Fabrikasi Remotely Operated Vehicle dari Material ABS dengan Additive Manufacturing: Optimasi Kekuatan Mekanis dan Analisis Morfologi

Abstract

Operated Vehicle (ROV) merupakan robot bawah air yang body nya harus memiliki kekuatan mekanis dan ketahanan air yang memadai untuk menahan beban tumbukan serta tekanan hidrostatik selama beroperasi. Material Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) dipilih karena tingkat penyerapan airnya rendah (kurang dari 1%), biaya produksi relatif murah, dan mudah difabrikasi melalui metode Fused Deposition Modeling (FDM). Penelitian ini bertujuan menganalisis pengaruh parameter infill density, infill pattern, layer thickness, dan wall perimeter terhadap sifat mekanis (kekuatan tekan, tarik, dan impak), water absorption, serta struktur mikro hasil cetak, sekaligus menentukan kombinasi parameter yang optimal. Metode yang digunakan adalah eksperimen dengan rancangan Taguchi matriks ortogonal L9 (3⁴) yang terdiri atas empat faktor dan tiga level. Pengujian mengacu pada standar ASTM D695-15 (tekan), ASTM D638 (tarik), ASTM D6110 (impak metode Charpy), dan ASTM D570-98 (water absorption dengan larutan garam 3,47% untuk menyerupai kondisi air laut), sedangkan morfologi patahan dianalisis menggunakan mikroskop digital dan Scanning Electron Microscopy (SEM). Data diolah melalui analisis rasio Signal-to Noise (S/N), ANOVA, uji F, dan persen kontribusi menggunakan perangkat lunak Minitab. Hasil penelitian menunjukkan bahwa infill density merupakan faktor paling dominan pada kekuatan tekan (56,14%), kekuatan tarik (58,25%), dan water absorption (55,44%), sedangkan infill pattern paling dominan pada kekuatan impak (51,44%). Nilai tertinggi yang diperoleh berupa kekuatan tekan 72,336 MPa, kekuatan tarik 24,410 MPa, kekuatan impak 14,52 kJ/m², dan water absorption terendah 0,23%. Analisis SEM memperlihatkan spesimen dengan kekuatan tarik tertinggi mengalami patah ulet (ductile) yang ditandai ridges dan plastic fibril, sedangkan spesimen terendah mengalami patah getas (brittle) akibat adanya void dan interlayer gap. Body ROV difabrikasi menggunakan kombinasi parameter optimal hasil pengujian impak karena ketahanan terhadap tumbukan menjadi aspek utama saat ROV beroperasi di bawah air.