Optimasi Parameter Pencetakan dan Evaluasi Sifat Mekanis Filamen Poliuretan Termoplastik dalam Pencetakan 3D

Authors

  • Hastuti Delima ITB
  • Yati Mardiyati Institut Teknologi Bandung
  • Helmina Andami Institut Teknologi Bandung
  • Steven Steven Institut Teknologi Bandung
  • Sandi Rizkiawan Institut Teknologi Bandung

DOI:

https://doi.org/10.5614/MESIN.2025.30.2.2

Abstract

Termoplastik poliuretan (TPU) merupakan salah satu jenis polimer termoplastik yang saat ini sangat menarik perhatian pengguna mesin pencetakan 3D. Filamen TPU memiliki sifat elastis, kekuatan tarik dan ketahanan terhadap benturan yang baik sehingga sangat potensial untuk digunakan dalam proses pembuatan produk pada berbagai aplikasi. Walaupun demikian, dikarenakan sifat elastisnya, proses pencetakan TPU dinilai cukup sulit sehingga perlu dilakukan kajian untuk mengidentifikasi kecepatan cetak, kecepatan retraksi, temperatur cetak, dan jarak retraksi optimum untuk mencetak filamen TPU. Dalam penelitian ini, dilakukan kajian terkait penentuan parameter cetak optimum untuk mencetak filamen TPU. Parameter cetak optimum yang diperoleh kemudian digunakan untuk mencetak sampel pengujian tarik. Pengujian tarik pada sampel yang dihasilkan dilakukan dengan mengacu pada ASTM D 638-14. Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan, temperatur cetak, kecepatan cetak, jarak retraksi dan kecepatan retraksi optimum untuk mencetak filamen TPU adalah sebesar 230C, 40 mm/s, 1 mm, dan 40 mm/s secara berturut-turut. Sampel yang dicetak dengan arah 0 memiliki kekuatan tarik yang lebih tinggi dibandingkan dengan spesimen yang dicetak dengan arah 90.

References

Zhang, Y., Yu, X.& Cheng, Z., Research on the Application of Synthetic Polymer Materials in Contemporary Public Art, Polymers, 14, pp. 1208, 2022.

Vayre, B., Vignat, F.& Villeneuve, F., Designing for Additive Manufacturing, Procedia CIRP, 3, pp. 632-637, 2012.

Hohimer, C., Christ, J., Aliheidari, N., Mo, C.& Ameli, A., 3D Printed Thermoplastic Polyurethane with Isotropic Material Properties, in Nakhiah C. Goulbourne(ed(pp. 101680E, 2017.

Prakash, K. S., Nancharaih, T.& Rao, V. V. S., Additive Manufacturing Techniques in Manufacturing -An Overview, Materials Today: Proceedings, 5(2, Part 1), pp. 3873-3882, 2018.

Herianto, H., Mastrisiswadi, H., Nasution, A.& Atsani, S., Effect of Shot Peening Parameters on PLA Parts Manufactured with Fused Deposition Modeling, Journal of Engineering and Technological Sciences, 55, pp. 513-523, 2023.

Tikhomirov, E., Levine, V., l, M., Di Gallo, N., Strme, M., Kipping, T., Quodbach, J.& Lindh, J., Impact of polymer chemistry on critical quality attributes of selective laser sintering 3D printed solid oral dosage forms, International Journal of Pharmaceutics: X, 6, pp. 100203, 2023.

Ramya, A., 3D PRINTING TECHNOLOGIES IN VARIOUS APPLICATIONS, International Journal of Mechanical Engineering and Technology (IJMET), 7(3), pp. 396-409, 2016.

Rezvani Ghomi, E., Khosravi, F., Saedi Ardahaei, A., Dai, Y., Esmaeely Neisiany, R., Foroughi, F., Wu, M., Das, O.& Ramakrishna, S., The Life Cycle Assessment for Polylactic Acid (PLA) to Make It a Low-Carbon Material, Polymers, 13, pp. 1854, 2021.

Mikula, K., Skrzypczak, D., Izydorczyk, G., Warcho?, J., Moustakas, K., Chojnacka, K.& Witek-Krowiak, A., 3D printing filament as a second life of waste plastics-a review, Environ Sci Pollut Res Int, 28(10), pp. 12321-12333, 2021.

Haghsefat, K.& Tingting, L., FDM 3D Printing Technology and Its Fundemental Properties, in pp. June 2020.

Liu, Z., Wang, Y., Wu, B., Cui, C., Yu, G.& Yan, C., A critical review of fused deposition modeling 3D printing technology in manufacturing polylactic acid parts, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 102, pp. 2019.

Hlesberger, M., Kriszt, B.& Kasztler, A., Analysis of innovation phases in the different AM future scenarios, in pp. 1-10, 2022.

Roy Choudhury, N., Chaki, T. K.& Bhowmick, A. K., Thermal characterization of thermoplastic elastomeric natural rubber-polypropylene blends, Thermochimica Acta, 176, pp. 149-161, 1991.

Hary?ska, A., Kuci?ska-Lipka, J.& Janik, H., Thermoplastic elastomer filaments and their application in 3D printing, 4, pp. 2016.

Paraskevoudis, K., Karayannis, P.& Koumoulos, E. P., Real-Time 3D Printing Remote Defect Detection (Stringing) with Computer Vision and Artificial Intelligence, Processes, 8(11), pp. 1464, 2020.

Luo, X., Cheng, H., Chen, K., Gu, L., Liu, S.& Wu, X., Multi-walled carbon nanotube-enhanced polyurethane composite materials and the application in high-performance 3D printed flexible strain sensors, Composites Science and Technology, 257, pp. 110818, 2024.

Chien-Hung Lin, B.-Y.-G., Investigating capacitive force sensors with 3D printed flexible structures as dielectric layers, IOPScience, pp. 2023.

Morita, L., Asad, A., Sun, X., Ali, M.& Sameoto, D., Integration of a needle valve mechanism with cura slicing software for improved retraction in pellet-based material extrusion, Additive Manufacturing, 82, pp. 104045, 2024.

Hanitio, E. W., Lutfhyansyah, N. R., Efendi, B. M., Mardiyati, Y.& Steven, S., From Electronic Waste to 3D-Printed Product, How Multiple Recycling Affects High-Impact Polystyrene (HIPS) Filament Performances, Materials, 16(9), pp. 3412, 2023.

Published

2025-02-25

How to Cite

Delima, H., Mardiyati, Y., Andami, H., Steven, S., & Rizkiawan, S. (2025). Optimasi Parameter Pencetakan dan Evaluasi Sifat Mekanis Filamen Poliuretan Termoplastik dalam Pencetakan 3D. Mesin, 30(2), 96-107. https://doi.org/10.5614/MESIN.2025.30.2.2

Issue

Section

Articles

Most read articles by the same author(s)