SJoME Vol.
I No.
Maret 2020
E-ISSN 2685-8916
Desain dan Manufaktur Model Piston Jupiter MX 135 cc Dengan Menggunakan 3D Printer Wandro J.
Siregar1.
Richard A.
Napitupulu2,*.
Parulian Siagian2 Mahasiswa Prodi Teknik Mesin Universitas HKBP Nommensen.
Medan-Indonesia Dosen Prodi Teknik Mesin Universitas HKBP Nommensen.
Medan-Indonesia * richard_alf@yahoo.
Abstract.
A product that will be mass produced requires an initial prototype so that it can assess whether a product design meets the desired criteria and is ready to be mass For the purposes of making the initial prototyping, one alternative is to use 3D printing.
Prototyping is an early example of a concept as part of the product development process.
Rapid Prototyping allows the visualization of a 3D .
image into an original three-dimensional object that has a volume.
addition, rapid prototyping products can also be used to test certain parts.
In the design process the 2017 Solidworks software and manufacturing process are used anet type 3D In the manufacturing process many 3D Printer parameters must be regulated and very influential on the manufacturing results to be obtained, including the 3D printer parameter settings in the slicing process.
This is a process that is very influential on the results, where the process of slicing the material temperature, printing speed, wall thickness, layer thickness and support must be set properly.
In the future it is expected that research on 3D printing manufacturing results with the same printer parameters for the design results of some CAD software.
Keywords : design prototyping.
Rapid Prototyping, 3D Printer.
Software Slicing PENDAHULUAN Dewasa ini, perubahan jaman semakin cepat dengan perkembangan yang begitu Akibatnya, percepatan aktivitas manusia merupakan keniscayaan yang tidak bisa Hal inilah yang memicu munculnya teknologi-teknologi terbaru.
Filosofinya tentu untuk membantu menyelesaikan tugas-tugas manusia dengan biaya dan tenaga seminimal mungkin.
Salah satu teknologinya adalah teknologi 3D Printing .
Saat ini, teknologi pencetakan 3D memainkan peran penting dalam pengembangan produk, pembuatan prototype, dan manufaktur.
Dalam industri manufaktur, desain suatu produk menjadi bagian yang sangat penting mengingat begitu ketatnya persaingan dan cepatnya inovasi-inovasi yang dikeluarkan oleh produsen untuk mendapatkan pasar penjualan.
Beberapa perusahaan manufaktur melakukan pengembangan produk, yaitu proses dimana konsep produk harus diterjemahkan dari gambar teknik menjadi produk phisik.
Pembuatan produk phisik model pertama atau prototype dinamakan prototyping.
Prototyping sangat penting karena merupakan makna terakhir dalam verifikasi bentuk, kesesuaian, dan fungsi produk.
Sebuah produk yang akan diproduksi secara massal memerlukan sebuah prototype awal sehingga bisa menilai apakah suatu produk desain telah memenuhi kriteria yang diinginkan dan siap untuk diproduksi secara massal.
Prototyping akan sangat membantu menentukan proses produksi selanjutnya dan nilai investasi yang harus dikeluarkan.
SJoME Vol.
I No.
Maret 2020
E-ISSN 2685-8916
Untuk keperluan pembuatan prototyping awal tersebut, salah satu alternatifnya adalah menggunakan 3D printing.
Desain Desain adalah proses menterjemahkan ide-ide baru atau kebutuhan pasar menjadi informasi detil suatu produk dapat dibuat.
Setiap langkah-langkah desain membutuhkan keputusan untuk menggunakan material apa dalam membuat produk tersebut dan proses Umumnya pemilihan material itu ada didalam standard desain.
Tetapi kadang-kadang suatu produk baru atau kelanjutan dari produk sebelumnya dapat dibuat atau disarankan untuk dibuat dengan material baru .
Prototyping Prototyping adalah contoh awal konsep sebagai bagian dari proses pengembangan Prototype melayani berbagai tujuan, baik dari sudut pandang bisnis maupun Bisnis menggunakan prototype untuk mengumpulkan umpan balik pelanggan yang terperinci tentang masalah-masalah seperti estetika, ergonomik, dan tema.
Serta untuk riset pemasaran dan analisis biaya.
Prototyping digunakan oleh para insinyur untuk menyediakan data manufaktur dan perakitan .
, untuk menyelidiki integrasi sistem masalah dan untuk mengembangkan analisis dan strategi pengujian.
Dalam beberapa kasus, prototyping juga digunakan di fase generasi konsep dari proses desain untuk membantu desainer untuk memperluas atau mengontrak himpunan konsep yang mungkin.
Jelas prototyping adalah bagian penting dari sebagian besar proses Rapid Prototyping Rapid Prototyping (RP) dapat didefenisikan sebagai metode-metode yang digunakan untuk membuat model berskala .
dari mulai bagian suatu produk .
ataupun rakitan produk .
secara cepat dengan menggunakan data Computer-Aided Design (CAD) tiga dimensi.
Rapid Prototyping memungkinkan visualisasi suatu gambar 3D .
iga dimens.
menjadi benda tiga dimensi asli yang mempunyai volume.
Selain itu produk-produk rapid ptototyping juga dapat digunakan untuk menguji part tertentu.
Paket perangkat lunak mengiris model CAD menjadi jumlah lapisan tipis =0,1 mm tebal yang mungkin dibangun satu diatas yang lain.
Proses manufaktur ini adalah AuProses AditifAosedangkan proses manufaktur dengan proses pemesinan adalah AuProses SubtraktifAy.
Ada 5 teknik .
rapid prototyping, yaitu:
Stereo Lithography (SLA) SLA adalah proses pembuatan aditif dalam bentuknya yang paling umum.
Dimana bekerja dengan memfokuskan laser ultraviolet (UV) pada tong resin photopolymer.
Dengan bantuan Computer-Aided Manufacturing atau Computer-Aided Design.
Laminated Object Manufacture (LOM) Laminated object manufacturing (LOM) adalah sistem rapid prototyping yang dikembangkan oleh Helisys Inc (Cubic Technologies sekarang merupakan organisasi penerus Helisy.
Di dalamnya, lapisan kertas berlapis perekat, plastik, atau laminasi logam secara berturut-turut direkatkan bersama dan dipotong menjadi bentuk dengan pisau atau pemotong laser.
SJoME Vol.
I No.
Maret 2020
E-ISSN 2685-8916
Selective Laser Sintering (SLS) Selective laser sintering (SLS) adalah teknik pembuatan aditif manufaktur (AM) yang menggunakan laser sebagai sumber daya untuk menyinter bahan bubuk .
iasanya nilon atau poliamid.
, mengarahkan laser secara otomatis pada titik-titik di ruang yang ditentukan oleh model 3D, mengikat bahan bersama-sama untuk menciptakan struktur yang solid .
Fused Deposition Modeling (FDM) Fused filament fabrikasi .
, 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-menerus dari bahan 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".
3D Printer Proses 3D printer membangun objek tiga dimensi dari model computer-aided design (CAD), biasanya dengan menambahkan bahan lapis demi lapis secara berturutturut, itulah sebabnya ia juga disebut aditif manufakturing, tidak seperti permesinan konvensional, pengecoran dan penempaan proses, dimana bahan dihilangkan dari persediaan barang .
ubtraktif manufaktu.
atau dituangkan ke dalam cetakan dan dibentuk dengan cara mati, tekan dan palu.
Istilah "pencetakan 3D" mencakup berbagai proses di mana bahan bergabung atau dipadatkan di bawah kendali komputer untuk membuat objek tiga dimensi, dengan bahan yang ditambahkan bersama-sama .
eperti molekul cair atau butiran serbuk disatukan bersama-sam.
, biasanya lapis demi lapisan.
Pada 1990-an, teknik pencetakan 3D dianggap hanya cocok untuk produksi prototipe fungsional atau estetika dan istilah yang lebih tepat untuk itu adalah rapid prototyping.
Pada 2019 presisi, pengulangan dan jangkauan material telah meningkat ke titik bahwa beberapa proses pencetakan 3D dianggap layak sebagai teknologi produksi industri, di mana istilah aditif manufakturing dapat digunakan secara sinonim dengan "pencetakan 3D" .
Salah satu keuntungan utama dari pencetakan 3D adalah kemampuan untuk menghasilkan bentuk atau geometri yang sangat kompleks, dan prasyarat untuk memproduksi bagian cetak 3D adalah model 3D digital atau file CAD.
BAHAN DAN METODE
Bahan - Bahan yang digunakan diantaranya yaitu :
Eo Piston Eo Pen piston Eo Batang piston Eo Filament PLA SJoM ME Vol.
I No.
2 Maret 20200
E-ISSN 2685
Peralatann yang diguunakan diantaranya yaittu :
Eo Mesin 3D Prrinter Eo Laptop/PC Eo Jangka Eo Mistar Eo Water Metode Tahapan proses Protootyping, yaitu :
Mem mbuat moddel CAD dari objek yang dirancang .
deengan mengunakan soolidworks 2017 Mengubah model CAD meenjadi formaat file STL Penggaturan parrameter Printer dan mengiris TL file keedalam beb potonngan .
dengan menggunaka an software slicer Ultim maker Cura Mem mbangun model secarra lapis perlapis .
rroses manuufaktu.
deengan mengunakan 3D printer Mem mbersihkan dan pennyempurnaan model objek haasil manuffaktur .
ASIL DAN N PEMBAH HASAN peran pentiing untuk m Pada 3D printer, prosses slicing memegang h hasil yangg maksimal.
Dimana diperlukan paraameter yangg akurat, seeperti pengaaturan ketebbalan dindinng, pengisi, temperatuur PLA, tem mperaturbuiild plate, keecepatan prrinter, support, dan laain-lain.
Sellain parameeter-parameeter tersebuut posisi peenempatan objek prosses pencetak kan karenaa, apabila oobjek yang akan juga sangat berrpengaruh dalam a bagian yang mengantung maaka dalam hal h ini dicettak memilikki banyak suudut-sudut atau sangat diperlukkan pengatuuran suppoort dalam tahap sliciing.
Dalam hal ini peenulis menggambil posiisi tegak, dengan posisi seperti in ni akan meenghasilkan permukaan n atas 3D objek yang lebih haluus/bagus dibbandingkan n dengan poosisi 3D obbjek bagian n atas beradda dibawah atau menem mpel pada build Posisi ini memerlukan n banyak su namuun hanya mulai bagiann tengah saampai dasarr yang mem merlukan suupport, sehingga bentuuk permukan atas objjek tidak akkan dipengarruhi oleh suupport.
Brim Penggaturan paraameter printter pada prooses slicing piston Gamb Disinni penulis menggunaka an parameteer printer sep perti dibawaah ini :
- Proses sllicing mengunakan : Ultimaker Cura - Diameteer Nozzel : 0.
0 mm SJoME Vol.
I No.
Maret 2020
E-ISSN 2685-8916
Jenis filament : PLA Infil .
: 30% Infil patrern : line .
Infil support : 15% Support pattern : Line .
Support Z distance : 0.
3 mm Waktu Print pada software cura : 2 jam 13 menit Waktu print pada mesin 3D printer : 2 jam 57 menit Berat /panjang PLA yang dibutuhkan dalam proses manufaktur : 34 gram/ Print speed : 80 mm/s Fan speed .
ecepatan kipa.
: 60% Printing temperature : 180oc Build plate temperature : 50oc Layer height : 0.
Wall thickness : 1.
6 mm Pada tahap pengaturan parameter printer pada software slicing untuk proses manufaktur piston ini kecepatan printer yaitu 80 mm/s dengan temperatur printing Ini merupakan variable yang paling sesuai dalam proses manufaktur piston ini.
Variable yang harus diperhatikan selain kecepatan printer dan juga temperature printer yaitu variable support dan quality .
Dalam proses pengaturan parameter printer ini penulis telah memperoleh variable support dan quality yang sesuai untuk mendukung menghasilkan manufaktur yang bagus.
Parameter-parameter diatas merupakan parameter yang terbaik untuk manufaktur piston ini.
Dimana penulis telah melakukan uji coba sebanyak 4 kali dengan pengaturan parameter yang bervariasi dan parameter diatas merupakan hasil analisa dari 4 percobaan yang telah dilakukan Gambar 2.
Hasil manufaktur 3D printer Keterangan gambar :
Hasil manufaktur sebelum difinishing/ dibersihkan dari support Hasil manudaktur setelah dibersihkan dari support SJoM ME Vol.
I No.
2 Maret 20200
E-ISSN 2685
Gambar 3.
Pengaturran parametter printer pada proses slicing bataang piston Param meter 3D printer yangg digunakann pada prosses slicing diantaranyaa adalah seebagai - Proses sllicing mengunakan : Ultimaker Cura - Diameteer Nozzel : 0.
0 mm - Jenis filaament : PLA - Infil .
: 30% - Infilpatrrern : line .
- Infil suport : 15% - Support Z distance : 0.
2 mm - Waktu Print pada sooftware curaa : 57 menitt - Waktu print pada mesin 3D priinter : 1 jam m 2 menit - Berat /paanjang PLA A yang dibuttuhkan dalaam proses manufaktur : 15 gram/ - Print sped : 80 mm - Fan sped .
ecepataan kipa.
: 60% - Printingg temperaturre : 180oc - Build plaate temperaature : 50oc - Build plaate Adhesioon type : Briim - Layer heeight : 0.
2 mm - Wall thicckness : 1.
6 mm Gaambar 4.
Haasil manufaaktur 3D Priinter Keterangan gam 1 Hasil maanufaktur 3D D printer seebelum dibeersihkan darri support SJoM ME Vol.
I No.
2 Maret 20200
E-ISSN 2685
2 Hasil maanufaktur seetelah diberrsihkan dari support Gambaar 5.
Pengatturan param meter printerr pada prosees slicing peen piston Parameter 3D D printer yaang digunakkan pada proses slicingg diantaranyya adalah seebagai - Proses sllicing mengunakan : Ultimaker Cura - Diameteer Nozzel : 0.
0 mm - Jenis filaament : PLA - Infil .
: 40% - Waktu Print pada sooftware curaa : 17 menitt - Waktu print pada mesin 3D priinter : 20 menit 54 detik - Berat /paanjang PLA A yang dibuttuhkan dalaam proses manufaktur : 4 gram/ - Print sped : 80 mm - Fan sped .
ecepataan kipa.
: 60% - Printingg temperaturre : 180oc - Build plaate temperaature : 50oc - Layer heeight : 0.
2 mm - Wall thicckness : 1.
2 mm Gaambar 6.
Haasil manufaaktur 3D Priinter SJoME Vol.
I No.
Maret 2020
E-ISSN 2685-8916
KESIMPULAN
Dari hasil perancangan dan manufaktur didapat kesimpulan sebagai berikut :
Perancangan kepala piston, connecting rod .
atang pisto.
, dan pen piston dengan menggunakan software SOLIDWORKS 2017.
Hasil manufaktur menggunakan 3D printer sangat bagus, dimana hasil desain dapat diterjemahkan ke 3D printer dan menghasilkan benda yang sesuai dengan hasil desain dari software solidworks.
Keberhasilan dalam proses manufaktur ini diperoleh dari hasil pengaturan parameter-parameter 3D printer pada saat proses slicing yang tepat, seperti pengaturan temperature material, support, kecepatan printer, kecepatan kipas, quality .
ebal lapisa.
, shell .
ebal dindin.
, infill .
, dan lain sebagainya.
Temperatur dan kecepatan printing yang paling sesuai untuk proses manufaktur piston, dan batang piston ini adalah 180oc dan 80 mm/s dengan support Z distance sebesar 0.
3 mm, infil support 15% dan ketebalan lapisan .
ayer heigh.
2 mm.
Bahan atau material yang digunakan dalam proses manufaktur adalah PLA (Poly Lactic Aci.
PLA merupakan bahan yang paling sering digunakan dalam penggunaan 3D printer karena harga PLA yang relativ murah dan ramah Proses manufaktur tidak memakan banyak waktu, dimana proses manufaktur paling lama yaitu hanya 2 jam 57 menit atau hampir 3 jam untuk proses manufaktur kepala piston, untuk connecting rod .
atang pisto.
yaitu 1 jam 2 menit dan untuk pen piston yaitu 20 menit 54 detik.
DAFTAR PUSTAKA