal; 2) Pada optimasi hanya respon galat dimensi: a) Pada default setting, yaitu galat panjang dan tebal, b) Pada CAD dan prediksi, yaitu galat lebar narrow; 3) Pada optimasi hanya respon kuat tarik pada default setting dan filamen.

Kata Kunci : 3D printer, FDM, filamen PLA, parameter proses, layer height, temperature, build angle, metode Response Surface