Penentuan Parameter Fused Deposition Modeling Untuk Mencapai Kekuatan Tarik Optimal Dengan Metode Taguchi

Abstract

Additive manufacturing (AM) merupakan proses untuk membangun sebuah benda atau komponen layer-by-layer secara bottom-up berdasarkan data desain 3D yang telah dibuat. AM memiliki kelebihan terkait kompleksitas dan kustomisasi dibanding manufaktur tradisional yang harganya semakin meningkat jika benda yang dibuat semakin kompleks. AM memiliki beberapa teknologi, salah satu yang paling banyak digunakan adalah Fused Deposition Modeling (FDM). FDM merupakan proses pembuatan benda dimana filamen yang dipanaskan pada ujung nozzle atau print head akan meleleh dan nozzle tersebut bergerak di area kerja membentuk lapisan-lapisan. ABS adalah bahan umum rekayasa penggunaan akhir yang digunakan pada teknologi FDM yang memiliki kekuatan tarik yang kecil dibanding material-material lain. Kekuatan tarik memiliki peranan penting dalam perencanaan suatu produk yang berkaitan dengan penarikan dan penggunaan beban dengan nilai tertentu. Perencanaan tersebut dilakukan agar produk dapat bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya. Perlu adanya pendekatan agar dapat memaksimalkan kekuatan tarik sehingga dapat meningkatkan kualitas produk yang dicetak dengan adanya optimalisasi parameter. Taguchi pada penelitian ini menjadikan produk kokoh (robust) terhadap adanya faktor-faktor pengganggu (noise) agar dapat meminimalkan penyimpangan produk dari karakteristik kualitas yang telah ditetapkan sehingga ketika sampai pada konsumen produk benarbenar layak digunakan karena sesuai dengan spesifikasi yang ditetapkan. Penelitian ini dimulai dengan identifikasi faktor-faktor yang berpengaruh pada kekuatan tarik dan mengidentifikasi parameter yang tidak dapat dikendalikan yang berpengaruh terhadap tekuatan tarik material ABS, menetapkan faktor beserta level dari masing-masing faktor, menetapkan Orthogonal Array dan jumlah replikasi. Selanjutnya, pelaksanaan eksperimen menggunakan spesimen uji ASTM D638 yang dibuat menggunakan 3D printer dengan merk XYZprinting berdasarkan penugasan faktor dan level faktor pada Orthogonal array, melakukan pengumpulan data uji dengan proses pengujian tarik menggunakan mesin uji tarik universal dan melakukan pengolahan data menggunakan metode Analysis of Variance (ANOVA) sehingga didapatkan kombinasi faktor dan level faktor yang optimal serta memprediksi kondisi optimal dan menghitung interval kepercayaan untuk eksperimen konfirmasi. Eksperimen konfirmasi merupakan prosedur untuk melakukan validasi terhadap setting faktor dan level faktor dengan cara membandingkan nilai interval kepercayaan untuk kondisi optimal dan konfirmasi. Hasil penelitian yan dilakukan didapatkan faktor yang memiliki pengaruh paling besar terhadap kekuatan tarik material ABS dengan teknologi Fused Deposition Modeling yaitu Faktor B (Layer Height) dengan nilai persentase kontribusi sebesar 67.544%, Faktor D (Shell Number) dengan nilai persentase kontribusi sebesar 5.899% , Faktor A (Nozzle Temperature) dengan nilai persentase kontribusi sebesar 1.826% dan yang terkecil merupakan Faktor C (Nozzle Speed) dengan nilai persentase kontribusi sebesar 1.573%. sedangkan untuk setting level faktor optimal yang didapatkan yaitu faktor A level 1 (Nozzle Temperature 220̊C), faktor B level 1 (Layer Height 0.2 mm), faktor C level 3 (Nozzle Speed 30 mm/s) dan faktor D level 3 (Shell Number 3). Hasil dari eksperimen konfirmasi yang dilakukan menunjukkan bahwa rata-rata nilai setiap parameter pengukuran masih berada dalam interval kepercayaan prediksi, sehingga hasil dari eksperimen Taguchi diterima dengan kekuatan tarik optimal sebesar 3.401 kN