Analisis Sifat Mekanik Hasil Cetak 3D dengan Variasi Parameter Fused Deposition Modeling (FDM)
Keywords:
Keyword : 3D Printing (3DP), Fused Deposition Modeling (FDM), Printing Parameters, Tensile Test, Impact Test.Abstract
Teknologi Additive Manufacturing (AM), khususnya 3D Printing (3DP) dengan metode Fused Deposition Modeling (FDM), telah berkembang pesat dan banyak diterapkan di berbagai bidang teknik. Proses ini menggunakan material termoplastik dalam bentuk filamen yang memiliki beberapa keunggulan, antara lain biaya produksi yang rendah, ketersediaan yang luas, kekuatan mekanik yang baik, serta kemampuan mencetak dengan resolusi tinggi. Kualitas dan performa produk hasil cetak sangat dipengaruhi oleh jenis filamen dan parameter pencetakan yang digunakan selama proses fabrikasi. Beberapa parameter penting yang memengaruhi sifat akhir produk antara lain nozzle temperature, bed temperature, infill percentage, infill pattern, printing speed, raster angel, build orientation, layer height dan lain sebagainya. Penelitian eksperimental ini bertujuan untuk menentukan parameter pencetakan optimal pada material filamen termoplastik guna memperoleh performa mekanik terbaik. Fokus penelitian ini adalah pada dua parameter utama, yaitu raster angel dan build orientation. Pengujian tarik dan pengujian impak dilakukan untuk mengevaluasi kekuatan dan ketangguhan sampel hasil cetak 3D. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sampel yang dicetak pada orientasi YXZ memiliki kekuatan tarik dan kekuatan impak tertinggi dibandingkan orientasi lainnya. Sampel dengan sudut raster 45° menghasilkan kekuatan tarik tertinggi sebesar 54,36 MPa, sedangkan energi impak tertinggi sebesar 2,73 kJ/m² diperoleh dari sampel dengan sudut raster 0°.
References
Ning, W. Cong, J. Qiu, J. Wei, and S. Wang, “Additive manufacturing of carbon fiber reinforced thermoplastic composites using fused deposition modeling,” Compos. Part B Eng., vol. 80, pp. 369–378, 2015, doi: https://doi/10.1016/j.compositesb.2015.06.013.
B. Coppola, N. Cappetti, L. Di Maio, P. Scarfato, and L. Incarnato, “3D Printing of PLA/clay Nanocomposites: Influence of Printing Temperature on Printed Samples Properties,” Materials, vol. 11, no. 10, p. 1947, Oct. 2018, doi: https://doi.org/10.3390/ma11101947.
J. Yang et al., “Cellulose, hemicellulose, lignin, and their derivatives as multi-components of bio-based feedstocks for 3D printing,” Carbohydrate Polymers, vol. 250, no. -, p. 116881, Dec. 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.116881.
Tomy Muringayil Joseph et al., “3D printing of polylactic acid: recent advances and opportunities,” The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 125, no. 3–4, pp. 1015–1035, Jan. 2023, doi: https://doi.org/10.1007/s00170-022-10795-y.
N. Mohan, P. Senthil, S. Vinodh, and N. Jayanth, “A review on composite materials and process parameters optimisation for the fused deposition modelling process,” Virtual and Physical Prototyping, vol. 12, no. 1, pp. 47–59, Jan. 2017, doi: https://doi.org/10.1080/17452759.2016.1274490.
C. Peng, P. Tran, and A. P. Mouritz, “Compression and buckling analysis of 3D printed carbon fibre-reinforced polymer cellular composite structures,” Composite Structures, vol. -, no. -, p. 116167, Aug. 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2022.116167.
M. Bertolino, D. Battegazzore, R. Arrigo, and A. Frache, “Designing 3D printable polypropylene: Material and process optimisation through rheology,” Additive Manufacturing, vol. 40, no. -, p. 101944, Apr. 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.addma.2021.101944.
N. D. Ahmad, Kusmono, M. W. Wildan, and Herianto, “Preparation and properties of cellulose nanocrystals-reinforced Poly (lactic acid) composite filaments for 3D printing applications,” Results in Engineering, vol. 17, no. -, p. 100842, Mar. 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.rineng.2022.100842.
American standard for testing and material (ASTM). Standard test method for tensile of plastics D638. 2000.
W. D. Callister Jr & D. G. Rethwisch, Material science and engineering an introduction 8th ed. New Jersey: Wiley. 2010.
American standard for testing and material (ASTM). Standard test method for impact of plastics D6110. 2000.
M. ERYILDIZ, “Effect of Build Orientation on Mechanical Behaviour and Build Time of FDM 3D-Printed PLA Parts: An Experimental Investigation,” European Mechanical Science, vol. 5, no. 3, pp. 116–120, Sep. 2021, doi: https://doi.org/10.26701/ems.881254.
J. S. Ramírez-Prieto, J. S. Martínez-Yáñez, and Andrés Giovanni González-Hernández, “Effect of raster angle on the tensile and flexural strength of 3D printed PLA+ parts,” AIMS Materials Science, vol. 12, no. 2, pp. 363–379, Jan. 2025, doi: https://doi.org/10.3934/matersci.2025019.
Tatjana Glaskova-Kuzmina et al., “The Tensile, Thermal and Flame-Retardant Properties of Polyetherimide and Polyetherketoneketone Processed via Fused Filament Fabrication,” Polymers, vol. 16, no. 3, pp. 336–336, Jan. 2024, doi: https://doi.org/10.3390/polym16030336.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Prosiding ini memberikan akses terbuka langsung ke isinya dengan prinsip bahwa membuat penelitian tersedia secara gratis untuk publik mendukung pertukaran pengetahuan global yang lebih besar.
Semua artikel yang diterbitkan Open Access akan segera dan secara permanen gratis untuk dibaca dan diunduh semua orang.
