Analisis Pengaruh Parameter Hasil 3D Printing Terhadap Kekerasan Material Campuran PLA-Kuningan

Abstract

Perkembangan teknologi pada dunia industri telah berkembang sangat pesat dan telah membawa semua orang pada era revolusi industri 4.0. Salah satunya dalam bidang manufaktur adanya potensi pengembangan teknologi tersebut menyebabkan permintaan konsumen semakin tinggi dan persaingan yang ketat. Untuk memenuhi permintaan konsumen, para produsen menggunakan suatu teknologi seperti rapid prototyping yang merupakan teknik menciptakan sebuah produk dengan membuat suatu desain menggunakan software CAD (Computer Aided Design) yang dilanjutkan dengan pencetakan produk menjadi bentuk model prototipe menggunakan mesin dengan system rapid prototyping. Dengan menggunakan 3D Printing, teknik additive manufacturing (AM) dapat digunakan untuk membuat berbagai macam struktur dan geometri kompleks dari hasil data model 3 dimensi. Fused Deposition Modelling (FDM) adalah salah satu teknik additive manufacturing yang paling populer di dunia saat ini karena mudah digunakan, tidak mahal, dan ramah lingkungan serta digunakan untuk produk-produk prototipe sebagai proses manufaktur dalam aplikasi industri. Salah satu material filamen yang berbahan dasar campuran PLA – kuningan juga memiliki harga yang relatif mahal yaitu berkisar $49,95 per roll dengan berat 500 gram. Penjualan filamen sendiri menjadi bisnis yang sangat menguntungkan dalam industri manufaktur. Dikarenakan material yang langka dan sedikitnya informasi tentang pembuatan spesimen uji kekerasan dengan filamen PLA-kuningan, pada penelitian ini dilakukan pencetakan dengan mesin 3D printing dengan tiga parameter yaitu nozzle temperature, layer height, dan print speed yang kemudian akan dicari variasi parameter mana yang memiliki nilai uji kekerasan yang paling optimal menggunakan metode Taguchi. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Perancangan Mekanik, Jurusan Teknik Universitas Jember. Waktu pelaksanaan penelitian ini dimulai pada bulan Oktober 2022 sampai bulan Mei 2023. Pada penelitian ini menggunakan metode Taguchi dengan desain matriks ortogonal 𝐿4(23 ) dengan total spesimen yang akan diuji 12 spesimen. Terdapat 3 faktor dan 2 level pada penelitian ini. Dari penelitian yang telah dilakukan didapatkan faktor yang paling berkontribusi terhadap kekerasan spesimen 3D printing adalah layer height dengan kontribusi sebesar 50,67%. Untuk kontribusi faktor lainnya print speed dan nozzle temperature adalah sebesar 18,64% dan 10,14%. Adapun kontribusi error yang terjadi adalah 20,56%. Kombinasi parameter yang dapat menghasilkan nilai kekerasan yang baik berdasarkan perhitungan menggunakan Metode Taguchi adalah menggunakan nozzle temperature 230°C, layer height 0.2 mm, dan print speed 40 mm/s.