TUGAS AKHIR
PENGUJIAN KUAT TARIK TERHADAP PRODUK HASIL 3D PRINTING DENGAN VARIASI KETEBALAN LAYER 0,2 mm dan 0,3 mm YANG MENGGUNAKANAN BAHAN ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh : HERRU SANTOSA BUDIONO NIM : D200100023
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA Juli 2015 i
PERNYATAAN KEASLIAN TOPIK TUGAS AKHIR
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul : PENGUJIAN KUAT TARIK TERHADAP PRODUK HASIL 3D PRINTING DENGAN VARIASI KETEBALAN LAYER 0,2 mm dan 0,3 mm YANG MENGGUNAKAN BAHAN ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)”, yang dibuat untuk memenuhi sebagai syarat memperoleh derajat sarjana S1
pada
Jurusan
Teknik
Mesin
Fakultas
Teknik
Universitas
Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan dari penelitian atau duplikasi dari skripsiyang sudah dipublikasikan dan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar sarjana di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau Instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.
Surakarta,
Juli 2015
Yang Menyatakan
Herru Santosa Budiono
ii
iii
iv
v
MOTTO “Jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu. Dan sesungguhnya yang demikian itu sungguh berat, kecuali bagi orangorang yang khusyu” (Q.S Al Baqarah: 45)
“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apa bila kamu telah selesai dari sesuatu urusan, kerjakanlah dengan sungguh-sungguh urusan yang lain. Dan hanya kepada Tuhanmulah hendaknya kamu berharap“ (Q.S Al Nasyarah :6-8)
“Perjalanan jauh seribu mil dimulai dari posisi kakimu sekarang ini” (Lao Tze) Sesungguhnya orang-orang yang hanya menunggu bias beruntung mendapatkan kenikmatan. Akan tetapi yang mereka dapatkan itu tiada lain hanyalah yang ditinggalkano leh orang-orang yang berburu kesempatan (Abraham Lincoln)
“Tak usah berharap lebih untuk berlari, mungkin hari ini tak pernah kembali berjalan lah perlahan menyelesaikan hari”
vi
“Jangan kau jadikan satu kenangan yang memilukan, berdiri teman” “Jalan begitu panjang terbentang, jangan kau lewatkan tanpa harapkan, berdiri teman.” “Luka bukan untuk kau rasa coba lupakan, luka bukan untuk kau hiraukan coba abaikan.” “Boleh kamu sejenak melihat langit gelap, asal jangan abaikan esok hari kembali ceria kembali senang.” “Sedalam laut kau selam, seluas langit kau lihat asal jangan terlarut dan terjatuh terlalu lama, kembalilah ceria.”
vii
PENGUJIAN KUAT TARIK TERHADAP PRODUK HASIL 3D PRINTING DENGAN VARIASI KETEBALAN LAYER 0,2 mm dan 0,3 mm YANG MENGGUNAKAN BAHAN ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) Herru Santosa Budiono Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, kartasura
Email :
[email protected] ABSTRAKSI Informasi tentang hasil dari proses 3D printing di Indonesia masih minim seperti berapakah kekuatan benda yang di hasilkan dari proses tersebut, keakurasiannya, dan lain lain. Informasi seperti itu sangatlah penting untuk di ketahui, agar benda/prototype yang akan di buat sesuai dengan apa yang di harapakan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui berapakah kekuatan tarik dari bahan yang digunakan pada printer 3D yaitu ABS. Untuk mengetahui kekuatannya perlu dilakukan sebuah pengujian, salah satunya dengan melakukan pengujian kuat tarik terhadap material. Spesimen yang di uji memiliki 3 variasi yaitu, spesimen dibuat dengan menggunkan printer 3D dengan ketebalan layer 0,2 mm dan 0,3 mm dan juga spesimen yang dibuat secara manual. Dari hasil pengujian tarik di dapat nilai rata-rata tertinggi dari kekuatan tarik pada spesimen dengan variasi ketebalan layer 0,3 mm yaitu sebesar 18,9152 MPa. Untuk variasi ketebalan layer 0,2 mm sebesar 18,5948 MPa dan untuk spesimen pembuatan manual sebesar 10,0042 MPa. Hal ini disebabkan karena susunan layer pada spesimen dengan variasi layer 0,3 mm masih sangat rapi, membentuk sebuah sususan layer lapis demi lapis. Sedangkan untuk spesimen dengan ketebalan 0,2 mm dan pembuatan manual susunannya sudah tidak rapi lagi.
Kata kunci : ABS, printer 3D, Prototype.
viii
KATA PENGANTAR
Syukur alahamdulillah, penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat terselesaikan.
Tugas
Akhir
berjudul
“PENGUJIAN
KUAT
TARIK
TERHADAP PRODUK HASIL 3D PRINTING DENGAN VARIASI KETEBALAN LAYER 0,2 mm dan 0,3 mm YANG MENGGUNAKAN BAHAN ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)”, dapat terselesaikan ats dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT,Ph.D sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Ir. Tri Widodo Besar Riyadi, ST, MSc, Ph.D, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin. 3. Bapak
Bambang
pembimbing
W.
utama
Febriantoko,
yang
telah
ST.
MT,
membimbing,
selaku
dosen
mengarahkan,
memberi petunjuk dalam penyusunan Tugas Akhir ini dengan sangat perhatian, baik, sabar dan ramah. 4. Bapak Ir. Agus Hariyanto, MT, selaku dosen pembimbing kedua yang telah membimbing, mengarahkan, memberi petunjuk dalam
ix
penyusunan Tugas Akhir ini dengan sangat perhatian, baik, sabar dan ramah. 5. Dosen
Jurusan
Teknik
Mesin
Universitas
Muhammadiyah
Surakarta yang telah memberi ilmu pengetahuan kepada penulis selama mengikuti kegiatan kulian. 6. Bapak dan Ibu tercinta yang setiap waktu selalu mendo’akan, memberikan semagat dan dorongan, sehingga penulis semangat untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Semua do’a dan kasih sayang yang tulus darimu akan selalu mengiring langkahku. 7. Kekasihku Winda Putri Ariestya dan Sahabat baik ku Muhammad Effendi yang selalu memberikan semangat disaat aku jatuh dan terpuruk, kalian sangatlah berarti buat ku. 8. Sahabat seperjuangan Cahya, Donny, Sugeng dan Budi terima kasih atas bantuannya dan atas segala suka dan duka selama penyelesaian Tugas Akhir ini, semoga persaudaraan tetap terjaga sampai kapanpun. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca akan penulis terima dengan senang hati. Wassalamualaikum Wr. Wb.
Surakarta, Februari 2015
Penulis
x
DAFTAR ISI Halaman Judul .................................................................................
i
Peryataan Keaslian Skripsi ..............................................................
ii
Halaman Persetujuan ......................................................................
iii
Halaman Pengesahan .....................................................................
iv
Lembar Tugas Akhir ........................................................................
v
Motto ................................................................................................
vi
Abstraksi ..........................................................................................
viii
Kata Pengantar ................................................................................
x
Daftar Isi ..........................................................................................
xii
Daftar Gambar .................................................................................
xiii
Daftar Tabel .....................................................................................
xiii
Daftar Simbol ...................................................................................
ix
BAB I PENDAHULUAN 1.1.
Latar Belakag Masalah ..................................................
1
1.2.
Tujuan Penelitian ..........................................................
2
1.3.
Manfaat Penelitian ........................................................
3
1.4.
Batasan Masalah ..........................................................
4
1.5.
Sistem Penulisan Laporan ............................................
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tinjauan Pustaka ..............................................................
6
2.2. Landasan Teori ................................................................
7
2.2.1. Rapid Prototype ......................................................
7
2.2.2. Fused Deposition Modeling .....................................
9
xi
2.2.3. Pengertian Printer 3D ..............................................
10
2.2.4. Pengertian Filament ABS ........................................
15
2.2.5. Pengertian Uji Tarik .................................................
16
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Metode Penelitian .............................................................
20
3.2. Survey Lapangan dan study Literatur ...............................
21
3.3. Alat dan Bahan .................................................................
21
3.3.1. Bahan ........................................................................
21
3.3.2. Alat ............................................................................
22
3.4. Pembuatan Spesimen ......................................................
26
3.5. Pengujian Spesimen .........................................................
29
3.6. Pengambilan Foto Makro ....................................................
30
3.7. Hasil .................................................................................
30
3.8. Analisa Data dan Pembahasan ........................................
31
3.9. Kesimpulan .......................................................................
31
BAB IV DATA HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian Tarik ................................................................
32
4.1.1. Pembahasan Pengujian Tarik .................................
41
4.2. Pengamatan striktur Makro ...............................................
43
4.2.1. Pembahasan Foto Makro ........................................
45
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan .......................................................................
47
5.2. Saran ................................................................................
48
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Cara kerja Fused Deposition Modeling ........................
10
Gambar 2.2. Printer 2D ....................................................................
11
Gambar 2.3. Printer 3D ....................................................................
12
Gambar 2.4. Filament ABS ..............................................................
13
Gambar 2.5. Heater Nozzle .............................................................
14
Gambar 2.6. Bottom Plate ................................................................
14
Gambar 2.7. Kurva tegangan regangan ...........................................
17
Gambar 3.1. Diagram alir .................................................................
20
Gambar 3.2. Diameter filament ........................................................
21
Gambar 3.3. ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) .........................
22
Gambar 3.4. Printer come 3D ..........................................................
22
Gambar 3.5. Komputer ....................................................................
24
Gambar 3.6. Alat foto makro ............................................................
24
Gambar 3.7. Mesin uji tarik ..............................................................
25
Gambar 3.8. Standar ukuran dan bentuk ASTM D638-02 ................
26
Gambar 3.9. Arah layer ....................................................................
27
Gambar 3.10. Spesimen uji tarik ......................................................
28
Gambar 3.11. Spesimen dengan tebal layer 0.3 mm .......................
28
Gambar 3.12. Spesimen dengan tebal layer 0.2 mm .......................
29
Gambar 3.13. Spesimen yang dibuat secara manual .......................
29
Gambar 4.1. Grafik tegangan vs regangan variasi laye 0,2 mm .......
39
Gambar 4.2. Grafik tegangan vs regangan variasi laye 0,3 mm ........
40
Gambar 4.3. Grafik tegangan vs regangan pembuatan manual ........
40
Gambar 4.4. Grafik tegangan vs regangan rata-rata tiga varian .......
41
Gambar 4.5. Foto makro spesimen 0.2 mm .....................................
43
Gambar 4.6. Foto makro spesimen 0.3 mm .....................................
44
Gambar 4.7. Foto makro manual .....................................................
45
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1. Data hasil pengujian Tarik spesimen hasil printer 3D ......
38
Tabel 4.2. Data hasil pengujian tarik spesimen pembuatan manual ..
39
xiv
