Penelitian - Proses manufakur terutama manufaktur material logam menunjukkan perkembangan yang cukup pesat, salah satu proses manufaktur logam terbaru yaitu metode WAAM. Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) merupakan metode manufaktur material untuk memproduksi produk dengan bentuk komplek menggunakan proses pengelasan. Prinsip WAAM sama dengan proses 3D Printing pada umumnya. Metode WAAM dilakukan dengan meleburkan kawat elektroda diatas pelat sebagai logam substrat menggunakan busur listrik untuk menghasilkan material dibagian atas logam substrat. Jenis pengelasan yang digunakan adalah Flux Cored Arc Welding (FCAW). Pemilihan las FCAW dikarenakan dapat melebur kawat las dalam jumlah yang besar dengan waktu yang singkat, dan didukung dengan bentuk kawat berupa roll yang dapat digunakan secara terus-menerus. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui potensi penerapan las FCAW dengan metode WAAM dalam membentuk material baru.
Gambar Produk Hasil WAAM Dengan Las FCAW
Metode penelitian ini terbagi menjadi beberapa tahapan. Pertama tahap preparasi spesimen dengan menyiapkan pelat substrat untuk selanjutnya dilakukan pengelasan secara bertumpuk. Kedua, pengelasan bertumpuk menggunakan pengelasan FCAW pada lapisan pertama kemudian lanjut pada lapisan berikutnya dengan jenis las yang sama sampai membentuk dimensi material sesuai dengan ketentuan. Ketiga, proses preparasi spesimen uji dari material hasil las dan terakhir proses pengujian material hasil las.
Gambar Material Hasil WAAM Dengan Pengelasan FCAW
Gambar Grafik Nilai Rata-Rata Kekuatan Tarik dan Kekuatan Luluh Material Hasil WAAM
Gambar grafik menunjukkan penurunan nilai kekuatan tarik dan kekuatan luluh rata-rata material hasil WAAM seiring peningkatan arus pengelasan yang digunakan. Hal ini dikarenakan arus pengelasan akan mempengaruhi nilai masukan panas (Heat Input) yang digunakan, dengan meningkatnya masukan panas maka akan menurunkan sifat mekanik dari material hasil WAAM terutama kekuatan tarik dan luluh.
Gambar Grafik Nilai Rata-rata Kekuatan Impak Material Hasil WAAM
Gambar grafik menunjukkan peningkatan nilai kekuatan impak rata-rata dari material hasil WAAM seiring dengan peningkatan nilai arus pengelasan yang digunakan. Ini disebabkan adanya pengaruh masukan panas yang terjadi selama pengelasan, Masukan panas yang tinggi akan berpengaruh pada ukuran butir material yang diamati lewat struktur mikro, dimana ukuran butir material hasil WAAM akan membesar seiring dengan besarnya penggunaan arus pengelasan. Pembesaran butir ini akan mengakibatkan material hasil WAAM menjadi ulet, sehingga nilai kekuatan impaknya akan meningkat. Kekuatan impak merupakan nilai penyerapan energi material saat dikenai beban secara tiba-tiba. Dengan peningkatan arus pengelasan, nilai kekuatan tarik dan luluh akan menurun serta meningkatan ketangguhan dari material. Dengan hasil ini, harapannya dapat menjadi acuan dalam penggunaan pengelasan, khususnya FCAW sesuai kebutuhannya dalam sektor industri.
Tim Peneliti:
LPPM - Institut Teknologi Kalimantan