Mesin.umsida.ac.id – Teknologi 3D printing telah menjadi salah satu inovasi yang berpengaruh besar dalam dunia manufaktur. Salah satu komponen kunci dalam teknologi ini adalah filamen, bahan dasar yang digunakan untuk mencetak berbagai produk. Filamen umumnya dibuat melalui mesin extruder, alat yang dirancang untuk mengubah bahan mentah menjadi produk siap pakai dalam bentuk kawat panjang. Dalam penelitian yang dilakukan oleh Program Studi Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Sidoarjo, sebuah mesin extruder baru berhasil dirancang untuk meningkatkan efisiensi produksi filamen 3D printer.
“Mesin ini menggunakan mekanisme screw tunggal yang mampu menghasilkan filamen dengan diameter 1,77 mm, yang sesuai dengan standar 3D printer saat ini,” demikian dikutip dari laporan penelitian tersebut. Mesin ini dirancang untuk memproses bahan plastik daur ulang, memberikan solusi inovatif untuk mengurangi limbah plastik sekaligus mendukung keberlanjutan lingkungan.
Bagaimana Mesin Ini Bekerja?
Mesin extruder ini bekerja dengan mekanisme sederhana namun efektif. Bahan plastik daur ulang dalam bentuk pellet dimasukkan ke dalam hopper, lalu didorong melalui barrel menggunakan sistem screw tunggal. Dalam barrel, bahan dipanaskan hingga mencair sebelum dibentuk menjadi filamen melalui cetakan (die). Kecepatan motor dan sistem pendinginan dirancang sedemikian rupa untuk menjaga kualitas filamen yang dihasilkan.
Proses ini menggunakan material stainless steel 304 untuk barrel, yang mampu menahan tekanan hingga 70 MPa. Sistem pendinginan pada bagian feed throat juga mencegah bahan menempel, memastikan aliran material tetap lancar. Hasil akhirnya adalah filamen dengan diameter presisi tinggi yang siap digunakan untuk 3D printing.
“Desain mesin ini telah melalui uji simulasi mekanik untuk memastikan keamanan dan efisiensi produksinya,” tulis laporan tersebut. Dengan kecepatan screw 5 RPM, mesin ini mampu menghasilkan 1,5 kg filamen per jam, menjadikannya solusi praktis untuk kebutuhan skala kecil hingga menengah.
Apa Manfaatnya untuk Lingkungan dan Industri?
Penggunaan mesin extruder ini memberikan manfaat ganda, baik bagi lingkungan maupun industri manufaktur. Limbah plastik, yang selama ini menjadi masalah besar, kini dapat diolah kembali menjadi filamen 3D printer. Proses ini tidak hanya mengurangi jumlah limbah plastik tetapi juga menciptakan produk dengan nilai tambah.
Dalam dunia industri, mesin ini memungkinkan produksi filamen dengan biaya lebih rendah, menjadikannya pilihan menarik bagi pelaku usaha kecil dan menengah yang ingin beralih ke teknologi 3D printing. Prototipe produk yang biasanya membutuhkan waktu lama kini dapat dibuat lebih cepat dan hemat biaya. Selain itu, mesin ini dirancang dengan konsumsi daya rendah, yaitu hanya 612 watt, yang membantu mengurangi biaya operasional.
Tantangan dan Potensi Pengembangan
Meskipun inovasi ini menawarkan banyak manfaat, masih ada tantangan yang perlu diatasi. Salah satunya adalah potensi kegagalan produk akibat perbedaan kondisi produksi dan simulasi. Dalam penelitian ini, ditemukan adanya perbedaan hasil antara kondisi teoritis dan realitas hingga 15%. Faktor seperti suhu operasi dan kecepatan motor perlu dioptimalkan lebih lanjut untuk meningkatkan konsistensi hasil.
Namun, peluang pengembangan mesin ini tetap besar. Dengan penyempurnaan teknologi, mesin ini dapat disesuaikan untuk memproses berbagai jenis bahan baku, termasuk polimer berbasis bio. Selain itu, integrasi sistem kontrol berbasis IoT dapat memberikan kemampuan monitoring dan penyesuaian otomatis, meningkatkan efisiensi operasional.
Inovasi mesin extruder ini merupakan tonggak penting dalam upaya menggabungkan teknologi manufaktur dengan keberlanjutan lingkungan. Dengan kemampuan menghasilkan filamen berkualitas tinggi dari bahan daur ulang, mesin ini tidak hanya mendukung industri 3D printing tetapi juga menjadi solusi untuk mengatasi limbah plastik. Meskipun masih ada tantangan yang perlu diselesaikan, potensi pengembangannya sangat besar untuk mendukung masa depan manufaktur yang lebih ramah lingkungan dan efisien.
Sumber: Jurnal, Freepik
Penulis: Ifa
