LAPORAN KEMAJUAN / AKHIR PENELITIAN DOSEN PEMULA Optimasi Parameter Mesin Fused Deposition Modelling (FDM) terhadap Kekasaran Permukaan Produk Menggunakan Metode Taguchi Ketua: BAYU WIRO KARUNIAWAN, ST., MT. / NIDN: 0003077910 Anggota: FARIZI RACHMAN S.Si, M.Si / NIDN: 0029039001 Dibiayai oleh Direktorat Riset dan Pengabdian Masyarakat Direktorat Jenderal Penguatan Riset dan Pengembangan Kementerian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi 2019
19
Embed
LAPORAN KEMAJUAN / AKHIR - p3m.ppns.ac.idp3m.ppns.ac.id/wp-content/uploads/2020/08/Bayu-Wiro-Karuniawan-… · LAPORAN KEMAJUAN / AKHIR . PENELITIAN DOSEN PEMULA . Optimasi Parameter
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
LAPORAN KEMAJUAN / AKHIR PENELITIAN DOSEN PEMULA
Optimasi Parameter Mesin Fused Deposition Modelling (FDM) terhadap Kekasaran Permukaan Produk Menggunakan Metode Taguchi
Ketua:
BAYU WIRO KARUNIAWAN, ST., MT. / NIDN: 0003077910
Anggota:
FARIZI RACHMAN S.Si, M.Si / NIDN: 0029039001
Dibiayai oleh
Direktorat Riset dan Pengabdian Masyarakat
Direktorat Jenderal Penguatan Riset dan Pengembangan
Kementerian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi
2019
Direktorat Riset dan Pengabdian Masyarakat Direktorat Jenderal Riset dan Pengembangan Kementerian Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi Gedung BPPT II Lantai 19, Jl. MH. Thamrin No. 8 Jakarta Pusat http://simlitabmas.ristekdikti.go.id/
PROTEKSI ISI LAPORAN AKHIR PENELITIAN Dilarang menyalin, menyimpan, memperbanyak sebagian atau seluruh isi laporan ini dalam bentuk apapun
kecuali oleh peneliti dan pengelola administrasi penelitian
LAPORAN AKHIR PENELITIAN TAHUN TUNGGAL
ID Proposal: 593e3d28-a818-4b38-8e20-fd0240c0c4b6Laporan Akhir Penelitian: tahun ke-1 dari 1 tahun
1. IDENTITAS PENELITIAN
A. JUDUL PENELITIAN
Optimasi Parameter Mesin Fused Deposition Modelling (FDM) terhadap Kekasaran Permukaan Produk Menggunakan Metode Taguchi
B. BIDANG, TEMA, TOPIK, DAN RUMPUN BIDANG ILMU
Bidang Fokus RIRN / Bidang
Unggulan Perguruan Tinggi
Tema Topik (jika ada) Rumpun Bidang Ilmu
Material Maju
Teknologi karakterisasi material dan dukungan industri
Karakterisasi material berbasis laser dan optik
Teknik Produksi (dan Atau Manufakturing)
C. KATEGORI, SKEMA, SBK, TARGET TKT DAN LAMA PENELITIAN
Kategori (Kompetitif Nasional/
Desentralisasi/ Penugasan)
Skema Penelitian
Strata (Dasar/ Terapan/
Pengembangan)
SBK (Dasar, Terapan,
Pengembangan)
Target Akhir TKT
Lama Penelitian (Tahun)
Penelitian Kompetitif Nasional
Penelitian Dosen Pemula
SBK Riset Pembinaan/Kapasitas
SBK Riset Pembinaan/Kapasitas
2 1
2. IDENTITAS PENGUSUL
Nama, PeranPerguruan
Tinggi/ Institusi
Program Studi/ Bagian
Bidang Tugas ID Sinta H-Index
BAYU WIRO KARUNIAWAN
Ketua Pengusul
Politeknik Perkapalan
Negeri Surabaya
Teknik Desain Dan Manufaktur
6036392 0
FARIZI RACHMAN S.Si,
M.Si
Anggota Pengusul 1
Politeknik Perkapalan
Negeri Surabaya
Teknik Kelistrikan
Kapal5977512 0
3. MITRA KERJASAMA PENELITIAN (JIKA ADA)
Pelaksanaan penelitian dapat melibatkan mitra kerjasama, yaitu mitra kerjasama dalam melaksanakan penelitian, mitra sebagai calon pengguna hasil penelitian, atau mitra investor
Mitra Nama Mitra
4. LUARAN DAN TARGET CAPAIAN
Luaran Wajib
Tahun Luaran
Jenis Luaran
Status target capaian (accepted, published, terdaftar
atau granted, atau status lainnya)
Keterangan (url dan nama jurnal, penerbit, url paten,
keterangan sejenis lainnya)
1 Publikasi Ilmiah Jurnal Nasional Tidak Terakreditasi
accepted/published
Luaran Tambahan
Tahun Luaran
Jenis LuaranStatus target capaian (accepted, published, terdaftar atau granted,
atau status lainnya)
Keterangan (url dan nama jurnal, penerbit, url paten, keterangan
sejenis lainnya)
5. ANGGARAN
Rencana anggaran biaya penelitian mengacu pada PMK yang berlaku dengan besaran minimum dan maksimum sebagaimana diatur pada buku Panduan Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat Edisi 12.
Total RAB 1 Tahun Rp. 19,750,000
Tahun 1 Total Rp. 19,750,000
Jenis Pembelanjaan Item Satuan Vol.Biaya
SatuanTotal
Analisis Data HR Pengolah DataP (penelitian)
1 1,500,000 1,500,000
Analisis Data Transport Lokal OK (kali) 5 100,000 500,000
Analisis Data Biaya analisis sampel Unit 32 100,000 3,200,000
Pengumpulan Data HR Pembantu Lapangan OH 4 62,500 250,000
Pengumpulan Data Transport OK (kali) 5 100,000 500,000
Pengumpulan Data HR Pembantu Peneliti OJ 50 25,000 1,250,000
Sewa Peralatan Peralatan penelitian Unit 1 8,000,000 8,000,000
6. HASIL PENELITIAN
A. RINGKASAN: Tuliskan secara ringkas latar belakang penelitian, tujuan dan tahapan metode penelitian, luaran yang ditargetkan, serta uraian TKT penelitian.
Industri manufaktur saat ini berkembang pesat, terutama di bidang transportasi. Salah
satu industri manufaktur bidang transportasi adalah industri kapal. Saat ini masih belum banyak ditemukan industri kapal di Indonesia, bila dibandingkan dengan industri otomotif. Industri penunjangnya pun masih belum sebanyak industri otomotif. Hal ini menyebabkan masih banyak peluang dalam pengembangan industri dibidang kapal. Proses pembuatan kapal, membutuhkan waktu yang tidak singkat. Begitu juga proses pembuatan kapal non baja, misalnya kapal fiber. Kapal non baja ini juga membutuhkan komponen pendukung, baik yang logam maupun non logam. Komponen pendukung yang non logam kebanyakan dibuat dari bahan plastik. Cara pemrosesan berbahan plastik pun bermacam-macam, salah satunya proses menggunakan molding injeksi plastik. Kelemahan dari proses plastik injeksi tersebut dalam hal waktu yang dibutuhkan dari mulai pembuatan cetakan sampai dihasilkannya sebuah produk. Biaya yang dibutuhkan proses plastik injeksi pun tidaklah murah. Produk yang dihasilkan harus mass production agar bisa menutup besarnya biaya pembuatan cetakan.Proses ini tidak cocok digunakan pada proses pembuatan produk yang bertujuan untuk pemodelan dan pengembangan produk, karena pemodelan sebuah produk membutuhkan waktu yang relatif lebih cepat tetapi jumlahnya tidak banyak. Penggunaan teknologi Rapid Prototyping bisa menghasilkan produk yang lebih cepat daripada proses injeksi plastik. Salah satu teknologi Rapid Prototyping yang sering dijumpai di pasaran saat ini adalah jenis teknologi FDM (Fused Deposition Modeling). Mesin FDM mempunyai keunggulan mempercepat proses dalam pemodelan sebuah desain, termasuk pemodelan kapal. Hanya saja ukuran mesin FDM masih belum bisa mengakomodasi ukuran/dimensi kapal sebenarnya. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan parameter yang tepat dalam proses Rapid Prototyping menggunakan material filament PLA agar mendapat permukaan yang paling halus. Semua parameter yang meliputi print speed, layer high, dan printing temperature dianalisa menggunakan metode Taguchi. Metode taguchi adalah metodologi yang bertujuan untuk memperbaiki kualitas produk, proses dan dapat menekan biaya resources seminimal mungkin. Metode ini digunakan karena memungkinkan melaksanakan penelitian yang memiliki banyak parameter dan jumlah, hal ini memungkinkan diperoleh suatu proses yang menghasilkan produk yang konsisten dan kokoh terhadap faktor yang tidak dikontrol (faktor gangguan), serta menghasilkan kesimpulan mengenai respon terhadap kombinasi, komposisi faktor-faktor, dan level dari faktor-faktor yang menghasilkan respon yang optimum. Target luaran wajib adalah Publikasi Ilmiah Jurnal Nasional Tidak Terakreditasi accepted/published Hasil penelitian sebagai berikut: 1. Prosentase kontribusi parameter proses terhadap waktu pemotongan adalah: • Print Speed sebesar 0,31% • Printing Temperature sebesar 2,07% • Layer Height sebesar 97,62% 2. Kombinasi dari level-level parameter yang dapat mengoptimalkan respon waktu pemotongan adalah: • Print Speed pada level 3 dengan nilai 60 mm/s • Printing Temperature pada level 1 dengan nilai 200 ° C • Layer Height pada level 1 dengan nilai 0.1 mm
Pengisian poin C sampai dengan poin H mengikuti template berikut dan tidak dibatasi jumlah kata atau halaman namun disarankan seringkas mungkin. Dilarang menghapus/memodifikasi template ataupun menghapus penjelasan di setiap poin.
C. HASIL PELAKSANAAN PENELITIAN: Tuliskan secara ringkas hasil pelaksanaan penelitian yang telah dicapai sesuai tahun pelaksanaan penelitian. Penyajian dapat berupa data, hasil analisis, dan capaian luaran (wajib dan atau tambahan). Seluruh hasil atau capaian yang dilaporkan harus berkaitan dengan tahapan pelaksanaan penelitian sebagaimana direncanakan pada proposal. Penyajian data dapat berupa gambar, tabel, grafik, dan sejenisnya, serta analisis didukung dengan sumber pustaka primer yang relevan dan terkini.
Pengisian poin C sampai dengan poin H mengikuti template berikut dan tidak dibatasi jumlah kata atau halaman namun disarankan seringkas mungkin. Dilarang menghapus/memodifikasi template ataupun menghapus penjelasan di setiap poin.
Dibawah ini merupakan tabel dari matriks orthogonal L9(34)
Pada pengarnbilan data percobaan masing-masing dilakukan replikasi sebanyak 3 kali dan dilakukan secara acak (random).
Pengambilan data hasil eksperimen adalah mengukur kekasaran permukaan dengan menggunakan surface roughness tester. Hasil pengukuran kekasaran permukaan dari 9 percobaan ditunjukkan dalam Tabel 2 berikut ini.
Tabel 2. Hasil Pengukuran Kekasaran Permukaan Eksperimen
C. HASIL PELAKSANAAN PENELITIAN: Tuliskan secara ringkas hasil pelaksanaan penelitian yang telah dicapai sesuai tahun pelaksanaan penelitian. Penyajian dapat berupa data, hasil analisis, dan capaian luaran (wajib dan atau tambahan). Seluruh hasil atau capaian yang dilaporkan harus berkaitan dengan tahapan pelaksanaan penelitian sebagaimana direncanakan pada proposal. Penyajian data dapat berupa gambar, tabel, grafik, dan sejenisnya, serta analisis didukung dengan sumber pustaka primer yang relevan dan terkini.
Hasil perhitungan rata-rata rasio S/N untuk masing-masing level dapat dilihat pada Tabel 4 berikut ini.
Berdasarkan perhitungan rata-rata rasio S/N di atas, nilai optimum didapatkan pada nilai rata-rata rasio S/N terbesar untuk setiap parameter proses. Parameter dan level yang paling berpengaruh terhadap respon kekasaran permukaan dapat digambarkan seperti pada grafik dibawah ini.
Gambar 1. Pengaruh parameter proses pada respon kekasaran permukaan
Parameter yang memiliki konstribusi terbesar adalah parameter Layer Height (mm) dengan nilai persen konstribusi 97,62% dalam mengurangi variasi dari respon kekasaran permukaan.
Parameter kedua adalah parameter Printing Temperature (°C) dengan nilai persen konstribusi 2,07% dalam mengurangi variasi dari respon kekasaran permukaan.
Parameter ketiga adalah parameter Print Speed (mm/s) dengan nilai persen konstribusi 0,31% dalam mengurangi vanasi dan respon waku pemotongan.
D. STATUS LUARAN: Tuliskan jenis, identitas dan status ketercapaian setiap luaran wajib dan luaran tambahan (jika ada)yang dijanjikan pada tahun pelaksanaan penelitian. Jenis luaran dapat berupa publikasi, perolehan kekayaan intelektual, hasil pengujian atau luaran lainnya yang telah dijanjikan pada proposal. Uraian status luaran harus didukung dengan bukti kemajuan ketercapaian luaran sesuai dengan luaran yang dijanjikan. Lengkapi isian jenis luaran yang dijanjikan serta mengunggah bukti dokumen ketercapaian luaran wajib dan luaran tambahan melalui Simlitabmasmengikuti format sebagaimana terlihat pada bagian isian luaran
Luaran Wajib: Publikasi Ilmiah Jurnal Nasional Tidak Terakreditasi accepted/published. Status accepted pada Jurnal Techno Bahari Politeknik Negeri Madura volume 6 Nomor 2 Tahun 2019, dengan surat Keterangan Penerimaan Jurnal no 4281/PL34.B1/LT/2019.
E. PERAN MITRA: Tuliskan realisasi kerjasama dan kontribusi Mitra baik in-kind maupun in-cash (jika ada). Bukti pendukung realisasi kerjasama dan realisasi kontribusi mitra dilaporkan sesuai dengan kondisi yang sebenarnya. Bukti dokumen realisasi kerjasama dengan Mitra diunggah melalui Simlitabmas mengikuti format sebagaimana terlihat pada bagian isian mitra
F. KENDALA PELAKSANAAN PENELITIAN: Tuliskan kesulitan atau hambatan yang dihadapi selama melakukan penelitian dan mencapai luaran yang dijanjikan, termasuk penjelasan jika pelaksanaan penelitian dan luaran penelitian tidak sesuai dengan yang direncanakan atau dijanjikan.
Selama pelaksanaan penelitian, tidak ada hambatan yang berat, sehingga penelitian dapat diselesaikan dengan lancar. Penelitian dilaksanakan sesuai rencana dan luaran wajib yang dijanjikan juga tercapai.
G. RENCANA TINDAKLANJUT PENELITIAN: Tuliskan dan uraikan rencana tindaklanjut penelitian selanjutnya dengan melihat hasil penelitian yang telah diperoleh. Jika ada target yang belum diselesaikan pada akhir tahun pelaksanaan penelitian, pada bagian ini dapat dituliskan rencana penyelesaian target yang belum tercapai tersebut.
Tindak lanjut penelitian ini adalah menerapkan parameter optimal hasil metode Taguchi pada proses pembelajaran praktek print 3D di Prodi Teknik Desain dan Manufaktur Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
H. DAFTAR PUSTAKA: PenyusunanDaftar Pustaka berdasarkan sistem nomor sesuai dengan urutan pengutipan. Hanya pustaka yang disitasi pada laporan akhir yang dicantumkan dalam Daftar Pustaka.
1. Ramdani, L. dan Tontowi, A. E. (2015), Optimasi Parameter Proses 3D Printer Untuk Memperoleh Galat Dimensi Terkecil Dan Kuat Tarik Tertinggi Pada Part Berbahan Baku Polylactic Acid (PLA), Tugas Akhir, Teknik Industri UGM.
2. Erdizon, D. S. dan Tontowi, A. E. (2017), Optimasi Parameter Proses 3d Printer Untuk Memperoleh Galat Dimensi Terkecil Dan Kuat Tarik Tertinggi Pada Part Berbahan Baku Polylactic Acid (PLA) Menggunakan Metode Taguchi, Tugas Akhir, Teknik Industri UGM.
3. Fefe F., Tanoto, Y. Y., Anggono, J. (2017), Optimasi Respon Kekuatan Flexural Spesimen Produk Fused Deposition Modelling Dengan Metode Taguchi, Tugas Akhir, Teknik Mesin UK Petra.
4. Soejanto, I.(2009), Desain Eksperimen dengan Metode Taguchi, Graha Ilmu,Yogyakarta. 5. Rinanto, A. dan S. Wahyudi (2017), Perkembangan Teknologi Rapid Prototyping: Study Literatur, Jurnal Metris, 1411-
3287 6. Wibisana, B. I. (2016), Analisa Pengaruh Parameter Temperature, Cooling Time Dan Injection Rate Terhadap Tingkat
Kekasaran Block Join Recorder Saxophone, Tugas Akhir, Teknik Desain dan Manufaktur PPNS. 7. Bhutta M, Ohama Y, Tsuruta K. (2011), Strength properties of polymer mortar panels using methyl methacrylate
solution of waste expanded polystyrene as binder. Constr Build Mater, 25:779–84. 8. Davim PJ. (2001), A note on determination of optimal cutting conditions for surface finish obtained in turning using of
experiments, Jurnal Mater Process Technol, 116:305–8. 9. Montgomery DC. (2013), Design and Analysis of Experiments. Ed ke-8, New York: John Wiley & Sons, inc
Dokumen pendukung luaran Wajib #1
Luaran dijanjikan: Publikasi Ilmiah Jurnal Nasional Tidak Terakreditasi
Target: accepted/published
Dicapai: Accepted
Dokumen wajib diunggah:
1. Naskah artikel
2. Surat keterangan accepted dari editor
Dokumen sudah diunggah:
1. Naskah artikel
2. Surat keterangan accepted dari editor
Dokumen belum diunggah:
-
Nama jurnal: Jurnal Techno Bahari Politeknik Negeri Madura
Peran penulis: first author | EISSN: 2406-8829
Nama Lembaga Pengindek: belum ada
URL jurnal: http://technobahari.poltera.ac.id/
Judul artikel: Optimasi Parameter Mesin Fused Deposition Modelling (FDM) terhadap
Kekasaran Permukaan Produk Menggunakan Metode Taguchi
Jurnal Techno Bahari Volume 6, Nomor 2, Oktober 2019
23
Optimasi Parameter Mesin Fused Deposition Modelling (FDM) terhadap Kekasaran Permukaan Produk Menggunakan Metode Taguchi
Jurusan Teknik Permesinan Kapal Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya Kampus ITS, Keputih Sukolilo, Surabaya 60111
Abstrak
The research was conducted using a FDM (Fused Deposition Modeling) Rapid Prototyping
machine with various combinations of parameters. Selection of parameters for 3 types of parameters, each parameter varied by 3 variations. The material used is PLA (polylactic acid) material. The research method uses the Taguchi method. The resulting response is only surface roughness. Experiments produce the optimum parameters: Print Speed 60 mm/s, Printing Temperature 200 ° C, Layer Height 0.1 mm
Industri manufaktur saat ini berkembang pesat, terutama di bidang transportasi. Salah satu industri manufaktur bidang transportasi adalah industri kapal. Saat ini masih belum banyak ditemukan industri kapal di Indonesia, bila dibandingkan dengan industri otomotif. Industri penunjangnya pun masih belum sebanyak industri otomotif. Hal ini menyebabkan masih banyak peluang dalam pengembangan industri dibidang kapal. Proses pembuatan kapal, membutuhkan waktu yang tidak singkat. Begitu juga proses pembuatan kapal non baja, misalnya kapal fiber. Kapal non baja ini juga membutuhkan komponen pendukung, baik yang logam maupun non logam. Komponen pendukung yang non logam kebanyakan dibuat dari bahan plastik. Cara pemrosesan berbahan plastik pun bermacam-macam, salah satunya proses menggunakan molding injeksi plastik. Kelemahan dari proses plastik injeksi tersebut dalam hal waktu yang dibutuhkan dari mulai pembuatan cetakan sampai dihasilkannya sebuah produk. Biaya yang dibutuhkan proses plastik injeksi pun tidaklah murah. Produk yang dihasilkan harus mass production agar bisa menutup besarnya biaya pembuatan cetakan.Proses ini tidak cocok digunakan pada proses pembuatan produk yang bertujuan untuk pemodelan dan pengembangan produk, karena pemodelan sebuah produk membutuhkan waktu yang relatif lebih cepat tetapi jumlahnya tidak banyak.
Penggunaan teknologi Rapid Prototyping bisa menghasilkan produk yang lebih cepat daripada proses injeksi plastik. Salah satu teknologi Rapid
Prototyping yang sering dijumpai di pasaran saat ini adalah jenis teknologi FDM (Fused Deposition Modeling). Mesin FDM mempunyai keunggulan mempercepat proses dalam pemodelan sebuah desain, termasuk pemodelan kapal. Hanya saja ukuran mesin FDM masih belum bisa mengakomodasi ukuran/dimensi kapal sebenarnya.
Penelitian yang pernah dilakukan Ramdani, L. dan Tontowi, A. E. (2015) mengenai analisis pengaruh parameter mesin FDM terhadap galat dimensi terkecil dan kuat tarik tertinggi menggunakan metode Response Surface. Hasil dari penelitian diperoleh parameter yang optimal untuk keseluruhan respon adalah layer thickness 0,08 mm, temperature 203°C, dan build angle -48,7°[1]. Sedangkan penelitian Erdizon, D. S. dan Tontowi, A. E. (2017) mengoptimasi pengaruh parameter mesin FDM terhadap galat dimensi terkecil dan kuat tarik tertinggi menggunakan metode Taguchi. Hasil respon galat dimensi part terkecil terdapat pada kombinasi parameter layer thickness sebesar 0,05mm, temperature sebesar 205°C, dan build angle -45°. Sedangkan untuk mendapatkan kuat tarik part tertinggi terdapat pada kombinasi parameter layer thickness sebesar 0,15mm, temperature sebesar 195°C, dan build angle 0°[2]. Fefe, F. dkk (2017) juga meneliti parameter mesin FDM terhadap kekuatan flexural menggunakan metode Taguchi. Dari penelitian dihasilkan kombinasi parameter optimal yaitu fill pattern lattice, fill density 75 %, dan layer thickness 0,125 mm[3]. Dengan melihat beberapa penelitian mengenai FDM belum pernah dilakukan penelitian yang membahas respon
Jurnal Techno Bahari Volume 6, Nomor 2, Oktober 2019
24
kekasaran permukaan. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan parameter yang tepat dalam proses Rapid Prototyping menggunakan material filament PLA agar mendapat permukaan yang paling halus. Semua parameter yang meliputi print speed, layer high, dan printing temperature dianalisa menggunakan metode Taguchi.
Metode taguchi adalah metodologi yang bertujuan untuk memperbaiki kualitas produk, proses dan dapat menekan biaya resources seminimal mungkin. Metode ini digunakan karena memungkinkan melaksanakan penelitian yang memiliki banyak parameter dan jumlah, hal ini memungkinkan diperoleh suatu proses yang menghasilkan produk yang konsisten dan kokoh terhadap faktor yang tidak dikontrol (faktor gangguan), serta menghasilkan kesimpulan mengenai respon terhadap kombinasi, komposisi faktor-faktor, dan level dari faktor-faktor yang menghasilkan respon yang optimum [4].
2. EKSPERIMEN
Metode Penelitian merupakan langkah-langkah yang dijadikan pedoman untuk melakukan penelitian, agar dapar diperoleh hasil yang baik dan memperkecil kasalahan-kesalahan yang mungkin terjadi untuk mencapai tujuan penelitian yang direncanakan. Langkah-langkah dalam melaksanakan penelitian diperlihatkan secara diagram berikut ini :
Penelitian ini membutuhkan beberapa alat dan bahan sebagai berikut :
1. Mesin Rapid Prototyping untuk mencetak spesimen
2. Surface Roughness Tester, Untuk mengukur kekasaran permukaan
3. Laptop/ Personal Computer 4. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini
adalah: Filament dengan jenis material PLA (Polylactic acid)
Dengan software yang digunakan yaitu :
1. Autodesk Inventor (CAD) 2. CURA (CAM)
Spesimen dibuat prisma trapesium, tujuan pemilihan bentuk tersebut agar spesimen bisa diukur kekasarannya pada bidang miring.
Jurnal Techno Bahari Volume 6, Nomor 2, Oktober 2019
25
Gambar 1. Bentuk dan ukuran spesimen
Penentuan Variabel
Dari identifikasi permasalahan yang didapat variabel yaitu:
Variabel Respon: Tingkat kekasaran
Variabel Bebas:
1. Kecepatan cetak (print speed) 2. Suhu Cetak (Printing temperature) 3. Tinggi layer (layer high)
Dalam penentuan variabel bebas ditentukan tingkat level dalam penelitian ini. Level yang ditentukan yaitu 3 level maka setiap variabel bebas ditentukan tiga level setiap variabelnya. Berikut adalah tahapan level yang ditentukan pada setiap level :
1. Kecepatan cetak (print speed) berdasarkan rekomendasi pemakaian material PLA yaitu antar 20-60 mm/s maka diambil kecepatan cetak sebagai berikut : a. 20 mm/s b. 40 mm/s c. 60 mm/s
2. Suhu Cetak (Printing temperature), dipilih berdasarkan material propertis dan rekomendasi pemakaian material PLA maka dapat ditentukan nilai setiap levelnya sebagai berikut : a. 200 °C b. 210 °C c. 220 °C
3. Tinggi layer (layer high), level tinggi layer ditentukan berdasarkan kemampuan layer mesin dan berdasarkan penelitian sebelumnya yaitu 0,1-
0,3 mm. jadi level untuk tinggi layer ditentukan sebagai berikut: a. 0,1 mm b. 0,2 mm c. 0,3 mm
Dari perhitungan derajat kebebasan didapat yaitu 6, untuk memilih matriks orthogonal yang sesuai dengan eksperimen adalah derajat kebebasan pada matriks ortogonal standar harus lebih besar atau sama dengan perhitungan derajat kebebasan. Dan perhitungan dengan menggunakan software minitab maka ditentukan matrik ortogonal L9(34).
3. METODE TAGUCHI
Dibawah ini merupakan tabel dari matriks orthogonal L9(34)
Pada pengarnbilan data percobaan masing-masing dilakukan replikasi sebanyak 3 kali dan dilakukan secara acak (random). 4. Pembahasan 4.1. Analisa Taguchi
Penelitian ini menggunakan material PLA dengan ukuran spesimen seperti yang terlihat pada Gambar 1 di atas.
Pengambilan data hasil eksperimen adalah mengukur kekasaran permukaan dengan menggunakan surface roughness tester. Hasil pengukuran kekasaran permukaan dari 9 percobaan ditunjukkan dalam Tabel 2 berikut ini.
Jurnal Techno Bahari Volume 6, Nomor 2, Oktober 2019
atas, nilai optimum didapatkan pada nilai rata-rata rasio S/N terbesar untuk setiap parameter proses. Parameter dan level yang paling berpengaruh terhadap respon kekasaran permukaan dapat digambarkan seperti pada grafik dibawah ini.
Gambar 2. Pengaruh parameter proses pada respon
kekasaran permukaan
4.2. ANOVA Analysis of Variance (ANOVA) digunakan
untuk mengetahui parameter mana saja yang paling berpengaruh terhadap respon kekasaran permukaan serta untuk mengetahui besarnya kontribusi parameter tersebut. Hasil perhitungan ANOVA ditunjukan pada Tabel 5 berikut.
adalah parameter Layer Height (mm) dengan nilai persen konstribusi 97,62% dalam mengurangi variasi dari respon kekasaran permukaan.
Parameter kedua adalah parameter Printing Temperature (°C) dengan nilai persen konstribusi 2,07% dalam mengurangi variasi dari respon kekasaran permukaan.
Parameter ketiga adalah parameter Print Speed (mm/s) dengan nilai persen konstribusi 0,31% dalam mengurangi vanasi dan respon waku pemotongan.
4.3. Prediksi Rata-rata Respon Optimum
Prediksi rata-rata respon pada setting parameter yang optimum:
Jurnal Techno Bahari Volume 6, Nomor 2, Oktober 2019
dari eksperimen konfirmasi dilakukan perhitungan nilai rasio S/N. Nilai rasio S/N eksperimen konfirmasi adalah -25,912. Interval keyakinan untuk nilai rata-rata rasio S/N eksperimen konfirmasi pada tingkat keyakinan 95% dihitung sebagai berikut:
Interval keyakinan untuk nilai rata-rata rasio S/N eksperimen konfirmasi pada tingkat keyakinan 95% adalah sebagai berikut:
Dari hasil perhitungan interval keyakinan pada
tingkat keyakinan 95% untuk prediksi kemudian dibandingkan dengan interval keyakinan pada tingkat keyakinan 95% untuk eksperimen konfirmasi. Interval keyakinan tersebut dapat dilihat pada Gambar 3 berikut ini:
Jurnal Techno Bahari Volume 6, Nomor 2, Oktober 2019
28
Gambar 3 Grafik Perbandingan Interval
Kepercayaan
Grafik tersebut menunjukkan bagian dari interval keyakinan eksperimen konfirmasi yang beririsan dengan interval keyakinan prediksi, maka dapat disimpulkan bahwa optimasi respon kekasaran permukaan telah berhasil. Dengan demikian kombinasi seting parameter proses untuk prediksi juga merupakan seting parameter proses yang menghasilkan respon yang optimum.
5. Kesimpulan
Kesimpulan yang didapat pada penelitian yang berjudul “Optimasi Parameter Mesin Fused Deposition Modelling (FDM) terhadap Kekasaran Permukaan Produk Menggunakan Metode Taguchi” adalah sebagai berikut: 1. Prosentase kontribusi parameter proses terhadap
waktu pemotongan adalah: • Print Speed sebesar 0,31% • Printing Temperature sebesar 2,07% • Layer Height sebesar 97,62%
2. Kombinasi dari level-level parameter yang dapat mengoptimalkan respon waktu pemotongan adalah: • Print Speed pada level 3 dengan nilai 60
mm/s • Printing Temperature pada level 1 dengan
nilai 200 ° C • Layer Height pada level 1 dengan nilai 0.1
mm
DAFTAR PUSTAKA [1].Ramdani, L. dan Tontowi, A. E. (2015), Optimasi
Parameter Proses 3D Printer Untuk Memperoleh Galat Dimensi Terkecil Dan Kuat Tarik Tertinggi Pada Part Berbahan Baku Polylactic Acid (PLA), Tugas Akhir, Teknik Industri UGM.
[2].Erdizon, D. S. dan Tontowi, A. E. (2017), Optimasi Parameter Proses 3d Printer Untuk Memperoleh Galat Dimensi Terkecil Dan Kuat Tarik Tertinggi Pada Part Berbahan Baku Polylactic Acid (PLA) Menggunakan Metode Taguchi, Tugas Akhir, Teknik Industri UGM.
[3]. Fefe F., Tanoto, Y. Y., Anggono, J. (2017), Optimasi Respon Kekuatan Flexural Spesimen Produk Fused Deposition Modelling Dengan Metode Taguchi, Tugas Akhir, Teknik Mesin UK Petra.
[4]. Soejanto, I.(2009), Desain Eksperimen dengan Metode Taguchi, Graha Ilmu,Yogyakarta.
[5].Rinanto, A. dan S. Wahyudi (2017), Perkembangan Teknologi Rapid Prototyping: Study Literatur, Jurnal Metris, 1411-3287
[6]. Wibisana, B. I. (2016), Analisa Pengaruh Parameter Temperature, Cooling Time Dan Injection Rate Terhadap Tingkat Kekasaran Block Join Recorder Saxophone, Tugas Akhir, Teknik Desain dan Manufaktur PPNS.
[7]. Bhutta M, Ohama Y, Tsuruta K. (2011), Strength properties of polymer mortar panels using methyl methacrylate solution of waste expanded polystyrene as binder. Constr Build Mater, 25:779–84.
[8]. Davim PJ. (2001), A note on determination of optimal cutting conditions for surface finish obtained in turning using of experiments, Jurnal Mater Process Technol, 116:305–8.
[9]. Montgomery DC. (2013), Design and Analysis of Experiments. Ed ke-8, New York: John Wiley & Sons, inc
Jurnal Techno Bahari Volume 6, Nomor 2, Oktober 2019