Optimasi Multi-parameter 3D Printing Berbahan Dasar PLA untuk meningkatkan Tensile Strength dan Weight Ratio dengan Pendekatan Response Surface Methodology

Abstract

Perkembangan teknologi dalam dunia manufaktur telah memberikan dampak signifikan terhadap beberapa sektor industri khususnya Additive Manufacturing (AM) seperti Fused Deposition Modeling (FDM) atau 3D printing telah mendorong produksi prototipe dan komponen fungsional. Polylactic Acid (PLA) menjadi salah satu material populer karena sifatnya yang ramah lingkungan dan mudah diproses. Namun, kualitas hasil cetak seperti kekuatan tarik (tensile strength) terhadap berat (weight) sangat dipengaruhi oleh parameter proses yang digunakan. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan keseimbangan antara tensile strength dan weight pada pencetakan 3D berbahan PLA melalui pengaturan parameter proses. Metode yang digunakan adalah Response Surface Methodology (RSM) melalui pendekatan Central Composite Design (CCD) dengan model full quadratic. Variabel yang diteliti meliputi layer thickness, infill density, dan infill pattern. Pengujian dilakukan menggunakan Universal Testing Machine (UTM) dan digital scale. Hasil analisis menunjukkan konfigurasi optimal terdapat pada layer thickness 0.198182 mm, infill density 57.0707%, dan infill pattern gyroid. Kombinasi ini menghasilkan tensile strength sebesar 25.25 Mpa dan berat 8.3 gram. Akurasi model terhadap data aktual mencapai 99.48% untuk tensile strength dan 98.80% untuk weight. Specific strength tertinggi yang diperoleh sebesar 3.04 MPa/g, menunjukkan efisiensi sifat mekanik yang paling optimal dibandingkan skema lainnya.