perancangan pengait daging berbahan polylactid …repository.upnvj.ac.id/755/2/awal.pdfperancangan...
Post on 31-Dec-2019
16 Views
Preview:
TRANSCRIPT
PERANCANGAN PENGAIT DAGING
BERBAHAN POLYLACTID ACID (PLA)
SEBAGAI SUBTITUSI PENGAIT BERBAHAN LOGAM
SKRIPSI
YOSUA SEBASTIAN
1510311019
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAKARTA
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK MESIN
2019
PERANCANGAN PENGAIT DAGING
BERBAHAN POLYLACTID ACID (PLA)
SEBAGAI SUBTITUSI PENGAIT BERBAHAN LOGAM
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar
Sarjana Teknik
YOSUA SEBASTIAN
1510311019
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAKARTA
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK MESIN
2019
ii
PENGESAHAN PENGUJI
iii
PENGESAHAN PEMBIMBING
Skripsi diajukan oleh ;
Nama : Yosua Sebastian
NIM : 1510311019
Program Studi : Teknik Mesin
Judul Skripsi : PERANCANGAN PENGAIT DAGING
BERBAHAN POLYLACTID ACID (PLA)
SEBAGAI SUBTITUSI PENGAIT BERBAHAN
LOGAM
Telah dikoreksi atau diperbaiki oleh penulis berdasarkan arahan oleh dosen
pembimbing dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi S1 Teknik Mesin, Fakultas
Teknik, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jakarta.
Ditetapkan di : Jakarta Tanggal Ujian : 12 Juli 2019
Nur Cholis, ST, M.Eng
Pembimbing I
Budhi Martana, ST, MM
Pembimbing II
Ir. M. Rusdy Hatuwe, MT
Ka. Progdi
iv
PERNYATAAN ORISINALITAS
Skripsi ini adalah hasil saya sendiri dan semua sumber yang dikutip maupun yang
dirujuk telah saya nyatakan dengan benar.
Nama : Yosua Sebastian
NIM : 1510311019
Program Studi : Teknik Mesin
Bilamana dikemudian hari ditemukan ketidaksesuaian dengan pernyataan saya ini,
maka saya bersedia dituntut dan diproses sesuai dengan ketentuan yang berlaku.
Jakarta, Juli 2019
Yang Menyatakan,
(Yosua Sebastian)
Materai
6000
12
v
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai civitas akademik Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jakarta,
Penulis yang bertanda tangan dibawah ini ;
Nama : Yosua Sebastian
NIM : 1510311019
Fakultas : Teknik
Jurusan : Teknik Mesin
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, penulis menyetujui untuk memberikan
kepada Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jakarta Hak Bebas Royalti
Non-eksklusif (Non-eksklusive Royalty Free Right) atas karya ilmiah penulis yang
berjudul :
PERANCANGAN PENGAIT DAGING
BERBAHAN POLYLACTID ACID (PLA)
SEBAGAI SUBTITUSI PENGAIT BERBAHAN LOGAM
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti ini
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jakarta berhak menyimpan,
mengalih media/formatkan, dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan
mengaplikasikan skripsi penulis selama tetap mencantumkan nama penulis sebagai
penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.
Demikian pernyataan ini penulis buat dengan sebenarnya.
Dibuat di : Jakarta
Pada Tanggal : Juli 2019
Yang Menyatakan
(Yosua Sebastian)
21 Agustus 2019
vi
PERANCANGAN PENGAIT DAGING
BERBAHAN POLYLACTID ACID (PLA)
SEBAGAI SUBTITUSI PENGAIT BERBAHAN LOGAM
Yosua Sebastian
ABSTRAK
Pengait yang digunakan untuk menggantung daging di toko atau pasar oleh
pedagang, seluruhnya merupakan pengait berbahan logam. Sebagian pengait yang
digunakan di pasaran Indonesia oleh pedagang bukan merupakan pengait khusus
daging yang terbuat stainless steel, melainkan pengait dari bahan besi yang mudah
berkarat akibat kelembapan dari daging, sehingga tidak ramah terhadap produk
makanan jenis daging segar. Alasan para pedagang tetap menggunakannya karena
adalah faktor harga pengait dari stainless steel yang sangat mahal. Karena itu skripsi
ini merencanakan perancangan alat pengait daging yang akan dicetak dari alat 3D
printing menggunakan filamen Polylactid Acid (PLA) dengan variasi pencetakan
pada pola lapisan pengisi (infill pattern layer) yang divariasikan menjadi 3 yaitu
grid, honeycomb, dan triangle yang ketiganya akan diuji tarik dibandingkan dengan
harapan didapatkan variasi pola pencetakan yang lebih cepat dan hasilnya kuat
paling optimal digunakan sebagai pengait sehingga nantinya nilai ultimate tensile
strengthnya dapat dijadikan acuan dalam membuat pengait daging. Dari hasil
pengujian didapatkan bahwa variasi pola lapisan pengisi yang optimal adalah yang
dicetak menggunakan opsi infill pattern layer triangle, sehingga nilai ultimate
strength, dan strain at breaknya akan dijadikan acuan dalam mendesain pengait
daging ini. Beberapa kelebihan dari pengait ini adalah: material PLA merupakan
jenis polymer yang foodgrade sehingga aman untuk menggantung daging, serta
tidak akan berkarat, lebih murah, lebih ringan, PLA mudah terdegradasi oleh alam
terbuka dalam waktu 6 bulan-2tahun.
Kata Kunci: Pengait Daging, Polylactid Acid (PLA), 3D Printing, Infill pattern
layer
vii
THE DESIGN OF MEAT HOOK
WITH POLYLACTIC ACID (PLA) MATERIAL
AS SUBSTITUTION OF MEAT HOOK WITH METAL MATERIAL
Yosua Sebastian
ABSTRACT
Hooks that are used to hang meat in a shop or market by seller are all made from
metal hooks. Some of the hooks used in the Indonesian market by butcher are not
special meat hooks made of stainless steel, but are hooks from iron which are easily
corroded due to moisture from meat, so it is not friendly to fresh meat products. The
reason butcher keep using it is because the price factor of the stainless steel hook is
very expensive. Therefore in this essay plans the design of a meat hook that will be
printed from a 3D printing machine using material of Polylactid Acid (PLA)
filaments with variations in the infill pattern layer is varied into 3, namely grid,
honeycomb, and triangle which will be tested tensile compared to expectations
obtained faster printing pattern variations and most optimal strong results are used
as a hook so that later the ultimate tensile strenght value can be used as a reference
in made the meat hook. From the results of this test it was found that the printing
most optimal variations of infill layer pattern to be used are those that are printed
using the infill pattern layer triangle option, so that the value of ultimate tensile
strenght and strain at break will be used as reference in designing this meat hook.
Some of the advantages of this hook are: PLA is a foodgrade polymer type so it is
safe to hang meat, and will not rust, cheaper, lighter, PLA is easily degraded by
open nature within 6 months - 2 years.
Keywords: Meat Hook, Polylactid Acid (PLA), 3D Printing, Infill pattern layer.
viii
KATA PENGANTAR
Puji Syukur saya panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena
atas kuasa, kekuatan, rahmat, serta karunia-Nya saya selaku penulis mampu untuk
menyelesaikan tugas akhir skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar
sarjana teknik di Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Univers itas
Pembangunan Nasional “Veteran” Jakarta.
Adapun judul tugas akhir yang saya angkat pada tugas akhir ini adalah
“Perancangan Pengait Daging Berbahan Polylactid Acid (PLA) Sebagai Subtitusi
Pengait Berbahan Logam”. Dimana saya berusaha memberikan solusi dengan
mendesain benda pengganti dari pada pengait daging berbahan logam menjadi
pengait daging berbahan filament PLA. Memang tidak mudah dalam penyusunan
tugas akhir ini, masih banyak kekurangan dan keterbatasan dalam penyusunan
materi serta bahasan pada tugas akhir ini, namun semua tidak lepas dari
keterbatasan saya sebagai penulis, Oleh karena itu saya harapkan dikemudian hari
adanya saran-saran atau masukan positif yang dapat membuat tugas akhir ini
semakin baik.
Terima kasih tidak lupa saya ucapkan untuk pihak-pihak yang sangat berjasa
dan membantu dalam mendukung secara moral, secara tenaga, maupun secara biaya
terlaksananya penelitian tugas akhir ini. Oleh karena itu saya ingin mengucapkan
kepada beberapa pihak yang sangat mendukung dan membantu saya dalam
pengerjaan skripsi ini, saya ingin mengucapkan terimakasih kepada:
1. Tuhan Yang Maha Esa, karena atas kuasa, berkat, rahmat, karunia,
pertolongan serta penyertaan-Nya sehingga penulis senantiasa diberikan
kesehatan, kekuatan, pemahaman, serta kemudahan dalam mengurus tugas
akhir ini maupun dalam mengerjakan tugas akhir ini.
2. Kedua orang tua saya yaitu bapak dan ibu saya, yang selalu memenuhi
kebutuhan hidup tanpa pamrih serta memberikan kasih sayangnya dan doa
nya untuk saya dengan tulus dan tidak putus-putusnya mendukung saya untuk
menyelesaikan tugas akhir saya tepat waktu.
ix
3. Bapak Nur Cholis, S.T, M,Eng selaku pembimbing utama saya, dimana saya
banyak terbantu olehnya diberikan dukungan baik secara teknis, maupun
berupa motivasi dan pikiran-pikiran menarik untuk membuat saya agar
semakin kreatif dan tidak pantang menyerah. Serta yang selalu mendorong
saya agar saya lulus tepat waktu.
4. Bapak Budhi Martana, S.T, M.M selaku pembimbing II saya, yang telah
membantu dalam bimbingan selama penulisan skripsi ini sampai selesai.
5. Achmad Fajar Lasttanto, selaku teman dan sahabat saya yang telah
mendukung saya tidak hentinya dalam pengerjaan skripsi ini, yang telah mau
saya repotkan untuk meminjam alat 3D printing serta mau meluangkan waktu
dan tenaga nya untuk membantu saya dalam pencetakan spesimen maupun
dalam segala hal.
6. Bintang Arya Putra, sebagai teman dan sahabat yang telah mendukung saya
tidak hentinya baik secara akademis maupun non-akademis untuk memberi
semangat kepada saya maupun ide-ide menarik dan bertukar pengalaman
maupun cerita, terutama telah membantu meminjamkan ponselnya saat
ponsel saya rusak untuk dipinjamkan selama pengerjaan skripsi.
7. Syahrul Hardiyan, sebagai teman dan sahabat serta pendorong semangat bagi
mahasiswa teknik mesin angkatan 2015 untuk bersama-sama maju
mengerjakan tugas akhir agar lulus tepat waktu, yang juga telah memberikan
nasehat motivasi serta mengijinkan saya untuk menginap dirumahnya untuk
menumpang menyelesaikan penyusunan tugas akhir.
8. Al Akbar Timur M. , sebagai teman dan sahabat yang pernah mengajarkan
saya software CAD Solidworks pada semester 6-7, sehingga ilmunya sangat
berguna sekali dalam membantu pengerjaan skripsi saya.
9. Anggi Evio P, yang selalu memberi saya semangat dorongan dan wejangan
agar saya semakin semangat untuk menyelesaikan S1 secara tepat waktu.
10. Amin Rosyidin, selaku teman dan sahabat saya yang selalu mau bertukar
masalah maupun solusi dalam penelitian, serta mau saya repotkan untuk
mengantar saya mencari tempat pengujian.
x
11. Seluruh mahasiswa jurusan Teknik Mesin UPNVJ angkatan 2015 yang telah
bersama-sama bahu-membahu saling menopang agar dapat bersama-sama
lulus tepat waktu, serta seluruh kekonyolan candaan serta tawa yang tidak
pernah henti walaupun dalam tekanan sehingga mampu mencairkan suasana.
12. Seluruh jajaran dosen maupun karyawan FT UPNVJ yang telah membantu
dalam administrasi maupun secara teknis akademik kelancaran penyelesa ian
tugas akhir ini.
13. Serta pihak lainnya yang tidak dapat saya sebutkan satu-persatu.
Saya juga selaku penulis menyadari akan keterbatasan dan kekurangan dalam
penelitian tugas akhir ini, semua tidak lepas karena keterbatasan dan kekurangan
saya sebagai manusia. Oleh karena itu, saya selaku penulis dengan lapang hati
menerima dan mengharapkan kritik serta saran dari pembaca yang berguna bagi
saya di penelitian masa yang akan datang. Semoga penelitian tugas akhir skripsi ini
dapat membawa manfaat bagi saya pribadi sebagai penulis, serta civitas akademika
baik di UPN “Veteran” Jakarta, maupun mahasiswa yang nantinya akan melakukan
penelitian lebih lanjut mengenai bahasan saya ini.
Jakarta, Mei 2019
Yosua Sebastian
xi
DAFTAR ISI
PENGESAHAN PENGUJI ...................................................................................... ii
PENGESAHAN PEMBIMBING............................................................................ iii
PERNYATAAN ORISINALITAS ......................................................................... iv
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI .................................... v
ABSTRAK .............................................................................................................. vi
ABSTRACT ........................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR............................................................................................viii
DAFTAR ISI ........................................................................................................... xi
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xiv
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xv
DAFTAR LAMPIRAN .........................................................................................xvii
BAB I PENDAHULUAN .....................................................................................1
1.1 Latar Belakang...........................................................................................1
1.2 Perumusan Masalah ...................................................................................6
1.3 Batasan Masalah ........................................................................................6
1.4 Tujuan ........................................................................................................7
1.5 Sistematika Penulisan ................................................................................8
BAB II TINJAUAN PUSTAKA.............................................................................9
2.1 Pengertian dan Sejarah 3D Printer ............................................................9
2.1.1 Aplikasi penggunaan dan keuntungan produk 3D Printing .............10
2.2 Tipe - Tipe Metode Kerja 3D Printing ....................................................12
2. 2. 1 SLA (Stereolithography) ..................................................................12
2. 2. 2 Fused Deposition Modelling (FDM)................................................13
2.3 Filamen 3D Printer ..................................................................................15
2.4 Pengujian Kuat Tarik...............................................................................18
2.5 Standar ASTM D638-14..........................................................................21
2.6 Universal Testing Machine (UTM) .........................................................22
xii
2.7 Pengait Daging (Meat Hook) ...................................................................26
2.8 Data Pengait Daging Berbahan Stainless Steel .......................................28
2.9 Rumus dan Cara Menentukan Pembebanan Pada Hook / Pengait ..........29
BAB III METODE PENELITIAN.........................................................................34
3. 1 Metode Penelitian ....................................................................................35
3. 2 Desain CAD Spesimen ............................................................................36
3. 3 Bentuk Spesimen Bagian Luar dan Dalam (Sebelum Pengujian) ...........37
3. 4 Langkah- langkah Pengujian Tarik ..........................................................40
3. 5 Kondisi dan Parameter Pengujian ...........................................................40
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...............................................................42
4. 1 Bentuk Morfologi Masing-Masing Sampel Setelah Uji Tarik ................42
4. 1. 1 Bentuk Luar dari Seluruh Spesimen Sample yang Telah Diuji .......42
4. 1. 2 Bentuk Rongga pada Titik Putus dari Salah Satu Spesimen ............44
4. 2 Hasil Tegangan Tarik, Regangan, Serta Rata-rata Tegangan dan
Regangan Setiap Sampel. ...................................................................................46
4. 2. 1 Hasil Tegangan Tarik dan Regangan Variasi Sample Cetak Infill
Pattern Layer Grid..........................................................................................47
4. 2. 2 Hasil Tegangan Tarik dan Regangan Variasi Sample Cetak Infill
Pattern Layer Honeycomb. .............................................................................48
4. 2. 3 Hasil Tegangan Tarik dan Regangan Variasi Sample Cetak Infill
Pattern Layer Triangle. ..................................................................................51
4. 3 Perbandingan Rata-rata Tegangan Tarik, Regangan, serta Modulus
Elastisitas dari Setiap Sampel Uji. ......................................................................52
4. 3. 1 Perbandingan Rata-rata Hasil Tegangan Tarik dan Regangan serta
Nilai Modulus Elastisitas Variasi Sampel Infill Pattern Layer Grid ...............52
4. 3. 2 Perbandingan Rata-rata Hasil Tegangan Tarik dan Regangan serta
Nilai Modulus Elastisitas Variasi Sampel Infill Pattern Layer Honeycomb. .54
xiii
4. 3. 3 Perbandingan Rata-rata Hasil Tegangan Tarik dan Regangan serta
Nilai Modulus Elastisitas Variasi Sampel Infill Pattern Layer Triangle. .......55
4. 4 Analisa Spesimen Sampel Variasi Cetak Infill Pattern Layer yang
optimal digunakan. .............................................................................................57
4. 5 Perancangan Pembebanan pada Pengait Daging Berbahan PLA ............58
4.5.1. Perancangan Pembebanan Maksimal 10 kg .....................................58
4.5.2. Perancangan Pembebanan Maksimal 15 kg .....................................60
4.5.3. Perancangan Pembebanan Maksimal 20 kg .....................................63
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN................................................................66
5. 1 Kesimpulan ..............................................................................................66
5. 2 Saran ........................................................................................................67
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................68
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 4. 1 Tabel Hasil Data Tegangan Tarik dan Regangan Pengujian Spesimen
Sampel Variasi Infill Pattern Layer Grid. ..............................................................47
Tabel 4. 2 Tabel Hasil Data Tegangan Tarik dan Regangan Pengujian Spesimen
Sampel Variasi Infill Pattern Layer Honeycomb. ..................................................49
Tabel 4. 3 Tabel Hasil Data Tegangan Tarik dan Regangan Pengujian Spesimen
Sampel Variasi Infill Pattern Layer Triangle. ........................................................51
Tabel 4. 4 Tabel Hasil Data Tegangan Tarik dan Regangan beserta Rata-rata dan
Standar Deviasi Spesimen Sampel Variasi Infill Pattern Layer Grid. ...................53
Tabel 4. 5 Tabel Hasil Data Tegangan Tarik dan Regangan beserta Rata-rata dan
Standar Deviasi Spesimen Sampel Variasi Infill Pattern Layer honeycomb. ........54
Tabel 4. 6 Tabel Hasil Data Tegangan Tarik dan Regangan beserta Rata-rata dan
Standar Deviasi Spesimen Sampel Variasi Infill Pattern Layer triangle.. .............55
Tabel 4. 7 Tabel Perbandingan Tensile Strength, Strain, dan Modulus Elastisitas
dari hasil pengujian 3 variasi sampel spesimen. ....................................................57
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Contoh Skema printer 3D untuk model FDM dan SLA....................12
Gambar 2. 2 Proses Stereolithography ...................................................................12
Gambar 2. 3 Ilustrasi Metode FDM. .....................................................................14
Gambar 2. 4 Alat 3D Printing tipe FDM...............................................................14
Gambar 2. 5 Macam-macam Filament 3D Printer ................................................15
Gambar 2. 6 Contoh Filamen 3D Printing berbahan PLA ....................................17
Gambar 2. 7 Kurva Tegangan Regangan ...............................................................19
Gambar 2. 8 Dimensi spesimen standar ASTM D638-14.....................................22
Gambar 2. 9 Contoh Gambar Alat Universal Testing Machine ............................23
Gambar 2. 10 Parameter pada alat UTM saat melakukan tensile test (uji tarik) ...24
Gambar 2. 11 Bagian-bagian Alat Universal Testing Machine ............................24
Gambar 2. 12 Penempatan material untuk tensile test ..........................................25
Gambar 2. 13 Proses Boning oleh tukang daging .................................................26
Gambar 2. 14 Proses pelayuan daging setelah disembelih....................................27
Gambar 2. 15 Macam-macam bentuk pengait untuk gantungan daging...............27
Gambar 2. 16 Pengait Daging Stainless Steel 316 ................................................28
Gambar 2. 17 Desain Hook / Pengait dengan luas penampangnya .......................29
Gambar 2. 18 Tabel rumus R dan Rn untuk luas penampang persegi .................30 ……………………………………………………………………………………… Gambar 3. 1 Diagram Alir Penelitian....................................................................34
Gambar 3. 2 Desain CAD spesimen 2D pada software CAD ...............................36
Gambar 3. 3 Desain CAD spesimen 2D pada software CAD ...............................36
Gambar 3. 4 Tampak luar 5 spesimen sample uji tarik variasi infill pattern layer
grid .........................................................................................................................37
Gambar 3. 5 Tampak luar 5 spesimen sample uji tarik variasi infill pattern layer
honeycomb .............................................................................................................38
Gambar 3. 6 Tampak luar 5 spesimen sample uji tarik variasi infill pattern layer
triangle....................................................................................................................38
Gambar 3. 7 Tampak dalam perbedaan 3 variasi sample spesimen uji tarik. .......39
xvi
Gambar 4. 1 Tampak luar 5 spesimen sampel uji dengan variasi infill pattern
layer grid setelah diuji tarik. ..................................................................................42
Gambar 4. 2 Tampak luar 5 spesimen sampel uji honeycomb setelah diuji tarik ..43
Gambar 4. 3 Tampak luar 5 spesimen sampel uji dengan variasi infill pattern
layer triangle setelah diuji tarik. .............................................................................44
Gambar 4. 4 Penampakan rongga pada titik putus sampel variasi infill pattern
layer grid. ...............................................................................................................45
Gambar 4. 5 Penampakan rongga pada titik putus sampel infill pattern layer
honeycomb. ............................................................................................................45
Gambar 4. 6 Penampakan rongga pada titik putus sampel infill pattern layer
triangle....................................................................................................................46
Gambar 4. 7 Grafik hasil uji tarik spesimen sampel infill pattern layer grid. .......48
Gambar 4. 8 Grafik hasil uji tarik spesimen sampel infill pattern layer
honeycomb. ............................................................................................................50
Gambar 4. 9 Grafik hasil uji tarik spesimen sampel infill pattern layer triangle. ..52
Gambar 4. 10 Desain Pengait dengan beban maksimal 10 kg ..............................58
Gambar 4. 11 Freebody diagram menentukan sumbu centroidal dan neutral........59
Gambar 4. 12 Desain Pengait dengan beban maksimal 15 kg ...............................60
Gambar 4. 13 Freebody diagram menentukan sumbu centroidal dan neutral........61
Gambar 4. 14 Desain Pengait dengan beban maksimal 20 kg ...............................63
Gambar 4. 15 Freebody diagram menentukan sumbu centroidal dan neutral........63
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1: Laporan Hasil Pengujian Kekuatan Tarik di Sentra Teknologi
Polymer - BPPT, Serpong.
LAMPIRAN 2: Hasil Simulasi Pembebanan menggunakan software solidwork
pada setiap variasi beban 10kg, 15kg, dan 20 kg
top related