B. BAHAN
4. PROSEDUR PELAKSANAAN
Berikut merupakan tahapan pelaksanaan praktikum Rapid Prototyping.
1. Buka Solid Modeling Mobil BMW M3 2001 yang telah dibuat dengan software
Solidworks.
2. Ubah format penyimpanan file menjadi format .stl dengan menggunakan perintah SaveAs.
3. Buka file yang telah diubah menjadi format .stl dengan menggunakan software
Insight.
4. Tentukan posisi dan ukuran yang disesuaikan dengan tuntutan.
5. Lakukan beberapa penentuan orientasi yang berbeda dari produk, untuk
mengetahui pilihan orientasi yang mana, yang paling menghasilkan permukaan yang baik, namun waktu prosesnya tidak terlalu lama serta volume material yang tidak terlalu banyak.
Untuk mengatur agar volume produk tidak terlalu banyak, diatur menjadi sparse double.
6. Setelah ditentukan, kirim data .stl ke mesin untuk diproses pada mesin.
7. Tunggu proses pencetakan produk selesai.
8. Setelah proses pencetakan selesai, tunggu hingga produk dingin, dan langkah
selanjutnya adalah menghilangkan material support dengan menggunakan alat
penghilang support.
Gambar 3.10 Produk dengan Support
Gambar 3.1111 Alat Penghilang Support
9. Masukan produk ke dalam kotak yang berisi cairan pelarut material support, lalu
diamkan beberapa lama sampai material support menghilang.
5. HASIL PRAKTIKUM III
Berikut merupakan data perbandingan untuk kebutuhan pemilihan posisi yang paling
optimal pada software Insight.
Tabel 1 Orientasi Default
Posisi dengan orientasi default
Normal
Est. build time : 2 hr 1 min Model material : 8.135 in³ Support material : 0.100 in³
Tabel 2 Orientasi Vertikal
Posisi dengan Orientasi Vertikal Normal
Est. build time: 7 hr 9 min Model material: 8.874 in³
Support material: 1.872 in³
Tabel 3 Orientasi Horizontal
Posisi dengan Orientasi Horizontal
Normal
Est. build time: 3 hr 2 min Model material: 8.131 in³ Support material: 0.419 in³
Berikut merupakan produk hasil praktikum Rapid Prototyping.
Tabel 4 Produk
Model Produk
6. PEMBAHASAN PRAKTIKUM III
Dari beberapa pilihan peletakan orientasi produk, orientasi standar mempunyai waktu penyelesaian produk yang sangat singkat, tanpa material support, namun hasil permukaan yang dihasilkan sangat tidak baik. Orientasi vertikal menghasilkan permukaan yang sangat baik, namun waktu penyelesaian yang sangat lama. Dan orientasi horizontal mempunyai waktu penyelesaian yang tidak terlalu lama dan hasil
permukaan yang didapat pun lebih baik dari orientasi standar, sehingga dipilih peletakan posisis produk dengan orientasi horizontal.
7. KESIMPULAN PRAKTIKUM III
Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam pelaksanaan praktikum Rapid
Prototyping, yaitu sebagai berikut:
1. Ketelitian mesin
Ketelitian mesin yang tersedia adalah 0.254mm. Sehingga harus diperhatikan agar tidak terdapat bagian yang kurang dari ketebalan material yang mampu dikeluarkan oleh mesin tersebut yaitu sebesar ketelitiannya (0.254mm). Namun hal tersebut bisa dimungkinkan dengan perubahan orientasi produk dalam proses pencetakannya.
2. Orientasi
Orientasi pencetakan produk sangat penting dalam proses Rapid Prototyping.
Orientasi akan berpengaruh terhadap permukaan produk, lama waktu pencetakan produk, dan jumlah volume material yang digunakan (material
support)
3. Praktikum ini juga dapat menyimpulkan bahwa teknologi Rapid Prototyping
PRAKTIKUM IV
1. TUJUAN
Tujuan dari pelaksanaan praktikum Reverse Engineering iniadalah sebagai berikut.
Dapat mengambil data geometri dengan mesin 3D Scan ATOS I.
Dapat membandingkan data 3D Scan dengan data CAD 3D menggunakan
software geomagic quality.
Dapat membuat/mengedit data 3D Scan menjadi data CAD 3D menggunakan
software geomagic studio.
Dapat membandingkan data CAD 3D hasil Reverse Engineering dengan data
model CAD Design.
2. LANDASAN TEORI
REVERSE ENGINEERING
Dalam kompetisi global saat ini, perusahaan produk terus – menerus mencari
cara baru untuk mempersingkat waktu memimpin untuk pengembangan produk baru yang memenuhi semua harapan pelanggan. Secara umum, produk perusahaan telah
berinvestasi di CADCAM, rapid prototyping, dan berbagai teknologi baru yang
memberikan keuntungan bisnis. Reverse engineering (RE) sekarang dianggap salah satu
teknologi yang memberikan manfaat bisnis dalam memperpendek pengembangan siklus produk.
Engineering (Rekayasa) adalah proses perancangan, manufaktur, perakitan, dan
memelihara produk dan sistem. Ada dua jenis rekayasa, forward engineering dan
reverse engineering. a) Forward Engineering
Forward engineering adalah proses tradisional dari perpindahan abstarksi tingkat tinggi dan desain logis untuk pelaksanaan fisik dari suatu sistem. Dalam beberapa
situasi, mungkin ada bagian fisik /produk tanpa rincian teknis, seperti gambar bill of
materials, atau tanpa data rekayasa.
b) Reverse Engineering
Proses duplikasi bagian yang sudah ada, subassembly, atau produk, tanpa gambar,
dokumentasi, atau model komputer dikenal sebagai reverse engineering. Reverse
engineering juga didefinisikan sebagai proses mendapatkan model CAD geometris dari 3-D poin yang diperoleh dengan memindai / digitalisasi bagian atau produk yang sudah ada. Proses digital yaitu proses menangkap entitas fisik dari komponen.
Reverse Engineering digunakan karena beberapa faktor dibawah ini :
Untuk menganalisa fitur yang baik dan buruk produk pesaing.
Untuk mencari solusi baru untuk meningkatkan kinerja produk dan fitur.
Untuk mendapatkan metode kompetitif pembandingan
Untuk memahami produk-produk pesaing dan mengembangkan produk yang
lebih baik.
Model CAD asli tidak cukup untuk mendukung modifikasi atau metode produksi saat ini.
Untuk memperbarui bahan usang atau proses manufaktur kuno dengan lebih
saat ini, teknologi yang lebih murah.
Secara umum, proses Reverse Engineering terdiri dari beberapa tahap utama yaitu :
a) Tahap Scanning
Tahap ini terdiri dari oemilihan strategi scanning-pemilihan teknik yang
benar, mempersiapkan bagian yang akan discanning, dan melakukan proses
scanning yang sebenarnya untuk menangkap informasi yang menggambarkan semua fitur geometris dari part seperti langkah, slot, pocket, dan lubang.
Tiga-dimensi scanner yang digunakan untuk memindai geometri part, menghasilkan
awan poin, yang mendefinisikan permukaan geometri.
Terdapat dua dua type dari scanner yaitu contact dan noncontact.
Contact Scanner
Perangkat ini menggunakan penyelidikan kontak yang secara otomatis mengikuti kontur permukaan fisik. Di pasar saat ini, perangkat pemindaian pada tipe ini didasarkan pada CMM teknologi, dengan batas toleransi 0,01-0,02
mm. Namun, tergantung pada ukuran part dipindai, metode ini pada prosesnya
bisa lambat karena setiap titik yang dihasilkan secara berurutan di ujung penyelidikan. Tekanan membatasi penggunaan perangkat kontak ini karena material dengan bahan yang lembut maupun lunak seperti karet tidak dapat
dengan mudah untuk di scan dan hasilnya pun sulit akurat.
Non-Contact Scanner
Berbagai teknologi pemindaian noncontact tersedia di pasar untuk meperoleh
data tanpa kontak fisik dengan part yang dipindai. Perangkat noncontact
menggunakan laser, optik, dan charge-coupled device (CCD) sensor untuk
menangkap point data. Meskipun perangkat ini menangkap data dalam waktu
yang relatif singkat, ada sejumlah isu yang berkaitan dengan teknologi ini pemindaian ini, antara lain :
− Beberapa sistem noncontact memiliki masalah menghasilkan data yang menggambarkan permukaan yang sejajar dengan sumbu laser.
− Perangkat noncontact menggunakan cahaya dalam proses pengambilan
data. Hal ini menciptakan masalah ketika cahaya diberikan pada permukaan mengkilap, dan karenanya sebagian permukaan harus siap dengan pemberian lapisan serbuk halus sebelum pemindaian.
b) Tahap-Point Processing
Tahap ini melibatkan mengimpor data point cloud hasil pemindaian,
mengurangi cacat dari data yang dikumpulkan, dan mengurangi jumlah point. Fase
ini juga memungkinkan kita untuk menggabungkan multiple scan data. Yang mana
terkadang kita perlu untuk mengambil scan beberapa bagian yang memastikan
bahwa semua fitur yang diperlukan telah dipindai. Perencanaan pada multiple scan
memiliki dampak langsung terhadap fase pengolahan titik. Datum yang baik pada
perencanaan multiple scanning akan mengurangi usaha yang dibutuhkan dalam
tahap pengolahan dan juga menghindari pengenalan kesalahan dari penggabungan scan data. Berbagai perangkat lunak tersedia untuk melakukan tahap pengolahan poin.
Output dari tahap pengolahan titik adalah, bersih, bergabung, data point
cloud yang telah diatur dalam format yang paling nyaman.
c) Tahap Application Geometric Model Development
Dengan cara yang sama bahwa perkembangan di rapid prototyping
membantu untuk mempersingkat waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan representasi fisik dari model CAD, teknologi RE saat ini membantu mengurangi waktu untuk membuat model elektronik CAD dari representasi fisik yang ada. Kebutuhan untuk menghasilkan informasi CAD dari komponen fisik akan timbul sering sepanjang setiap proses pengenalan produk.
Proses generasi model CAD dari data titik mungkin merupakan kegiatan yang paling kompleks dalam RE karena kemungkinan penetapan algoritma permukaan
diperlukan untuk menghasilkan permukaan yang akurat mewakili informasi tiga
dimensi yang dijelaskan dalam data point cloud.
Aplikasi dari RE untuk menghasilkan data CAD adalah sama pentingnya dengan teknologi yang mendukungnya. Keputusan seorang manajer untuk menggunakan teknologi RE harus didasarkan pada kebutuhan bisnis yang spesifik.
Tahap ini sangat tergantung pada tujuan nyata untuk reverse engineering.
Output dari tahap ini adalah model geometris dalam salah satu format seperti IGES, VDA, STL, DXF, OBJ, VRML, ISO G Code, dll.
Jenis – Jenis Teknologi Reverse Engineering
Diagram di bawah ini merupakan beberapa jenis teknologi dari reverse
engineering berdasarkan metoda pengambilan datanya :
Perangkat Reverse Engineering
3D SCANNING
Terdapat bebagai perangkat berbeda yang disebut 3D scanner. Beberapa perangkat pengukuran menggunakan media laser, cahaya atau x-ray yang mampu mengidentifikasi objek berupa titik – titik dan mesh polygon disebut sebagai 3D scanner. Perangkat tersebut sering kali kita kenal dengan sebutan 3D digitizer, laser scanner, white light scanner, LIDAR, dan lain – lain
3D LASER SCANNING
Secara umum, 3D laser scanning dapat dikategorikan ke dalam tiga kelompok yaitu :
laser triangulation,
time of flight, dan
phase shift
Ketiga kategori tersebut dapat digunakan secara terpisah maupun dikombinasikan
untuk menghasilkan system pemindai yang lebih fleksibel.
3. PERALATAN DAN BAHAN
A. PERALATAN
Peralatan yang digunakan pada praktikum ini adalah sebagai berikut.
Personal Computer
Mesin 3D Scanning
Software Atos
Powder (developer)
Sticker untuk marker
Papan kalibrasi
CottonBud
Software Geomagic Studio dan Geomagic Qualify
B. BAHAN
Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah sebagai berikut.
Produk Prototype Mobil BMW M3 2001 (hasil RapidPrototyping)
4. PROSEDUR PELAKSANAAN
1. Kalibrasi mesin scanning (agar fokus) dengan cara mensejajarkan tampilan tanda positif yang ada pada papan kalibrasi dengan yang ada pada layar komputer. Kalibrasi tersebut harus menghasilkan penyimpangan posisi sebesar ±0,3 mm.
2. Atur tinggi ruang kerja mesin scanning yang disesuaikan dengan produk (sebesar
10 cm yang diatur 5 cm ke atas dan 5 cm ke bawah).
Gambar 15 Mesin Scanning
3. Atur koordinat datum dengan menggunakan sticker marker. Penambahan
marker dapat dilakukan di meja ataupun di produknya.
4. Tambahkan bedak/powder/developer pada produk, agar pantulan cahaya dari
benda saat difoto menampilkan hasil yang baik. Pemberian powder harus merata
dan sesedikit mungkin (agar tebal dari powder tidak menambah tebal dari
produk).
Gambar 16 Pengaturan Posisi Kerja
5. Bersihkan powder yang menutupi sticker marker dengan menggunakan cotton
bud. Usahakan pembersihan tidak menyentuh produk dan tidak melepas marker.
6. Tunggu hingga kering.
7. Susun produk di atas meja yang telah tersedia untuk proses scanning. Proses
scanning dilakukan untuk beberapa produk, agar dapat mengurangi waktu
scanning.
8. Lakukan scanning dari berbagai sisi (untuk memperoleh hasil scanning dari sisi
lain, pastikan marker sebagai datum yang telah di scanning sebelumnya, terlihat
pada saat scanning tahap kedua minimal sebanyak tiga buah).
9. Scanning dilakukan sampai seluruh bagian dari produk terdefinisikan.
10.Lakukan polygonization (penggabungan seluruh foto hasil scanning menjadi
satu).
11.Exportfile menjadi format stl.
Berikut merupakan tahapan pelaksanaan Scan to CAD Compare pada praktikum Reverse
Engineering.
1. Buka data hasil scanning yang berupa file stl dengan menggunakan software
geomagic.
2. Hapus atau hilangkan hasil scanning dari produk yang lain (karena proses
scanning dilakukan bersamaan), hal tersebut bisa dilakukan dengan memilih
produk yang kita inginkan lalu dapat dilakukan pemilihan inverse yang akan
membuat terpilihnya seluruh produk yang akan dihapus. Lalu tekan tombol
delete. Berikut merupakan gambar hasli scanning yang akan dianalisis dan
diubah menjadi surfacemodeling.
3. Tutup permukaan-permukaan hasil scan yang masih kurang sempurna
(berlubang), dengan menggunakan perintah fillsingle pada toolbarPolygons.
4. Setelah seluruh permukaan yang berlubang di-fill, lakukan analisis pada software
Geomagic Qualify.
Gambar 4.10 Hasil Scan
Gambar4.11 Fill Single
5. Buka file hasil scanning yang telah diperbaiki dari proses sebelumnya dengan menggunakan software Geomagic Qualify.
6. Input data modelingPrototype BMW M3 2001 yang berformat .stl pada software
tersebut, sehingga terdapat dua data pada Model Manager.
7. Atur hasil scan sebagai data Test, dan model sebagai data References, dengan
klik kanan pada setiap data di ModelManager.
8. Atur letak kedua data tersebut menjadi dalam posisi yang sama, dengan
menggunakan perintah BestFitAlignment.
9. Lakukan analysis dengan perintah 3D Compare dengan pengaturan Color
Segment 25, Max Critical 0,2 mm dan Max. Nominal 0,02 (pengaturan dapat disesuaikan dengan hasil yang diinginkan dari analisis).
Gambar 4.1518 Input Data Gambar 4.1417 Best Fit Alignment
10.Untuk mencetak hasil analisis, dapat digunakan perintah CreateReport.
Berikut merupakan tahapan yang dilakukan untuk mengedit data hasil scan menjadi
data CAD 3D.
Gambar di atas merupakan toolbarPolygon yang dapat digunakan untuk mengedit data
hasil scan. Adapun beberapa perintah yang penulis gunakan adalah perintah yang
berfungsi untuk menghaluskan dan memperbaiki permukaan hasil scan, yaitu Relax dan
RemoveSpikes.
Gambar 4.16 Hasli Analysis
Gambar 4.1719 Create Report
Setelah itu, ubah data hasil scan menjadi surface yang sebelumnya merupakan point cloud dengan menggunakan perintah-perintah pada toolbarParametricSurface.
Setelah itu penulis dapat mengkonversi data menjadi surface dan mengexport data
menjadi format yang dapat dibuka dengan software Solidworks dengan perintah
AutoSurface.