ANALISA PENGARUH LAYER THICKNESS TERHADAP KEKUATAN
TARIK PRODUK CETAK 3 DIMENSI DENGAN METODE DLP
(DIGITAL LIGHT PROCESSING) BERBAHAN DENTAL MODEL RESIN
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Sarjana pada Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Semarang
Disusun Oleh:
MOH MILZAM ABDI MUTTAQIN
C2A018035
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SEMARANG
2022
PERNYATAAN KEASLIAN
Saya yang bertanda tangan dibawah ini:
Nama
: Moh Milzam Abdi Muttaqin
NIM
: C2A018035
Judul Skripsi : Analisa Pengaruh Layer Thickness Terhadap
Kekuatan
Tarik Produk Cetak 3 Dimensi dengan Metode DLP (Digital Light
Processing) Berbvahan Dental Model Resin.
Menyatakan dengan sebenarnya bahwa penulisan Skripsi ini berdasarkan
hasil penelitian, pemikiran dan pemaparan asli dari saya sendiri, baik untuk
naskah laporan maupun kegiatan programing yang tercantum sebagai
bagian dari Skripsi ini. Jika terdapat karya orang lain, saya akan
mencantumkan sumber yang jelas. Demikian pernyataan ini saya buat
dengan sesungguhnya dan apabila dikemudian hari terdapat penyimpangan
dan ketidak benaran dalam pernyataan ini, maka saya bersedia menerima
sanksi akademik berupa pencabutan gelar yang telah diperolehkarena karya
tulis ini serta sanksi lain sesuai dengan peraturan yang berlaku di
Universitas Muhammadiyah Semarang.
Demikian pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar tanpa paksaan dari
pihak manapun.
Semarang, 24 Januari 2023
Penulis,
Moh Milzam Abdi Muttaqin
NIM.C2A018035
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas Akhir Dengan Judul
“ANALISA PENGARUH LAYER THICKNESS TERHADAP
KEKUATAN TARIK PRODUK CETAK 3 DIMENSI DENGAN
METODE DLP (DIGITAL LIGHT PROCESSING) BERBAHAN
DENTAL MODEL RESIN.”
Disusun Oleh:
Moh Milzam Abdi Muttaqin
C2A018035
Telah diperiksa, disetujui dan disahkan pada
Hari/Tanggal:
Menyetujui
Pembimbing I
Pembimbing II
Dr.Dini Cahyandari,S.T.,M.T
Ir.Rubijanto JP, S.T., M.T
NIP. 19.7707.1620.0501.20.01
NIK. 28.6.1026.091
Koordinator KP/TA
M. Edy Pujianto S.T., M.T
NIK. 28.6.1026.486
iii
ABSTRAK
Dunia industri manufaktur terus berkembang dan menghasilkan alat–alat
yang mempermudah kehidupan bagi setiap manusia. Pada dasarnya manusia
masih memiliki kesalahan pada setiap proses pembuatan apapun itu, maka dari itu
diciptakan alat bantu untuk mengurangi kesalahan pada proses pembuatan. Untuk
mengantisipasi adanya cacat saat produksi massal maka dibuat terlebih dahulu
dalam wujud prototype untuk mengetahui dimensi, bentuk dan ergonomi.
kekasaran permukaan merupakan salah satu tolak ukur kualitas suatu produk
(benda kerja), sehingga perlu diketahui pengaruh parameter pemesinan untuk
mendapatkan nilai kekasaran permukaan yang baik.penelitian mengenai kekuatan
tarik produk cetak 3 dimensi dengan variasi ketebalan lapisan (layer thickness)
sangat perlu dilakukan untuk mendapatkan produk dengan kualitas yang terbaik.
Objek yang nantinya akan dicetak terlebih dahulu digambar menggunakan
aplikasi Autodesk fusion 360 dengan ukuran yang sesuai dengan standar ISO
527/2-5A kemudian disimpan dalam format stl. spesimen tersebut terdapat tiga
variasi layer thickness yang berbeda yaitu 0.050 mm, 0.080 mm dan 0.10 mm
hasil uji kekuatan tarik menunjukan bahwa layer thickness dengan persentase
0.050 mm memiliki rata-rata kekuatan tarik sebesar 26,194 Mpa, kemudian pada
penambahan persentase layer thickness 0.080 mm mengalami penurunan kekuatan
dengan nilai rata-rata 21,002 Mpa, dan pada persentase layer thickness 0.10 mm
kekuatan rata-rata kembali turun menjadi 17,953 Mpa.Semakin rendah layer
thickness yang digunakan maka kekuatan tariknya akan semakin baik dan sifat
mekanik produk cetak 3 dimensi akan semakin bagus.
Kata kunci: Layer thickness, Dental model resin, Digital Light Procesing.
iv
ABSTRACT
The world of the manufacturing industry continues to grow and produce
tools that make life easier for every human being. Basically humans still have
errors in any manufacturing process whatever it is, therefore tools were created to
reduce errors in the manufacturing process. To anticipate defects during mass
production, they are made first in the form of a prototype to determine
dimensions, shape and ergonomics. Surface roughness is one of the benchmarks
for the quality of a product (work piece), so it is necessary to know the effect of
machining parameters to obtain a good surface roughness value. Research on the
tensile strength of 3-dimensional printed products with variations in layer
thickness (coating thickness) really needs to be done to get products with the best
quality. The object that will be printed is first drawn using the Autodesk Fusion
360 application with the size according to the ISO 527/2-5A standard then saved
in stl format. In this specimen there are three different variations of layer
thickness, namely 0.050 mm, 0.080 mm and 0.10 mm. The results of the tensile
strength test showed that the layer thickness with a proportion of 0.050 mm has an
average tensile strength of 26.194 Mpa, then when the proportion of layer
thickness is 0.080 mm it decreases. strength with an average value of 21,002 Mpa,
and in the proportion of layer thickness of 0.10 mm the average strength again
decreased to 17,953 Mpa. The lower the thickness of the layer used, the better the
tensile strength and the mechanical properties of 3-dimensional printed products
will be better.
Keywords: Layer thickness, Dental model resin, Digital Light Processing.
v
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kepada Allah SWT, atas ridanya saya dapat
menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik, semoga bisa bermanfaat bagi diri saya
pribadi dan pembaca pada umumnya.
Tugas akhir ini dibuat sebagai pedoman dalam melakukan kegiatan
perkuliahan yang merupakan kegiatan penunjang mata kuliah tugas akhir pada
program studi teknik mesin universitas muhammadiyah semarang.
Dengan selesainya tugas akhir ini tidak terlepas dari dukungan dan
kerjasama yang baik dari banyak pihak secara langsung maupun tidak langsung
terlibat dalam penyusuna tugas akhir ini, Oleh karena itu, pada kesempatan ini
sudah selayaknya saya menyampaikan terima kasih kepada :
1. Prof.
Dr.
H.
Masrukhi,
M.pd.,
selaku
Rektor
Universitas
Muhammadiyah Semarang.
2. Dr. Dini Cahyandari, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing I yang
telah memberikan bimbingan, masukan- masukan serta pengarahan
kepada penulis dalam menyusun Tugas Akhir ini.
3. Dr. Ir. RM. Bagus Irawan, S.T., M.Si., IPM., selaku Dekan Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Semarang.
4. Muhammad Subri, S.T., MT., selaku Kaprodi Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah Semarang.
5. M. Edy Pujianto S.T., MT., selaku koordinator Tugas Akhir Teknik
Mesin Universitas Muhammadiyah Semarang.
6. Bapak Ropi’i dan Ibu Uswatun Khasanah serta keluarga yang telah
memberikan bantuan dukungan secara moral dan material serta doa
yang tak pernah berhenti dipanjatkan.
7. Eva Maulidhani Aulia yang telah menjadi support system dalam
mengerjakan Tugas Akhir ini sampai selesai.
8. Teman-teman seperjuangan Teknik Mesin angkatan 2018 yang tidak
dapat saya sebutkan satu per satu atas bantuan dan dukungannya.
vi
Penulis menyadari akan kekurangan dan keterbatasan pengetahuan yang
penulis miliki, sehingga tentu saja penyusunan tugas akhir ini jauh dari kata
sempurna, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari
semua pihak demi kemajuan penulis untuk masa yang akan datang.
Akhir kata, dengan selesainya Tugas Akhir ini berarti selesai pula masa
studi penulis di Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Semarang. Penulis
berharap semoga karya ini dapat bermanfaat atau menjadi referensi bagi yang
membutuhkan. Terima kasih.
Semarang, 24 Januari 2023
Yang Bertanda Tangan,
Moh Milzam Abdi Muttaqin
NIM C2A018035
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL................................................................................................ i
PERNYATAAN KEASLIAN ................................................................................. ii
HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................... iii
ABSTRAK ............................................................................................................. iv
ABSTRACT ............................................................................................................ v
KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi
DAFTAR ISI ........................................................................................................ viii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xi
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii
BAB 1 PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1
Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2
Batasan Masalah ....................................................................................... 3
1.3
Rumusan Masalah .................................................................................... 4
1.4
Tujuan Penelitian ...................................................................................... 4
1.5
Manfaat Penelitian .................................................................................... 4
1.6
Sistematika Penulisan ............................................................................... 5
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 6
2.1
Tinjauan Pustaka ...................................................................................... 6
2.2
Reverse Engineering ................................................................................. 7
2.3
Rapid Prototyping..................................................................................... 7
2.4
Percetakan Tiga Dimensi .......................................................................... 9
2.4.1
Definisi Percetakan Tiga Dimensi .................................................... 9
2.4.2
Prinsip Dasar Mesin 3D Printer ...................................................... 11
2.4.3
Cara Kerja Mesin Printer 3D........................................................... 11
viii
2.5
Jenis-jenis Mesin Printer 3D .................................................................. 12
2.5.1
Stereolithography (SLA) ................................................................. 12
2.5.2
Fused Deposition Modeling (FDM) ................................................ 13
2.5.3
Selective Laser Sintering (SLS) ...................................................... 15
2.5.4
Laminated object manufacturing (LOM) ........................................ 17
2.5.5
Digital Light Processing (DLP) ...................................................... 17
2.6
Computer Aided Design ......................................................................... 19
2.7
Resin Akrilik .......................................................................................... 19
2.7.1
Klasifikasi Resin ............................................................................. 20
2.8
Aplikasi Software Autodesk Fusion 360 ................................................ 21
2.9
File STL .................................................................................................. 21
2.10
Uji Kekuatan Tarik ............................................................................. 22
2.10.1
Tegangan ......................................................................................... 22
2.10.2
Regangan ......................................................................................... 22
2.10.3
Modulus Elastisitas ......................................................................... 23
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN................................................................ 25
3.1
Diagram Alir Penelitian .......................................................................... 25
3.2
Prosedur Penelitian ................................................................................. 26
3.3
Alat dan Bahan ....................................................................................... 26
3.3.1
Alat Penelitian ................................................................................. 26
3.3.2
Bahan Penelitian.............................................................................. 31
3.4
Metode Penelitian ................................................................................... 33
3.5
Tahapan Penelitian ................................................................................. 33
3.5.1
Pembuatan Desain CAD ................................................................. 33
3.5.2
Slicing dan Pengaturan Layer Thickness ......................................... 34
3.6
Proses Printing ....................................................................................... 37
ix
3.7
Pengujian Kekuatan Tarik ...................................................................... 38
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 39
4.1
Hasil Percetakan ..................................................................................... 39
4.2
Hasil Pengujian Kekuatan Tarik ............................................................. 39
4.2.1
Pembahasan Pengujian Kekuatan Tarik .......................................... 42
BAB 5 KESIMPULAN SARAN .......................................................................... 45
5.1
Kesimpulan ............................................................................................. 45
5.2
Saran ....................................................................................................... 45
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 46
LAMPIRAN .......................................................................................................... 46
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Proses SLA ........................................................................................ 13
Gambar 2.2 Fused Deposition Modeling (FDM) .................................................. 15
Gambar 2.3 Selective Laser Sintering (SLS) ........................................................ 16
Gambar 2.4 Laminated object manufacturing (LOM) .......................................... 17
Gambar 2.5 Digital Light Processing (DLP) ........................................................ 18
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian .................................................................... 25
Gambar 3.2 Mesin Cetak 3D Printer DLP ............................................................ 27
Gambar 3.3 Laptop Lenovo Ideapad 110 ............................................................. 28
Gambar 3.4 Aplikasi Autodesk Fusion 360 .......................................................... 28
Gambar 3.5 Aplikasi Photon Mono ...................................................................... 29
Gambar 3.6 Wadah Polymer ................................................................................. 29
Gambar 3.7 Bed Pada Mesin 3D Printer DLP ...................................................... 30
Gambar 3.8 Flash Disk .......................................................................................... 31
Gambar 3.9 Mesin Uji Tarik ................................................................................. 31
Gambar 3.10 Resin ................................................................................................ 32
Gambar 3.11 Isopropyl alcohol (IPA) .................................................................. 32
Gambar 3.12 Desain CAD Spesimen .................................................................... 33
Gambar 3.13 ISO 527/2-5A .................................................................................. 34
Gambar 3.14 Pengaturan Polymer ........................................................................ 34
Gambar 3.15 Pengaturan Jumlah Sspesimen ........................................................ 35
Gambar 3.16 Pengaturan layer thickness .............................................................. 35
Gambar 3.17 Pengaturan Support ......................................................................... 36
Gambar 3.18 Pengaturan Slicing ........................................................................... 36
Gambar 3.19 Proses Printing spesimen ................................................................ 37
Gambar 3.20 Hasil Percetakan .............................................................................. 37
Gambar 4.1 Spesimen Uji Tarik............................................................................ 39
Gambar 4.2 Hasil Pengujian Tarik ........................................................................ 40
Gambar 4.3 Grafik Nilai Kekuatan Uji Tarik ....................................................... 42
Gambar 4.4 Grafik Nilai Regangan Uji Tarik ....................................................... 43
Gambar 4.5 Grafik Nilai Modulus Elastisitas ....................................................... 43
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Spesifikasi Laptop ................................................................................. 27
Tabel 4.1 Data hasil pengujian kekuatan tarik ...................................................... 40
xii
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Dunia industri manufaktur terus berkembang dan menghasilkan alat–alat
yang mempermudah kehidupan bagi setiap manusia. Pada dasarnya manusia
masih memiliki kesalahan pada setiap proses pembuatan apapun itu, maka dari itu
diciptakan alat bantu untuk mengurangi kesalahan pada prosses pembuatan. Untuk
mengantisipasi adanya cacat saat produksi massal maka dibuat terlebih dahulu
dalam wujud prototype untuk mengetahui dimensi, bentuk dan ergonomi. Kini
pembuatan prototype salah satunya dapat dilakukan dengan metode Additive
manufactirung (AM) dengan salah satu mesin kerjanya Digital Light Processing
(DLP).
Additive
Manufacturing
merupakan
sebutan
global
dari
teknologi
berdasarkan representasi geometri dalam membentuk benda fisik dengan metode
menambahkan material secara terus menerus (Taufik, Herianto, and Herliansyah
2017). Additive manufacturing merupakan teknik membuat benda solid tiga
dimensi yang berdasarkan model digital CAD. Teknik additive manufacturing
sendiri telah menarik banyak minat dimulai dari industri sampai kalangan
akademik sebagai bahan penelitian karena dapat memberikan solusi dibidang
produksi untuk menyederhanakan produk-produk dengan desain yang rumit
sampai dengan mengurangi lead time tanpa meninggalkan kualitas cetakannya.
Sampai saat ini perkembangan sistem additive manufacturing sudah banyak
tersedia dan dapat digunakan sesuai kebutuhan seperti fused deposition modeling
(FDM), stereolithography apparatus (SLA), continuous liquid interface
production (CLIP), digital light processing (DLP), selective laser sintering (SLS)
dan lain sebagainya. Single part merupakan produk yang sangat dibutuhkan, yaitu
hanya memerlukan sedikit produk yang digunakan dan sifatnya custom design.
Custom design inilah yang hanya bisa dicetak menggunakan mesin 3D printer
(Andik Aris dkk, 2018).
1
Pembuatan produk model pertama atau prototype dinamakan prototyping.
Prototyping sangat penting karena merupakan makna terakhir dalam verifikasi
bentuk, kesesuaian, dan fungsi produk. Sebuah produk yang akan di produksi
secara masal memerlukan prototype awal sebagai penilai apakah desain produk
telah sesuai dengan yang diinginkan dan siap untuk di produksi masal atau tidak.
Dengan adanya Prototyping, maka akan sangat membantu proses produksi dan
harga investasi yang digunakan. Rapid prototyping atau layered manufacturing
adalah proses fabrikasi suatu produk dengan layer by layer, atau penambahan raw
material berturut-turut pada layer hingga terbentuk produk yang sesuai dengan
model (Kiswanto et al. 2010)
Penggunaan mesin cetak 3 dimensi di Indonesia mulai disoroti karena
memiliki keunggulan antara lain mempermudah manusia dalam membuat
prototype, hal ini merupakan sebuah inovasi baru yang dapat di kembangkan pada
dunia industri manufaktur. Saat ini teknologi rapid prototyping banyak digunakan
dalam pembuatan prototype (Priyanto, 2005). Digital Light Processing (DLP)
adalah salah satu mesin cetak 3 dimensi yang banyak digunakan dengan resin
sebagai materialnya.
Menurut Sugiantoro dkk., (2014), kualitas barang produksi yang dianggap
baik biasanya ditandai dengan kualitas permukaan komponen yang baik.
Kekasaran permukaan objek mempengaruhi estetika produk, performa dan
mencerminkan build quality yang baik. Sehingga perlu dilakukan penelitian yang
membahas tentang parameter pada saat proses pembuatan produk cetak 3 dimensi.
Penelitian yang dilakukan berupa mencari parameter yang paling optimal dengan
melakukan perbandingan antara variasi yang terdapat dalam proses percetakan 3
dimensi.
Menurut (Seprianto 2013), kekasaran permukaan merupakan salah satu
tolak ukur kualitas suatu produk (benda kerja), sehingga perlu diketahui pengaruh
parameter pemesinan untuk mendapatkan nilai kekasaran permukaan yang baik.
Tingkat kekasaran permukaan yang buruk pada hasil cetakan dapat menimbulkan
berbagai macam masalah seperti keausan dan menimbulkan retak. Oleh karena
itu, kekasaran permukaan menjadi faktor yang penting.
2
Digital Light Processing (DLP) dalam prosesnya yaitu dengan memadatkan
cairan resin melalui proyeksi sinar UV dengan panjang gelombang 363-420 nm
yang akan membentuk pola sendiri dari objek yang akan dicetak. Keberhasilan
suatu proses percetakan 3 dimensi sangat tergantung pada pemilihan parameter
yang tepat dan sesuai, pengaruh parameter proses layer thickness pada pencetakan
spesimen uji merupakan faktor utama penyebab dilakukannya penelitian ini.
Penentuan parameter proses yang sangat menantang karena perbedaan spesifikasi
percetakan yang satu dengan yang lainnya tentunya akan mempengaruhi
kombinasi parameter yang optimal.
Dari pemaparan diatas maka penelitian mengenai kekuatan tarik produk
cetak 3 dimensi dengan variasi ketebalan lapisan (layer thickness) sangat perlu
dilakukan untuk mendapatkan produk dengan kualitas yang terbaik. Penelitian ini
membahas dan menganalisa sifat kekuatan tarik produk cetak 3 dimensi dengan
prinsip DLP berdasarkan parameter proses layer thickness. Hasil dari penelitian
ini nantinya diharapkan dapat dijadikan acuan serta perbandingan dalam
pembuatan produk cetak tiga dimensi menggunakan printer dengan metode DLP.
1.2
Batasan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan diatas,
dilakukanlah pembatasan masalah pada penilitian ini agar penilitian tidak
menyimpang dari permasalahan yang diteliti. Maka dari itu batasan masalah
penelitian ini antara lain :
1. Pembuatan spesimen menggunakan mesin 3D Printing dengan merk
Annycubic Photon Mono dan software pencetakan yang digunakan
adalah Annycubic Photon Mono Workshop.
2. Pengujian yang dilakukan adalah uji kekuatan tarik spesimen yang
menggunakan bahan Dental model resin.
3. Spesimen yang dibuat dengan 3D printing dicetak menggunakan variasi
layer thickness 0.050 mm, 0.080 mm, dan 0.10 mm.
3
1.3
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang dan batasan masalah yang telah diuraikan diatas,
maka permasalahan yang akan diselesaikan dalam penelitian ini adalah :
1. Berapakah layer thickness yang optimal.
2. Bagaimana pengaruh layer thickness terhadap hasil dari produk cetak 3
dimensi.
3. Barapakah nilai kekuatan tarik produk cetak 3 dimensi pada metode
Digital Light Processing.
1.4
Tujuan Penelitian
Berdasarkan Rumusan masalah yang telah diuraikan diatas, maka tujuan
dari penelitian ini adalah :
1. Mengetahui layer thickness yang optimal.
2. Mengetahui pengaruh layer thickness terhadap hasil dari produk cetak 3
dimensi.
3. Mendapatkan nilai kekuatan tarik produk cetak 3 dimensi pada metode
Digital Light Processing.
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mengaplikasian ilmu yang di dapatkan peneliti kepada dunia industri,
khususnya pada bidang pembuatan benda kerja menggunakan 3D
Printing.
2. Dapat dijadikan acuan atau referensi terkait penelitian-penelitian
selanjutnya mengenai pencetakan objek tiga dimensi menggunakan 3D
printing dengan metode DLP.
4
1.6
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan ini terdiri dari 5 Bab meliputi pendahuluan, tinjauan
pustaka, metode penelitian, hasil dan pembahasan, kesimpulan dan saran.
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini mencakup latar belakang masalah, identifikasi masalah, batasan
masalah, rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, lokasi penelitian
dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Berisikan tentang tinjauan pustaka sebagai acuan dan data pendukung untuk
laporan Kerja Praktek ini.
BAB III METODE PENELITIAN
Bab ini membahas tentang alat dan bahan penelitian, langkah-langkah alur
penelitian, serta hasil uji sampel
BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA
Bab ini membahas tentang data hasil dari pengujian penelitian.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Berisikan kesimpulan dan saran yang disampaikan penulis
5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Tinjauan Pustaka
Basavaraj dkk, (2016) melakukan penelitian tentang pengaruh parameter
proses 3D printing berbasis FDM terhadap respon akurasi dimensi dan kekuatan
tarik pada bahan nylon menggunakan metode taguchi. Parameter yang diujikan
meliputi layer thickness dengan 0.1 mm, 0,2 mm, dan 0,3 mm, orientation angle
dengan sudut 0º, 15º, dan 30º dan shell thickness dengan nilai 0.4 mm, 0.8 mm,
dan 1.2 mm. hasil penelitian menunjukan bahwa layer thickness merupakan
parameter proses yang paling berpengaruh terhadap respon akurasi dimensi
produk dan sifat mekanik kekuatan tarik, karena ketebalan layer yang lebih tipis
akan menghasilkan kekuatan ikatan lapisan serta mampu memberikan pembuatan
aksial yang lebih baik. Parameter optimal untuk mendapatkan kekuatan terik
maksimum sebesar 25.48 MPa terhadap pada kombinasi parameter layer thickness
0,1 mm, orientation angle 30º , dan shell thickness 1,2 mm sedangkan untuk
mendapatkan nilai akurasi dimensi terbaik terdapat pada kombinasi parameter
layer thickness 0,1 mm, orientation angle 30º, dan shell thickness 0,8mm.
Christiyan dkk, (2016) melakukan penelitian tentang pengaruh parameter
proses 3D printing terhadap sifat mekanik pada bahan komposit ABS. desain
spesimen mengikuti standar ASTM D638 dan ASTM D760 untuk melakukan uji
tarik dan iju lentur. Pada penelitian ini 2 parameter yang diujikan adalah ketebalan
lapisan dengan variasi 0,2 mm, 0,25 mm, dan 0,3 mm dan kecepatan cetak dengan
variasi 30mm/s, 40 mm/s, dan 50 mm/s. hasil penelitian menunjukan spasimen
dengan parameter ketebalan lapisan 0,2 mm dan kecepatan cetak 30 mm/s
menghasilkan kekuatan tarik maksimal sebesar 28,5 MPa dan beban lentur
maksimal sebesar 43 N sedangkan untuk kekuatan terik terendah sebesar 17 MPa
dan beban lentur terendah sebesar 22 N ditunjukan pada spesimen dengan
parameter ketebalan lapisan 0,3 mm dan kecepatan cetak 50 mm/s. hal ini
membuktikan bahwa menurunkan kecepatan cetak dan mengurangi ketebalan
lapisan akan menghasilkan ikatan lapisan yang lebih baik sarta manghasilkan
kekuatan tarik dan beban lentur maksimum.
6
2.2
Reverse Engineering
Reverse Engineering merupakan suatu proses dalam bidang manufaktur
yang bertujuan untuk mendesain ulang suatu produk maupun menduplikat suatu
produk (Produk, sub- assembly, Part) tanpa memahami informasi data dari
produk yang sebelumnya sudah ada. Penggunaan RE saat ini lebih berfokus untuk
mendapatkan suatu model 3 dimensi dari sebuah objek yang sudah ada. RE
sendiri memiliki dua pendekatan dalam mengembangkan suatu produk, yaitu
pendekatan konvensional danpendekatan non-konvensional. Penjelasan mengenai
kedua pendekatan tersebut adalah sebagai berikut (Urbanic,2008) :
1. Pendekatan Konvensional
Pendekatan konvensional merupakan suatu pendekatan untuk merubah
suatu objek fisik ke model digital dengan menggunakan sistem CAD
dalam pengembangannya. Pemodelan konseptual dilakukan untuk
mengekspor informasi dari CAD yang sudah dihasilkan ke dalam format
standar (STL binary / IGES Point, STL Surface / IGES atau VDA point,
DXF polyline, ASCII data). Proses Impor juga dapat dilakukan ke sistem
CAE atau CAM dengan format data yang sama.
2. Pendekatan Non-konvensional
Pendekatan
non-konvensional
dilakukan
apabila
pendekatan
konvensional tidak dapat dilakukan, karena tidak memiliki informasi
data berformat CAD. Pendekatan ini memungkinan untuk dapat
menangkap geometri dan menghasilkan model numeric konseptual yang
dibutuhkan dalam sistem CAM dan CAE.
2.3
Rapid Prototyping
Rapid prototyping adalah proses fabrikasi suatu produk dengan layer by
layer, atau penambahan raw material berturut-turut pada layer hingga terbentuk
produk yang sesuai dengan model (Kiswanto et al. 2010). Rapid Prototyping (RP)
merupakan proses manufaktur yang menghasilkan objek atau komponen dari
software computer aided design (CAD). RP memungkinkan visualisasi suatu
gambar tiga dimensi menjadi benda tiga dimensi asli dengan dimensi tertentu.
Metode ini pertama kali pada tahun 1986 di California, USA dengan metode
7
stereolithiography. Setelah penemuan metode tersebut, berkembanglah berbagai
metode lainnya yang memungkinkan pembuatan purwarupa dapat dilakukan
secara cepat. Proses rapid prototyping diawali dengan mendesain model tiga
dimensi menggunakan aplikasi computer aided design. Desain yang telah dibuat
kemudian diorientasikan kepada ruang pembuatan. Konsep RP adalah dengan
membagi benda dengan ketebalan yang sangat tipis sesuai dengan penampang dari
objek tersebut. Kemudian, mesin rapid prototyping akan mencetak objek tiga
dimensi dengan menambahkan material secara lapis demi lapis sesuai dengan
layering yang telah di setting oleh aplikasi. Kualitas objek yang dihasilkan
tergantung pada tebal lapisan dari mesin rapid prototyping. Semakin tipis setiap
lapisan penyusunnya maka kualitas permukaan objek atau komponen yang dibuat
akan semakin baik (O.S. Carneiro. 2015). Terdapat peralatan yang dibutuhkan
dalam suatu proses prototyping yaitu Computer Numerically Controlled (CNC).
Peralatan tersebut dibutuhkan secara langsung maupun tidak langsung dalam
proses prototyping dengan penggunaan data CAD sebelum penerapan RP. Produk
yang dihasilkan dari RP nantinya dapat digunakan untuk pengujian suatu bagian
dari sebuah produk. Pada masa sekarang salah satu syarat yang dibutuhkan oleh
sebuah perusahaan untuk mendapatkan produk yang sempurna yaitu penggunaan
prototype. Terdapat beberapa kelebihan yangdimiliki RP dalam penggunaannya di
dunia industri pada masa sekarang,seperti :
a. Meningkatkan efektifitas komunikasi di lingkungan sekitar industri
maupun konsumen dalam pengaplikasiannya.
b. Kesalahan yang mungkin terjadi di lingkungan produksi dapat
diminimalisir sehingga dapat mengurangi bengkaknya biaya produksi di
suatu perusahaan.
c. Dapat meminimasi waktu pengembangan sebuah produk.
d. Dapat mengurangi adanya perubahan-perubahan dasar yang mungkin
terjadi.
e. Dapat memperpanjang jangka pakai suatu produk dengan cara
menambah atau mengurangi fitur tertentu.
8
2.4
Percetakan Tiga Dimensi
Pada tahun 1981, Hideo Kodama dari Nagoya Municipal Industrial
Research Institute menemukan dua metode AM (Additive Manufacturing)
fabrikasi dari model plastik tiga dimensi dengan polimer foto-pengerasan, di mana
daerah paparan UV (Ultraviolet) dikendalikan oleh pola masker atau pemancar
scanning serat hinga dengan seiring dengan perkembangan zaman dibuatlah
printer yang bisa mencetak dengan prespektif tiga dimensi. (Wikipedia, Mesin
cetak, 2016).
2.4.1
Definisi Percetakan Tiga Dimensi
Percetakan tiga dimensi (3D Printing) adalah bentuk teknologi manufaktur
aditif dimana mesin akan membuat benda berbentuk tiga dimensi dengan cara
membuat dengan meletakan lapisan material secara berturut-turut (Tyagi, 2018).
Teknologi (3D) Printing merupakan salah satu cara rapid prototyping yang paling
banyak digunakan dalam dunia industri, termasuk industri yang bergerak dalam
sektor manufaktur. Perkembangan industri pada sektor manufaktur yang meliputi
desain suatu produk menjadi sangat penting mengingat begitu ketatnya pesaing
dan cepatnya inovasi yang dikeluarkan oleh produsen untuk mendapatkan pasar
penjualan
(Sumantri,
2012).
Dengan
prinsipnya
menggunakan
additive
manufacturing, menkonversi data 3D dari Computer Aided Design (CAD) secara
langsung untuk dijadikan prototype fisik. Teknik percetakan 3D printing
beroperasi dengan cara membangun lapisan demi lapisan untuk membentuk
sebuah prototype (Dawoud dkk, 2015). Saat ini, manufaktur aditif digunakan
untuk aplikasi yang jauh lebih luas dan bahkan digunakan untuk membuat suku
cadang berkualitas produksi dalam jumlah yang relatif kecil. Untuk menciptakan
sebuah objek membutuhkan model 3D secara digital yang didapatkan dengan
memindai satu set model 3D/objek, atau menggambar dengan menggunakan
program 3D desain seperti misalnya program AutoCAD, 3dsMax, SketchUp dan
lainnya, serta juga dapat dengan mengunduh dari internet (Setiawan 2017).
Istilah additive manufacturing (AM) mendapatkan popularitas di tahun
2000-an, yang terinspirasi oleh tema bahan yang ditambahkan bersama-sama
(dengan berbagai cara). Sebaliknya, istilah manufaktur subtraktif muncul sebagai
9
retronym untuk keluarga besar proses pemesinan dengan penghapusan material
sebagai tema umum mereka. Istilah pencetakan 3D masih hanya mengacu pada
teknologi polimer di sebagian besar pikiran, dan istilah AM lebih cenderung
digunakan dalam pengerjaan logam dan penggunaan konteks produksi bagian
akhir daripada di antara penggemar polimer, ink-jet, atau stereo litografi.
Pada awal 2010-an, istilah pencetakan 3D dan manufaktur aditif
berkembang di mana mereka menjadi istilah alternatif untuk teknologi aditif, yang
digunakan dalam bahasa populer oleh komunitas pembuat konsumen dan media,
dan yang lainnya digunakan secara lebih formal oleh pengguna akhir industri
bagian produsen, produsen mesin, dan organisasi standar teknis global. Sampai
saat ini, istilah pencetakan 3D telah dikaitkan dengan mesin dengan harga rendah
atau kemampuan. Pencetakan 3D dan manufaktur aditif mencerminkan bahwa
teknologi berbagi tema penambahan bahan atau bergabung di seluruh amplop
kerja 3D di bawah kendali otomatis. Peter Zelinski, pemimpin redaksi majalah
Additive Manufacturing, menunjukkan pada tahun 2017 bahwa istilah tersebut
masih sering identik dalam penggunaan biasa tetapi beberapa pakar industri
manufaktur berusaha untuk membuat perbedaan dimana Additive Manufacturing
terdiri dari pencetakan 3D dan lainnya teknologi atau aspek lain dari proses
manufaktur.
Model 3D printer dapat dibuat dengan paket computer-aided design
(CAD), melalui pemindai 3D, atau dengan kamera digital biasa dan perangkat
lunak fotogrametri. Model cetakan 3D yang dibuat dengan CAD menghasilkan
pengurangan kesalahan dan dapat diperbaiki sebelum dicetak, memungkinkan
verifikasi dalam desain objek sebelum dicetak. Proses pemodelan manual
mempersiapkan data geometris untuk grafik komputer 3D mirip dengan seni
plastik seperti patung. Pemindaian 3D adalah proses mengumpulkan data digital
pada bentuk dan tampilan objek nyata, membuat model digital berdasarkan itu.
10
2.4.2
Prinsip Dasar Mesin 3D Printer
Kebutuhan mencetak tidak lagi sekedar di atas kertas. Kemajuan teknologi
dapat mewujudkan apa yang ada di imajinasi anda kedalam bentuk yang lebih
nyata dan dapat dirasakan melalui sentuhan. Kehadiran Printer 3D menjawab
kebutuhan akan mencetak sebuah produk nyata. Printer 3D adalah proses
pembuatan benda padat tiga dimensi dari sebuah desain secara digital menjadi
bentuk 3D yang tidak hanya dapat dilihat tapi juga dipegang dan memiliki
volume.
Pada dasarnya, cara kerja membuat cetakan 3 dimensi sama saja dengan
printer injeksi konvensional dimana printer membuat layer atau lapisan-lapisan
cetakan warna untuk membuat sebuah objek terlihat seperti seharusnya. Hanya
saja pada printer 3D yang digunakan bukanlah tinta tetapi plastik molten wax dan
material lainnya sehingga menjadi sebuah objek yang diinginkan. Prinsip utama
untuk pencetakan printer 3D yaitu membutuhkan data yang berbentuk tiga
dimensi juga atau yang disebut dengan data digital tiga dimensi. Dalam dunia
keteknikan biasa disebut CAD (Computer Aided Design). CAD merupakan
aplikasi yang mampu menampilkan data dalam tiga dimensi. Berbeda dengan
teknologi seperti pada mesin CNC (Computer Numerical Control) yaitu
substractive
manufacturing,
Printing
3D
menganut
teknologi
additive
manufacturing dimana objek terbangun dengan membentuk layar perlayar
material, bukan membuang material seperti pada laser cutting/milling. Setelah
produk tersebut keluar/dikeluarkan oleh ejector, maka siap untuk dilakukan
penginjekan berikutnya sesuai dengan alur yang telah diuraikan diatas. (Wong and
Hernandez 2012).
2.4.3
Cara Kerja Mesin Printer 3D
ada 3 cara kerja mesin printer 3D secara umum yaitu:
a.
Model Objek 3D
Model objek 3D dapat dibuat dengan menggunakan perangkat lunak
khusus untuk model desain 3D yang printernya mendukung contohnya
seperti Autodesk Fusion 360, solidwork, catia, delcam dll.
11
b. Proses Printing
Apabila desainnya sudah dibuat anda bisa langsung print di Printer 3D.
Kemudian proses pencetakan pun dimulai, lamanya proses pencetakan
ini tergantung dari besar dan ukuran model. Proses printing
menggunakan prinsip dasar Additive layar dengan rangkaian proses
mesin membaca rancangan 3D dan mulai menyusun lapisan secara
berturut-turut untuk membangun model virtual digabungkan secara
otomatis untuk membentuk susunan lengkap yang utuh.
c.
Finishing
Finishing pada tahap ini anda dapat menyempurnakan bagian-bagian
kompleks yang berbeda dari yang diinginkan teknik tambahan untuk
menyempurnakan proses ini dapat pula menggunakan teknik multiple
material atau material berbeda multiple color atau kombinasi warna.
(Wong and Hernandez 2012).
2.5
2.5.1
Jenis-jenis Mesin Printer 3D
Stereolithography (SLA)
Pada tahun 1983 Charles
Hull
menemukan
sebuah
mesin
yang
bernama stereolithography apparatus (SLA). Prinsip dari mesin ini adalah dengan
mengubah plastik cair photopolymers menjadi bahan padat menggunakan sinar
ultraviolet
atau
laser.
Ketika
sebuah
objek
sedang
dicetak
menggunakan photopolymers pada titik di sebuah platform, secara bersamaan
sinar UV atau laser juga ditembakkan pada titik di platform tersebut sehingga
objek yang sedang dicetak akan langsung mengeras. Platform yang digunakan
sendiri dapat bergerak naik turun, sehingga proses objek tiga dimensi terjadi
dengan cara berlapis (ditumpuk). Proses perancangan objek serta pengontrolan
printer sendiri dilakukan dengan menggunakan komputer.
Berkas sinar ultraviolet terkonsentrasi difokuskan ke permukaan tong yang
diisi dengan fotopolimer cair dan, saat berkas cahaya menarik objek ke
permukaan cairan, setiap kali lapisan resin dipolimerisasi atau diikat silang. Item
tersebut dibangun lapis demi lapis, untuk menghasilkan benda padat. Proses
pembuatan dasar adalah sebagai berikut:
12
a.
Model 3D dari objek yang diinginkan dibuat dalam program CAD.
b. Paket perangkat lunak mengiris model CAD menjadi beberapa lapisan
tipis, yang bisa terdiri dari 5 hingga 20 lapisan per milimeter dan
semakin banyak lapisan, semakin baik resolusinya.
c.
Laser memindai resin cair di dalam tong dan mengeras, sehingga
menciptakan lapisan pertama.
d. Platform jatuh ke dalam tong dengan sepersekian milimeter dan laser
memindai lapisan berikutnya.
e.
Proses ini diulangi lapis demi lapis sampai model Anda selesai.
f.
Setelah
proses
selesai,
objek
dibilas
dengan
pelarut
untuk
menghilangkan resin yang tidak diawetkan dan kemudian ditempatkan
dalam oven ultraviolet yang mengawetkan resin secara menyeluruh.
Ini bukan proses yang sangat cepat dan bergantung pada ukuran dan
jumlah objek yang dibuat, laser mungkin memerlukan satu atau dua menit untuk
setiap lapisan. Jika objeknya kecil, Anda dapat membuatnya beberapa sekaligus
saat diletakkan bersebelahan di atas nampan.
Gambar 2.1 Proses SLA
2.5.2
Fused Deposition Modeling (FDM)
Fused filament fabrikasi (FFF), juga dikenal dengan istilah Fused
Deposition Modeling (FDM), yang kadang-kadang juga disebut fabrikasi bentuk
bebas filamen, adalah proses pencetakan 3D yang menggunakan filamen terus
13
menerus dari bahan termoplastik. Filament diumpankan dari koil besar melalui
kepala, mesin pengekstrusi printer yang dipanaskan, dan disimpan pada pekerjaan
yang sedang berkembang. Print head dipindahkan di bawah kendali komputer
untuk menentukan bentuk cetakan. Biasanya kepala bergerak dalam dua dimensi
untuk menyimpan satu bidang horizontal, atau lapisan, pada satu waktu; pekerjaan
atau print head kemudian dipindahkan secara vertikal dengan jumlah kecil untuk
memulai layer baru. Kecepatan kepala ekstruder juga dapat dikontrol untuk
berhenti dan memulai pengendapan dan membentuk bidang yang terputus tanpa
merangkai atau menggiring bola antar bagian. "Pembuatan filamen menyatu"
diciptakan oleh anggota proyek RepRap untuk memberikan frasa yang secara
hukum tidak akan dibatasi dalam penggunaannya, diberikan merek dagang yang
mencakup "pemodelan deposisi peleburan".
Pencetakan filamen yang menyatu sekarang merupakan proses yang paling
populer (berdasarkan jumlah mesin) untuk pencetakan 3D tingkat hobi. Teknikteknik lain seperti photopolymerisation dan sintering bubuk
mungkin
menawarkan hasil yang lebih baik, tetapi mereka jauh lebih mahal. Kepala printer
3D atau extruder printer 3D adalah bagian dalam pembuatan bahan tambahan
ekstrusi yang bertanggung jawab atas peleburan bahan baku dan membentuknya
menjadi profil berkelanjutan. Berbagai macam bahan filamen diekstrusi, termasuk
termoplastik seperti acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polylactic acid (PLA),
high-impact polystyrene (HIPS), termoplastik polyurethane (TPU) dan poliamida
alifatik (nilon).
Pencetakan 3D, juga disebut sebagai aditif manufakturing (AM),
melibatkan pembuatan bagian dengan menyimpan bahan lapis demi lapis. Ada
beragam teknologi AM yang berbeda yang dapat melakukan ini, termasuk ekstrusi
bahan, pengikat binder, pengaliran material, dan pengendapan energi terarah.
Proses ini memiliki berbagai jenis pengekstrusi dan mengusir bahan yang berbeda
untuk mencapai produk akhir.
14
Gambar 2.2 Fused Deposition Modeling (FDM)
2.5.3
Selective Laser Sintering (SLS)
Selective laser sintering (SLS) adalah teknik pembuatan aditif manufaktur
(AM) yang menggunakan laser sebagai sumber daya untuk menyinter bahan
bubuk (biasanya nilon atau poliamida), mengarahkan laser secara otomatis pada
titik-titik di ruang yang ditentukan oleh model 3D, mengikat bahan bersama-sama
untuk menciptakan struktur yang solid. Ini mirip dengan Selective Laser Melting
(SLM); keduanya adalah contoh dari konsep yang sama tetapi berbeda dalam
detail teknis. Selective laser melting (SLM) menggunakan konsep yang
sebanding, tetapi dalam SLM bahan sepenuhnya meleleh daripada disinter,
memungkinkan sifat yang berbeda (struktur kristal, porositas, dan sebagainya).
SLS (serta teknik aditif manufaktur lainnya yang disebutkan) adalah teknologi
yang relatif baru yang sejauh ini terutama digunakan untuk pembuatan prototipe
cepat dan untuk produksi komponen komponen dalam volume rendah. Peran
produksi berkembang seiring dengan komersialisasi teknologi aditif manufaktur
yang meningkat.
Teknologi lapisan manufaktur tambahan, SLS melibatkan penggunaan
laser daya tinggi (misalnya, laser karbon dioksida) untuk memadukan partikel
kecil plastik, logam, keramik, atau serbuk kaca menjadi massa yang memiliki
bentuk tiga dimensi yang diinginkan. Laser selektif memadukan bahan bubuk
dengan memindai penampang yang dihasilkan dari deskripsi digital 3- D bagian
(misalnya dari file CAD atau data pemindaian) pada permukaan bed. Setelah
15
setiap penampang dipindai, alas bedak diturunkan dengan satu ketebalan lapisan,
lapisan material baru diaplikasikan di atas, dan proses diulangi sampai bagian
tersebut selesai.
Berbeda dengan beberapa proses pembuatan aditif lainnya, seperti
stereolithography (SLA) Fused Deposition Modelling (FDM), yang paling sering
membutuhkan struktur pendukung khusus untuk membuat desain yang
menggantung, SLS tidak memerlukan pengumpan terpisah untuk bahan
pendukung karena bagian yang sedang dibangun dikelilingi oleh bubuk yang tidak
disintesis setiap saat, ini memungkinkan untuk konstruksi geometri yang
sebelumnya tidak mungkin. Juga, karena ruang mesin selalu diisi dengan bahan
serbuk, pembuatan beberapa bagian memiliki dampak yang jauh lebih rendah
pada keseluruhan kesulitan dan harga desain karena melalui teknik yang dikenal
sebagai “bagian bersarang” beberapa bagian dapat diposisikan agar sesuai dengan
batas-batas dari mesin. Satu aspek desain yang harus diperhatikan adalah bahwa
dengan SLS adalah tidak mungkin untuk membuat elemen berongga tetapi
tertutup sepenuhnya. Ini karena bubuk yang tidak disintesis di dalam elemen tidak
dapat dikeringkan.
Gambar 2.3 Selective Laser Sintering (SLS)
16
2.5.4
Laminated object manufacturing (LOM)
Laminated object manufacturing (LOM) adalah sistem rapid prototyping
yang dikembangkan oleh Helisys Inc (Cubic Technologies sekarang merupakan
organisasi penerus Helisys). Di dalamnya, lapisan kertas berlapis perekat, plastik,
atau laminasi logam secara berturut-turut direkatkan bersama dan dipotong
menjadi bentuk dengan pisau atau pemotong laser. Objek yang dicetak dengan
teknik ini dapat dimodifikasi dengan pemesinan atau pengeboran setelah
pencetakan. Resolusi lapisan tipikal untuk proses ini ditentukan oleh bahan baku
material dan biasanya memiliki ketebalan mulai dari satu hingga beberapa lembar
kertas fotokopi
Gambar 2.4 Laminated object manufacturing (LOM)
2.5.5
Digital Light Processing (DLP)
Menurut (Sandy. Bobby, 2019), Teknologi Digital Light Processing
memiliki kesamaan dengan teknologi Stereolithografi. Perbedaan utama antara
kedua teknologi terdapat pada sumber cahaya. SLA menggunakan laser
sedangkan DLP menggunakan sumber cahaya konvensional untuk mengeraskan
cairan photopolymer (resin)..
Menurut (Pratama Dicky, 2019) cara kerja DLP Menggunakan sinar
ultraviolet yang bertujuan untuk membekukan permukaan photopolymer dengan
petunjuk format STL. Proses berlanjut lapisan demi lapisan hingga part terbentuk.
Dalam teknik SLA, sebuah prototipe dibuat dengan cara menembakkan sinar laser
17
ke permukaan sebuah wadah (vat) yang berisi cairan photopolymer (resin). Hal ini
dikarenakan efek sensitif antara resin dan sinar yang dipancarkan sehingga resin
mengeras. Setelah satu layer selesai dikerjakan, sebuah platform digerakkan turun
beberapa milimeter, sebuah penyapu (recoater blade) membersihkan sisa-sisa
resin di permukaan, dan layer berikutnya dikerjakan di atas layer yang telah
mengeras sebelumnya. (American Chemical Society, 2017).
Gambar 2.5 Digital Light Processing (DLP)
2.5.5.1 Klasifikasi DLP
Berdasarkan sumbernya Digital Light Processing dibagi menjadi 4
yaitu Source Light, DLP Chip,Color Wheel, DMD ( Digital Micromirror Device).
(Angga Hendrawan,2019).
1. Source Light
Teknologi DLP adalah cahaya-sumber agnostik dan dengan demikian
dapat digunakan secara efektif dengan berbagai sumber cahaya. Secara
historis, sumber cahaya utama yang digunakan pada sistem layar DLP
telah menjadi tekanan tinggi diganti lampu xenon arc Unit
(mengandung tabung busur kuarsa, reflektor, sambungan listrik, dan
kadang-kadang kuarsa / kaca perisai), sedangkan sebagian besar
18
kategori pico (ultra kecil) proyektor DLP menggunakan LED daya
tinggi atau laser sebagai sumber penerangan.
2. DLP Chip
DLP chip mengendalikan putaran color wheel.
3. Color Wheel
Color Wheel dibagi dalam sektor warna utama yaitu red, blue, dan
green, dan warna gabungan seperti cyan, magenta,yellow, dan white.
Warna gabungan menghasilkan lebih banyak spektrum warna
(Brilliant Color).
4. DMD ( Digital Micromirror Device )
DMD Chip menggunakan cermin-mikron yang terbuat dari alumunium
untuk merefleksikan dan menampilkan gambar.
2.6
Computer Aided Design
Computer Aided Design (CAD) merupakan proses pembuatan dan
optimalisasi dari desain secara secara terintegrasi menggunakan komputer.
Program komputer yang memungkinkan seorang perancang (designer) untuk
mendesain gambar rekayasa (design engineering) dengan mentransformasikan
gambar geometris secara cepat. Hasil yang didapatkan pada proses ini dapat
berupa surface, solid, dan mesh. Pada proses reverse engineering diperlukan
proses CAD. Proses CAD bertujuan untuk mengubah file dari hasil pindai 3D
mesh dalam format .stl ke 3D CAD dalam format .psd model. Proses convert ini
dilakukan dengan cara menggambar ulang untuk menghasilkan gambar 3D yang
sangat baik dan mudah untuk dilakukan pengeditan gambar. Selain memudahkan
peneliti untuk mengedit model 3D, proses CAD ini juga akan menghasilkan
gambar yang lebih halus jika dilakukan proses permesinan.(Ajay, 2007).
2.7
Resin Akrilik
Resin akrilik mulai digunakan sejak pertengahan tahun 1940-an sebagai
basis protesa yang menggunakan resin polimetil metakrilat. Resin polimetil
metakrilat merupakan plastik lentur yang dibentuk dengan menggabungkan
molekul-molekul metil metakrilat multiple. Polimetil metakrilat murni memiliki
ciri-ciri tidak berwarna, transparan dan padat.
19
2.7.1
Klasifikasi Resin
Berdasarkan proses polimerisasinya, ada 4 jenis resin akrilik yaitu :
1. Resin akrilik heat cured
Terdiri dari campuran monomer dan polimer yang mencapai
polimerisasi setelah dipanaskan dalam water bath dalam temperatur
tertentu.
2. Resin akrilik cold cured
Polimerisasi dapat terjadi dengan bantuan inisiator berupa benzoil
peroksida dan activator dimetil p-toluidin tanpa dilakukan pemanasan.
Sifat porusitas resin akrilik cold cured 2-5 % lebih besar dari pada
resin akrilik heat cured, sehingga kekuatan transversalnya hanya 80%
dari kekuatan transversal resin akrilik heat cured
3. Resin akrilik microwave cured
Konsep utama dari polimerisasi resin akrilik heat cured gelombang
mikro adalah pemanasan microwave. Merupakan perubahan energi,
bukan konduksi panas seperti pada teknik polimerisasi konvensional.
Keuntungan dari teknik ini mempunyai keakuratan dimensi lebih baik
dan dapat memproses resin akrilik dalam waktu yang lebih singkat.
Jumlah porositas pada proses polimerisasi resin akrilik microwave
cured yang mengandung metil metakrilat lebih banyak daripada
porositas pada resin akrilik polimerisasi konvensional.
4. Resin akrilik visible light cured
Proses polimerisasi pada resin akrilik visible light cured adalah
polimerisasi dengan bantuan sinar tampak. Penyinaran pada umumnya
selama 5 menit dengan gelombang cahaya sebesar 400-500 nm
sehingga dibutuhkan unit kuring yang khusus dengan menggunakan
empat buah lampu halogen ultraviolet. Komposisi resin akrilik visible
light cured ini hampir sama dengan komposisi resin akrilik
konvensional, tetapi lebih banyak bahan pengisi organiknya. Bahan
pengisi anorganiknya yang terdiri dari matrik uretan dimetakrilat
ditambah sedikit mikrofon silica untuk mengontrol reologi.
20
2.8
Aplikasi Software Autodesk Fusion 360
Pertumbuhan software desain saat ini memang semakin maju, dan salah
satunya seperti yang Autodesk lakukan adalah dengan meluncurkan Fusion 360
sebagai cloud based CAD/CAM tool guna kebutuhan collaborative product
development. Autodesk fusion 360 adalah sebuah platform desain kolaboratif
yang mendukung cloud dengan menawarkan banyak fitur. Ini mencakup semua
tool yang Anda butuhkan, mulai dari desain sampai fabrikasi tanpa harus
meninggalkan alat. Proses gambar teknik dan rendering pada fusion 360
memudahkan berbagai pihak untuk saling berkomunikasi mengenai desain
produk. Pada fusion 360 bahkan bisa menghasilkan program CNC yang
digunakan untuk tiap mesin yang berkomputerisasi terhadap pembuatan produk
itu sendiri. Pengiriman data berbentuk 3D ke mesin 3D printer seacara langsung
juga bisa dilakukan agar pembuatan desain bisa segera terwujud lewat bentuk
prototype secara fisik.
2.9
File STL
STL file adalah format file yang biasa digunakan untuk file dari objek tiga
dimensi dan digunakan untuk menyimpan data dari suatu model 3D. Format file
STL ini hanya mendeskripsikan geometri dari permukaan sebuah objek tiga
dimensi tanpa representasi mengenai warna, teksture atau atribut lain dari sebuah
objek 3 dimensi. Format file STL biasanya dihasilkan oleh sebuah program CAD
(Computer-Aided Design) dan merupakan hasil akhir dari suatu proses 3D
modeling.
Format file STL biasaya digunakan untuk pencetakan 3D, ketika digunakan
dengan sebuah program 3D slicer, memungkinkannya sebagai jembatan
komunikasi antara komputer dengan perangkat printer 3D. Format file STL ini
telah banyak diadopsi dan disupport oleh banyak software CAD dan saat ini telah
banyak digunakan untuk keperluan rapid prototyping, pencetakan 3D dan
manufaktur. Termasuk para hobiest dan profesional telah banyak yang
menggunakannya.
21
2.10 Uji Kekuatan Tarik
(Salindeho 2013). Uji tarik adalah pengujian terhadap suatu material berupa
memberikan gaya atau tegangan tarik yang memiliki tujuan mengetahui atau
mendeteksi kekuatan dari suatu material. Tegangan tarik yang digunakan dalam
proses pengujian tarik adalah tegangan aktual ekternal atau perpanjangan sumbu
benda uji. Pengujian tarik dilakukan dengan memberikan beban tarik secara terus
menerus sehingga terjadi perpanjangan yang terus meningkat secara teratur hingga
terputus. Menurut (Murtiono 2012).
2.10.1 Tegangan
Jika sebuah benda elastis ditarik oleh sebuah gaya, benda tersebut akan
bertambah panjang sampai ukuran tertentu. Besarnya tegangan adalah
perbandingan antara gaya tarik yang bekerja terhadap luas penampang benda.
Tegangan normal akibat gaya tarik dapat di tentukan berdasarkan persamaan. (1)
.…………………… (1)
Dimana :
σ = Tegangan tarik (MPa)
F = Gaya tarik (N)
Ao = Luas penampang spesimen mula-mula (mm2 )
2.10.2 Regangan
Regangan (ℇ) merupakan perubahan bentuk atau ukuran yang dialami pada
suatu benda karena adanya gaya yang bekerja pada benda tersebut. Regangan
diukur untuk mengetahui besarnya deformasi pada saat terjadinya tegangan
mekanik sehingga didapat besaran gaya yang terjadi seperti beban ataupun
tegangan, selain itu juga digunakan untuk memperoleh nilai keamanan / kekuatan
suatu bahan atau suatu elemen struktural yang mengandung bahan tersebut.
Regangan rata-rata dinyatakan oleh Perubahan Panjang(ΔL) per-satuan. Panjang
awal (L). Regangan (Strain) memiliki besaran yang tidak berdimensi, tetapi pada
umumnya diberikan dimensi meter per-meter atau m/m.
22
Regangan akibat beban tekan statik dapat ditentukan berdasarkan
persamaan. (2)
.…………………… (2)
Dimana: L  L-Lo
Keterangan :
ε = Regangan akibat gaya tarik
L = Perubahan panjang spesimen akibat beban tekan (mm)
Lo = Panjang spesimen mula-mula (mm)
Apabila suatu spesimen struktur material diikat pada jepitan mesin penguji
dan beban serta pertambahan panjang spesifikasi diamati serempak, maka dapat
digambarkan pengamatan pada grafik dimana ordinat menyatakan beban dan absis
menyatakan pertambahan panjang. Batasan sifat elastis perbandingan regangan
dan tegangan akan linier akan berakhir sampai pada titik mulur. Hubungan
tegangan dan regangan tidak lagi linier pada saat material mencapai pada batasan
fase sifat plastis. Pada daerah elastis, besarnya tegangan berbanding lurus dengan
regangan.
2.10.3 Modulus Elastisitas
Modulus elastisitas adalah angka yang digunakan untuk mengukur objek
atau ketahanan bahan untuk mengalami deformasi elastis ketika gaya diterapkan
pada benda itu. Modulus elastisitas suatu benda didefinisikan sebagai kemiringan
dari kurva tegangan-regangan di wilayah deformasi elastis (Wikipedia, 2018).
Perbandingan antara tegangan dan regangan benda tersebut disebut modulus
elastisitas atau modulus young (Serway dan Jewett,2009)
Hubungan antara stress dan strain dirumuskan pada persamaan (3)
.…………………… (3)
23
E adalah gradien kurva dalam daerah linier, di mana perbandingan tegangan
(σ) dan regangan (ε) selalu tetap. E diberi nama “Modulus Elastisitas” atau
“Young Modulus”. Nilai modulus Young hanya bergantung pada jenis benda
(komposisi benda), tidak bergantung pada ukuran atau bentuk benda.
24
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Diagram Alir Penelitian
Mulai
Proses desain spesimen sesuai
dengan standard ISO 527/2-5A
Slicing dan setting Layer
Thickness
Pencetakan Spesimen
dengan Printer 3D
Pengujian
Kekuatan Tarik
Analisa dan
Perbandingan Variasi
Kesimpulan
Selesai
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
25
3.2
Prosedur Penelitian
Berdasarkan diagram alir penelitian pada Gambar 3.1, tahapan – tahapan
dalam penelitian akan dijelaskan sebagai berikut :
1. Desain 3D spesimen
Objek
yang nantinya
akan dicetak terlebih
dahulu
digambar
menggunakan aplikasi Autodesk fusion 360 dengan ukuran yang sesuai
dengan standar ISO 527/2-5A kemudian disimpan dalam format stl.
2. Slicing dan setting layer thickness
Objek tiga dimensi dengan ukuran yang telah ditentukan pada proses
sebelumnya kemudian di buka menggunakan aplikasi photon mono.
Selanjutnya menentukan jumlah objek yang akan di cetak serta
mengatur layer thickness dari objek tersebut.
3. Pencetakaan 3D
Setelan dari objek yang telah valid pada aplikasi photon mono kemudian
dicetak menggunakan 3D Printer dengan layer thickness dan jumlah
resin serta durasi yang telah diatur menggunakan aplikasi photon mono.
4. Pengujian kekuatan tarik
Selanjutnya hasil cetak objek tiga dimensi yang telah berbentuk
spesimen uji tarik kemudian dilakukan pengujian mekanik dengan
standar ISO 527/2-5A.
5. Analisa dan perbandingan variasi
Sampel hasil uji mekanik kemudian di analisa untuk mengetahui
pengaruh dari beberapa variasi layer thickness yang telah ditentukan.
3.3
Alat dan Bahan
Pada penelitian ini alat dan bahan yang dibutuhkan yaitu :
3.3.1
Alat Penelitian
Pada umumnya cara kerja mesin printer 3D Direct Mesin ini beroperasi
dengan cara menggerakkan teknologi inkjet secara maju dan mundur. Gerakan
maju mundur dari teknologi inkjet ini akan mengeluarkan cairan bahan untuk
cetak. Perbedaan dengan mesin printer 2D, mesin ini dapat bergerak vertikal dan
diagonal saat mengeluarkan cairan materialpencetaknya.
26
1. Mesin 3D Printer DLP (Anycubic)
Mesin 3D printer merupakan alat untuk mencetak desain 3D agar
menjadi benda padat yang dapat disentuh secara langsung dan dapat
dilihat secara kasat mata. teknologi mencetak menggunakan mesin
printing khusus sehingga hasil yang didapatkan berbentuk 3D, mesin
cetak ini berbahan cairan atau yang biasa dipakai adalah bahan resin.
Kegunaan pada mesin printer 3D ini yaitu dapat merubah gambar dari
file yang sudah didesain pada software yang telah ditentukan agar
menjadi gambar 3D dengan memasukan file yang sudah ada ke dalam
mesin printer 3D.
Gambar 3.2 Mesin Cetak 3D Printer DLP
2. Laptop Lenovo Ideapad 110
Spesifikasi laptop yang digunakan pada penelitian tugas akhir bisa
dilihat di Tabel
Tabel 3.1 Spesifikasi Laptop
Spesifikasi Lenovo Ideapad 110
Processor
AMD APU A9-9400 Radeon R5 up to 3.2 Ghz
Memory
RAM 4GB DDR4
Video graphics
AMD Radeon™ R5 Graphics
Hard disk
1 TB HDD
27
Gambar 3.3 Laptop Lenovo Ideapad 110
3. Aplikasi autodesk fusion 360
Autodesk fusion 360 adalah sebuah platform desain kolaboratif yang
mendukung cloud dengan menawarkan banyak fitur. Ini mencakup
semua tool yang Anda butuhkan, mulai dari desain sampai fabrikasi
tanpa harus meninggalkan alat. Proses gambar teknik dan rendering
pada fusion 360 memudahkan berbagai
pihak untuk
saling
berkomunikasi mengenai desain produk. Pada fusion 360 bahkan bisa
menghasilkan program CNC yang diguakan untuk tiap mesin yang
berkomputerisasi terhadap pembuatan produk itu sendiri. Pengiriman
data berbentuk 3D ke mesin 3D printer secara langsung juga bisa
dilakukan agar pembuatan desain bisa segera terwujud lewat bentuk
prototype secara fisik.
Gambar 3.4 Aplikasi Autodesk Fusion 360
28
4. Aplikasi Photon Mono
Aplikasi photon mono merupakan software yang ada pada alat 3D
printer DLP sendiri, sebelum melanjutkan proses pencetakan alat ini
dapat mengubah jenis file dan mengatur banyak resin yang dibutuhkan
serta dapat mengatur layer thickness yang akan dipakai pada proses
pencetakan dan dapat membuat tumpuan atau support terlebih dahulu
pada gambar yang akan dicetak agar memudahkan pengambilan atau
pemotongan objek yang telah jadi.
Gambar 3.5 Aplikasi Photon Mono
5. Wadah Polymer
Wadah polymer merupakan alat atau wadah yang digunakan untuk
menampung resin sebelum resin itu dicetak menjadi spesimen.
Gambar 3.6 Wadah Polymer
29
6. Bed
Bed merupakan alat yang ada pada mesin 3D printer DLP, alat ini
sendiri sangat bermanfaat pada proses pencetakan, Bed itu sendiri yang
akan mengangkat hasil cetakan dan turun ke bagian wadah polymer
untuk membentuk hasil cetakan pada resin yang ada pada wadah
polymer.
Gambar 3.7 Bed Pada Mesin 3D Printer DLP
7. Flash Disk
Flashdisk merupakan sebuah media penyimpanan portable yang
menggunakan port USB untuk menghubungkannya dengan perangkat
computer.. Perangkat penyimpanan ini cukup kecil karena didalamnya
hanya menggunakan chip sebagai komponen penyimpanannya, akan
tetapi memiliki kapasitas penyimpanan yang cukup besar, sehingga
sangat simpel untuk kita bawa dan kita gunakan.
Kegunaan Flashdisk ini merupakan tahapan untuk mengirimkan file
yang sudah jadi agar bisa dimasukan kedalam alat 3D printer dan
dapat dicetak.
30
Gambar 3.8 Flash Disk
8. Mesin Uji Tarik
Pengujian ini digunakan untuk menguji keuatan tarik dari produk 3D
printer untuk menegetahui pengaruh layer thickness pada kekerasan
produk 3D printer.
Gambar 3.9 Mesin Uji Tarik
3.3.2
Bahan Penelitian
1. Resin
Sebelum melakukan pengujian pembuatan spesimen perlu disiapkan
bahan material terlebih dahulu seperti resin, kegunaan pada resin
sendiri ini sebagai bahan pencetakan sebelum file yang sudah
disiapkan dimasukan kedalam mesin 3D printer, Resin sendiri
mempunyai beberapa type yaitu Resin Basic dan Resin Dental.
31
Gambar 3.10 Resin
2. Isopropyl alcohol (IPA)
Isopropyl alcohol (IPA) ini merupakan pelarut yang sangat baik dalam
membersihkan permukaan tanpa meninggalkan residu, kegunaan yang
memiliki kelarutan yang sempurna dalam air, dapat membersihkan sisa
sisa resin yang ada pada mesin 3D dan memiliki waktu penguapan
yang optimal.
Gambar 3.11 Isopropyl alcohol (IPA)
32
3.4
Metode Penelitian
Metode penelitian yang dilakukan pada penelitian ini berupa metode
eksperimen. Penelitian dilakukan untuk mengetahui pengaruh parameter layer
thickness terhadap kekuatan tarik produk cetak 3 dimensi. Dengan menentukan
data variasi parameter pada proses slicing. Pengaruh yang diamati dilakukan
dengan memvariasikan beberapa variasi dengan jumlah sampel setiap variasi
adalah tiga buah.
3.5
Tahapan Penelitian
Adapun tahapan-tahapan dalam penelitian ini antara lain sebagai berikut :
3.5.1
Pembuatan Desain CAD
Desain spesimen digambar menggunakan software CAD yaitu Autodesk
Fusion 360 dengan menggunakan format stl, standarisasi spesimen uji tarik yang
digunakan adalah ISO 527/2-5A dengan tebal 4 mm. Dimensi dari spesimen uji
tarik ISO 527/2-5A ditunjukkan pada gambar 3.13.
Gambar 3.12 Desain CAD Spesimen
33
Gambar 3.13 ISO 527/2-5A
3.5.2
Slicing dan Pengaturan Layer Thickness
Pada penelitian ini file dengan format stl, di proses dengan software yang
disebut slicer, untuk mengubah model menjadi serangkaian lapisan tipis. Selain
itu proses slicing akan menghasilkan informasi seperti waktu pencetakan, jumlah
polymer yang dibutuhkan, jumlah layer thickness yang digunakan. Penelitian ini
menggunakan software slicer photon workshop. Prosedur slicing pada penelitian
ini diantaranya :
1. Memasukan file CAD ke dalam software slicer
2. Mengatur konfigurasi polymer yang akan dipakai serta parameter pada
software slicer photo workshop. Konfigurasi parameter yang
digunakan adalah layer thickness seperti pada Gambar 3.14.
Gambar 3.14 Pengaturan Polymer
34
3. Menentukan jumlah objek spesimen yang akan di cetak, dalam proses
ini spesimen yang di cetak berjumlah tiga buah setiap variasinya
seperti pada Gambar 3.15.
Gambar 3.15 Pengaturan Jumlah Sspesimen
4. Kemudian mengatur variasi
layer thickness
yang digunakan.
Pengaturan variasi dilakukan pada menu slice setting kemudian
memasukan nilai variasi 0.050 mm, 0.080 mm, dan 0.10 mm.
pengaturan variasi tersebut disajikan pada Gambar 3.14
Gambar 3.16 Pengaturan layer thickness
5. Memberikan support (penyangga) tujuanya untuk meminimalisir
kegagalan dalam percetakan seperti pada Gambar 3.17
35
Gambar 3.17 Pengaturan Support
6. Setelah menentukan pengaturan layer thickness, kemudian klik ikon
slice di kiri pojok bawah untuk meyimpan file slice dengan format
“.pwmo” yang di simpan di flash disk agar dapat terbaca di mesin
cetak 3D Annycubic Photon mono seperti pada Gambar 3.18.
Gambar 3.18 Pengaturan Slicing
36
3.6
Proses Printing
Gambar 3.19 Proses Printing spesimen
Prosedur pencetakan spesimen dengan mesin 3D printing sebagai berikut:
1. Menyiapkan polymer dental model resin yang digunakan dalam
penelitian. Kemudian menuangkan bahan baku ke wadah polymer pada
mesin 3D printing.
2. Memasang kabel power untuk menghidupkan mesin 3D printing.
3. Menghubungkan flash disk berisi desain spesimen yang telah di slicing
pada proses sebelumnya.
4. Kemudian melakukan proses printing dengan menekan tombol print.
5. Melakukan proses pengangkatan spesimen yang telah dicetak.
6. Proses
terakhir
melakukan
finishing
pada
spesimen
untuk
menghilangkan support (penyangga) yang menempel pada spesimen.
Gambar 3.20 Hasil Percetakan
37
3.7
Pengujian Kekuatan Tarik
Pengujian tarik menggunakan mesin computer Universal Testing Machine
HT-2402 Series (1-20 kN) di Laboratprium Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Semarang. Dengan tujuan memberikan informasi sifat mekanik
kekuatan produk cetak tiga dimensi dengan mengamati beberapa variasi layer
thickness.
Pengujian diawali dengan pemasangan spesimen uji pada bagian atas dan
bawah pada mesin uji tarik, lalu dilakukan penguncian pada spesimen uji, setelah
spesimen uji sudah siap maka dilakukan penyetelan lajupenarikan pada mesin uji
yang dilakukan di monitor yang terhubung yang juga sebagai untuk melihat hasil
regangan yang diperoleh oleh spesimen uji tarik.
38
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Hasil Percetakan
Pada penelitian ini, telah dilakukan percetakan yang menghasilkan 9
spesimen menggunakan standar ISO 527/2-5A dari 9 spesimen tersebut terdapat
tiga variasi layer thickness yang berbeda yaitu 0.050 mm, 0.080 mm dan 0.10 mm
dicetak dengan metode Digital Light Processing (DLP) dengan bahan dental
model resin. Setiap pembuatan spesimen menggunakan mesin 3D printer
annycubic photon mono, adapun spesimen yang akan diuji dapat dilihat pada
gambar 4.1.
Gambar 4.1 Spesimen Uji Tarik
4.2
Hasil Pengujian Kekuatan Tarik
Berdasarkan pengujian tarik yang telah dilakukan di Laboratorium Teknik
Mesin Universitas Muhammadiyah Semarang, didapatkan hasil sebagai berikut
pada gambar 4.2.
39
Gambar 4.2 Hasil Pengujian Tarik
Setelah dilakukan pengujian tarik, maka didapatkan hasil data yang
ditunjukkan pada table 4.1 dibawah ini :
Tabel 4.1 Data hasil pengujian kekuatan tarik
Variasi
Sp
Layer Thickness
Tensile Stringht
Regangan
Modulus
(σ)
(ε )
Elastisitas
(E)
0,050 mm
Rata - rata
M1
23,643 Mpa
13,660 %
276,527 N/mm2
M2
28,052 Mpa
21,420 %
294,531 N/mm2
M3
26,889 Mpa
17,940 %
291,349 N/mm2
26,194 Mpa
17,673 %
287,469 N/mm2
40
Variasi
Sp
Layer Thickness
Tensile Stringht
Regangan
Modulus
(σ)
(ε )
Elastisitas
(E)
0,080 mm
M1
19,636 Mpa
9,899 %
278,058 N/mm2
M2
20,846 Mpa
14,939 %
236,776 N/mm2
M3
22,524 Mpa
16,560 %
250,527 N/mm2
21,002 Mpa
13,799 %
255,121 N/mm2
Tensile Stringht
Regangan
Modulus
(σ)
(ε )
Elastisitas
Rata - rata
Variasi
Sp
Layer Thickness
(E)
0,10 mm
Rata – rata
M1
18,264 Mpa
16,120 %
187,536 N/mm2
M2
17,606 Mpa
17,940 %
147,801 N/mm2
M3
17,989 Mpa
15,50 %
158,963 N/mm2
17,953 Mpa
16,52 %
164,766 N/mm2
Pada tabel di atas sudah terdapat hasil dari pengujian, yaitu kekuatan tarik
(Mpa), regangan (%) dan Modulus Elastisitas (N/mm2).
41
4.2.1
Pembahasan Pengujian Kekuatan Tarik
Berdasarkan data hasil pengujian kekuatan tarik yang telah disajikan maka
untuk mempermudah pembacaan dan menunjukkan pengaruh pengujian terhadap
variasi layer thickness, dapat dilihat dalam bentuk grafik sebagai berikut:
Tensile Strenght (Mpa)
Grafik Nilai Kekuatan Uji Tarik
30
26,194
25
21,002
20
17,953
15
10
5
0
0,05
0,08
0,1
Layer Thickness (mm)
Gambar 4.3 Grafik Nilai Kekuatan Uji Tarik
Berdasarkan gambar 4.3 grafik hasil uji kekuatan tarik diatas menunjukan
bahwa layer thickness dengan persentase 0.050 mm memiliki rata-rata kekuatan
tarik sebesar 26,194 Mpa, kemudian pada penambahan persentase layer thickness
0.080 mm mengalami penurunan kekuatan dengan nilai rata-rata 21,002 Mpa, dan
pada persentase layer thickness 0.10 mm kekuatan rata-rata kembali turun menjadi
17,953 Mpa. Bila dilihat dari data grafik yang tertera diatas, dapat dikatakan
bahwa persentase layer thickness 0.050 mm memiliki kekuatan tarik paling besar
dibandingkan dengan persentase layer thickness 0.080 mm dan 0.10 mm.
Sehingga bisa dikatakan bahwa semakin kecil persentase layer thickness maka
kekuatan tarik material meningkat, ketebalan layer yang lebih tipis akan
menghasilkan kekuatan ikatan lapisan yang lebih baik karena disebabkan resin
yang digunakan dalam percetakan semakin banyak dan waktu percetakannya
semakin lama.
42
Elongation (%)
Grafik Nilai Regangan Uji Tarik
20,00%
15,00%
17,67%
16,52%
13,80%
10,00%
5,00%
0,00%
0,05
0,1
0,08
Layer Thickness (mm)
Gambar 4.4 Grafik Nilai Regangan Uji Tarik
Dari grafik diatas dapat dilihat nilai regangan uji tarik paling tinggi
diperoleh pada persentase layer thickness 0.050 mm dengan nilai regangan
sebesar 17,67 % kemudian nilai regangan mengalami penurunan pada persentase
layer thickness 0.080 mm dengan nilai regangan sebesar 13,80 % sedangkan pada
persentase layer thickness 0.010 mm mengalami kenaikan dengan nilai regangan
sebesar 16,52 %.
Grafik Nilai Modulus ElastisitasUji Tarik
Elastisitas (N/mm2)
350
287,469
300
255,121
250
200
164,766
150
100
50
0
0,05
0,08
0,1
Layer Thickness (mm)
Gambar 4.5 Grafik Nilai Modulus Elastisitas
Dan modulus elastisitas uji tarik pada grafik gambar 4.5 juga
menunjukkan bahwa nilai modulus elastisitas berbanding lurus dengan nilai
43
kekuatan uji tarik, dimana modulus elastisitas tertinggi pada variasi layer
thickness 0.050 mm dengan nilai modulus elastisitas rata-rata sebesar 287,469
N/mm2. Sedangkan modulus elastisitas terendah pada variasi layer thickness 0.10
mm dengan nilai modulus elastisitas rata-rata sebesar 164,766 N/mm2. Sehingga
modulus elastisitas yang baik yaitu pada spesimen dengan variasi layer thickness
0.050 mm.
44
BAB 5
KESIMPULAN SARAN
5.1
Kesimpulan
Berdasarkan hasil dan pembahasan pada bab sebelumnya mengenai analisa
pengaruh layer thickness terhadap kekuatan tarik produk cetak 3 dimensi dengan
metode DLP (Digital Light Processing) berbahan dental model resin. Dapat
ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Layer thickness yang paling optimal dalam penelitian ini adalah 0,050
mm dengan kekuatan tarik rata-rata sebesar 26,194 Mpa.
2. Semakin rendah layer thickness yang digunakan maka kekuatan tariknya
akan semakin baik dan sifat mekanik produk cetak 3 dimensi akan
semakin bagus.
3. Hasil uji kekuatan tarik tertinggi terdapat pada variasi layer thickness
0,050 mm dengan nilai kekuatan tarik rata-rata sebesar 26,194 Mpa,
kemudian pada layer thickness 0,080 mm mengalami penurunan dengan
nilai kekuatan tarik rata-rata sebesar 21,002 Mpa, dan pada layer
thickness 0,10 mm kekuatan tarik kembali turun dengan nilai rata-rata
menjadi 17,953 Mpa.
5.2
Saran
1. Untuk penelitian selanjutnya dapat menggunakan parameter proses yang
berbeda untuk jenis resin yang sama dengan jenis mesin yang sama agar
mendapatkan parameter proses terbaik lainnya.
2. Pada penelitian selanjutnya perlu dikembangkan dengan mencampurkan
material lainnya yang diharapkan mendapatkan hasil yang lebih
sempurna.
45
DAFTAR PUSTAKA
A.A. Setiawan, Karuniawan, B. Wiro., dan N. Arumsari. 2018. Optimasi
Parameter 3D Printing Terhadap Keakuratan Dimensi dan Kekasaran
Permukaan Produk Menggunakan Metode Taguchi Grey Relational Analysis.
Proceedings Conference on Design Manufacture Engineering and its
Application, Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya. e-ISSN No.2654-8631
Basavaraj, C. K., dan Vishwas, M. (2016). Studies on Effect of Fused Deposition
Modelling Process Parameters on Ultimate Tensile Strength and Dimensional
Accuracy of Nylon. Materials Science and Engineering Vol. 2016, 1–12.
Christiyan, K. G., Chandrasekhar, U., dan Venkateswarlu, K. (2016). A Study On
The Influence of Process Parameters on The Mechanical Properties of 3D
Printed-ABS Composite. Materials Science and Engineering Vol. 2016, 1–9.
Kiswanto, Gandjar et al. 2010. “( FUSED DEPOSITION MODELING ) UNTUK
PRODUK BERKONTUR DAN PRISMATIK.” : 13–15.
O.S. Carneiro, A.F. Silva, R. Gomes, “Fused Deposition Modeling with
Polypropylene,” Materials and Design Journal, 768 776, 2015
Priyanto, S. A., dkk. 2005. Perancangan User Interface Printer 3D. Jurnal Mesin
dan Industri. Vol. 2 (1): 35-45.
Salindeho, Robert Denti et al. “Pemodelan Pengujian Tarik Untuk Menganalisis
Sifat Mekanik Material.” : 1–11.
Sandy, B. 2019. PENGARUH LAYER THICKNESS DAN EXPOSURE TIME
TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN GEAR YANG DIBUAT
DENGAN 3D PRINTER DIGITAL LIGHT PROCESSING (Doctoral
dissertation, POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA).
Seprianto,
Dicky.
2013.
“PENGARUH
PARAMETER
PEMESINAN
TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BENDA KERJA PADA
MESIN CNC TYPE EDU VR1-MILL.” 5(April): 1–12.
46
Serway, R. A., & Jewett, J. J. (2009). Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta:
Salemba Teknik.
Setiawan, Agris. 2017. “PENGARUH PARAMETER PROSES EKTRUSI 3D
PRINTER
TERHADAP
SIFAT
MEKANIS
CETAK
KOMPONEN
BERBAHAN FILAMENT PLA ( Poly Lactide Acid ).” 4(2): 20–27.
Sumantri, D. 2012. Peningkatan Kinerja Mesin Rapid Prototyping Berbasis Fused.
[skripsi]. Depok: Universitas Indonesia.
Taufik, Ikhwan, Herianto, and M.K Herliansyah. 2017. “Monitoring Dan Analisis
Mesin 3D Printing Berbasis Sensor Getaran Untuk Mengoptimalkan Kualitas
Hasil.” Jurnal E-KOMTEK 1(1): 64–75.
Tyagi, G. (2018). 3D Printing Technology Introduction to 3D Printing 3D
printing. Ultimaker. (2015). Cura User Manual, 28–31.
Urbanic, J., ElMagarhy, A., dan ElMagarhy, H. (2008). A Reverse Engineering
Methodology for Rotary Components From Point Cloud Data. The
International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 37(11- 12),
1146-1167
Wong, Kaufui V., and Aldo Hernandez. 2012. “A Review of Additive
Manufacturing.” ISRN Mechanical Engineering 2012: 1–10.
47
LAMPIRAN
Lampiran 1 Hasil Uji Tarik
Data Uji di Universitas Muhammadiyah Semarang
46
Lampiran 2 Dokumetasi Penelitian
Gambar 1 Pencetakan spesimen
Gambar 2 Hasil Pencetakan
47
Gambar 3 Proses Pengujian Tarik
48