Perancangan Mesin Pultrusion Pembuat Filamen dari Botol PET Bekas untuk Kebutuhan Mesin 3D Printing

ABSTRAK
Peningkatan penggunaan plastik jenis Polyethylene Terephthalate (PET) pada kemasan minuman berdampak pada bertambahnya limbah botol plastik yang sulit terurai dan berpotensi mencemari lingkungan. Di sisi lain, perkembangan teknologi manufaktur aditif melalui mesin 3D printing semakin pesat dan membutuhkan filamen sebagai bahan baku utama yang umumnya masih diproduksi secara komersial dengan harga relatif tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan mengembangkan mesin pultrusion pembuat filamen berbahan dasar botol PET bekas sebagai solusi alternatif yang ramah lingkungan dan ekonomis untuk kebutuhan mesin 3D printing.
Metode perancangan dilakukan melalui tahapan identifikasi kebutuhan, studi literatur, perancangan konseptual, perancangan detail komponen mekanik dan sistem pemanas, serta analisis kinerja mesin. Mesin yang dirancang terdiri dari sistem pencacah atau pemotong botol PET, hopper, barrel pemanas dengan kontrol suhu, screw penarik (puller), nozzle pembentuk filamen, serta sistem pendingin dan penggulung (spooler). Parameter utama yang diperhatikan meliputi suhu pemanasan, kecepatan penarikan, dan diameter nozzle untuk menghasilkan filamen dengan diameter standar 1,75 mm atau 2,85 mm sesuai kebutuhan mesin 3D printing.
Hasil perancangan menunjukkan bahwa mesin pultrusion mampu mengolah limbah botol PET bekas menjadi filamen dengan diameter relatif stabil dan toleransi yang sesuai standar penggunaan pada mesin 3D printing. Selain itu, mesin ini berpotensi menekan biaya produksi filamen serta mendukung konsep daur ulang dan ekonomi sirkular di lingkungan pendidikan maupun industri skala kecil. Dengan demikian, perancangan mesin pultrusion ini diharapkan dapat menjadi solusi inovatif dalam pemanfaatan limbah plastik PET menjadi produk bernilai guna tinggi.

==================================================================================

The increasing use of Polyethylene Terephthalate (PET) plastic in beverage packaging has resulted in increased plastic bottle waste, which is difficult to decompose and has the potential to pollute the environment. Meanwhile, the rapid development of additive manufacturing technology through 3D printing machines requires filament as the primary raw material, which is generally still produced commercially at a relatively high price. This research aims to design and develop a pultrusion machine that produces filament from recycled PET bottles as an environmentally friendly and economical alternative solution for 3D printing needs.
The design method involved identifying needs, reviewing literature, conceptual design, detailed design of mechanical components and heating systems, and machine performance analysis. The designed machine consists of a PET bottle chopping or cutting system, a hopper, a temperature- controlled heating barrel, a puller screw, a filament-forming nozzle, and a cooling and spooler system. The main parameters considered include heating temperature, pulling speed, and nozzle diameter to produce filament with a standard diameter of 1.75 mm or 2.85 mm, depending on the needs of the 3D printing machine.
The design results demonstrated that the pultrusion machine is capable of processing used PET bottle waste into filament with a relatively stable diameter and tolerances that meet the standards for use in 3D printing machines. Furthermore, this machine has the potential to reduce filament production costs and support recycling and circular economy concepts in educational settings and small-scale industries. Therefore, this pultrusion machine design is expected to provide an innovative solution for utilizing PET plastic waste into high- value products.