Analisis Pengaruh Parameter Proses Ekstrusi Filamen 3D Printing Berbahan Campuran PLA dan Titanium

Abstract

Teknologi Additive Manufacturing merupakan perwujudan dari berbagai struktur yang bisa didapat dari pembuatan suatu benda 3 dimensi dan telah banyak diterapkan diberbagai aspek kehidupan, mulai dari kesehatan, kontruksi, prototype, maupun mekanik. Adapun teknologi dari Additive Manufacturing yaitu Fused Deposition Modeling 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 biji Polylactic Acid (PLA) dan serbuk titanium untuk proses pembuatan filamen pada mesin extruder. Dengan begitu, percobaan kali ini akan berfokus pada keseragaman diameter filamen dan pengujian tarik filamen tunggal hingga mendapatkan variasi parameter yang sesuai dengan menggunakan metode Taguchi. Tujuan dari penelitian ini yaitu mengetahui pengaruh variasi parameter pembuatan filamen campuran PLA dan titanum pada produk hasil filamen dan menemukan variasi parameter optimal terhadap keakuratan dimensi dan kekuatan tarik filamen pada mesin ekstrusi. Pelaksanaan penelitian ini dilakukan di Laboratorium Perancangan Mekanik Fakultas Teknik Universitas Jember dan pengujian filamen dilakukan di Laboratorium Fisika Fakultas MIPA Universitas Jember. Penelitian dilakukan pada bulan Maret 2022 – Juni 2022. Penelitian ini mengambil data nilai diameter filamen dan kekuatan tarik dengan mengaplikasikan analisis metode taguchi berdasarkan matriks orthogonal L4 (23 ) dengan 5 kali replikasi dalam setiap kombinasi. Dari eksperimen yang telah dilakukan menyatakan bahwa level optimum dari masing-masing parameter keakuratan dimensi berada pada temperatur level 1 yaitu 95oC, komposisi level 2 yaitu 30g/10g, dan kecepatan roller level 1 yaitu 2,70 mm/s. untuk level optimum pada keakuratan dimensi terletak pada temperatur level 2 sebesar 100oC, komposisi level 2 sebesar 30g/10g, dan kecepatan roller sebesar 3,02 mm/s. Untuk parameter yang berpengaruh signifikan terhadap keakuratan dimensi yaitu temperatur dan kecepatan roller sedangkan parameter yang berpengaruh signifikan terhadap kekuatan tarik filamen yaitu temperatur dan komposisi bahan.