Productum: Jurnal Desain Produk (Pengetahuan dan Perancangan Produk) Vol 4 No 2 Juli-Desember 2021  145-150 ISSN 2477-7900 ( printed )  |  ISSN 2579-7328 ( online ) | terakreditasi Sinta-4

## Desain sepatu kasual pria dengan teknologi 3D printing
Choirul Anam, 1* Tri Andhika, 2
1,2 Program Studi Desain Produk, Institut Teknologi Adhi Tama, Surabaya, Indonesia

## Abstract
Shoes is a mat or footwear that is usually made of leather, Indonesia's footwear industry is included in the top 5 ranking as world exporters. With the 4.0 industrial revolution, Indonesia is expected to be able to keep abreast of industry developments and compete. The way to keep abreast of industry developments is by applying technology, one of which is  3D printing. In addition to being a strategy in the face of the industrial revolution, the application of 3D printing in shoe designs has its own advantages when compared to conventional ways of using leather materials, such as enabling the process of designing and making shoes easier, faster, and customable. Therefore, shoe designs are needed using  3D printing. In the design process, used a qualitative research method approach with analysis to produce a design. Case studies through comparative studies of previous similar product research. Analysis of 3D printing and shoe requirements, as well as design analysis. The resulting synthesis is the product printed with 3D printing on the upper part separately. Using standard out sol that have size 42. With direct print 3D printing applying an auxetic pattern using PLA filaments.
Key words: 3D printing, design, men shoe

## Abstrak
Sepatu  merupakan  lapik  atau  alas  kaki  yang  biasanya  terbuat  dari  kulit,  industri  alas  kaki  Indonesia  termasuk  dalam  5 peringkat  besar  sebagai  eksportir  dunia.  Dengan  adanya  revolusi  industri  4.0,  Indonesia  dituntut  untuk  dapat  mengikuti perkembangan industri dan bersaing. Adapun cara untuk mengikuti perkembangan industri ialah dengan penerapan teknologi, salah satunya adalah 3D printing . Selain menjadi strategi dalam menghadapi revolusi industri, penerapan 3D printing dalam desain sepatu memiliki keuntungan sendiri jika dibandingkan dengan cara konvensional menggunakan material kulit, seperti memungkinkan proses perancangan dan pembuatan sepatu lebih mudah, cepat, dan kustomisasi. Oleh karena itu, dibutuhkan desain  sepatu  menggunakan 3D  printing .  Dalam  proses  desain,  digunakan  metode  penelitian  dengan  pendekatan  kualitatif dengan  analisis  sehingga  menghasilkan  desain.  Studi  kasus  dilakukan  melalui  studi  pembanding  penelitian  produk  sejenis terdahulu. Analisis yang dilakukan mengenai 3D printing dan kebutuhan sepatu, serta analisis desain. Sintesa yang dihasilkan ialah  produk  dicetak  dengan 3D  printing pada  bagian upper secara  terpisah.  Menggunakan  standar  sol  yang  ada  dengan ukuran 42. Dengan direct print 3D printing menerapkan pola auxetic menggunakan filamen PLA .
Kata kunci: 3D printing , desain, sepatu pria
* Corresponding author Tel : +62-838-5700-0385 ; e-mail : choirul.despro@itats.ac.id.
1. Pendahuluan
Dalam  dunia  industri,  Kementerian  Perindustrian mengklaim  sektor  industri  alas  kaki  Indonesia berhasil  masuk  dalam  peringkat  5  sebagai  eksportir dunia,  dengan  pangsa  pasar  di  dunia  mencapai  4,4 persen  (Balai  Pengembangan  Industri  Persepatuan Indonesia,  2019).  Industri  alas  kaki  nasional  mampu menapaki  kemampuannya  di  kancah  global,  dengan menghasilkan  beragam  produk  yang  berkualitas  dan
inovatif.  Sepanjang  tahun  2018,  industri  alas  kaki  di Indonesia mencatatkan jumlah produksinya mencapai 1,41  miliar  pasang  sepatu  atau  berkontribusi  4,6 persen  dari  total  produksi  sepatu  dunia.  Indonesia menduduki  posisi  ke-4  sebagai  produsen  alas  kaki  di dunia setelah China, India, dan Vietnam (Gambar 1). Selain itu, Indonesia menjadi negara konsumen sepatu terbesar  ke-4  dengan  konsumsi  886  juta  pasang  alas kaki  (Kementerian  Perindustrian  Republik  Indonesia, 2019).
Gambar 1. Infografis produk alas kaki Indonesia (Sumber: Balai Pengembangan Industri Persepatuan Indonesia, 2019)
Untuk  menghadapi  dan  mengikuti  pasar  global, sektor  industri  dituntut  untuk  dapat  mengikuti perkembangan  industri.  Dimana  pada  saat  ini  telah memasuki  revolusi  industri  4.0  yang  mengusung cyber-physical . Fourth Industrial Revolution (“4IR”) atau  Revolusi  Industri  4.0 tidak  hanya  berpotensi da- lam merombak industri, tapi juga mengubah berbagai aspek kehidupan manusia. Banyak negara, baik nega- ra  maju  maupun  negara  berkembang,  yang  telah  me- masukkan  gerakan  ini  ke  dalam  agenda  nasional mereka  sebagai  salah  satu  cara  untuk  meningkatkan daya  saing  di  kancah  pasar  global.  Kementerian  Per- industrian  telah  menyusun  inisiatif “Making  Indone- sia  4.0” untuk  mengimplementasikan  strategi  dan peta  jalan 4IR di  Indonesia.  Melibatkan  berbagai pemangku kepentingan, mulai dari institusi pemerintah,  asosiasi  industri,  pelaku  usaha,  penyedia teknologi, maupun lembaga riset dan pendidikan. Peta jalan Making  Indonesia  4.0 memberikan  arah  dan strategi  bagi  pergerakan  industri  Indonesia  di  masa yang akan datang, termasuk di lima sektor yang men- jadi  fokus  (Gambar  2).  4IR  mencakup  beragam teknologi  canggih,  seperti  kecerdasan  buatan (AI) , Internet of Things (IoT) , wearables , robotika canggih, dan 3D  printing .  Indonesia  akan  berfokus  pada  lima sektor utama untuk penerapan awal dari teknologi ini, yaitu  makanan  dan  minuman,  tekstil  dan  pakaian, otomotif,  kimia,  dan  elektonik.  Sektor  tekstil  dan  pa- kaian  merupakan  kontributor  ekspor  manufaktur terbesar kedua di Indonesia. Adopsi 4IR di sektor ini akan  membuat  Indonesia  mampu  mempertahankan dan  meningkatkan  daya  saingnya  di  pangsa  pasar global (Kementerian Perindustrian Republik Indonesia, 2018).

## FOKUS SEKTOR PERINDUSTRIAN RI
Gambar 2. Fokus Sektor (Sumber: CMSAdmin, 2019)
Para  desainer  fesyen  berusaha  untuk  mempelajari teknologi  dengan  mendesain  produk  inovasi  baru. Dengan  berkembangnya  dunia  fesyen  yang  memiliki pangsa  pasar  yang  luas  dan  besar,  para  vendor  ikut mendukung dan mempelajari bahan khusus yang me- mang  ditujukan  untuk  dunia  fesyen.  Contoh  penera- pan  teknologi 3D  printing dilakukan  oleh  Putra,  Ku- mara  dalam  laporan  kegiatan  pada  pengrajin  perak untuk  membuat  asesoris  dan  sepatu  (Hidayat, Bramantijo, Wahmuda, Puspitasari, Mardiana, Adiani, Anam, Bahalwan, 2020).
Dengan  teknologi 3D  printing yang  merupakan cangkupan  dalam  teknologi  revolusi  industri  4.0,  di- harap  dapat  bermanfaat  dalam  industri  alas  kaki  dan mengikuti perkembangan industri yang ada. 3D print- ing di  Indonesia  sendiri  sebenarnya  bukan  hal  yang baru,  namun  karena  pengetahuan  dan  pengem- bangannya  sangat  kurang  di  Indonesia,  sehingga teknologi 3D  printing belum  dapat  dimaksimalkan. Bahkan  masih  minim  sekali  riset  mengenai  perce- takan  tiga  dimensi  yang  sebenarnya  sangat  berguna dalam  mendukung  perindustrian  dan  ilmu  penge- tahuan (Fomustudio, 2018).
Berdasarkan  uraian  tersebut,  maka  penelitian  ini menjadi  sangat  penting  untuk  dilakukan.  Penelitian tentang perindustrian sepatu dalam menghadapi revo- lusi  industri  4.0  dengan  menggunakan  teknologi 3D printing dipandang  urgen  untuk  diangkat.  Uraian dalam  latar  belakang  tersebut  juga  memperjelas  per- masalahan  yang  akan  diteliti  yaitu  bagaimanakah  de- sain sepatu kasual pria dengan menggunakan teknolo- gi 3D printing .

## 2. Bahan dan metode
Penelitian  ini  menggunakan  metode  pendekatan kualitatif,  yaitu  penelitian  yang  bermaksud  untuk memahami  fenomena  tentang  apa  yang  dialami  oleh subjek  penelitian  misalnya,  perilaku,  persepsi,  moti- vasi,  tindakan,  dan  lain-lain,  secara  holistik,  dan dengan cara  deskripsi  dalam  bentuk  katakata  dan  ba- hasa,  pada  suatu  konteks  khusus  yang  alamiah  dan dengan  memanfaatkan  berbagai  metode  alamiah (Moleong,  2015).  Jenis  penelitian  yang  digunakan dalam penelitian ini yaitu jenis penelitian studi kasus. Jenis penelitian studi kasus merupakan strategi peneli- ti  dimana  di  dalamnya  peneliti  menyelidiki  secara cermat  suatu  program,  peristiwa,  aktivitas,  proses, atau  sekelompok  individu.  Kasus-kasus  dibatasi  oleh waktu dan aktivitas, peneliti mengumpulkan informa- si  secara  lengkap  dengan  menggunakan  berbagai prosedur  pengumpulan  data  berdasarkan  waktu  yang telah ditentukan (Creswell, 2013).
Gambar 3. Alur penelitian (Sumber: Dokumentasi Peneliti)
Analisis  dalam  penelitian  ini  adalah  dengan menggunakan analisis 3D printing , analisis kebutuhan dan  analisis  desain.  Analisis 3D  printing merupakan analisis  menganai  pengaplikasian 3D  printing pada sepatu. Analisis kebutuhan mengenai kebutuhan yang diperlukan dalam mendesain sepatu dengan 3D print- ing .  Analisis  desain  berkaitan  dengan  perancangan produk,  mencangkup  bagian  sepatu,  material,  warna, ergonomi.

## 3. Hasil dan pembahasan
Studi  kasus  yang  dilakukan  oleh  peneliti  yaitu dengan melalui pembanding dengan produk penelitian terdahulu yang telah dilakukan.
Mahasiswa  desain  dari  Syracuse  University,  New York,  Amerika  Serikat  ialah  Boaz  Cohen  yang melakukan  penelitian  design  tentang weareable  3D printed  footware .  Dimana  dia  mendesain  sepatu menggunakan 3D printing . 3D printing meningkatkan kemungkinan  kustomisasi  dalam  mendesain  sneakers sesuai keinginan penggunanya. Dalam desain yang ia rancang, Boaz Cohen menggunakan konsep paramet- ric pada bagian sepatu (Cohen, 2015).
Shoetopia  adalah  penelitian  tentang  sepatu 3D printing yang biodegradable dan dapat dikustomisasi. Penelitian ini dilakukan oleh Zuzanna Gronowicz dan Barbara  Motylinska,  yang  keduanya  merupakan  ma- hasiswa  desain  di  Academy  of  Fine  Arts,  Warsaw, Polandia. Prototype sepatu  dicetak  menggunakan filamen  fleksibel  dan  tekstil  alami.  Untuk  mem- perkuat  bagian upper tekstil,  filamen  dicetak  secara langsung  pada  permukaan  material  tekstil  tersebut. Dengan  cara  tersebut,  berarti  desain  sepatu  dapat dibangun  tanpa  menggunakan  lem,  membuatnya ramah  lingkungan  dan  tahan  lama  (Gronowicz  & Motylinska, 2017).
Gambar 4. 3D printed footware (Sumber: Cohen, 2015)
Gambar 5. Shoetopia (Sumber: Gronowicz & Motylinska, 2017)
Analisis  dalam  penelitian  ini  adalah  dengan menggunakan analisis 3D printing , analisis kebutuhan dan  analisis  desain.  Analisis 3D  printing merupakan analisis  menganai  pengaplikasian 3D  printing pada sepatu. Analisis kebutuhan mengenai kebutuhan yang diperlukan dalam merancang sepatu dengan 3D print- ing .  Sedangkan  analisis  desain  berkaitan  dengan perancangan produk, mencangkup bagian sepatu, ma- terial, warna, ergonomi.
Tabel 1. Hasil analisis
Jenis Analisis Hasil Analisis A 3D printing Menggunakan 3D printing jenis direct printing Dicetak perbagian dalam bentuk lembaran pola Ketebalan 0,6 mm B Kebutuhan Mencetak bagian sepatu secara
terpisah Menggunakan lapisan tipis agar
tetap lentur
Dibutuhkan pola atau pattern auxe-
tic C Sepatu Menerapkan teknologi 3D printing
pada bagian-bagian upper sepatu
Bagian upper dibagi menjadi tiga pecah pola berupa vamp-tongue , quarter , dan back piece Menggunkan sol standar yang sudah ada D Material. Menggunakan material filamen PLA 1,75 mm dalam 3D printing E Warna Menggunakan warna sesuai warna filamen 3D printing F Ergonomi Menggunakan shoelast dan sol
ukuran 42
Tinggi sepatu dibawah mata kaki Menggunakan lapisan tipis agar lentur dan dapat di tekuk Menerapkan pattern pada bagian punggung kaki ( vamp dan tongue )
Gambar 6. Konsep Desain (Sumber: Dokumentasi Peneliti) Gambar 7. Sketsa pada Shoelast (Sumber: Dokumentasi Peneliti)
Gambar 8. Pecah Pola Software Corel Draw (Sumber: Dokumentasi Peneliti)
Hasil  analisis  menjadi  acuan  untuk  dikembangkan ke  dalam  konsep  produk.  Konsep  pemecahan  pola menjadi  tiga,  berupa  bagian vamp dan tongue yang menyatu, bagian quarter , dan bagian back piece , kon- sep  desain  yang  digunakan  juga  menerapkan auxetic yang  membuat  struktur  lebih  lentur  (Gambar  6). Istilah auxetic mengacu  pada  material  padat  dengan rasio  poisson  negatif,  ketika  material  direntangkan dalam satu arah, ia juga meluas ke semua arah lainnya (Luković, 2019).
Dalam  pengaplikasian  desain  ke  3D,  peneliti menggunakan software Corel  Draw  dan  Fusion360. Pada  tahap  awal,  peneliti  menggambar  sketsa  desain
sepatu  pada shoelast untuk  mendapatkan  ukuran  se- bagai  acuan  (Gambar  7).  Setelah  itu,  pola  kemudian di- scan dan  dimasukkan  ke  dalam software Corel Draw  untuk  mendapatkan  pecah  pola  dari  desain sepatu.  Setelah  pecah  pola  didapatkan  dalam  bentuk vektor,  kemudian  diekspor  dalam  format  DXF  untuk diproses  ke  tahap  selanjutnya  menggunakan software Fusion360.
Pola vamp-tongue , quarter , dan back piece yang te- lah  didapat  dari software Corel  Draw  (Gambar  8) dengan  format  DXF  kemudian  dimasukkan  ke soft- ware Fusion360. Dalam software Fusion360 diakukan penambahan  detail  pada  pola  seperti  celah  lubang jahit  sepatu,  penerapan pattern ,  dan  bagian eye  let . Setelah  itu,  pola  dalam  bentuk sketch tersebut  di ex- trude dan  diberi  ketebalan  sehingga  menjadi body baru  (Gambar  9).  Kemudian  diekspor  dalam  format stl.
Hasil  3D  dengan  format  stl  dimasukkan  ke  dalam software Simplify  3D  untuk  dilakukan  pengaturan dengan  mesin  3D  Printing  yang  akan  digunakan (Gambar  10).  Mesin  yang  digunakan  adalah  Creality CR-10  dengan  luas  volume  cetak  500  x  500  x  500 (mm) dengan permukaan kaca.
Gambar 9. Body pada Fusion360 (Sumber: Dokumentasi Peneliti)
Gambar 10. Pengaturan Simplify 3D (Sumber: Dokumentasi Peneliti)
Tahap  awal  yang  dilakukan  adalah  mengatur Pri- mary  Layer  Height , External  Fill  Pattern ,  dan Tem- perature pada software Simplify  3D. Primary  Layer Height menggunakan 0,2000 mm agar menjadi 3 lay- er lapis. External Fill Pattern menggunakan Rectilin- ier untuk membuat struktur lebih kuat. Dan Tempera- ture diubah  menjadi  195°  C  karena  menggunakan filamen PLA.
Impor file  vamp-tongue , quarter ,  dan back  piece yang  telah  diekspor  dalam  format  stl  ke software Simplify  3D,  lalu  klik  tombol “Prepare  to  Print!” (Gambar  11).  Kemudian  tampilan  akan  berubah,  lalu pilih “Save  Toolpaths  to  Disk” dan software akan menyimpan  file  dengan  format gcode .  Lalu  salin  file tersebut  ke  dalam  kartu  memori  mesin 3D  Printing yang digunakan. Melalui software Simplify 3D dapat diketahui  jumlah  material  filamen  yang  digunakan dan waktu estimasi pencetakan (Gambar 12).
Gambar 11. File format stl ke software Simplify 3D (Sumber: Dokumentasi Peneliti)
Gambar 12. Simulasi pada software Simplify 3D (Sumber: Dokumentasi Peneliti)
Gambar 13. Proses pencetakan dan bagian yang dicetak (Sumber: Dokumentasi Peneliti)
Gambar 14. Prototype setelah dirakit (Sumber: Dokumentasi Peneliti)
Kemudian cetak sepatu menggunakan 3D  Printing dengan  memilih file gcode yang  telah  disalin  ke memori  mesin 3D  Printing secara  satu-persatu (Gambar  13).  Hasil 3D  Printing kemudian  dirakit dengan  dijahit  menjadi  bentuk  sepatu  secara  utuh (Gambar 14).

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  proses  penelitian  yang  dilakukan, peneliti  dapat  mengambil  kesimpulan  di  antaranya adalah  (1)  desain  sepatu  menggunakan 3D  printing
diterapkan  pada  bagian-bagian upper sepatu;  (2) pencetakan  menggunakan direct  print 3D  printing , dilakukan secara terpisah setiap bagian;  (3) menggunakan  filamen  PLA  1,75  mm  dengan  lapisan yang tipis dan  penerapan  pola auxetic agar tetap len- tur;  dan  (4)  dengan  menggunakan 3D  printing dapat mempermudah  dan  mempercepat  proses  produksi, serta kustomisasi pada sepatu.
Namun  demikian,  berdasarkan  evaluasi  sekilas, penelitian  yang  dilakukan  masih  memiliki  beberapa kekurangan,  terutama  menyangkut  masalah  teknis perancangan.  Oleh  karena  itu,  di  waktu  mendatang, penelitian  lanjutan  yang  perlu  dilakukan  berfokus pada beberapa hal yang diantaranya adalah (1) proses pengembangan prototyping produk  sepatu;  (2)  pen- erapan  pola auxetic yang  beragam;  dan  (3) penggunakan material filamen yang fleksibel.

## Daftar pustaka
Balai  Pengembangan  Industri  Persepatuan  Indonesia.  (2019). Produk  Alas  Kaki  Indonesia  Kuasai  Pangsa  Pasar  ke-5  di Dunia . Retrieved from https://www.instagram.com/p/BwtWLABALSe/?utm_source= ig_web_copy_link CMSAdmin. (2019). Catat 5 Sektor Utama Dalam Making Indo- nesia 4.0! Retrieved from http://momentous.id/2019/12/06/catat-5-sektor-utama-dalam- making-indonesia-4-0/ Cohen,  B.  R.  (2015). Thesis:  3D  Printing  Footwear .  Syracuse University. Retrieved from http://www.boazr.com/new-page-5 Creswell,  J.  W.  (2013). Research  Design  Pendekatan  Kualitatif, Kuantitatif, dan Mixed (3rd ed.). Yogyakarta: Pustaka Belajar. Fomustudio.  (2018). Mengenal  3D  Printer  Indonesia  Dari  Dulu Sampai Sekarang . Retrieved from https://fomustudio.com/mengenal-3d-printer-indonesia-dari- dulu-sampai-sekarang/ Gronowicz, Z., & Motylinska, B. (2017). Shoetopia . Academy of Fine Arts, Warsaw, Polandia. Retrieved from https://cargocollective.com/bmotylinska/shoetopia
Hidayat,  M.  J.,  Bramantijo,  Wahmuda,  F.,  Puspitasari,  R.,
Mardiana,  C.,  Adiani,  N.,  …  Bahalwan,  H.  (2020). Desain Produk  dan  Tantangan  Industri  Kreatif  di  Era  New .  (B.W. Sulistyo,Ed.). Yogyakarta: Samudra Biru.
Kementerian  Perindustrian  Republik  Indonesia.  (2018). Making Indonesia 4.0 . Making Indonesia . Retrieved from https://kemenperin.go.id/download/18384
Kementerian  Perindustrian  Republik  Indonesia.  (2019). Produksi Industri  Alas  Kaki  RI  Pijak  Posisi  4  Dunia .  Retrieved  from https://kemenperin.go.id/artikel/20538/Produksi-Industri- Alas-Kaki-RI-Pijak-Posisi-4-Dunia Luković, M. K. (2019). Computational  Design  of  Auxetic  Shells . Polytechnique  Fédérale  de  Lausanne.  Retrieved  from www.architecturalgeometry.org/aag18%0Ahttps://lgg.epfl.ch/ publications/2019/Mina_Thesis/thesis.pdf Moleong,  L.  J.  (2015). Metodologi  Penelitian  Kualitatif . Bandung: PT Remaja Rosdakarya.
***