Optimasi Parameter Proses Ekstrusi Terhadap Akurasi Dimensi Filamen Berbahan Bioplastik

Abstract

Perkembangan industri saat ini telah meningkatkan permintaan akan teknologi manufaktur. Oleh karena itu, untuk memenuhi permintaan pasar, produk dengan tingkat akurasi dan presisi yang tinggi diperlukan. Dalam praktiknya, pembuatan produk dengan menggunakan teknik prototyping yang melibatkan penambahan material umum disebut additive manufacturing (AM), dan sangat populer di industri manufaktur teknologi ini banyak digunakan dikarenakan pengoperasian yang mudah, dan menggunakan filamen sebagai materialnya. Harga filamen yang digunakan untuk mencetak model masih relatif mahal dengan kisaran 20 – 30$ per 1 kg gulungan PLA di pasaran global. Selain filamen berstandar PLA yang memiliki harga begitu tinggi, adapun salah satu contoh filamen berbahan campuran logam dengan harga yang tidak kalah tinggi dengan berbahan standar PLA yakni PLA-titanium dengan kisaran harga 832$ per 0,5 kg gulungan. Harga ini relatif sangat tinggi karena proses produksi dan penjualan filamen dianggap sebagai sebuah bisnis yang sangat menguntungkan. Karena dari sifat dan keberadaan filamen yang semakin mahal dan langka, pada penelitian ini menggunakan campuran material biodegradable kedelai dan biji plastik LDPE untuk proses pembuatan filamen pada mesin extruder. Dengan begitu, percobaan kali ini akan berfokus pada keseragaman diameter filamen, pengujian biodegradasi dan pengujian tarik hingga mendapatkan variasi parameter yang sesuai dengan menggunakan metode Faktorial. Tujuan dari penelitian ini yaitu mengetahui pengaruh variasi parameter pembuatan filamen campuran bioplastik-LDPE pada produk hasil filamen dan menemukan variasi parameter optimal terhadap keakuratan dimensi dan nilai biodegradsi filamen pada mesin ekstrusi. Pelaksanaan penelitian ini dilakukan di Laboratorium Perancangan Mekanik Fakultas Teknik Universitas Jember. Penelitian ini mengambil data nilai diameter filamen dan biodegradasi dengan mengaplikasikan analisis metode Faktorial berdasarkan matriks orthogonal L9 (32) dengan 3 kali replikasi dalam setiap kombinasi. Dari eksperimen yang telah dilakukan menyatakan bahwa level optimum dari masing-masing parameter keakuratan dimensi berada pada temperatur barel level 3 yaitu 175oC, dan Kecepatan penggulungan bahan level 3 yaitu 3,02m/s untuk level optimum pada biodegradasi terletak pada temperatur barel level 1 sebesar 155oC dan kecepatan penggulungan level 1 sebesar 2,59mm/s. Untul level optimum pada uji tarik terletak pada temperatur barel 175oC dan kecepatan penggulungan 2,70mm/s. Untuk parameter yang berpengaruh signifikan terhadap keakuratan dimensi yaitu temperatur barel dan kecepatan penggulungan, sedangkan parameter yang berpengaruh signifikan terhadap biodegradasi yaitu temperatur barel, untuk uji tarik parameter tidak berpengaruh signifikan