Peneliti ITS Kembangkan Filamen 3D Printing Ramah Lingkungan dari Serat Rami

Surabaya, 20 Desember 2024 -- Dalam upaya mendukung pengurangan limbah plastik dan menciptakan teknologi berkelanjutan, Lilis Safitri mahasiswa magister Teknik Mesin Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) bersama dosen pembimbingnya melakukan penelitian dalam mengembangkan filamen 3D printing berbasis material alami. Penelitian ini memanfaatkan serat rami yang telah melalui perlakuan kimia untuk meningkatkan sifat mekanik dan adhesi material terhadap polimer biodegradable, polycaprolactone (PCL). 

Peneliti menyoroti pentingnya pengembangan material filamen 3D printing yang tidak hanya kuat, tetapi juga ramah lingkungan. "Penggunaan PCL sebagai matriks polimer, memberikan keuntungan karena sifatnya yang biodegradable. Serat rami yang digunakan sebagai penguat juga merupakan sumber daya alam yang melimpah dan terbarukan" jelas Lilis.

Sebagai bagian dari penelitiannya, serat rami diproses melalui perlakuan alkali (NaOH 5%) dan silan (APTES 1% dan 3%) untuk meningkatkan adhesi serat dengan matriks polimer. Hasil awal menunjukkan bahwa perlakuan ini secara signifikan menambah sudut kontak serat yang artinya sifat serat alam yang hidrofilik bergeser ke arah hidrofobik dan memperbaiki sifat mekanik material komposit. Penelitian ini melibatkan berbagai metode pengujian untuk mengkarakterisasi serat rami dan filamen komposit (rami-PCL). 

Proses Pembuatan Filamen (Sumber: Probadi)

Metode pengujian tersebut meliputi contact angle, uji tensile, FTIR, XRD, DMA, TGA dan SEM. Hasil pengujian menunjukkan bahwa kombinasi perlakuan alkali dan silan mampu meningkatkan sifat adhesi serat dengan PCL, sehingga berpotensi menghasilkan filamen 3D printing berkualitas tinggi. Selama proses penelitian, Lilis di damping oleh dosen yang mumpuni dibidang material terkhususnya komposit yaitu Dr. Eng. Ir. Sutikno, S.T., M.T., IPM., Aeng dan Bapak Putu Suwarta, S.T., M.Sc., PhD.

Peneliti mengakui adanya tantangan teknis, seperti memastikan serat rami terdistribusi merata dalam matriks polimer dan menciptakan nozzle khusus untuk proses ekstrusi filamen. Namun, ia optimistis bahwa hasil penelitian ini dapat memberikan kontribusi nyata dalam mengurangi limbah plastik di Indonesia, yang merupakan salah satu penyumbang sampah plastik terbesar di dunia.

"Dengan memanfaatkan bahan lokal seperti serat rami, kami berharap inovasi ini dapat menjadi solusi bagi industri manufaktur dan 3D printing yang lebih berkelanjutan di masa depan," ujarnya.

Penelitian ini didanai oleh KEMDIKBUDRISTEK melalui program Penelitian Tesis Magister (PTM) dan akan dipublikasikan di jurnal internasional serta telah dipresentasikan pada konferensi internasional The 8th Mechanical Engineering, Science and Technology (MEST 2024). 

Rencananya, seluruh penelitian ini akan diselesaikan pada Desember 2024. Adanya dedikasi dan dukungan yang kuat, inovasi berbasis material alami seperti ini diharapkan dapat menjadi langkah maju dalam menciptakan teknologi berkelanjutan dan memberikan dampak positif bagi lingkungan.