Analisis Parameter Ekstrusi Filamen 3D Printer Berbahan Polylactid Acid dan Besi dengan Penguat Polypropylene

Abstract

Perkembangan industri teknologi semakin mengalami kemajuan. Salah satunya pada bidang manufaktur. Munculnya teknologi Additive Manufacturing merupakan salah satu wujud perkembangan teknologi pada bidang manufaktur. Salah satu jenis dari teknologi additive manufacturing adalah Fused Deposition Modeling yang menggunakan filamen sebagai bahan baku. Salah satu kelemahan dari Fused Deposition Modeling adalah harga filamen yang terbilang cukup tinggi. Harga dari filamen dengan bahan PLA murni sekitar 30 $, sedangkan untuk filamen PLA-Besi yaitu sekitar 35 $ per 0,5 kg. Hal ini dikarenakan tidak semua produsen filamen memproduksi filamen dengan bahan PLA dan besi. Dikarenakan harga filamen yang mahal maka penelitian ini dilakukan pembuatan filamen dengan bahan Polylactid Acid dan besi dengan penguat Polypropylene dengan menggunakan mesin filamen ekstruder. Fokus utama dari penelitian ini adalah diameter filamen hasil pencetakan dan nilai kekuatan tarik pada filamen sehingga mendapatkan parameter yang optimal dalam pembuatan filamen. Selain itu penelitian ini juga dilakukan untuk mengetahui biaya produksi dalam pembuatan filamen. Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium Perancangan Mekanik Fakultas Teknik Universitas Jember, sedangkan untuk pengujian tarik dilakukan di laboratorium Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jember Pada bulan Juni 2022 – Januari 2023. Parameter pada penelitian ini yaitu Suhu 165 ºC dan 185 ºC, Komposisi 10 g serbuk besi, 20 g Polylactid Acid, 5 g Polypropylene dan 10 g besi, 30 g Polylactid Acid, 7,5 g Polypropylene. Pengambilan data dilakukan dengan menggunakan metode Taguchi ortoghonal array L4(23 ), dengan 4 variasi, 3 parameter, dan 2 level. Setiap variasi dilakukan percobaan sebanyak 5 replikasi. Dari pelaksanaan penelitian yang telah dilakukan didapatkan parameter optimal terhadap nilai akurasi dimensi adalah suhu 185 ºC, komposisi serbuk besi 10 g, biji PLA 30 g, biji PP 7,5 g, kecepatan penggulung 2,67 mm/s. Sedangkan parameter terbaik untuk menghasilkan nilai akurasi dimensi terbaik adalah suhu 165 ºC, komposisi serbuk besi 10 g, biji PLA 20 g, biji PP 5 g, dan kecepatan penggulung 2,67 mm/s. Parameter yang berpengaruh signifikan terhadap nilai akurasi dimensi adalah suhu dengan persen kontribusi sebesar 60,64 %, Kecepatan penggulung dengan persen kontribusi 9,17 %, sedangkan untuk parameter komposisi tidak memiliki pengaruh yang signifikan adalah komposisi dengan persen kontribusi sebesar 0,52 %. Parameter yang berpengaruh signifikan dalam nilai kekuatan tarik adalah kecepatan penggulung dengan persen kontribusi sebesar 51,02 %, suhu dengan persen kontribusi sebesar 14,78 %, dan kecepatan penggulung dengan persen kontribusi sebesar 12,74 %.