Analisis Pengaruh Variasi Parameter Interlock Terhadap Kekuatan Impak Pada Sambungan Antarmuka Produk FDM 3D Print Filament PLA+ Menggunakan Metode Taguchi

Dani, Ilham Akhmal (2026) Analisis Pengaruh Variasi Parameter Interlock Terhadap Kekuatan Impak Pada Sambungan Antarmuka Produk FDM 3D Print Filament PLA+ Menggunakan Metode Taguchi. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[thumbnail of 2038221061-Undergraduate_Thesis.pdf] Text
2038221061-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only

Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi parameter Interlock Structure Orientation dan Interlock Depth terhadap kekuatan impak spesimen multimaterial PLA+ yang diproduksi menggunakan teknologi Fused Deposition Modeling (FDM) 3D Printing. Penerapan struktur mechanical Interlocking digunakan sebagai pendekatan untuk meningkatkan integritas sambungan antarmuka pada material multimaterial. Spesimen uji dicetak menggunakan mesin FDM dual extruder dan diuji berdasarkan standar ASTM D6110 17 menggunakan metode Charpy Impact Test. Variasi parameter yang digunakan meliputi Interlock Orientation sebesar 30°, 45°, dan 60°, serta Interlock Depth sebesar 2 mm, 4 mm, dan 6 mm. Analisis data dilakukan menggunakan metode Taguchi, rasio Signal-to-Noise (S/N), dan Analysis of Variance (ANOVA) untuk menentukan parameter yang berpengaruh terhadap kekuatan impak. Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi parameter Interlock memberikan pengaruh terhadap kemampuan spesimen dalam menyerap energi impak. Nilai kekuatan impak tertinggi pada kelompok spesimen Interlock diperoleh pada variasi B1 sebesar 6,70 kJ/mm², sedangkan nilai terendah diperoleh pada variasi A1 sebesar 2,70 kJ/mm². Sebagai pembanding, spesimen monomaterial menghasilkan nilai kekuatan impak tertinggi sebesar 7,44 kJ/mm², yang menunjukkan bahwa keberadaan antarmuka sambungan masih menjadi titik lemah utama pada struktur multimaterial. Hasil analisis ANOVA menunjukkan bahwa parameter yang diuji memberikan pengaruh signifikan terhadap kekuatan impak, dengan faktor dominan ditunjukkan oleh parameter yang memiliki nilai kontribusi terbesar terhadap variasi respons. Analisis fraktografi menunjukkan bahwa spesimen dengan kekuatan impak tinggi memiliki permukaan patahan yang lebih kasar dan kompleks, yang mengindikasikan jalur propagasi retak yang lebih panjang serta kemampuan penyerapan energi yang lebih besar sebelum terjadi kegagalan. Sebaliknya, spesimen dengan kekuatan impak rendah menunjukkan permukaan patahan yang relatif rata dan didominasi oleh kegagalan antarmuka (interface failure). Hasil pengamatan mikroskopis juga menunjukkan bahwa kualitas ikatan antar-layer dan efektivitas geometri Interlock berperan penting dalam meningkatkan ketahanan impak sambungan multimaterial. Penelitian ini membuktikan bahwa penerapan desain Interlock yang tepat mampu meningkatkan performa mekanik sambungan multimaterial PLA+ dan berpotensi diterapkan pada komponen yang memerlukan ketahanan terhadap beban kejut.
==============================================================================================================================================
This study aims to analyze the effect of Interlock Structure Orientation and Interlock Depth parameters on the impact strength of multimaterial PLA+ specimens fabricated using Fused Deposition Modeling (FDM) 3D Printing technology. The application of a mechanical Interlocking Structure was employed as an approach to improve the interfacial bonding integrity of multimaterial components. The specimens were manufactured using a dual-extruder FDM 3D printer and tested according to ASTM D6110-17 using the Charpy Impact Test method. The investigated parameters included Interlock Orientations of 30°, 45°, and 60°, and Interlock Depths of 2 mm, 4 mm, and 6 mm, while all other printing parameters were kept constant. Data analysis was conducted using the Taguchi method, Signal-to-Noise (S/N) ratio, and Analysis of Variance (ANOVA) to determine the influence of each parameter on impact strength and to identify the optimal parameter combination. The results indicate that variations in Interlock parameters significantly affect the impact performance of multimaterial PLA+ specimens. The highest impact strength among the Interlock specimens was obtained by specimen B1, with a value of 6.70 kJ/mm², while the lowest value was observed in specimen A1, at 2.70 kJ/mm². As a comparison, the monomaterial specimen exhibited the highest overall impact strength of 7.44 kJ/mm², indicating that the interfacial region remains the primary weak point in multimaterial Structures. ANOVA results revealed that the investigated parameters significantly influenced impact strength, with the dominant factor contributing the largest percentage to the response variation. Fractographic analysis showed that specimens with higher impact strength exhibited rougher and more complex fracture surfaces, indicating longer crack propagation paths and greater energy absorption before failure. In contrast, specimens with lower impact strength displayed relatively smoother fracture surfaces dominated by interfacial failure mechanisms. Microscopic observations further demonstrated that both interlayer bonding quality and Interlock geometry effectiveness play important roles in improving the impact resistance of multimaterial joints. The findings of this study confirm that an appropriate Interlock design can significantly enhance the mechanical performance of multimaterial PLA+ interfaces and provide valuable insights for the development of impact resistant components produced through FDM 3D printing.

Item Type: Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords: FDM 3D Printing, multi-material, PLA+, Interlock, Impact Strength, Charpy, ANOVA, Taguchi Method
Subjects: T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA418.16 Materials--Testing.
T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA418.38 Materials--Fatigue.
T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA418.9 Composite materials. Laminated materials.
T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA433 Strength of materials.
T Technology > TP Chemical technology > TP1140 Polymers
T Technology > TS Manufactures > TS156 Quality Control. QFD. Taguchi methods (Quality control)
Divisions: Faculty of Vocational > Mechanical Industrial Engineering (D4)
Depositing User: Ilham Akhmal Dani
Date Deposited: 15 Jul 2026 03:54
Last Modified: 15 Jul 2026 03:54
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/134991

Actions (login required)

View Item View Item