Jurnal Flywheel September 2024 - Vol.
15 No.
2, hal.
e-ISSN: 2745-7435 p-ISSN: 1979-5858 Analisis Pengaruh Variasi Infill Pattern terhadap Kekuatan Tarik pada Filamen Polyethylen Therepthalate Glycol Hasil 3D Printer Riski Darmawan1, *.
Nurida Finahari1.
Akhmad Farid1.
Leo Hutri Wicaksono1
Teknik Mesin Universitas Widyagama Malang
Kata kunci
ABSTRAK
PET-G
3D Printer Infill Pattern Uji Tarik Perkembangan dunia manufaktur semakin pesat dari Perkembangan industri manufaktur semakin pesat dari waktu ke waktu.
Salah satu teknologi yang semakin berkembang saat ini adalah additive manufacturing.
Additive Manufacturing adalah proses manufaktur dengan prinsip penambahan material lapis per lapisan.
3D printing masuk ke dalam kelompok Additive Manufacturing, karena pada prosesnya adalah penambahan material .
3D printing adalah proses pembuatan benda padat 3D dari bentuk desain secara digital menjadi bentuk 3D yang tidak hanya dapat dilihat tapi juga dipegang dan memiliki volume atau massa .
Pola infill pattern yang berbeda dapat mempengaruhi kekuatan dan kekakuan dari cetakan 3D.
Sebagai contoh, variasi infill dengan pola gyroid memberikan kekuatan tarik yang lebih baik sebesar 12,0135 Mpa daripada infill dengan pola zig-zag atau cross3D dengan nilai 10,2451 dan 7,2075.
Pada variasi infill gyroid terlihat adanya patahan brittle .
Deformasi plastis inilah yang menyebabkan material menyempit secara lokal, membentuk brittle zone Patahan ductile biasanya terjadi pada material seperti beberapa jenis polimer yang memiliki sifat plastis yang baik.
Corresponding author:
Leo Hutri Wicaksono .
mail: leon@widyagama.
Diterima: 15 Maret 2024 Disetujui: 25 September 2024 Dipublikasikan: 30 September 2024 Pendahuluan Perkembangan dunia manufaktur semakin pesat dari Perkembangan industri manufaktur semakin pesat dari waktu ke waktu.
Salah satu teknologi yang semakin berkembang saat ini adalah additive Additive Manufacturing adalah proses manufaktur dengan prinsip penambahan material lapis per 3D printing masuk ke dalam kelompok Additive Manufacturing, karena pada prosesnya adalah penambahan material .
Istilah 3D printing memang lebih terkenal di Indonesia.
Cara kerja dan proses additive manufacturing sangat berbeda, karena additive manufacturing lebih bertujuan untuk menambahkan material baru di bandingkan dengan membuang material .
3D printing adalah proses pembuatan benda padat 3D dari bentuk desain secara digital menjadi bentuk 3D yang tidak hanya dapat dilihat tapi juga dipegang dan memiliki volume atau massa .
3D printer digunakan dengan menggunakan proses aditif, dimana sebuah benda atau material dibuat dengan meletakkan lapisan per lapisan dari bahan.
3D Printing adalah sebuah ide baru dalam dunia teknologi.
Fused Deposition Modeling (FDM), atau Fused Filament Fabrication .
, adalah proses pembuatan additive yang termasuk dalam kelompok "Material Extrusion".
Dalam FDM, sebuah filamen atau material dibentuk dengan cara dilelehkan .
hermal procce.
lalu ditempatkan lapis demi lapis sehingga membentuk sebuah benda yang diinginkan.
Material yang digunakan dalam FDM adalah jenis thermoplastic dalam bentuk Filamen yang sangat umum digunakan dalam proses pencetakan 3D printing adalah polylactic acid (PLA), acrylonitrile butadiene styrene (ABS) dan polyethylene terephthalate glycol (PETG) .
Filamen Polietilena tereftalat (PET) digunakan dalam berbagai macam aplikasi baik itu dalam dunia industri maupun sehari-hari, untuk pengujian tarik dengan nilai kekuatan 1,2 joule maka dapat direkomendasikan dalam pembuatan alat-alat rumah tangga seperti Botol air mineral, ember, dan kursi.
Kemudian untuk pengujian Journal homepage: https://ejournal.
id/index.
php/flywheel/ Jurnal Flywheel: September 2024 tarik dengan kekuatan sebesar 1,5joule dapat di rekomendasikan dalam dunia industri otomotif sebagai bahan pembuatan dasbord, cover mesin dan windshield.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui seberapa besar nilai pengujian variasi infill pattern pada filamen polyethylene terephthalate glycol (PET-G) terhadap kekuatan tarik.
Yaitu dengan variasi infill pattern gyroid, zig- zag, cross 3D.
Yang mana hasil tersebut akan berbeda pada setiap variasi yang digunakan.
Metode Penelitian Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah :
Bahan Penelitian Bahan yang digunakan untuk membuat spesimen uji adalah filamen polyethylene terephthalate glycol
(PET-G)
Alat Mesin 3D printer Magnetic bed Nozzle 3D printer Alat uji tarik Laptop Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah dengan membuat spesimen uji dengan mesin 3D printer dengan standar ASTM D638 Tipe I dengan variasi infill pattern yang berbeda yaitu :
Gambar 1.
Infill pattern gyroid Gambar 2.
Infill pattern zig- zag Gambar 3.
Infill pattern cross 3D Gambar diatas adalah contoh variasi infill pattern yang terdapat pada parameter pencetakan dengan mesin 3 dimensi dengan pola struktur berbda pada setiap variasi.
Infill pattern merupakan kerangka internal yang merupakan bagian dari objek hasil cetak 3D printer.
Terdapat beberapa jenis pattern, tujuan utamanya adalah meningkatkan efisiensi hasil cetak dari kekuatan, berat dan durasi pencetakan.
Prosedur pembuatan spesimen :
Membuat desain3D dengan software AutoCAD Proses pembuatan desain spesimen 3 dimensi yang telah disesuaikan dengan ukuran standar ASTM D638 tipe 1.
Memasukkan file ke dalam software ultimaker cura Setelah desain jadi, kemudian file dimasukkan ke dalam software ultimaker cura untuk dilakukan penyetelan sudut pada mesin 3D printer.
Proses slicing menjadi Gcode.
Riski Darmawan.
Nurida Finahari .
Akhmad Farid Setelah dilakukan penyetelan di software, selanjutnya adalah mengubah file menjadi Gcode agar terbaca pada mesin 3D printer.
Proses pencetakan spesimen Proses pencetakan menggunakan mesin 3D printer dengan parameter yang telah disesuaikan dengan standar yang telah ditentukan.
Proses finishing Setelah spesimen dicetak langkah selanjutnya adalah finising yaitu dilakukan dengan mengamplas spesimen uji dengan amplas grid P80 agar permukaan spesimen halus agar mudah dicengkram pada mesin uji tarik.
Proses pengujian Proses pengujuan menggunakan mesin uji tarik tipe electro hidraulic servo control static & dinamic universal testing machine.
Dengan beban maksimal mencapai 340 kg.
Hasil dan Pembahasan Berdasarkan hasil pengujian tarik filamen polyethylene terephthalate glycol (PET-G) dari ketiga variasi didapatkan nilai kekuatan tarik dan regangan yang ditampilkan pada tabel di bawah ini:
Tabel 1.
Data hasil pengujian tarik filamen polyethylene therepthalate glycol (PET-G) variasi infill pattern gyroid Variasi Infill Pattern Gyroid 1 Gyroid 2 Gyroid 3 Gyroid 4 Gyroid 5 Rata- Rata Standar Deviasi Kekuatan tarik (Mp.
26,2256 26,7353 23,5399 22,0986 22,2240 24,1647 2,1955 Regangan .
m/m.
0,0139 0,0139 0,0160 0,0133 0,0171 0,0148 0,0016 Tabel 2.
Data hasil pengujian tarik filamen polyethylene terephthalate glycol (PET-G) variasi infill pattern Zig-Zag Variasi Infill Pattern Cross 3D 1 Cross 3D 2 Cross 3D 3 Cross 3D 4 Cross 3D 5 Rata- Rata Standar Deviasi Kekuatan tarik (Mp.
14,5953 16,3297 16,5808 16,1226 17,9027 16,3062 1,1817 Regangan .
m/m.
0,0091 0,0133 0,0149 0,0149 0,0144 0,0133 0,0025 Tabel 3.
Data hasil pengujian tarik filamen polyethylene terephthalate glycol (PET-G) variasi infill pattern cross 3D Jurnal Flywheel: September 2024 Variasi Infill Pattern Zig-zag 1 Zig-zag 2 Zig-zag 3 Zig-zag 4 Zig-zag 5 Rata- Rata Standar Deviasi Kekuatan tarik (Mp.
23,3215 20,8780 21,0314 20,6766 20,0305 21,1876 1,2524 Regangan .
m/m.
0,0176 0,0139 0,0117 0,0128 0,0144 0,0141 0,0022 Gambar 4.
Grafik Hubungan infill pattern terhadap tegangan Perbedaan dalam nilai tegangan antara variasi infill pattern gyroid, cross 3D, dan zig-zag pada filamen PET-G yang dihasilkan dari 3D printer bisa disebabkan oleh beberapa faktor, termasuk struktur internal hasil cetakan, distribusi beban, dan karakteristik bahan.
Berikut adalah beberapa kemungkinan alasan mengapa nilai tegangan infill pattern gyroid bisa lebih besar:
Struktur Internal yang Berbeda: Infill pattern gyroid memiliki struktur internal yang kompleks dan lebih padat dibandingkan dengan infill pattern cross 3D.
Struktur yang lebih padat dapat menyebabkan distribusi beban yang lebih merata di seluruh cetakan, sehingga meningkatkan kekuatan total struktur.
Karakteristik Mekanis yang Lebih Baik: Struktur gyroid secara garis besar memiliki beberapa sifat mekanis yang menguntungkan, seperti kekuatan dan kekakuan yang tinggi.
Ini bisa menghasilkan hasil cetakan yang lebih kuat secara keseluruhan daripada pola infill lainnya.
Kesimpulan Dari analisa di atas dapat diambil kesimpulan bahwa bentuk infill pattern yang berbeda dapat mempengaruhi kekuatan dan kekakuan dari cetakan 3D.
dari hasil penelitian terlihat bahwa pattern gyroid memiliki tegangan tarik yang lebih besar daripada pattern zig-zag dan cross 3D pada filamen PETG.
Referensi