Analisis Pengaruh Geometri Lattice Structure Terhadap Sifat Penyerapan Energi Dan Kekakuan Pada Komponen Hasil Cetak Digital Light Processing Untuk Aplikasi Fuselage Drone

Jennita, Halim (2025) Analisis Pengaruh Geometri Lattice Structure Terhadap Sifat Penyerapan Energi Dan Kekakuan Pada Komponen Hasil Cetak Digital Light Processing Untuk Aplikasi Fuselage Drone. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5011211031_Undergraduate_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only until 1 April 2027. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Ditengah situasi global saat ini yang sangat tidak pasti, terutama di sektor pangan dan militer sangat penting untuk memiliki data yang cepat, akurat, dan real time. Unmanned Aerial Vehicle (UAV) menwarkan kemudahan dengan dapat dikendalikan jarak jauh untuk memantau kondisi di lapangan secara langsung. Beroperasi diruang bebas membuat potensi Drone berbenturan dengan benda asing meningkat. Mengingat harganya yang tidak murah, maka fuselage Drone dengan kemampuan mekanik yag bagus menjadi penting. Oleh karena itu penelitian ini berfokus pada peningkatan energy absorption dengan cara menggunakan lattice structure. Lattice structure telah terbukti memiliki kemampuan menyerap energi lebih baik daripada struktur full solid. Penelitian ini menggunakan salah satu teknologi Additive manufacturing yaitu Digital Light Processing (DLP) untuk membentuk struktur. Teknologi ini dipilih karena memiliki kemampuan cetak yang sangat detail dengan sistem layer by layer, dapat mencetak objek dengan dengan geometri yang kompleks seperti lattice structure. Selain itu objek yang dihasilkan memiliki kualitas permukaan yang bagus. Terdapat 4 macam bentuk lattice structure yang digunakan dalam penelitian ini yakni simple cubic (SC), body centered cubic (BCC), face centered cubic (FCC), face to body centered cubic (F2BCC)/ kombinasi. Karakterisasi FTIR dilakukan untuk mengkonfirmasi keberadaan senyawa kimia dari resin komersial yang digunakan. Gugus fungsi yang teridentifikasi pada uji FTIR telah mengkonfirmasi keberadaan epoxy acrylate sebagai oligomer dan dodecyl acrylate sebagai monomer. Selain itu, spektrum FTIR menunjukan adanya perubahan yang terjadi pada resin setelah mengalami proses pencetakan akibat reaksi polymerization. Pada hasil uji SEM dijumpai adanya pola pixelation dan staircase effect yang dimana merupakan ciri khas dari kompenen hasil cetak DLP. Uji UV vis menunjukan bahwa daerah serapan resin fleksibel ada pada wavelength 387nm, dimana sesuai dengan panjang gelombang intensitas cahaya berwarna ungu yang digunakan pada alat DLP yaitu 385-450nm. Pengujian kompresi dan impak dilakukan untuk mengetahui besarnya energi yang dapat diserap oleh struktur. Pada pengujian kompresi, nilai energy absorption SC, BCC, FCC, dan F2BCC secara berturut-turut yaitu 0.0008 J/mm³, 0.0172 J/mm³, 0.0193 J/mm³, dan 0.2591 J/mm³. Pada pengujian impak, nilai kekuatan impak SC, BCC, FCC, dan F2BCC secara berturut-turut yaitu 363.3 J/mm², 385.72 J/mm², 438.88 J/mm², dan 466.84 J/mm². struktur F2BCC konsisten menunjukan nilai yang paling besar dibandingkan variasi lainnya. Berdasarkan hasil analisis data, dapat disimpulkan bahwa semakin kompleks geometri lattice structure, maka semakin besar pula kapasitas penyerapan energinya. Selain itu penggunaan material yang bersifat fleksibel mempengaruhi performance struktur. Material flexible membuat struktur tidak mudah patah akibat gaya tumbukan eksternal. Spesimen yang diujikan tidak ada yang mengalami deformasi plastis ataupun patah. Energi yang diserap akan dilepaskan kembali.
Kata kunci: Additive manufacturing, Digital Light Processing, Lattice structure, Resin
===============================================================================================================================
In the current global situation, which is highly uncertain, particularly in the food and military sectors, having fast, accurate, and real-time data is essential. Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) offer convenience as they can be remotely controlled to monitor field conditions in real time. Operating in open spaces increases the likelihood of Drones colliding with foreign objects. Considering their high cost, it becomes crucial for Drone fuselages to possess excellent mechanical properties. Therefore, this study focuses on enhancing energy absorption by utilizing lattice structures. Lattice structures have been proven to absorb energy better than full solid structures. This study employs one of the Additive manufacturing technologies, namely Digital Light Processing (DLP), to fabricate the structures. This technology is chosen for its capability to produce highly detailed prints using a layer-by-layer system and to create objects with complex geometries such as lattice structures. Furthe rmore, the resulting objects have excellent surface quality. Four types of lattice structures are utilized in this study: simple cubic (SC), body-centered cubic (BCC), face-centered cubic (FCC), and face-to-body-centered cubic (F2BCC) or a combination. FTIR characterization was performed to confirm the chemical compounds present in the commercial resin used. Functional groups identified in the FTIR test confirmed the presence of epoxy acrylate as the oligomer and dodecyl acrylate as the monomer. Additionally, the FTIR spectrum indicated changes in the resin after the printing process due to polymerization reactions. The SEM test revealed the presence of pixelation patterns and staircase effects, which are characteristic features of DLP-printed components. The UV-Vis test showed that the absorption region of the flexible resin was at a wavelength of 387 nm, which corresponds to the wavelength range of purple light (385–450 nm) used in the DLP machine. Compression and impact tests were onducted to determine the energy absorption capacity of the structures. In the compression test, the energy absorption values for SC, BCC, FCC, and F2BCC structures were 0.0008 J/mm³, 0.0172 J/mm³, 0.0193 J/mm³, and 0.2591 J/mm³, respectively. In the impact test, the impact strength values for SC, BCC, FCC, and F2BCC structures were 363.3 J/mm², 385.72 J/mm², 438.88 J/mm², and 466.84 J/mm², respectively. The F2BCC structure consistently demonstrated the highest values compared to the other variations. Based on data analysis, it can be concluded that the more complex the geometry of the lattice structure, the greater its energy absorption capacity. Additionally, the use of flexible materials significantly influences the performance of the structure. Flexible materials make the structure less prone to fracture under external impact forces. None of the tested specimens exhibited plastic deformation or fracture. The absorbed energy is subsequently released back by the structure

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Kata kunci: Additive manufacturing, Digital Light Processing, Lattice structure, Resin Keywords: Additive manufacturing, Digital Light Processing, Lattice structure, Resin
Subjects:	T Technology > TS Manufactures > TS183 Manufacturing processes. Lean manufacturing.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Jennita Halim
Date Deposited:	23 Jan 2025 09:00
Last Modified:	23 Jan 2025 09:00
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/116774

Actions (login required)

View Item