Productum: Jurnal Desain Produk (Pengetahuan dan Perancangan Produk) Vol 6 No 1 Januari-Juni 2023  41-50 ISSN 2477-7900 ( printed )  |  ISSN 2579-7328 ( online ) | terakreditasi Sinta-4 DOI: https://doi.org/10.24821/productum.v6i1.6748

## Perancangan alat pencacah limbah material 3D printer
dengan metode Axiomatic House of Quality (AHOQ)
Benedikta Anna Haulian Siboro, 1* Sintong Joshua Siahaan, 2 Yosef Manik 3
1 Department of Industrial Management, National Taiwan University of Science and Technology, Taipei, Taiwan
2 Program Studi Manajemen Rekayasa, Institut Teknologi Del, Sumatera Utara, Indonesia
3 Program Studi Teknik Lingkungan, Universitas Presiden, Cikarang, Indonesia

## Abstract
The  3D  printer  at  the  Product  Design  Laboratory  (Desprin  Lab)  of  the  Del  Institute  of  Technology  uses  acrylonitrile butadiene  styrene  (ABS)  filament  raw  materials,  polycarbonate  (PC),  polyvinyl  alcohol  (PVA),  nylon,  Poly  Lactic  Acid (PLA),  Polyethylene  (PE),  Polypropylene  (PP),  and  Investation  Casting  Wax.  The  remaining  filament  and  3D  printer printouts from the practical process require storage space in the laboratory. The material that makes up this filament itself is difficult  to  decompose  by  nature  and  has  the  potential  to  become  harmful  waste.  This  study  aims  to  design  a  safe  and practical  3D  printer  waste  material  chopper  to  recycle  the  remaining  filament  and  3D  Printer  printing  results.  With  the Axiomatic  House  of  Quality  (AHOQ)  method,  the  customer  requirements  for  the  enumerator  are  obtained,  namely  the appropriate  size  of  the  chop,  has  an  indicator  that  it  is  on  or  not,  safe  in  operation,  not  noisy,  easy  to  move,  and  saves electricity. To meet this requirement, a waste chopper has been designed with specifications that it has a filter with a size that is adjusted to the desired chopping size, a cover on the material input channel as a security function and reduces noise, and uses  a  bicycle  as  a  source  of  motion  and  saving  electricity.  The  working  system  of  the  tool  is  a  chopper  tool  by  utilizing mechanical motion by rowing a bicycle as a source of motion for the chopper blade. This designed tool has been successfully built with the ability to chop materials with a thickness of > 15 mm and a noise level of less than 85 dB.
Key words: 3D printer, filament, waste material, Axiomatic House of Quality

## Abstrak
Fasilitas 3D printer di Laboratorium Desain Produk (Lab Desprin) Institut Teknologi Del menggunakan bahan baku filamen berjenis acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polycarbonate (PC), Polyvinyl alcohol (PVA), nilon, Poly Lactic Acid (PLA), Polyethylene (PE), Polypropylene (PP),  dan Investation  Casting  Wax. Sisa  filamen  dan  hasil  percetakan  3D printer dari proses praktikum menyita ruang penyimpanan di laboratorium.  Material penyusun filamen ini sendiri sulit diurai oleh alam dan berpotensi menjadi limbah yang merugikan. Penelitian ini bertujuan untuk merancang alat pencacah limbah material 3D printer yang aman dan praktis untuk mendaur ulang sisa filament dan hasil pencetakan 3D printer . Dengan metode Axiomatic House  of  Quality (AHOQ)  diperoleh customer  requirement alat  pencacah  yaitu  ukuran  cacahan  yang  sesuai,  memiliki indikator sedang hidup atau tidak, aman dalam pengoperasiannya, tidak berisik, mudah untuk dipindahkan, dan hemat listrik. Untuk memenuhi requirement ini telah didesain alat pencacah limbah dengan spesifikasi memiliki saringan dengan ukuran yang disesuaikan dengan besar hasil cacahan yang diinginkan, penutup pada saluran input material sebagai fungsi keamanan dan mengurangi kebisingan, dan menggunakan sepeda sebagai sumber daya gerak sebagai fungsi hemat listrik. Sistem kerja alat ialah alat pencacah adalah dengan memanfaatkan gerak mekanik dengan mendayung sepeda sebagai sumber daya gerak pisau pencacah. Alat yang didesain ini telah berhasil dibangun dengan kemampuan mencacah material dengan ketebalan > 15 mm dan tingkat kebisingan kurang dari 85 dB.
Kata kunci: 3D printer , filamen, material sisa, Axiomatic House of Quality
* Corresponding author Tel : +62-813-64000-122 ; e-mail : benedikta.siboro@del.ac.id
1. Pendahuluan
Perkembangan  teknologi  yang  kian  pesat merupakan  salah  satu  pemicu  atau  faktor  pendorong
dari  munculnya  gagasan  revolusi  industri  4.0  yang sudah  mulai  menjadi  perbincangan  di  masyarakat sejak  dikenalkan  secara  publik  dalam  pameran Hannover Messe pada tahun 2011 (Wahyono, 2019).
Revolusi  industri  4.0  ini  merupakan  perubahan  yang timbul  akibat  dari  kecanggihan  teknologi  yang  kian berkembang  secara  pesat  seiring  dengan  berjalannya waktu,  revolusi  ini  memberikan  banyak  kemudahan yang mempengaruhi hampir seluruh aspek kehidupan. Pengaruh  utama  yang  dirasakan  dari  kehadiran  era industri  4.0  ini  ialah  terjadinya  disrupsi  di  berbagai jenis  bidang  seperti  industri,  pendidikan,  kesehatan, dan sebagainya (Prasetyo & Trisyanti, 2018).
Dalam  dunia  industri  sendiri  dengan  adanya industri 4.0 perusahaan dituntut untuk merubah sistem manufaktur  yang  biasa  menjadi  smart  manufacturing dengan melakukan pengintegrasian teknologi manufaktur  modern  demi  meningkatkan  kemampuan produksi  perusahaan  (Prasetyo  &  Sutopo,  2018). Salah  satu  contoh  teknologi  yang  mulai  banyak diterapkan  dalam  industri  manufaktur  ialah additive manufacturing atau three-dimensional (3D) printing , dimana  teknologi  ini  memberikan  kemudahan  bagi perusahaan  dalam  membuat  produk  kostum, perancangan  komponen  yang  lebih  kompleks,  dan meminimalisir  limbah  secara  efisien  (Mehrpouya  et al., 2019).
Institut  Teknologi  Del  (IT  Del)  merupakan  salah satu perguruan tinggi yang memiliki kesadaran bahwa perkembangan  yang  terjadi  dalam  dunia  manufaktur sebagaimana  yang  telah  dijelaskan  diatas  tentu menjadi  tantangan  yang  harus  ditanggapi  seperti mengadopsi  perubahan  yang  terjadi  ke  dalam kurikulum yang digunakan guna menciptakan lulusan yang  dapat  memiliki  keterampilan  dan  kualifikasi yang  lebih  sesuai  dengan  kebutuhan  industri manufaktur  di  era  industri  4.0  ini.  Sehingga  untuk menjawab tantangan tersebut dibangunlah Laboratorium  Desain  Produk  dan  Inovasi  (Lab Desprin).
Lab  Desprin  tersebut  memiliki  banyak  fasilitas seperti  meja  dan  kursi  computer,  meja  dan  kursi instruktur, meja dan kursi mahasiswa, 3D printer , 3D scanner ,  dan  lain-lain  (Marbun  &  Siboro,  2020; Sinaga, Siboro, & Marbun, 2021; Tesalonika, Siboro, &  Marbun,  2021).  Mesin  3D printer di  laboratorium tersebut  memiliki  berteknologi Fused  Deposition Modelling (FDM).  Mesin  3D printer dengan  metode FDM memanglah menjadi pilihan yang paling banyak diaplikasikan  dikarenakan  kemudahan  penggunaan, biaya operasional yang murah, dan ramah lingkungan. Salah  satu  variabel  penentu  metode  FDM  dalam menghasilkan  objek  tiga  dimensi  dengan  hasil  dan tingkat ketelitian mendekati desain aslinya yaitu jenis mesin 3D printer (Pambudi, 2017).
Adapun  jenis  filamen  yang  digunakan  pada  Lab Desprin  ini  adalah  filamen  berjenis polylactic  acid (PLA)  berdiameter  1,75mm.  PLA  merupakan  salah
satu  jenis  plastik  polimer  yang  ramah  lingkungan. Selain  itu,  PLA  dapat  menghasilkan  cetakan  yang kuat dan sangat rapi.
Terdapat dua jenis limbah/sampah material filamen hasil  penggunaan  3D printer pada  Lab  Desprin Fakultas  Teknologi  Industri  Institut  Teknologi  Del. Dua jenis limbah tersebut adalah sisa benang filamen dan  material  sisa  hasil  percetakan  yang  cacat/salah desain.  Salah  satu  teknik  pengelolaan  limbah  adalah daur  ulang  yang  menghasilkan  filamen  yang  dapat digunakan  kembali  (Aminudin,  2019).  Metode  daur ulang  dilakukan  dengan  merancang  alat  pencacah sampah  material  3D printer yang  aman  dan  praktis demi  memudahkan  pengguna  dalam  melakukan  daur ulang  sampah  material printer 3D  menjadi  filamen kembali.  Ukuran  dari  luaran  alat  pencacah disesuaikan  dengan  ukuran  biji  plastik  yang  dimana merupakan  bahan  pembuatan  filamen  pada filament extruder .  Metode  perancangan  alat  pencacah  ini adalah  metode Axiomatic  House  of  Quality (AHOQ) untuk  membantu  menyesuaikan  rancangan  desain produk dengan kebutuhan calon pengguna. Metode ini merupakan hasil modifikasi House of Quality (HOQ) dimana desain produk dibuat berdasarkan persyaratan fungsional.  Saat  ini  telah  banyak  penelitian  yang menerapkan  metode  AHOQ  diantaranya  untuk merancang  alat  bantu  pengujian  komponen gear pump ,  rancang  ulang  rak  sepatu,  dan  merancang  alat bantu  material handling produksi  genteng  (Thaha  & Prasetio,  2021;  Andriani,  Choiri,  &  Desrianto,  2018; Putra, Tama, & Andriani, 2016).

## 2. Metode
Penelitian  dilaksanakan  di  Lab  Desprin  Fakultas Teknologi  Industri  IT  Del  dengan  memanfaatkan material  filamen  yang  terbuang  dari  hasil  cetakan produk  3D printer .  Wawancara  dan  pembagian kuesioner dilakukan guna mendapat voice of customer yang  diharapkan  dalam  perancangan  alat  pencacah produk  filamen  ini.  Metode  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah  metode Axiomatic  House  of Quality (AHOQ)  yang  dapat  mengartikan Voice  of Customer (VOC)  dengan  lebih  terstruktur  dan membantu dalam pengembangan desain menggunakan  kebutuhan  fungsional  dari customer . Kebutuhan yang dimaksud tersebut independen antara satu  dengan  yang  lain  dan  mengijinkan  perubahan desain  tanpa  memberikan  pengaruh  terhadap kebutuhan desain yang lainnya.
Adapun  beberapa  istilah  yang  digunakan  dalam memahami  metode Axiomatic  House  of  Quality (AHOQ ) ini antara lain: (1) Customer Attribute (CA),

## Benedikta Anna Haulian Siboro, Joshua Sintong Siahaan, Yosef Manik
Perancangan alat pencacah limbah material 3D printer dengan metode Axiomatic House of Quality (AHOQ)
yaitu  domain  yang  menampung  keinginan  dan kebutuhan  dari  sudut  pandang  pengguna;  (2) Functional  Requirement (FR),  yaitu  domain  yang menampung  fungsi  dari  suatu  desain  atau  produk yang  ditargetkan;  (3) Design  Parameter (DP),  yaitu domain  yang  merupakan  manifestasi  dari  FR bagaimana  perwujudan  fungsi  dari  domain  FR;  dan (4) Process  Variable (PV),  yaitu  domain  proses produksi  dari  tahapan  desain  sebelum  menjadi produk.
Adapun prinsip dasar dari metode desain ini adalah transformasi  ide  dari functional  requirements (FRs) dan design  parameter (DPs).  Prosedur  penentuan desain  ditentukan  berdasarkan  hubungan  antara  dua domain  tersebut  pada  setiap  level  hirarki  proses desain sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 1.
Domain  functional  requirement (FRs)  berisi bagaimana  tujuan  dari  desain  didefinisikan.  Untuk dapat  memperoleh  kebutuhan  fungsi  yang  sesuai, dibuatlah domain  design  parameters (DPs).  Seperti ditunjukkan  pada  Gambar  1,  proses  desain  didasari oleh pemetaan ( mapping ) FRs dari  domain fungsi ke DPs untuk membuat produk, proses, sistem atau suatu gabungan yang memenuhi kebutuhan. Ada lebih dari satu variabel desain  yang dihasilkan dari pengembangan DPs dalam hal memenuhi FRs.
Langkah-langkah  dalam  metode Axiomatic  House of Quality (AHOQ) ini adalah (Manchulenko, 2001):
(1) List Customer  Atribut (CA)/Daftar  Atribut
Pelanggan;  (2) Convert  CAs  into  FRs /Konversi  CAs menjadi FRs; (3) Identify Constraints /Mengidentifikasi  Batasan;  (4) Formulate Design  Parameters /Merumuskan  Parameter  Desain;
(5) Formulate  the  Design  Matrix  and  Initial Design /Merumuskan  Matriks  Desain  dan  Desain Awal;  (6) Resolving  FR  Dependency (Decoupling FRs)/Mengatasi  Ketergantungan  FR;  (7) Correlation of Design Parameters /Korelasi Parameter Desain; (8) Comparisons  of  Competing  Product /Perbandingan Produk  yang  Bersaing  di  Pasar;  (9) Listing  of Constraints /Membuat  Daftar  Batasan-Batasan;  (10) Formulation of Process Variables /Formulasi Variabel Proses; (11) Evaluation of Final Model Results /Evaluasi Hasil Model Akhir.
Gambar 1. Konsep axiomatic design (Suh, 2001)

## Daya dan gaya pemotongan
Agar material dapat dipotong atau dicacah dengan mudah,  dibutuhkan  daya  pemotongan  untuk  dapat menggerakkan  alat  pemotong.  Daya  pemotongan ditentukan  oleh  gaya  dan  kecepatan  pemotongannya. Faktor  lain  yang  mempengaruhi  penentuan  daya pemotongan  dalam  mendesain  sebuah  mesin pemotong  adalah  faktor  keamanan  dan  efisiensi. Faktor  keamanan  haruslah  lebih  besar  dari  pada  1,0 jika  harus  dihindari  kegagalan.  Tergantung  pada keadaan,  maka  faktor  keamanan  yang  harganya sedikit  di  atas  1,5  hingga  2,0  yang  dipergunakan (Mulyanto & Sapto, 2017). Sedangkan efisiensi mesin didapatkan  berdasarkan  perbandingan  antara  data kapasitas  aktual  mesin  dengan  data  kapasitas  yang diharapkan.  Adapun  standar  nilai  OEE  untuk perusahaan  kelas  dunia  idealnya  adalah  85%  (Dal, Tugwell,  &  Greatbanks,  2000).  Pada  suatu  mesin, daya  pemotongan  dapat  dinyatakan  dalam  bentuk perumusan seperti berikut (Azhari & Maulana, 2018):
Pc.n  = (Fc.n .   . Dc.n . n c.n ) /(6.104) [Nm/s] (Pers.1)
Dimana:
Pc.n  = daya pemotongan pisau-n [N.m/s] Fc.n  = gaya pemotongan pisau -n [N] Dc.n = diameter putar pisau-n [rpm] nc.n  = kecepatan putar pisau –n [rpm] fk = faktor keamanan = efisiensi [%]
Pada suatu mesin gaya pemotongan dapat dinyatakan dalam bentuk perumusan seperti berikut:
Fc = 0, 5 x (s 2/tan  ).  B [N] (Pers. 2)
Dimana:
Fc  =  gaya  pemotongan  untuk  pisau  dengan kemiringan [N] S = tebal bahan [mm] B = kuat geser bahan [N/mm2] = sudut kemiringan pisau [ ]
Gambar  2  merupakan  diagram  alir  penelitian  ini yang menerapkan AHOQ dalam mendesain alat cacah sampah  material  3D  printing  yang  diawali  dengan studi  lapangan  dan  literatur.  Langkah-langkah selanjutnya  didukung  dengan  metode  AHOQ  dan perhitungan  gaya  pemotongan  untuk  menghasilkan desain alat pencacah limbah material 3D printer .
Mulai Studi Lapangan (Observasi) Studi Literatur Perumusan Masalah
Penentuan Spesifikasi Alat
Penentuan Desain Pengujian Desain Pembuatan Prototipe Pengujian Prototipe Kesimpulan dan Saran Selesai Gambar 2. Metodologi penelitian

## 3. Hasil dan pembahasan
Langkah awal Metode Axiomatic House of Quality (AHOQ) ini  adalah  menyusun List  Customer  Atribut (CA )/ Daftar  Atribut  Pelanggan. Berdasarkan  hasil observasi  dan  wawancara  di  Lab  Desprin  mengenai spesifikasi  alat  pencacah  yang  dibutuhkan,  maka didapatkan  beberapa  daftar  atribut  pelanggan  yang ditunjukkan  pada  Tabel  1.  Proses  selanjutnya  adalah Convert  CAs  into  FRs/ Konversi  CAs  menjadi  FRs. Adapun  domain  ditentukan  berdasarkan  pertanyaan pada customer atribut (CA). Tabel 1 memperlihatkan konversi customer atribut menjadi functional
requirement . Keenam functional
requirement tersebut semaksimal  mungkin  harus  dapat  diukur  tingkat keberhasilannya. Sebagai contoh FR 1 (ukuran cacahan yang  sesuai)  dapat  diukur  dari  kesesuaian  ukuran material  hasil  cacahan  yang  dihasilkan  dengan  yang diinginkan. Langkah ketiga adalah Identify Constraints /Mengidentifikasi  Batasan.  Identifikasi batasan merupakan bagian penting dari desain dalam semua  tahap  pengembangan  produk.  Adapun  dalam hal  perancangan  alat  pencacah  material 3D  printer , batasan-batasan yang ditemukan adalah: (1) ketebalan material 3D printer yang akan  dicacah;  (2)  memiliki
Tabel 1. Konversi CAs menjadi FRs
Customer Atribut Functional Requirement Menghasilkan cacahan sesuai dengan standar untuk pengolahan selanjutnya 1.   Ukuran cacahan yang sesuai Memiliki indikator berupa layar sebagai petunjuk alat sedang hidup/tidak 2.   Memiliki indikator petunjuk alat sedang hidup/tidak Aman dari kecelakaan 3.   Aman dalam pengoperasiannya Tidak berisik 4.   Tidak berisik (alat pencacah memiliki penutup) Ukuran tidak terlalu besar sehingga mudah dibawa 5.   Mudah untuk dipindahkan Harus mudah disimpan Hemat listrik 6.   Hemat listrik (pemilihan jenis mesin)
Gambar 3. Lubang penyaring (dalam mm)
.
Gambar 4. Tombol On/Off
indikator  petunjuk  alat  sedang  hidup/tidak;  (3)  alat pencacah  yang  aman  dalam  pengoperasiannya;  (4) tidak menimbulkan polusi suara dalam pengoperasiannya;  (5)  alat  yang  mudah  untuk dipindahkan; (6) hemat dalam penggunaan listrik; dan (7) ukuran hasil cacahan material 3D printer .

## Benedikta Anna Haulian Siboro, Joshua Sintong Siahaan, Yosef Manik
Perancangan alat pencacah limbah material 3D printer dengan metode Axiomatic House of Quality (AHOQ)
Langkah  selanjutnya  dalam  rancangan  mesin pencacah ini adalah Formulate Design
Parameters /Merumuskan Parameter Desain. Aktivitas dalam  tahap  ini  adalah  mengidentifikasi  parameter desain  (DPs)  dengan  bagian-bagian  yang  harus diidentifikasi  parameter  desainnya.  Bagian-bagian tersebut  adalah:  (1)  Ukuran  cacahan  yang  sesuai. Material  input dari functional  requirement ini adalah biji  plastik.  Untuk  penelitian  ini  ditargetkan  hasil cacahan plastik menjadi serpihan kecil dengan ukuran 10-15  mm  (Wiryajati,  Satiawan,  &  Citarsa,  2017), sehingga  sistem  filtrasi  dengan  penentuan  lubang penyaring berukuran diameter 10 mm (Gambar 3). (2) Memiliki  indikator  petunjuk  alat  sedang  hidup/tidak. Untuk  menjawab functional  requirement ini,  maka dapat  dirancang  indikator  berupa  tombol  mati  dan nyalanya  mesin  (Gambar  4).  (3)  Aman  dalam pengoperasiannya. Functional  requirement menjadi sesuatu  yang  harus  ada  di  mesin  ini  dikarenakan adanya kemungkinan material cacahan keluar dari alat pencacah  saat  dioperasikan.  Sehingga  diperlukan tambahan  fitur  keamanan  berupa  penutup  pada saluran input alat pencacah.  Dengan  adanya  penutup
Tabel 2. Perumusan parameter desain
No FR No
DP FR1 Ukuran cacahan yang sesuai DP1 Sistem penyaring FR2 Memiliki indikator petunjuk alat sedang hidup/tidak DP2 Tombol ON/OFF FR3 Aman dalam pengoperasiannya DP3 Penutup pada saluran input material FR4 Tidak berisik DP4 Penutup pada saluran input material FR5 Mudah dipindahkan DP5 Ukuran minimalis dan bahan ringan FR6 Hemat listrik DP6 Sumber daya tidak menggunakan listrik
ini material cacahan tidak terlontar ke luar dari mesin pencacah  saat  pengoperasiannya,  sehingga  tidak membahayakan  pengguna  (Gambar  5).  (4)  Tidak berisik.  Seperti  halnya  pada functional  requirement tiga,  titik  permasalahan functional  requirement terletak  pada  fitur  pencacah  material.  Pada  kasus  ini suara  berisik  timbul  dari  benturan.  Nilai  Ambang Batas  Kebisingan  (NAB)  menurut  Kepmenaker  No.
Gambar 5. Penutup shredder
per-51/ MEN/ 1999, ACGIH, 2008 dan SNI 16-7063- 2004 adalah 85dB untuk pekerja yang sedang bekerja selama  8  jam  per  hari  atau  40  jam  per  minggu (Nasution,  2019).  Sehingga  pada  perancangan  mesin cacah  ini  ditambahkan  penutup  pada  saluran input yang  dapat  menjadi  mengurangi  suara  bising  pada proses  pencacahan.  (6)  Hemat  Listrik.  Berdasarkan hasil  diskusi  dengan  calon  pengguna,  alat  pencacah dirancang dengan tidak menggunakan listrik. Adapun desain parameter yang diperoleh terlihat pada Tabel 3.
Langkah  kelima  adalah Formulate  the  Design Matrix  and  Initial  Design /Merumuskan  Matriks Desain  dan  Desain  Awal.  Setelah  hubungan  antara FRs dan DPs telah diidentifikasi, langkah berikutnya adalah  menganalisis  hasil  matriks  untuk  menentukan keterkaitan antara FRs dan DPs terdapat seperti yang ditunjukkan  pada  Tabel  4.  Pada  Tabel  4  tersebut terdapat 2 notasi yaitu 0 menunjukkan tidak hubungan antara  FRs  dan  DPs,  dan  notasi  1  menunjukkan adanya hubungan antara  FRs dan DPs. Dari tabel ini terdapat  8  hubungan  antara  FRs  dan  DPs  yaitu  FR1 dengan  DP1,  FR2  dengan  DP2,  FR3  dengan  DP4, FR3 dengan DP4, FR4 dengan DP3, FR4 dengan D4, FR5 dengan DP5 dan FR6 dengan DP6.

## Tabel 3. Perumusan matriks desain
FRs/DPs DP1 DP2 DP3 DP4 DP5 DP6 FR1 1 0 0 0 0 0 FR2 0 1 0 0 0 0 FR3 0 0 1 1 0 0 FR4 0 0 1 1 0 0 FR5 0 0 0 0 1 0 FR6 0 0 0 0 0 1
Gambar 6. Korelasi parameter desain
Langkah keenam adalah Resolving FR Dependency (Decoupling  FRs) /Mengatasi  Ketergantungan  FR. Tahap  ini  bertujuan  untuk  mengatasi  ketergantungan pada  fisik/ visual  matrix desain  dan  desain.  Ketika matriks  desain  telah  selesai,  dan  desain  yang  ideal telah  dicapai,  maka  dilanjutkan  langkah  berikutnya untuk  membangun  matriks  korelasi. Correlation  of Design  Parameters /Korelasi  Parameter  Desain  ini digunakan  untuk  menggambarkan  hubungan  antar technical  requirements pada  suatu  model.  Pada metode  AHOQ,  aktivitas  ini  dilakukan  untuk mengetahui  dependensi  antar  DPs,  jika  terdapat dependensi,  maka  penting  untuk  menentukan dependensi  tersebut  merupakan  dependensi  positif atau  dependensi  negatif.  Gambar  6  menunjukkan adanya  korelasi  positif  antara  penutup  pada  saluran input  material  (DP 3 )  dengan  penutup  pada  saluran input  material  (DP 4 ),  dimana  kedua  parameter  ini adalah  sama.  Selain  itu  korelasi  lain  yang  terbentuk adalah  korelasi  positif  antara  ukuran  minimalis  dan komponen penyusun ringan (DP 5 ) dengan sumberdaya tidak menggunakan listrik (DP 6 ), dimana dengan tidak digunakannya listrik sebagai sumberdaya,  maka  komponen  penyusun  dari  produk akan  berkurang  sehingga  akan  memengaruhi  ukuran dan berat dari komponen penyusun produk.
Langkah  berikutnya,  yaitu  ketujuh  adalah Comparisons  of  Competing  Product /Perbandingan Produk  yang  bersaing  di  pasar.  Untuk  dapat melakukan  perbandingan  produk,  peneliti  melakukan observasi  secara  daring  dan  tidak  menemukan  alat pencacah  material  filamen  yang  resmi  di  pasaran. Pada  tahapan  ini,  yang  menjadi  produk  pembanding adalah  mesin  pencacah  ranting  kayu  MCC  6-200 MAHKOTA  dan Shredder  pro  -  Double  Shaft Shredder .  Gambar  7  menunjukkan  perbandingan penilaian  antara  kedua  produk  pembanding  tersebut Pemilihan produk pembanding ini dipilih berdasarkan kesamaan fungsi yaitu fungsi mencacah dan material cacahan  yang  dirasa  memiliki  kemiripan  di  bidang kekuatan  material.  Berdasarkan  hasil focus  group discussion (FGD) dan  penjumlahan  skala  penilaian produk competitor ,  maka  produk  pembanding  yang memiliki  skala  penilaian  tertinggi  adalah  Mesin Pencacah Ranting Kayu MCC 6-200 Mahkota dengan skala  penilaian  sebesar  24,  melebihi  produk  pesaing lainnya  yaitu Shredder  pro-  Double  Shaft  Shredder dengan  skala  penilaian  sebesar  13.  Skala  penilaian terbesar  dari  produk  pembanding  dijadikan  referensi perancangan.
Langkah kedelapan  adalah  membuat  daftar batasan-batasan ( Listing of Constraints ) Pada tahapan ini dibangun batasan desain guna memudahkan dalam memenuhi customer   atribut yang   tertuang   dalam
Productum: Jurnal Desain Produk (Pengetahuan dan Perancangan Produk) Vol 6 No 1 Januari-Juni 2023  41-50 ISSN 2477-7900 ( printed )  |  ISSN 2579-7328 ( online ) | terakreditasi Sinta-4 DOI: https://doi.org/10.24821/productum.v6i1.6748
Gambar 7. Daftar batasan-batasan
spesifikasi  khusus  pada  alat  yang  dirancang  seperti pada  Gambar  7  yang  mencakup  hasil  cacahan  yang diharapkan,  dimensi  mesin  cacah  dan  daya  listrik yang digunakan .
Berikutnya  adalah  langkah  kesembilan,  yaitu melakukan formulasi variabel proses ( Formulation of Process  Variables ).  Adapun  pertimbangan  alternatif produk  yang  menjadi  referensi  untuk  mendesain  alat pencacah  sampah  material 3D  printer berdasarkan daftar  batasan-batasan  pada  tahapan  sebelumnya antara  lain:  pertama,  penggunaan  dinamo  sebagai sumber  penggerak  mesin.  Alternatif  ini  memiliki kelebihan  yaitu  daya  yang  dihasilkan  mesin  dinamo memiliki  tingkat  kestabilan  yang  baik.  Sedangkan kekurangan  dari  alternatif  ini  adalah  memiliki kekurangan  yaitu  dinamo  menimbulkan  suara  saat pengoperasiannya,  dinamo  memberi  penambahan berat  pada  alat  yang  dianggap  dapat  mempersulit dalam  hal  pemindahan  alat  nantinya,  dan  daya  yang dihasilkan  mesin  dinamo  sudah  dapat  dipastikan  dan pastinya memiliki tingkat kestabilan yang baik selama tetap  diberi  daya  listrik  dan  penggunaan  listrik  dari dinamo  ini  cukup  besar  untuk  kapasitas  material cacahan  yang  ingin  dicacah.  Kedua,  penggunaan sepeda sebagai sumber penggerak mesin. Sepeda yang merupakan  salah  satu  transportasi  yang  banyak dimanfaatkan  sebagai  pembangkit  listrik  yang  dapat digunakan  sebagai  sumber  daya  listrik  (Purnomo, 2016).  Roda  sepeda  dihubungkan  dengan  generator sehingga  menjadi  sumber  energi  paling  efesien  dan mudah  karena  bebas  biaya  dan  polusi  (Ali, Agustiawan,  &  Aji,  2018).  Bagi  daerah  yang  belum tersedia  energi  listrik,  konsep  ini  bisa  dijadikan sebagai  pembangkit  listrik  alternatif  (Nor,  Arof,  &
Wijono, 2004). Selain itu daya mekanis sepeda dapat digunakan  sebagai  penggerak  langsung  mesin pencacah.  Kecepatan  putar  dari  sepeda/ revolutions per minute (rpm) sama dengan kecepatan putar pisau pencacah.  Adapun revolutions  per  minute (rpm)  dari pesepeda  rata-rata  adalah  60  rpm  (Fang,  Fitzhugh, Scotte  E,  Gardner,  &  Zhang,  2016).  Konsep penggunaan  sepeda  sebagai  sumber  penggerak  pisau terpilih  berdasarkan  hasil  FGD  ( Focus  Group Discussion ).
Langkah  terakhir  metode  AHOQ  ini  adalah Evaluation of Final Model Results atau Evaluasi Hasil Model  Akhir.  Terdapat  2  pengujian,  yaitu  Pengujian Kesesuaian Hasil Cacahan dan Pengujian Kebisingan. Pertama  dilakukan  untuk  menguji  kesesuaian functional requirement dari produk dengan pencapaian  produk  yang  telah  dirancang  (hasil cacahan). Pengujian dilakukan dengan memasukkan 2 ukuran material, yaitu material dengan ketebalan > 15 mm tidak padat dan > 15 mm kondisi padat ke dalam alat pencacah secara terpisah. Pada ketebalan >15 mm dengan  isi  material  filamen yang  padat  pada  produk, alat  pencacah  ini  tidak  mampu  mencacah  sehingga diperlukan  modifikasi  pisau  seperti  tampak  pada Tabel 6.
Pengujian yang kedua adalah Pengujian Kebisingan.  Pengujian  tingkat  kebisingan  dari  alat cacah  maka  dilakukan  dengan  menggunakan  alat Sound  Level  Meter yang  dilakukan  sebanyak  6  kali pengukuran.  Adapun  hasil  pengukuran  menunjukkan rata-rata  tingkat  kebisingan  sebesar  83,98  dB sehingga  alat  ini  aman  karena  tidak  melewati  batas ambangnya yaitu 85 dB.

## Tabel 4. Percobaan pencacahan
Kondisi Sebelum Sesudah Ketebalan produk yang dicacah  > 15 mm (tidak padat)
Ketebalan produk yang dicacah > 15
mm (padat)
-
Gambar 8. Sudut pisau

## Daya dan gaya sepeda
Perhitungan  daya  yang  dihasilkan  sepeda  terkait pencacahan  sampah  material 3D  printer didasarkan pada tebal dan kekuatan material cacahan serta bentuk pisau  pencacah  dengan  data  yang  diperlukan  adalah: tebal  bahan,  kekuatan  material,  bentuk  alat  potong, dan  besaran  daya  dan  gaya  penggerak  pisau. Berkaitan  dengan  tebal  bahan  yang  akan  dipotong, dari  20  sampel  produk  hasil  cetak  3D printer yang sering  dicetak  di  Lab  Desprin  ditemukan  rata-rata ketebalannya  adalah  3,66  cm  dengan  ketebalan minimum  1,2  cm  dan  ketebalan  maksimum  7,5  cm. Sedangkan  terkait  dengan  kekuatan  material  yang akan  dipotong  ditemukan  data  bahwa  tipe  filamen yang digunakan di Lab Desprin adalah tipe PLA ( Poly Lactic  Acid). Kuat  geser  dari  material  cacahan filamen  tipe  PLA  ( Poly  Lactic  Acid) adalah  0,2 N/mm 2 (Jonathan  Torres,  2015).  Dengan  mengetahui kekuatan  dari  material,  maka  dapat  ditentukan  besar gaya  yang  dibutuhkan  untuk  dapat  mencacahnya. Berikutnya  adalah  bentuk  alat  potong  material  yang digunakan.  Pada  penelitian  ini  jenis  pisau  yang digunakan  adalah  pisau  pencacah  dua  arah.  Adapun detail  ukuran  dari  pisau  pencacah  ditunjukkan  pada Gambar  8  yang  memiliki  diameter  sebesar  120  mm dengan sudut kemiringan pisau sebesar 30°.
Gambar 9. Rangkaian alat pencacah limbah 3D printer

## Benedikta Anna Haulian Siboro, Joshua Sintong Siahaan, Yosef Manik
Perancangan alat pencacah limbah material 3D printer dengan metode Axiomatic House of Quality (AHOQ)
Terakhir, data tentang besaran daya dan gaya untuk menggerakkan pisau. Untuk mendapatkan besar daya yang  dibutuhkan  untuk  menggerakkan  pisau,  maka digunakan  Pers.  2  dengan  kemiringan  sudut  30 o sehingga dihasilkan:
Fc   = 0, 5 (13, 3956 mm 2 / ) 0, 2 N/mm 2
Fc     = 50356, 65 N
Untuk menentukan daya pemotongan yang dibutuhkan digunakan Pers. 1 sehingga dihasilkan:
P c.n = (50356, 65 N ×   × 120 mm × 60 rpm × 1, 2 × 0, 8) / (6.10 4 ) = 50356, 65 / (6.10 4 ) P c.n = 0,839277 Nm/s
Untuk  daya  yang  dibutuhkan  untuk  proses pemotongan jika 1 Nm = 0, 2388 kal:
P = 0,839277 (0, 2388) kal/s P = 0,2004 kal/s = 721,5 kal/jam
Jika  seseorang  dengan  berat  tubuh  ±  60  kg bersepeda selama satu jam dengan kecepatan rata-rata 20 km/jam dan dapat membakar kalori sebanyak 480- 500  kalori  (Laksmana,  Rachmat,  &  Tahir,  2020). Maka  dari  hasil  perhitungan  daya  yang  dibutuhkan sebesar  721,5  kal/jam  maka  dibutuhkan  tenaga  2 orang  untuk  menggerakkan  sepeda  sebagai  sumber daya  pencacah.  Sehingga  didesain  mesin  pencacah sepeda  dengan  dua  pedal  sepeda.  Gambar  9 menunjukkan  desain  rangkaian  alat  pencacah  limbah menggunakan software Solidworks 2020 .

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  analisis  dari  pengolahan  data menggunakan  metode axiomatic  house  of  quality (AHOQ)  dalam  membuat  desain  alat  pencacah sampah  material 3D  printer dengan  maka  dapat disimpulkan sebagai berikut:
a. Terdapat  6 Functional  Requirement (FR)  dengan 7 Customer  Requirement (CR)  yang  dijadikan input  dalam  mendesain  alat  pencacah  sampah material  3D.  Selain  itu  adanya  dengan  3 constraint  spesifikasi  yaitu  ukuran  hasil  cacahan, dimensi alat dan minim penggunaan listrik.
b. Alternatif  alat  cacah  yang  dipilih  adalah alternative yang menggunakan konsep penggunaan sepeda sebagai sumber penggerak. c. Alat cacah mampu mencacah sampah material 3D dengan ukuran ketebalan tidak padat > 15mm.
d. Alat  cacah  memiliki  rata-rata  kebisingan  sebesar 83,98  dB,  dimana  nilai  ini  lebih  kecil  dari  Nilai Ambang Batas Kebisingan (NAB) yaitu 85dB.

## Daftar pustaka
Ali, Agustiawan, I., & Aji, D. (2018). Pemanfaatan Putaran Roda Sepeda  Guna  Menghasilkan  Energi  Listrik.  In Seminar Nasional  –  XVII  Rekayasa  dan  Aplikasi  Teknik  Mesin  di Industri Kampus ITENAS (pp. 57–62).
Aminudin.  (2019).  Pemanfaatan  Sampah  Plastik  Menjadi Kerajinan  Tangan  Guna  Meningkatkan  Kreatifitas  Warga Sekitar Institut Teknologi dan Bisnis Ahmad Dahlan ( ITB-AD ) Jakarta. Jurnal Abdimas BSI , 2 (1), 66–79.
Andriani,  D.  P.,  Choiri,  M.,  &  Desrianto,  F.  X.  B.  (2018). Redesain  Produk  Berfokus  Pada  Customer  Requirements Dengan  Integrasi  Axiomatic  Design  dan  House  of  Quality.
Jurnal Ilmiah Teknik Industri , 17 (1), 71–82. https://doi.org/10.23917/jiti.v17i1.5867
Azhari, C., & Maulana, D. (2018). Perancangan Mesin Pencacah Plastik  Tipe  Crusher  Kapasitas  50  kg/jam. Isu  Teknologi , 13 (2), 7–14. Dal, B., Tugwell, P., & Greatbanks, R. (2000). Overall equipment effectiveness  as  a  measure  of  operational  improvement  A practical analysis. IJOPM , 20 (12), 1488–1502. https://doi.org/10.1108/01443570010355750
Fang, Y., Fitzhugh, E. C., Scotte E, C., Gardner, J. K., & Zhang, S.  (2016).  Effects  of  Workloads  and  Cadences  on  Frontal Plane  Knee Biomechanics  in  Cycling. Official  Journal  of  the American  College  of  Sports  Medicine ,  (29),  260–266. https://doi.org/10.1249/MSS.0000000000000759
Laksmana,  T.  A.,  Rachmat,  H.,  &  Tahir,  R.  (2020).  Strategi Pengembangan  Wisata  Bersepeda  Berdasarkan  Karakteristik Motivasi Pesepeda Urban (Pada Grup Sepeda TOC dan JGC- SCAM). Jurnal  Pariwisata  Terapan , 4 (1),  73–91. https://doi.org/10.22146/jpt.53303
Manchulenko,  N.  G.  (2001).  Applying  Axiomatic  Design Principles  to  The  house  of  Quality. Electronic  Theses  and Dissertations. 1204. University of Windsor
Marbun, C. E., & Siboro, B. A. H. (2020). Perancangan Meja dan Kursi  Komputer  Sesuai  Dengan  Sistem  Smart  Class  pada Laboratorium  Desain  Produk  dan  Inovasi  Institut  Teknologi Del. Jurnal Teknik Industri , 10 (3), 255–265. https://doi.org/10.25105/jti.v10i3.8411
Mehrpouya,  M.,  Dehghanghadikolaei,  A.,  Fotovvat,  B., Vosooghnia,  A.,  Emamian,  S.  S.,  &  Gisario,  A.  (2019).  The Potential  of  Additive  Manufacturing  in  the  Smart. Applied Science , 9 , 2–34. https://doi.org/10.3390/app9183865
Mulyanto,  T.,  &  Sapto,  A.  D.  (2017).  Analisis  Tegangan  Von Mises Poros Mesin Pemotong Umbi-Umbian dengan Software Solidworks. Presisi , 18 (2), 24–29.
Nasution,  M.  (2019).  Ambang  Batas  Kebisingan  Lingkungan Kerja agar Tetap Sehat dan  Semangat dalam Bekerja. Buletin Utama Teknik , 15 (1), 87–90.
Nor, K. M., Arof, H., & Wijono. (2004). Design of a 5 kW tubular permanent  magnet  linear  generator.  In International Universities  Power  Engineering  Conference (pp.  528–532). https://doi.org/10.1109/UPEC.2004.192405
Pambudi,  A.  I.  (2017).  Analisis  Pengaruh  Internal  Geometri terhadap  Sifat  Mekanik  Material  Polyactic  Acid  (PLA) Dipreparasi  Menggunakan  3D  Printing. Skripsi.  Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya Prasetyo,  B.,  &  Trisyanti,  U.  (2018).  Revolusi  industri  4.0  dan
tantangan  perubahan  sosial.  In Prosiding  SEMATEKSOS  3 “Strategi  Pembangunan  Nasional  Menghadapi  Revolusi Industri 4.0” (pp. 22–27).
Prasetyo,  H.,  &  Sutopo,  W.  (2018).  Industri  4.0:  Telaah Klasifikasi Aspek dan Arah Perkembangan Riset. J@ti Undip: Jurnal Teknik Industri , 13 (1), 17–26. https://doi.org/10.14710/jati.13.1.17-26
Purnomo,  A.  (2016).  Pemanfaatan  Sepeda  Statis  dengan Generator  Linier  untuk  Pembangkit  Listrik  Ramah Lingkungan. Skripsi. Universitas Muhammadiyah Surakarta .
Putra,  M.  D.,  Tama,  I.  P.,  &  Andriani,  D.  P.  (2016).  Analisis Perancangan Alat Bantu Material Handling Produksi Genteng Menggunakan Metode Axiomatic House Quality. Jemis , 4 (1), 19–30. https://doi.org/10.21776/jemis.04.01.03
Sinaga,  H.  H.,  Siboro,  B.  A.  H.,  &  Marbun,  C.  (2021).  Desain Meja  dan  Kursi  Tutorial  Laboratorium  Desain  Produk  dan Inovasi  Menggunakan  Metode  12  Prinsip  Ergonomi  dan Pendekatan  Antropometri. Jurnal  Sistem  Teknik  Industri ,
23 (1), 34–45. https://doi.org/10.32734/jsti.v23i1.4880
Tesalonika,  J.,  Siboro,  B.  A.  H.,  &  Marbun,  C.  (2021).
Perancangan  Stasiun  kerja  instruktur  laboratorium  desain produk dan inovasi menggunakan metode ergonomic function deployment  (Design  of  instructor’s  works  station  using ergonomic  function  deployment  method). Operations Excellence: Journal of Applied Industrial Engineering , 13 (2),
148–158. http://dx.doi.org/10.22441/oe.2021.v13.i1.009
Thaha,  H.  M.,  &  Prasetio,  D.  E.  A.  (2021).  Perancangan  Alat Bantu  Pengujian  Komponen  Gear  Pump  HD  785-7  di  PT Saptaindra Sejati. Jurnal Baut Dan Manufaktur , 03 (1), 47–52. Wahyono,  H.  (2019).  Pemanfaatan  Teknologi  Informasi  dalam Penilaian Hasil Belajar pada Generasi Milenial di Era Revolusi Industri 4 . 0. In Proceeding of Biology Education (Vol. 3, pp. 192–201).
Wiryajati,  I.  K.,  Satiawan,  I.  B.  W.,  &  Citarsa,  I.  B.  F.  (2017). Teknologi Pencacah Limbah Plastik Berbasis Motor Listrik di UD Sportif dan Majeni. Jurnal Abdi Insani Unram , 4 (1), 8–13.
***