Saputra, I., dkk./ ROTASI, Vol. 25  No. 1  (Januari  2023) Hal. 1-8

## Perancangan Aktuator Pneumatik Lunak dengan Metode Fused Deposition Modelling (FDM) Menggunakan Mesin 3D Printer
Ilham Saputra 1 , Firman Alhaffis 2
1 Mechanical Engineering Department, College of Engineering, National Yunlin University of Science and Technology
No. 123, Section 3, Daxue Rd, Douliu City, Yunlin County, Taiwan
2 Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Bengkalis
Jalan Bathin Alam, Desa Sungai Alam, Kecamatan Bengkalis, Provinsi Riau, Indonesia *E-mail: d1101103@yuntech.edu.tw

## Abstract
One  area  of  robotics  focused  on  in  many  countries  today  is  soft  robotics.  Soft  robotics  has  great potential to drive and become new manipulators in industrial and medical applications. In intelligent advanced control systems, due to the highly nonlinear and time-varying physical characteristics of air pressure, it is difficult to adjust the pneumatic actuator for precise motion control. However, developed countries  such  as  Europe,  America  and  Japan  have  succeeded  in  developing  several  soft  pneumatic actuators. Applications of soft actuators can be widely used in medical surgery, nursing, rehabilitation engineering,  industry  and  biomedical  fields.  However,  the  disadvantages  are  that  the  structure  is complex  and  relatively  expensive,  and  a  related  research  topic  is  currently  addressing  the  dynamic behavior modes of one-dimensional liberation.
In this study, we propose the Fused Deposition Modeling (FDM) method in 3D printing for the design of a soft actuator that can be controlled using a pneumatic system. This study used TPU (thermoplastic polyurethane)  filaments  which  are  thermoplastic  elastomer  materials.  This  filament  has  a  low  Shore rate, making it easy to bend, soft and flexible. The results of this study are that the process of printing soft  actuators  based  on  a  pneumatic  system  can  be  created  using  a  3D  printing  machine.  The  soft actuator has the shape of a human finger. The maximum pressure from the actuator to produce a  90°- degree bend is 400 KPa.
Keywords: fused deposition modeling (FDM); soft pneumatic actuators; soft robotics; 3d printing,

## Abstrak
Salah  satu  bidang  robotika  yang  menjadi  fokus  dibanyak  negara  saat  ini  adalah  robotika  lunak. Robotika  lunak  memiliki  potensi  besar  untuk  menggerakkan  dan  menjadi  manipulator  baru  dalam aplikasi  industri  dan  medis.  Dalam  sistem  kontrol  canggih  yang  cerdas,  karena  karakteristik  fisik tekanan  udara  yang  sangat  nonlinier  dan  bervariasi  waktu,  sulit  untuk  menyesuaikan  aktuator pneumatik untuk kontrol gerakan yang tepat. Namun, negara-negara maju seperti Eropa, Amerika dan Jepang  telah  berhasil  mengembangkan  sejumlah  aktuator  pneumatik  lunak.  Pengaplikasian  aktuator lunak  dapat  digunakan  secara  luas  di  bidang  operasi  medis,  keperawatan,  teknik  rehabilitasi,  industri dan biomedis. Namun kerugiannya adalah strukturnya kompleks dan relatif mahal, dan topik penelitian terkait saat ini membahas mode perilaku dinamis dari kebebasan satu dimensi.
Pada penelitian ini kami mengusulkan metode Fused Deposition Modelling (FDM) dalam pencetakan 3D  untuk  perancangan  sebuah aktuator  lunak  yang  dapat  dikontrol  menggunakan  sistem  pneumatik.
Penelitian  ini  menggunakan  filamen  TPU  ( thermoplastic  polyurethane )  yang  merupakan  material elastomer  termoplastik.  Filamen  ini  memiliki  tingkat Shore rendah,  sehingga  mudah  ditekuk,  lembut dan  fleksibel.  Hasil  dari  penelitian  ini  yaitu  proses  pencetakan  aktuator  lunak  berbasis  sistem pneumatic dapat dilakukan menggunakan mesin  3D Printing. Aktuator  lunak memiliki bentuk seperti jari manusia. Tekanan maksimum dari aktuator untuk menghasilkan tekukan 90° adalah 400 KPa.
Kata kunci: aktuator pneumatik lunak; fused deposition modelling (FDM); robotika lunak; 3d printing

## 1. Pendahuluan
Robotika  lunak  menekankan  penggunaan  bahan  lunak  dan  fleksibel  dalam  aplikasi  robotika  daripada  sambungan keras kaku yang ditemukan pada robot tradisional. Peningkatan derajat kebebasan dimungkinkan dengan bahan lunak. Robotika  lunak  menawarkan  berbagai  aplikasi,  termasuk  bio-robotika,  robotika  medis,  robotika  industri,  dan  robot ruang  angkasa  [1]–[3].  Tujuan  utama  robot  lunak  adalah  untuk  menghasilkan  robot  yang  cocok  dengan  tujuan  dan meniru gerakan alami saat dikendalikan sepenuhnya oleh komputer atau manusia [4].
Robotika  lunak  semakin  populer  di  berbagai  industri  karena  keunggulannya  yang  berbeda.  Robot  lunak  lebih fleksibel dan mampu memanipulasi objek kecil atau rapuh daripada robot kaku biasa. Bahan lunak, di sisi lain, dapat
Saputra, I., dkk./ ROTASI, Vol. 25  No. 1  (Januari  2023) Hal. 1-8
bertindak sebagai penyerap atau penyangga selama kecelakaan, membuat interaksi manusia dengan robot lunak menjadi lebih  aman.  Robot  lunak  juga  dapat  menyelesaikan  tugas-tugas  yang  menantang  seperti  menekuk,  mengeriting,  dan memutar  yang  tidak  dapat  dilakukan  oleh  robot  kaku  karena  tingkat  kebebasannya  yang  terbatas  [5].  Robot  lunak semakin  populer  di  bidang  medis  dan  manufaktur  dalam  beberapa  tahun  terakhir  sebagai  hasil  dari  keunggulan  yang berbeda daripada robot tradisional [6].
Salah  satu  komponen  yang  menjadi  fokus  dalam  penelitian  robotika  lunak  adalah  aktuator.  Aktuator  pneumatik lunak telah menarik perhatian para peneliti dan institusi di seluruh dunia sebagai cabang penting dalam bidang robotika lunak karena potensi nilai aplikasinya di berbagai bidang. Dalam situasi tertentu, ini dapat digunakan sebagai alat bedah untuk  menggenggam  atau  memanipulasi  benda  dari  sebuah  gripper  [7],  [8].  Orang  yang tidak  dapat  melakukan  tugas dengan  tangan  mereka  dapat  menggunakan  gripper  robot  lunak  pneumatik  untuk  membantu  mereka.  Gambar  1. menggambarkan kemampuan robot lunak untuk menahan berbagai hal, termasuk gelas, bola lampu dan buah.

## Gambar 1. Eksperimen penggenggaman robot lunak [8]
Di Australia Hu et al. [9] melakukan optimasi desain dari sebuah aktuator lunak menggunakan metode finite element modelling. Efek  dari  berbagai  parameter  aktuator  dipelajari  untuk  mendapatkan  pemahaman  yang  lebih  baik  tentang kinerja aktuasi untuk aktuator pneumatik yang akan digunakan untuk aplikasi robot lunak. Dengan menggunakan model struktur  statis  yang  dikembangkan  untuk  aktuator  jaringan  pneumatik,  parameter  desain  kritis  dievaluasi  secara numerik,  termasuk  efek  tekanan  input,  ketebalan  dinding, ketebalan  lapisan  bawah,  jarak  antara  ruang  berurutan, dan bentuk  penampang  saluran  pada  saluran  deformasi  aktuator.  Pada  gambar  2.  Ditunjukkan  metode  fabrikasi  yang digunakan dalam penelitian ini merupakan dengan memanfaatkan sistem cetakan yang dihasilkan menggunakan mesin 3d  printer  dan  menuangkan  cairan  untuk  menghasilkan  aktuator  lembut.  Ketelitian  yang  tinggi  dibutuhkan  dalam penelitian  ini  dalam  upaya  menghasilkan  desain  yang  optimal  dan  juga  tingkat  campuran  dari  cairan  yang  digunakan untuk menghasilkan kelenturan aktuator yang diinginkan.
.
Gambar 2. Fabrikasi aktuator lunak (a) Cetakan 3D Print dan (b) Hasil cetak aktuator [9]
Dalam  penelitian  ini  kami  megusulkan  sebuah  metode  FDM  untuk  menghasilkan  aktuator  berkekuatan  tinggi dengan  proses  pencetakan  menggunakan  material  TPU  ( thermoplastic  polyurethane) yang  dapat  menahan  tekanan sebesar ≥ 400 KPa. Metode  FDM dapat menghemat waktu dan juga  menghasilkan kualitas cetak  yang  lebih baik jika dilihat dari aspek ketelitian dan kecepatan fabrikasi aktuator. Aktuator yang dicetak pada penelitian berikut terdiri dari 16 ruangan ekspansi yang berbentuk jari. Aktuator yang dihasilkan dapat dengan aman menahan muatan tekanan 4 kg
pada  tekanan  input  400  KPa.  Metode  dan  rancangan  aktuator  pneumatik  lunak  akan  disajikan  pada  Bagian  2, dilanjutkan dengan proses fabrikasi pada Bagian 3. Hasil percobaan pada gripper buatan akan disajikan pada Bagian 4, dengan kesimpulan pada Bagian 5.

## 2. Material dan metode penelitian
Metode yang digunakan dalam fabrikasi adalah dengan pelapisan model fusi pada aktuator dengan mesin 3D printer, aktuator  yang  dapat  dicetak  menggunakan  material  filamen  flexible  TPU  sebagai  langkah  pendekatan  dalam  model robotika  lunak  yang  memiliki  sifat  fleksibilitas  yang  tinggi.  Sistem  yang  diaplikasikan  dalam  upaya  control  aktuator lunak yang dirancang adalah menggunakan pneumatik. Sistem pneumatik memiliki kecepatan yang tinggi, murah dan sederhana dalam perawatan sehingga dinilai mencakup nilai efisiensi dalam sebuah hubungan antara mesin dan robot dalam pengembangan lebih lanjut.

## 2.1. Desain aktuator lunak
Polygerinos  et  al.  [10]  Aktuator  pneumatik  dibuat  menggunakan  proses  pencetakan  injeksi  menggunakan  resin silikon. Penampang persegi berongga Pneumatik dibagi secara lateral oleh ruang di antara setiap sel, yang dihubungkan secara  pneumatik  oleh  saluran  pusat.  Dengan  memberi  tekanan  pada  sejumlah  tabung  dan  ruang  tertanam  di  dalam elastomer, karakteristik tekukan aktuator dimungkinkan. Ruang dan saluran interior ini mengembang di bawah tekanan, menghasilkan gerakan pembengkokan dan ekspansi. Area yang paling sesuai dengan area pneumatik adalah area yang menunjukkan  fenomena  ekspansi  [11].  Studi  ini  mengeksplorasi  penerapan  desain  yang  dijelaskan  untuk  pembuatan aditif bahan elastomer. Untuk menilai potensi dan kendala aktuator pneumatik lunak yang dibuat secara FDM, aktuator dihubungkan  ke  pengaturan  uji  laboratorium.  Dari  desain  model  yang  dihasilkan,  aktuator  Pneumatik  dijelaskan  oleh desain yang ditunjukkan pada Gambar 3.

## Gambar 3. Desain aktuator pneumatik lunak
Variasi desain telah diproduksi di sebuah proses iteratif. Desain yang dipilih memiliki 16 ruangan ekspansi yang menghasilkan  tekukan  yang  dapat  memungkinkan  aktuator  melakukan  tekukan  sebesar  360  derajat.  Desain  pada gambar  3.  Menampilkan  masing-masing  ruangan  memiliki  diameter  8mm,  dengan  ketebalan  dinding  dari  masing- masing area 1.8mm pada landasan dan 0.8 dari ruang ekspansi. Selanjutnya lebar aktuator dirancang lebih lebar 15mm dan memiliki bentuk oval. Lapisan dasar pada aktuator menghasilkan tekanan langsung yang lebih besar dibanding dari masing-masing  ruangan  sehingga  perlu  diperhatikan  kualitas  cetak  pada  lapisan  dasar  dan  terkadang  perlu menambahkan  ketebalannya.  Namun,  ketebalan  pada  dinding  dasar  mempengaruhi  dari  hasil  tekukan  aktuator  yang semakin  kecil  dengan  muatan  yang  sama.  Sehingga,  desian  perlu  diperhatikan  secara  terperinci  sebelum  proses  cetak
Saputra, I., dkk./ ROTASI, Vol. 25  No. 1  (Januari  2023) Hal. 1-8
pada mesin 3d printer. Selain itu, jenis material filamen yang digunakan dalam proses fabrikasi mempengaruhi kualitas lentur,  sehingga  filamen  yang  terlalu  lembut  juga  akan  menghasilkan  kekuatan  yang  minim  dan  sebaliknya  material yang terlalu keras akan menghasilkan aktuator yang kaku.
2.2. Analisis metode element hingga
Dalam upaya memvalidasi desain yang ditetapkan pada bab-bab sebelumnya, pendekatan metode elemen hingga digunakan. Simulasi tekukan nonlinier dibangun untuk membantu dengan harapan untuk pengujian eksperimental dan untuk  memberikan  wawasan  tentang  kemampuan  virtual  aktuator  cetak  3D.  Untuk  memeriksa  bagaimana  aktuator menekuk  ketika  terkena  tekanan  udara  konstan  dan  karakteristik  hiperelastik  bahan  silikon,  simulasi Finite  Element Method (FEM)  telah  dilakukan.  Gerakan  tekanan  vs.  perpindahan  yang  terkait  dengan  titik  referensi  pada  komponen adalah hasil yang diantisipasi dari model simulasi ini. Tujuan dari model ini adalah untuk membandingkan pergerakan ruangan ekspansi pada aktuator yang dibuat secara  FDM dan untuk memperkirakan potensi kesalahan.  Model elemen hingga dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Computer Aided Engineering (CAE) Ansys Mechanical 2020 R1 di bawah simulasi standar/implisit.
Bahan  silikon  diterapkan  pada  komponen  aktuator,  yang  dipandang  sebagai  sebuah  kontinum.  Karena hiperelastisitas material, deformasi bentuk yang panjang, kontak permukaan, dan pengaruh gravitasi diantisipasi. Semua elemen  ini  telah  dimasukkan  ke  dalam  model  elemen  hingga,  dan  perhitungan  fenomena  tekukan  dua  langkah  telah dilakukan.  Dalam  proses meshing pada  aktuator  dihasilkan  tetrahedron  kuadratik  0.002m  ukuran  elemen  dengan tekanan  konstan.  Sisi  aktuator  yang  berhubungan  dengan  adaptor  telah  menetapkan  kondisi  batas.  Tekanan  statis dikirim  secara  ortogonal  ke  semua  permukaan  ruang  internal  dan  saluran  menggunakan  model  kontinum  tertutup. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, langkah ini menghasilkan satu set koordinat referensi awal dari mana langkah tekanan dihasilkan, mulai dari 0 KPa hingga 400 KPa dengan gravitasi yang disebarkan ke seluruh model. Kontak diri, pendekatan permukaan ke permukaan tanpa gesekan digunakan untuk mengkarakterisasi interaksi kontak antara dinding luar setiap ruang.
(a)
(b)
Gambar 4. Hasil simulasi elemen hingga untuk aktuator, berdasarkan mode bahan hiperelastik YEOH . (a) Perpindahan awal di bawah pengaruh gravitasi. (b) Hasil deformasi pada tekanan udara 400 KPa di dalam ruangan.

## 3. Pengaturan parameter cetak
Dalam  proses  fabrikasi  aktuator  perlu  diperhatikan  karakteristik  dari  parameter  printer  yang  diperlukan  dan disesuaikan untuk menghasilkan kualitas yang baik. Proses cetak yang digunakan harus memperhatikan ketebalan dari masing-masing  dinding  tanpa  ada  kebocoran  sehingga  proes  aktuasi  pada  aktuator  dapat  berjalan.  Pada  tahapan  ini mesin 3D printer Infinity3DP X12-Plus V2 digunakan sebagai mesin cetak dengan menggunakan beberapa konfigurasi seperti penggunaan nozel bersuhu tinggi berdiameter 0.4 mm. Adapun parameter pada proses cetak dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Parameter mesin pada proses cetak Printer Setting Layer height (mm) 0.2 Print speed (mm/s) 60 Initial layer height (mm) 0.3 Initial layer speed (mm/s) 30 Wall thickness 0.8 Printing temperature (°C) 230 Fill density (%) 100 Build plate temperature (°C) 60 Infill overlap (%) 10 Support on build plate only Brim No
Saputra, I., dkk./ ROTASI, Vol. 25  No. 1  (Januari  2023) Hal. 1-8
Model CAD yang dibuat dengan  Solidworks 2022 diekspor dalam file stl. menggunakan perangkat lunak pemodel 3D  parametrik Ultimaker  Cura .  Dalam  proses  menterjemahkan  aktuator  3D  menjadi  pemotongan-pemotongan  irisan untuk dapat diproses menjadi G-Code dihasilkan tahapan pembuatan dalam satu aktuator selama 2 jam 28 menit.

## 4. Proses Fabrikasi
Hasil  dari  proses  cetak  aktuator  lunak  ditunjukkan  pada  gambar  6.  Sebelum  proses  akhir  pencetakan,  prototipe dilakukan untuk melakukan evaluasi terhadap parameter yang digunakan dapat dengan maksimal. Prorotipe berbentuk 2-3 ruangan ekspansi yang dapat dilakukan aktuasi terhadap muatan angin. Selanjutnya tingkat kebocoran dari protipe dianalisa dengan memanfaatkan media air sebagai  pendeteksi kebocoran udara  pada prototipe. Desain prototipe dapat dilihat pada gambar 5.

## Gambar 5. Prototipe ruangan ekspansi. Kiri: Desain prototipe. Kanan: Hasil prototipe
Dari  hasil  percobaan  pembuatan  prototipe  didapatkan  parameter  yang  digunakan  diatas  yang  telah  dilakukan penyesuaian  dari  penelitian  sebelumnya.    Tujuan  dari  pengaturan  laboratorium  selanjutnya  dilakukan,  seperti  yang ditunjukkan  pada  Gambar  6,  adalah  untuk  menilai  deformasi  posisi  (a)  aktuator  pneumatik  lunak  sebagai  respons terhadap tekanan.
Gambar 6. (1). Aktuator (2). Konektor pneumatik (3). Selang pneumatik
1 2 3

## 5. Hasil dan Pembahasan
Dalam  konfigurasi  ini,  perpindahan  ujung  depan  diukur  antara  0  dan  400  KPa.  Konfigurasi  ini  sesuai  dengan platform evaluasi yang disarankan [12]. Selang yang berukuran 3mm dipasangkan pada aktuator untuk menghubungkan aktuator  dengan  muatan  melalui  katup  pneumatik  tekan  satu  arah.  Tekanan p dinaikkan  perlahan  dan  diukur  secara bertahap  setiap  100  KPa  seperti  yang  ditunjukkan  pada  gambar  9.  Dari  hasil  eksperimen  yang  dilakukan  aktuator pneumatik  lunak  dapat  melakukan  tekukan  hingga  90  derajat  seperti  yang  ditunjukkan  pada  gambar  8  sesuai  yang ditunjukan pada simulasi di perangkat lunak.
(a)
(b) (c)
Gambar 8. Simulasi. (a) 0 KPa. (b) 200 KPa. (c) 400 KPa.
(b)
(b) (c)
Gambar 9. Percobaan ekspansi pada hasil aktuator. (a) 0 KPa = 0°, (b) 200 KPa = 45°, (c) 400 KPa = 90°
Parameter  yang  di  cetak  pada  aktuator  telah  mengalami  hasil  yang  lebih  baik  jika  dibandingkan  dengan  hasil  dari penelitian  pada  pada  penelitian  yang  dilakukan  oleh  Manns,  M.  dkk  [12].  Pada  aktuator  pneumatik  lunak  yang dihasilkan  dalam  penelitian  ini  didapatkan  aktuator  dapat  menahan  muatan  sebesar  ≥400  KPa,  hal  ini  disimpulkan kekuatan aktuator yang dihasilkan jauh lebih besar jika dibandingkan pada model [12] yang hanya menahan muatan 100 KPa untuk menghasilkan tekukan sebesar 90 derajat.
Dalam  beberapa  kondisi  hasil  cetak  suhu  ruangan  juga  mempengaruhi  hasil  dari  fabrikasi.  Sehingga  untuk memastikan  proses  muatan  dapat  diterima  oleh  aktuator  terkadang  perlu  ditambahkan  lem  yang  bersifat  melapiskan pada  permukaan  dari  setiap  ruangan  ekspansi.  Ketebalan  dinding  sebesar  0.8  mm  pada  ruangan  perlu  diperhatikan dengan  penyesuaain  dari  diamaeter  nozel  pada  mesin  3d  printer.  Karena  jika  kelipatan  pada  dinding  diharapkan kelipatan dari ukuran nozel. Pada kondisi ini digunakan ketebalan dinding 2x0.4 mm (diameter printer nozel). Dari hasil percobaan  yang  kami  lakukan  saat  melakukan  proses  fabrikasi  dengan  ketebalan  3x0.4mm  (1.2  mm)  didapatkan kebocoran yang terjadi dari ruangan eskpansi minim terjadi. Namun tekukan yang dihasilkan dari aktuator akan terjadi pengurangan  yang  signifikan.  Sehingga  dalam  penelitian  kami  memutskan  ketebalan  dinding  pada  ruangan  ekspansi sebesar 0.8mm dan  ketebalan pada  dasar dari aktuator 1.8 mm. Gambar  10 menunjukkan plot x-y dari ujung aktuator pada  tingkat  tekanan  yang  berbeda  berkisar  hingga  tekanan  bagian  dalam  p  dari  55  KPa  dibandingkan  dengan  studi sebelumnya dari Manns, M. dkk [12].
-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 x (mm) y ( mm ) Eksperiment dari Manns, M. dkk [12] Simulasi FE penelitian Eksperimen penelitian
Gambar 10. Grafik posisi aktuator selama proses muatan diberikan mulai 0 – 400 KPa
Evaluasi yang dapat dilihat dari eksperimen Manns, M. dkk [12] bahwa aktuator berbahan TPU dapat dengan kaku sebelum  mengalami  muatan.  Kurva  menunjukan  posisi  awal  aktuator  pada  penelitian  tidak  berpengaruh  banyak terhadap gaya gravitasi. Hal ini dipengaruhi oleh tingkar shore hardness pada filamen yang digunakan. Aktuator akan membentuk  tekukan  90  derajat  dan  akan  terus  menekuk  Ketika  diberikan  buatan  lebih  dari  400  KPa.  Dengan pengecualian offset awal, simulasi FE dari aktuator secara akurat dapat menangkap bentuk perpindahan percobaan dari hasil cetak. Selanjutnya, pada titik terbesar dari kurva perpindahan diperlihatkan bahka pada simulasi dengan tekanan maksimum  memberikan  posisi  yang  lebih  besar,  namun  pada  eksperimen  didapatkan  perbedaan  kondisi.  Hal  ini dipengaruhi  oleh  kualitas  cetak  dari  aktuator  yang  dipengaruhi  dari  reaksi  perlakuan  panas  dari  perubahan  bentuk filamen.  Muatan  yang  diberikan  pada  percobaan  Manns  yaitu  sebesar  55  KPa  pada  kondisi  maksimum,  aktuator pneumatik lunak yang diuji dalam penelitian ini dapat menghasilkan radius lebih besar sehingga posisi maksimum pada kondisi titik koordinat -90,-25 dengan muatan maksimum yang dapat diberikan sebesar 400 KPa.
Kurva  perpindahan  serupa  telah  dicapai  oleh  aktuator  yang  difabrikasi  langsung  oleh  3d  printer  dibandingkan dengan  studi  Manns,  M.  dkk  [12]  (lihat  Gambar  10).  Perpindahan  aktuator  yang  diaktuasi  tidak  terpengaruh  secara signifikan  oleh  modifikasi  desain  yang  sesuai  dengan  proses  produksi.  Dinding  yang  tiga  kali  lebih  tipis  dari  [12] memberikan  perubahan  nyata  ketika  tingkat  tekanan  diperhitungkan.  Simulasi  numerik  perpindahan  aktuator  dari pengujian fisik telah menghasilkan tekukan yang memuaskan. Pergeseran antara simulasi dan eksperimen masih tidak selaras.  Karena  beberapa  bahan  pendukung  masih  ada  di  rongga  aktuator  yang  dibuat  secara  aditif,  dihipotesiskan bahwa ini adalah hasil dari perbedaan massa.
Kurva  perpindahan  masing-masing  (eksperimen  dan  simulasi)  diimbangi  dengan  cara  konsentris  (gambar  10). Penjelasan yang mungkin adalah bahwa material yang disimulasikan lebih kaku daripada yang diproduksi  oleh filamen yang lebih lunak. Dengan demikian, disarankan untuk  menggunakan pemodelan material yang lebih canggih daripada model YEOH hiperelastik yang digunakan dalam simulasi ini.

## 6. Kesimpulan dan Saran
Dalam  penelitian  ini,  aktuator  yang  dibuat  dengan  filamen  TPU  dan  dibuat  secara  aditif  dibandingkan.  Aktuator dalam penelitian ini nantinya dapat digunakan dalam gripper robot lunak, yang memiliki manfaat baik untuk aplikasi ke berbagai  objek  melalui  adaptasi  bentuk  dan  keamanan  interaksi  manusia  dan  robot  fisik.  Aktuator  pneumatik  lunak berbasis silikon yang dicetak 3D telah didemonstrasikan. Distorsi geometrisnya menyerupai aktuator yang dilemparkan secara  tradisional.  Dengan  demikian,  kebutuhan  penting  terpenuhi  memungkinkan  aktuator  yang  dibuat  secara  aditif berfungsi sebagai pengganti cetakan tradisional, dan juga dengan menggunakan material yang memiliki kekuatan yang tinggi ketebalan dinding dapat dikurangi secara signifikan tiga kali lebih  tipis [12]. Karena banyaknya variasi geometri alternatif yang dapat dicetak 3D dalam waktu yang lebih singkat daripada yang diizinkan oleh pengecoran manual saat ini,  potensi  ini  dapat  menghadirkan  peluang  untuk  merampingkan  eksplorasi  di  masa  mendatang.  Namun,  potensi  ini mungkin dibatasi oleh batasan material fiament saat ini yang dihasilkan kekuatan yang lebih namun potensi kebocoran karena rongga yang terdapat pada aktuator.
Material  filamen  yang  terdapat  dipasaran  dengan  kekuatan shore  hardness tertentu  telah  diaplikasikan  dan didemonstrasikan  dalam  penelitian  ini  untuk  fabrikasi  aktuator  pneumatik  lunak.  Simulasi  elemen  hingga  dilakukan dalam  upaya  mencari  sifat  mekanik  material  dengan  pemanfaatan  sistem  komputasi.    Simulasi  menunjukkan  terjadi
penyimpangan  kurang  dari  5%  dari  dari  hasil  eksperimental.  Studi  dilanjutkan  pada  aktuator  dalam  upaya  menjaga kualitas aktuator yang diproduksi dengan menggunakan geometri beragam.
Dalam  fabrikasi  aktuator  pneumatik  lunak  menggunakan  metode  FDM  pada  mesin  3D  Printer  disarankan  untuk menggunakan pendekatan peningkatan iterative untuk mengembangakan desain aktuator yang semirip mungkin dengan bentuk  dari  ruang  ekspansi  seperti  jari  manusia.  Pengembangan  lebih  lanjut  bagaimanapun  dalam  geometri  aktuator lunak  dilakukan  dengan  sistem trial  and  error yang  melibatkan  simulasi  dan  evaluasi  dari  setiap  geometri  yang dihasilkan. Bahkan dengan beberaka geometri sederhana dengan melakukan studi pada parameter bentuk dari aktuator, hasil  aktuator  yang  diinginkan  dapat  dicapai.  Sehingga  fabrikasi  aktuator  lunak  masih  menghadirkan  tantangan  bagi banyak peneliti dari robotika lunak.

## Daftar Pustaka
[1] G. Andrikopoulos, G. Nikolakopoulos, and S. Manesis, “A Survey on applications of Pneumatic Artificial Muscles,” in 2011 19th Mediterranean Conference on Control & Automation (MED) , Corfu, Greece, Jun. 2011, pp. 1439–1446. doi: 10.1109/MED.2011.5982983.
[2] K. J. Kim and S. Tadokoro, Eds., Electroactive polymers for robotic applications: artificial muscles and sensors . London: Springer, 2007.
[3] C.-Y. Cheng, J.-C. Renn, I. Saputra, and C.-E. Shi, “Smart Grasping of a Soft Robotic Gripper Using NI Vision Builder Automated Inspection Based on LabVIEW Program,” Int. J. Mech. Eng. Robot. Res. , pp. 737–744, 2022, doi: 10.18178/ijmerr.11.10.737-744.
[4] J. Nagase, S. Wakimoto, T. Satoh, N. Saga, and K. Suzumori, “Design of a variable-stiffness robotic hand using pneumatic soft rubber actuators,” Smart Mater. Struct. , vol. 20, no. 10, p. 105015, Oct. 2011, doi: 10.1088/0964- 1726/20/10/105015.
[5] H. K. Yap, H. Y. Ng, and C.-H. Yeow, “High-Force Soft Printable Pneumatics for Soft Robotic Applications,” Soft Robot. , vol. 3, no. 3, pp. 144–158, Sep. 2016, doi: 10.1089/soro.2016.0030.
[6] B. Mosadegh et al. , “Pneumatic Networks for Soft Robotics that Actuate Rapidly,” Adv. Funct. Mater. , vol. 24, no. 15, pp. 2163–2170, Apr. 2014, doi: 10.1002/adfm.201303288.
[7] R. B. N. Scharff, E. L. Doubrovski, W. A. Poelman, P. P. Jonker, C. C. L. Wang, and J. M. P. Geraedts, “Towards Behavior Design of a 3D-Printed Soft Robotic Hand,” in Soft Robotics: Trends, Applications and Challenges , vol. 17, C. Laschi, J. Rossiter, F. Iida, M. Cianchetti, and L. Margheri, Eds. Cham: Springer International Publishing, 2017, pp. 23–29. doi: 10.1007/978-3-319-46460-2_4.
[8] D. Rus and M. T. Tolley, “Design, fabrication and control of soft robots,” Nature , vol. 521, no. 7553, pp. 467– 475, May 2015, doi: 10.1038/nature14543.
[9] W. Hu, R. Mutlu, W. Li, and G. Alici, “A Structural Optimisation Method for a Soft Pneumatic Actuator,” Robotics , vol. 7, no. 2, p. 24, Jun. 2018, doi: 10.3390/robotics7020024.
[10]  P. Polygerinos et al. , Towards a soft pneumatic glove for hand rehabilitation . 2013, p. 1517. doi: 10.1109/IROS.2013.6696549.
[11]  R. V. Martinez et al. , “Robotic tentacles with three-dimensional mobility based on flexible elastomers,” Adv. Mater. Deerfield Beach Fla , vol. 25, no. 2, pp. 205–212, Jan. 2013, doi: 10.1002/adma.201203002.
[12]  M. Manns, J. Morales, and P. Frohn, “Additive manufacturing of silicon based PneuNets as soft robotic actuators”.