E-ISSN:
2548-1398 Published by: Ridwan Institute
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia  p–ISSN: 2541-0849 e-ISSN: 2548-1398 Vol. 7, No. 5, Mei 2022

## PENGARUH  PARAMETER  PROSES  3D  PRINTING  TERHADAP  KUALITAS PROTOTYPE  RUAS  JARI    TELUNJUK  PALSU  MENGGUNAKAN  METODE ANOVA

## Ricky Soleman Manikari, M. Sobron Y. Lubis, Rosehan
Fakultas Teknik Universitas Tarumanagara, Indonesia Email: ricky.515180008@stu.untar.ac.id, sobronl@ft.untar.ac.id, rosehan@ft.untar.ac.id

## Abstrak
Tingkat  kekasaran  permukaan  ( Surface  Roughness )  merupakan  salah  satu  hal penting  dalam  menentukan  kualitas  sebuah  objek  dalam  dunia  manufaktur  tidak terkecuali  teknologi Additive  Manufacturing .  Teknologi  Rapid  Prototyping  kini berkembang  dengan  pesat  di  dunia.  Teknologi  3D  printing  menjadi  salah  satu teknik  yang  kerap  dipakai  pada  banyak  sektor  saat  ini.  Penelitian  ini  bertujuan untuk mengetahui kualitas prototype ruas jari telunjuk dari variasi parameter proses dengan menggunakan menggunakan metode anova dan mengetahui parameter yang terbaik  untuk  tingkat  kekasaran  permukaan.  Parameter  yang  digunakan  pada penelitian  ini  yaitu layer  heigh , print  speed dan print  temperature . Layer  height merupakan  tingkat  ketebalan  lapisan  dalam  proses  pencetakan  3D  printing. Print Speed merupakan  tingkat  kecepatan  motor  printer  bergerak  ,kecepatan  cetak menentukan seberapa cepat motor printer bergerak. Print Temperature merupakan tingkat  suhu  guna  untuk  melelehkan filament atau  bahan  material  yang  di  cetak. Variasi parameter layer height yang digunakan pada penelitian ini yaitu 0.18 mm ,
0.20  mm  dan  0.22  mm.  Variasi print  speed yang  digunakan  yaitu  60  mm/s  ,  70 mm/s dan 80 mm/s . Variasi print temperature yang digunakan yaitu 235
, 240
dan  245 .  Pengukuran  kekasaran  permukaan  dilakukan  menggunakan Surface Roughness Tester . Dengan batasan-batasan parameter yang ada di dalam penelitian ini,  disimpulkan  bahwa  nilai  rata-rata  hasil  pengukuran  tingkat  kekasaran permukaan  cenderung  meningkat  (semakin  kasar)  jika print  speed semakin ditingkatkan. Dan print speed menjadi parameter yang paling berpengaruh terhadap tingkat kekasaran permukaan.
Kata Kunci: 3D  printing, layer  height,  print  speed,  print  temperature ,  kekasaran permukaan

## Abstract
The level of surface roughness (Surface Roughness) is one of the important things in  determining  the  quality  of  an  object  in  the  manufacturing  world,  and  Additive Manufacturing. Rapid Prototyping technology is now growing rapidly in the world. 3D printing technology is a technique that is often used in many sectors today. This study aims to determine the quality of the prototype index finger from variations in process parameters using the ANOVA method and find out the best parameters for the  level  of  surface  roughness.  The  parameters  used  in  this  research  are  layer
height,  print  speed  and  print  temperature.  Layer  height  is  the  level  of  layer thickness  in  the  3D  printing  process.  Print  Speed  is  the  rate  at  which  the  printer motor  moves,  print  speed  determines  how  fast  the  printer  motor  moves.  Print Temperature  is  the  temperature  level  to  melt  filament  or  printed  material. Variations  of  layer  height  used  in  this  study  are  0.18  mm,  0.20  mm  and  0.22 mm.variations print speed used are 60 mm/s, 70 mm/s and 80 mm/s.variations print temperature  used  are  235,  240  and  245  .  Surface  roughness  measurements  were carried  out  using  a  Surface  Roughness  Tester.  With  the  limitations  of  the parameters  in  this  study,  it  is  concluded  that  the  average  value  of  the  surface roughness  measurement  results  tends  to  increase  (get  rougher)  if  print  speed  is increased.  And  print  speed  is  the  parameter  that  most  influences  the  level  of surface roughness
Keywords: 3D Printing, layer height, print speed, print temperature, surface roughness

## Pendahuluan
Teknologi Rapid  Prototyping kini  berkembang  dengan  pesat  di  dunia. Rapid Prototyping kerap  kali  digunakan  dalam  berbagai  sektor  seperti  halnya  dalam perancangan  produk  guna  untuk  komersil,kesenian,  dan  juga  kesehatan. Rapid Protoyping adalah  teknik  merakit  sebuah  produk  atau  purwarupa  3D  secara  cepat  dan terintegrasi  melibatkan  sistem  CAD  ( Computer  Aided  Design )  dengan  sistem Rapid Prototyping ( 3D  printing,  CNC ). Rapid  Prototyping adalah  proses  yang  digunakan untuk menghasilkan solid model dari data CAD ( Computer Aided Design ). Metode ini yaitu sebuah teknologi manufaktur baru yang memproduksi dengan metode lapis demi lapis  untuk  menghasilkan  sebuah  produk.  Dengan  metode  ini  sebuah part yang kompleks  dapat  diproduksi  dengan  waktu  yang  cepat  dan  biaya  yang  hemat. Rapid Prototyping memiliki  potensi  besar  dalam  memproduksi  berbagai part untuk  industri manufaktur. Dengan menggunakan rapid prototyping dapat dengan cepat meningkatkan keandalan produk, menghemat waktu dan juga biaya.
Berdasarkan  data  angka  kecelakaan  kerja  di  industri  manufaktur  menyatakan bahwa  di  Indonesia,  dalam  2  tahun  terakhir, dilaporkan  telah  terjadi  kenaikan kecelakaan  kerja  yang  sangat  signifikan,  naik  sebesar  55.2%  dari  tahun  sebelumnya, yakni  sebanyak  114.000  kasus  di  tahun  2019  menjadi  177.000  kasus  di  tahun 2020. Badan  Penyelenggara  Jaminan  Sosial  Nasional  (BPJS  Kesehatan)  atau  yang sebelumnya  dikenal  sebagai  PT.  Jamsostek  mencatat,  kurang  lebih  setiap  harinya sebanyak 12 pekerja di Indonesia mengalami cacat permanen dan 7 pekerja meninggal dunia  akibat  dari  kecelakaan  di  tempat  kerja,  dengan  kecelakaan  kerja  terbesar disumbang  oleh  sektor  manufaktur  dan  konstruksi  sebesar  63,6%;  sektor  transportasi 9,3%; sektor kehutanan 3,8%, pertambangan 2.6% dan sisanya sebesar 20,7%. Dengan melihat  tingginya  tingkat  kecelakaan  kerja  tersebut,  maka  diperlukan  upaya  maksimal untuk mencegah agar kecelakaan kerja tidak terjadi Kembali.
Merujuk  dari  pernasalahan  diatas  maka  diperlukan  tindakan  pasca  kecelakaan kerja yang mengakibatkan hilangnya bagian tubuh dari pekerja di industri manufaktur. Oleh  karena  ini,  dengan  adanya  teknologi Rapid  Prototyping yang  dilengkapi  dengan
sistem  CAD  ( Computer  Aided  Design )  serta 3D  Printing diharapkan  dapat menanggulangi  atau  membuat  sebuah  replika  bagian  tubuh  yang  hilang  agar  dapat memaksimal  kerja  dari  tubuh  seorang  korban  kecelakaan  kerja,  seperti  contoh  nya kecelakaan kerja yang mengakibatkan hilangnya jari jemari para korban.

## Metode Penelitian
Pada  penelitian  ini  menggunakan  data  primer,  material  atau filament yang digunakan  adalah  ABS.  Desain  eksperimen  memiliki  ukuran  panjang  total  52.73  mm, diameter  luar  20mm  dan  diameter  dalam  ruas  16mm.  Teknologi  printing  yang digunakan  yaitu  FDM.  Dalam  FDM,  Sebuah  objek  dibentuk  dengan  cara  melelehkan material  (resin)  lalu  di  tempatkan  lapis  demi  lapis  sehingga  membentuk  sebuah  objek yang  di  inginkan.  Eksperimen  dilakukan  sebanyak  9  kali  dengan  variasi layer  height , print speed dan print temperature . Layer height 0.18, 0.20, 0.22, print speed 60 mm/s,
70 mm/s, 80 mm/s dan print temperature 235  , 240 , 245 . Kemudian dilakukan pengukuran tingkat kekasaran permukaan dan akurasi dimensi.

## Gambar 1 Flowchart Penelitian
Penjelasan alur kerja penelitian adalah sebagai berikut:
1. Studi Literatur dan pengumpulan data
Merupakan tahap awal dalam mencari sumber bacaan terkait topik penelitian, analisa  dan  perolehan  data  yang  berkaitan  dengan  topik  penelitian.  Pengumpulan data  yaitu  mengumpulkan  data  terkait  desain  eksperimen  seperti  ukuran prototype ruas  jari  telunjuk  serta  parameter  proses  3d  printing  yang  berkaitan  dengan  topik penelitian.
2. Pembuatan Desain
Tahap  ini  merupakan  proses  pembuatan  desain prototype ruas  jari  telunjuk dengan menggunakan Autodesk Fusion 360
3. Persiapan Alat dan Bahan
Dalam  tahap  ini,  menentukan  bahan  atau  material filament yang  digunakan.
Menentukan variasi parameter untuk proses 3d printing pada penelitian ini.
4. Pengujian spesimen
Pengujian  spesimen  atau  hasil  produk  3d  printing  dengan  menggunakan surface roughness tester yaitu untuk mengetahui tingkat kekasaran permukaan pada produk dan mengukur akurasi dimensi dengan menggunakan jangka sorong
5. Analisa Data
Analisis  data  berupa  hasil  uji  tingkat  kekasaran  permukaan  serta  mencari parameter proses yang terbaik untuk mendapatkan hasil kekasaran permukaan yang paling baik.

## Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada peneitia ini adalah:
1. Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini:
a. Mesin 3D Printing Adventure 3 Flashforge

## Gambar 2 Mesin 3D Printing
b. Filament / bahan
Filament / bahan yang digunakan yaitu Filament dengan material ABS.
Gambar 3 Filament / Bahan
c. Surface Roughness Tester
Surface  Roughness  Tester adalah  alat  untuk  mengukur  tingkat  kekasaran permukaan dari tiap variasi parameter proses

## Gambar 4 Surface Roughness Tester
d. Jangka Sorong
Jangka  Sorong  0.05mm  digunakan  untuk  mengukur  akurasi  dimensi  yaitu perubahan panjang dan diameter dari setiap variasi parameter proses.
e. Software
Software yang  digunakan  dalam  pembuatan  desain  eksperimen  yaitu  Autodesk Fusion 360.

## Hasil Dan Pemmbahasan
Desain  eksperimen  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  di  sajikan  pada  gambar berikut ini.

## Gambar 6 Desain Eksperimen
Didapatkan  hasil  3D  printing  yang  telah  di  proses  dan  disajikan  pada  gambar berikut.
Gambar 7. Hasil 3D printing
Dari  hasil  proses  perancangan  3D  printing  dengan  variasi  parameter  proses didapatkan 9 sample uji.

## Gambar 8 Sample uji sebanyak 9 buah
Dari 9 sample uji dilakukan pengujian tingkat kekasaran permukaan dan akurasi dimensi. Didapatkan hasil uji tingkat kekasaran permukaan dan akurasi dari tiap variasi parameter proses pada tabel berikut ini.

## Tabel 1

## Tabel Hasil Uji Tingkat Kekasaran Permukaan Dan Akurasi Dimensi
Berdasarkan  tabel  diatas  pengujian  kekasaran  dilakukan  pada  3  titik  dan didapatkan rata-rata kekasaran permukaan yang beragam. Data kemudian diolah dengan menggunakan  metode  anova  untuk  menentukan  parameter  terbaik  yang  paling mempengaruhi kekasaran permukaan yang disajikan pada gambar 10, 12 dam 14.

## Gambar 9 Analisis Variasi Layer Height Terhadap Kekasaran Permukaan
Dapat  dilihat  dari  grafik  diatas  dengan layer  height yang  semakin  tinggi  tidak berpengaruh signifikan terhadap tingkat kekasaran permukaan. Dari percobaan pertama menggunakan layer  height (0.18  mm)  memiliki  nilai  kekasaran  permukaan  sebesar (3.621  µm),  kemudian layer  height ditingkatkan  menjadi  (0.20  mm)  nilai  kekasaran permukaan  menjadi  (3.688  µm)  dan layer  height ditingkatkan  kembali  menjadi  (0.22 mm)  nilai  kekasaran  permukaan  meningkat  menjadi  (3.756  µm).  Nilai  kekasaran permukaan  yang  paling  baik  yaitu  menggunakan layer  height (0.18  mm)  dengan  nilai kekasaran (3.621 µm).

## Gambar 10 Model Summary Layer Height
Berdasarkan  gambar  10  nilai  persentase  R-sq  yaitu  sebesar  4.90%  yang  berarti pengaruh parameter layer height terhadap kekasaran permukaan sebesar 4.90% dan sisa nya ada pada parameter lain.

## Gambar 11 Analisis Variasi Print Speed Terhadap Kekasaran Permukaan
Dapat  dilihat  dari  grafik  diatas  dengan print  speed yang  semakin  tinggi  sangat mempengaruhi  tingkat  kekasaran  permukaan.  Dari  percobaan  pertama  menggunakan print  speed (60  mm/s)  memiliki  nilai  kekasaran  permukaan  sebesar  (3.450  µm), kemudian print  speed ditingkatkan  menjadi (70  mm/s)  nilai  kekasaran  permukaan menjadi  (3.688  µm),  dan print  speed kembali  ditingkatkan  menjadi  (80  mm/s)  nilai kekasaran permukaan menjadi (3.926 µm). Nilai kekasaran permukaan paling baik yaitu dengan print speed (60 mm/s) memiliki nilai kekasaran permukaan sebesar (3.450 µm).

## Gambar 12

## Model Summary Print Speed
Berdasarkan gambar 12 nilai persentase R-sq yaitu sebesar 60.75% yang berarti pengaruh parameter print speed terhadap kekasaran permukaan sebesar 60.75% dan sisa nya  ada  pada  parameter  lain.  Dapat  dikatakan  bahwa  parameter print  speed adalah parameter  yang  paling  berpengaruh  terhadap  kekasaran  permukaan.  Semakin  tinggi tingkat print speed maka semakin tinggi nilai kekasaran permukaan.

## Gambar 13

## Analisis Variasi Print Temperature Terhadap Kekasaran Permukaan
Dapat  dilihat  dari  grafik  diatas  dengan print  temperature yang  semakin  tinggi cukup  berpengaruh  terhadap  tingkat  kekasaran  permukaan.  Dari  percobaan  pertama dengan print  temperature (235 )  memiliki  nilai  kekasaran  permukaan  sebesar  (3.552 µm),  kemudian print  temperature ditingkatkan  menjadi  (240 )  nilai  kekasaran permukaan  menjadi  (3.688  µm),  dan print  temperature ditingkatkan  kembali  menjadi (245 ) memiiki nilai kekasaran permukaan menjadi (3.825  µm). Nilai kekasaran yang paling  baik  yaitu  dengan print  temperature sebesar  (235 )  dengan  tingkat  kekasaran permukaan sebesar (3.552 µm).

## Gambar 14 Modal Summary Print Temperature
Berdasarkan gambar 14 nilai persentase R-sq yaitu sebesar 19.98% yang berarti pengaruh  parameter print temperature terhadap  kekasaran  permukaan  sebesar  19.98%. Berdasarkan  uraian  grafik  dan  gambar  diatas  menunjukkan  bahwa  pada  kekasaran permukaan  variabel  yang  lebih  mempengaruhi  adalah printspeed ,  variabel  kedua  yang paling  mempengaruhi  adalah print  temperature ,  variabel  terakhir  yang  mempengaruhi kekasaran permukaan adalah layer height .
Dengan  variasi  parameter  yang  ada  di  dalam  penelitian  ini,  bisa  disimpulkan bahwa  nilai  rata-rata  hasil  pengukuran  tingkat  kekasaran  permukaan  atau surface roughness (Ra) kian meningkat (semakin kasar) jika print speed semakin ditingkatkan. Dan print  speed menjadi  parameter  yang  paling  mempengaruhi  tingkat  kekasaran permukaan.

## BIBLIOGRAFI
Bishoyee, Nikhilesh. 3-D Modeling and Rapid Prototyping of a Cryogenic Liquefier . Diss. 2010.
Excell, Jon, The rise of additive manufacturing. The Engineer. 2013
Putra, Kumara Sadana, and Ulin Ranicarfita Sari. "Pemanfaatan teknologi 3d printing dalam proses desain produk gaya hidup." Seminar Nasional Sistem Informasi dan Teknologi Informasi . STMIK Pontianak, 2018.
Prabhakar,  M.  Manoj,  et  al.  "A  short  review  on  3D  printing  methods,  process parameters and materials." Materials Today: Proceedings 45 (2021): 6108-6114.
Husaini,  Iskandar  Hasanuddin,  and  Sandi  Yudha  BZ.  "Perancangan  Tangan  Berjari Banyak sebagai Alat Bantu Tangan Manusia."
Rahman,  Maulana. Rancang  Bangun  Prostesis  Lengan  untuk  Tunadaksa  pada  Bawah Siku (Amputasi Transradial) . Diss. Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2017.
Valentino,  Rivando,  and  Shobron  Lubis.  "Analisis  Korelasi  Parameter  Pemotongan Proses  Pembubutan  Grey  Cast  Iron  Menggunakan  Metode  Anova." Jurnal  Syntax Admiration 2.2 (2021): 316-330.
Sobron  Lubis,  Rosehan,  and  Denny  Handoko.  "Effect  Of  Rake  Angle  In  The  Turning Process On The Surface Roughnees Of Workpiece Aisi 4340 Steel."
Setiawan,  Andik  Aris,  Bayu  Wiro  Karuniawan,  and  Nurvita  Arumsari.  "Optimasi parameter  3D  printing  terhadap  keakuratan  dimensi  dan  kekasaran  permukaan produk  menggunakan  metode  Taguchi  Grey  Relational  Analysis." Proceedings Conference on Design Manufacture Engineering and its Application . Vol. 2. No. 1. 2018.

## Copyright holder:
Ricky Soleman Manikari, M. Sobron Y. Lubis, Rosehan (2022)

## First publication right:
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia
This article is licensed under: