Human Computer Interaction (HCI) – Pertemuan 05 – Materi

Gede Surya Mahendra - Home

Human Computer Interaction (HCI) – Pertemuan 05 – Materi

Stiki Logo - Short

Mata Kuliah : Human Computer Interaction

Kode Mata Kuliah : MKK-224

Program Studi : Teknik Informatika

STIMIK STIKOM Indonesia

PERTEMUAN 05

Untuk tampilan lebih baik, dapat mendownload file PDF pada link yang tersedia

Kemampuan Akhir yang Diharapkan:

Mahasiswa mampu memahami Rapid Prototyping.

Bahan Kajian:

  • Rapid Prototyping

Metode Pembelajaran:

  • Pembelajaran inkuiri, dengan topik Rapid Prototyping.

Pengalaman Pembelajaran:

  • Mengerjakan tugas dan presentasi tugas terkait Rapid Prototyping

Kriteria Penilaian dan Indikator:

  • Kemampuan memberikan pendapat terkait materi yang dibahas.

 

Download File Materi PDF

Download File Slide Perkuliahan PDF 

 

TINJAUAN

  1. Rapid Prototyping
  2. Liquid Based Techniques
    1. Stereolithoghraphy (SLA)
    2. Holographic Interference Solidification (HIS)
    3. Beam Interference Solidification (BIS)
    4. Solid Ground Curing (SGC)
    5. Liquid Thermal Polymerization (LTP)
    6. Fused Deposition Modeling (FDM)
    7. Multijet Modeling (MJM)
    8. Ballistic Particles Manufacturing (BPM)
    9. Shape Deposition Manufacturing (SDM)

MATERI

Rapid Prototyping

Rapid prototyping (RP) adalah termasuk kelompok teknologi manufaktur modern yang digunakan untuk menghasilkan prototipe tiga dimensi. Metode rapid prototyping ini secara umum hampir sama antara satu dengan yang lainnya dimana pada rapid protoyping ini material ditambahkan dalam bentuk lapisan-lapisan sehingga pada akhirnya terbentuk sebuah objek sesuai dengan yang diinginkan. Teknik ini dinamakan juga solid free form fabrication (SFF).

Beberapa keuntungan dari penggunaan rapid prototyping antara lain:

  • Bisa membentuk geometri tiga dimensi yang rumit dan kompleks
  • Bekerja secara otomatis berdasarkan modeling CAD (Computer Aided Design)
  • Dalam proses pabrikasi menggunakan mesin secara umum dan tidak membutuhkan alat khusus
  • Campur tangan manusia sangat minimum dalam proses pengerjaan
  • Menghasilkan prototipe yang akurat, dengan waktu yang singkat serta biaya yang murah

Kruth (1991) mengklasifikasikan rapid prototyping (RP) berdasarkan jenis material yang akan digunakan yaitu,

    • Liquid based techniques
    • Powder based techniques
    • Solid based processes

Liquid Based Techniques

Stereolithoghraphy (SLA)

Stereolithography (SLA) adalah teknik rapid prototyping (RA) yang menggunakan lapisan demi lapisan manufaktur berdasarkan photopolymerization. Pemadatan terjadi oleh photopolymerization sebagai hasil dari cahaya laser pada permukaan atas cairan. Polimerisasi cahaya pada cairan terbatas pada lapisan tipis (sekitar sepersepuluh milimeter) di bawah permukaan.

Proses pekerjaan menggunakan SLA antara lain:

    1. Slicing software membaca model CAD dan memotongnya menjadi irisan-irisan tipis tergantung dari resolusi dan geometri part yang akan dibuat.
    2. Komputer menerima output dari slicing software
    3. Ruangan proses diisi dengan photosensitive liquid polymers dan cairan tersebut bisa dinaikkan secara vertikal maupun diturunkan
    4. Sinar laser melakukan pemindaian (scan) pada area permukaan photopolymer sesuai dengan pola yang telah diprogram
    5. Platform diturunkan sehingga lapisan lain yang belum diproses masih menutupi lapisan sebelumnya yang telah diproses
    6. Proses tersebut dilakukan terus secara berulang sehingga menjadi geometri yang lengkap

page8image23890576

Kelebihan SLA

  • Memiliki keakuratan yang tinggi (± 0,1 mm) dan menghasilkan surface finish yang baik
  • Produk yang dihasilkan adalah semitransparan sehingga jernih dan menarik untuk dilihat
  • Proses perngerjaan full otomatis

Kekurangan SLA

  • Jenis material yang bisa digunakan terbatas
  • Biaya pengerjaan dengan SLA relatif lebih mahal dibandingkan metode rapid prototyping yang lain
  • Parts setelah diproses dengan SLA sering kali membutuhkan penanganan lanjutan

Holographic Interference Solidification (HIS)

Holographic interference solidification (HIS) adalah berdasarkan photopolymerization. Ide dari HIS adalah memproyeksikan image dari sebuah model pada tangki cairan photosensitive monomer dan kemudian memadat menjadi bentuk tiga dimensi secara sekaligus dan tidak dibuat titik demi titik atau sedikit demi sedikit. Proses HIS bisa menghemat waktu prototyping.

page10image23936240

Beam Interference Solidification (BIS)

Beam interference solidification (BIS) adalah proses rapid prototyping (RP) berbasis polimer yang paling bermanfaat. Pada beam interference solidification sebagaimana terlihat pada Gambar 2, pembuatan part dilakukan melalui proses pemadatan cairan polimer titik demi titik dengan menggunakan dua buah laser dengan frekuensi yang berbeda.

Solid Ground Curing (SGC)

Skema diagram dari solid ground curing (SGC) diperlihatkan pada Gambar 3. Solid ground curing (SGC) memiliki dua siklus utama yaitu siklus membuat photomask dan siklus fabrikasi lapisan. Lebih kurang membutuhkan waktu 2 menit untuk menyelesaikan semua operasi untuk membuat satu lapisan. Tahap-tahap pengerjaan solid ground curing (SGC) adalah:

    1. File CAD dipersiapkan.
    2. Lapisan photosensitive polymer disemprotkan.
    3. Photomask dipersiapkan (untuk setiap lapisan) menggunakan electrophotography (xerography).
    4. Mask plate ditempatkan pada bagian atas platform dan objek berada pada bagian bawahnya.
    5. Sinar ultraviolet dipancarkan pada lapisan hingga memadat dengan sempurna.
    6. Polimer sisa dihilangkan dengan cara divakum dan diganti dengan wax.
    7. Wax dikeraskan dengan menggunakan wax cooling plate.
    8. Milling head digunakan untuk memproses photopolymer menjadi ukuran yang diinginkan dan mempersiapkan lapisan berikutnya.
    9. Mask plate dikikis dan digunakan kembali pada setiap lapisan.
    10. Proses di atas diulang sampai objek selesai dibuat.

page14image23877936

Kelebihan dari solid ground curing (SGC)

  • Bisa memproduksi komponen yang besar berbentuk rumit/ kompleks.
  • Tidak membutuhkan proses lanjutan, yang mengurangi stress internal pada produk.
  • Multiple parts bisa diproses dalam waktu yang bersamaan disebabkan workspace yang besar.
  • Keakuratannya baik.
  • Bentuk part yang kompleks tidak berpengaruh terhadap kecepatan proses pengerjaan.

Kelemahan dari solid ground curing (SGC)

  • Biaya peralatan mahal
  • Ukuran mesin besar
  • Proses SGC lebih rumit dan membutuhkan perawatan ekstra
  • Jenis material yang bisa digunakan terbatas
  • Prosesnya berisik
  • Pemaparan polymer yang berlebihan meningkatkan viskositas dan membuatnya tidak bisa digunakan, sehingga akan menambah pemakaian polymer

Liquid Thermal Polymerization (LTP)

Liquid thermal polymerization (LTP) menggunakan thermoset sebagai ganti dari photopolymer, yang normalnya digunakan pada stereolithography. Pemadatan (solidification) terjadi oleh pembuangan panas bukan karena pengaruh cahaya laser. Pelepasan panas (heat dissipation) mungkin menimbulkan kesulitan untuk mengontrol keakuratan. Sistem LTP memiliki dua jet yaitu satu jet untuk plastic object dan jet lainnya untuk menopang (support) material.

page18image23878144

Fused Deposition Modeling (FDM)

Fused deposition modeling (FDM) adalah teknologi rapid prototyping kedua yang paling banyak digunakan setelah stereolithography. Proses FDM tidak seperti proses rapid prototyping lain karena tidak menggunakan laser untuk menghasikan lapisan permukaan. Model material pada FDM dalam bentuk semiliquid diproses langsung menggunakan teknologi CNC. FDM adalah jenis favorit jika model diinginkan terbuat dari plastik keras. Lapisan demi lapisan pada FDM menggunakan filamen termoplastik dengan diameter 0,003 mm.

page20image24109184

Kelebihan fused deposition modeling (FDM)

  • Proses pengerjaan dengan FDM tidak berisik, tidak beracun dan proses pengerjaannya mudah dilakukan
  • Proses pengerjaannya cepat untuk model yang kecil dan ukuran yang tipis
  • Menghasilkan part yang kuat
  • Bisa mengasilkan parts yang memiliki bermacam warna dengan menggunakan ABS berwarna

Kekurangan fused deposition modeling (FDM)

  • Proses pengerjaan lama jika membuat part yang besar
  • Keakuratan relatif rendah dan surface finish buruk
  • Tidak mampu untuk membuat part yang kompleks

Multijet Modeling (MJM)

Multijet modeling (MJM) sebagaimana terlihat pada Gambar 6 memiliki head yang bergerak maju dan mundur seperti sebuah printer, membuat sebuah lapisan (layer) yang pada akhirnya menjadi model tiga dimensi.

page23image23945344

Ballistic Particles Manufacturing (BPM)

Pada ballistic particles manufacturing (BPM) aliran material yang berbentuk cair dikeluarkan dari sebuah nozzle. Proses BPM menggunakan sistem Computer aided design (CAD) yang menghasilkan model tiga dimensi. Objek dibuat dengan menggunakan sistem robot tiga axis yang mengontrol sebuah mekanisme piezoelectric ink jet untuk menembakkan partikel material.

page25image23715760

Kelebihan dari BPM

  • Tidak membutuhkan proses finishing lanjutan Toleransi ±0,01 mm bisa diperoleh
  • Bisa menggunakan material lain dengan karakteristik mudah meleleh dan mudah mengeras seperti thermoplastics dan logam

Shape Deposition Manufacturing (SDM)

Shape deposition manufacturing (SDM) adalah metodologi fabrikasi baru untuk secara otomatis membuat lapisan material menjadi bentuk tiga dimensi, bentuk yang kompleks serta struktur yang terdiri dari multimaterial. Proses SDM merupakan kombinasi dari solid free-form fabrication dan permesinan konvensional.

page28image23720544

Daftar Pustaka:

  • Dix, A., Finlay, J. E., Abowd, G. D., Beale, R. 2004. Human-Computer Interaction Third Edition, Pearson Education Limited.
  • Galitz, Wilbert, O. “The Essential Guide to UI Design 3/e”, 2007.
  • Johnson, J. 2010. Designing with the mind in mind: Simple guide to understanding user interface design rules. Morgan Kaufmann.
  • Wigdor, D., and Dennis, W. 2011. Brave NUI World: Designing Natural User Interfaces for Touch and Gesture. Elsevier.
  • Norman, D. A. 2013.The Designing of Everyday Things: Revised and Expanded Edition. Basic Book.

 24 total views,  2 views today

Tags: ,

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *