Penerapan teknik digital prototyping dalam perancangan dan pembuatan model produk berbasis generative design

Digital prototyping is an innovative design method. With digital product prototyping techniques that are designed with the concept of Generative Design and Topology Optimization, the designer able to visualize and simulate the product start from the design, stress analysis to the product manufacturing process. The aim of this research is to optimization the topology of the product model results of generative design, determine the strength of the model through Stress Analysis used topology optimization 50%, 60%, and 70% of the product model results of generative design and figure the results of the product 3D printing in made prototype models as a result of generative design. This research is conducted in 3 steps, that is the preparation of made models with computing Autodesk Inventor Professional 2020, the analysis with generative design, and the printed with 3D printing. This 3D printed product is made in 2 models. Model 1 with a material reduction of 70% topology optimization was better than 50% or 60% material lighting. Model 2, the maximum of 50% Von Mises Stress reduction is smaller than the 60% and 70% reduction. Keywords: Digital prototyping, generative design, topology optimization 

Abstrak 

Digital prototyping adalah metode desain yang inovatif. Dengan teknik digital prototyping produk yang didesain dengan konsep generative design dan topology optimization perancang dapat memvisualisasikan dan mensimulasikan produk yang akan dibuat mulai dari rancangannya, analisis kekuatan sampai proses pembuatan produk. Tujuan dari penitian ini adalah untuk melakukan optimasi topologi dari model produk hasil generative design, mengetahui kekuatan model melalui stress analysis menggunakan optimasi topologi 50 %, 60 %, dan 70 % dari model produk hasil generative design dan mengetahui hasil produk yang dibentuk dengan 3D printing dalam pembuatan prototype model hasil generative design. Penelitian ini dilakukan dalam 3 tahap, yaitu tahap persiapan pembuatan model dengan komputasi Autodesk Inventor Professional 2020, tahap analisa dengan generative design dan tahap pencetakan dengan 3D printing. Produk yag dicetak dengan 3D ini dibuat dalam 2 model. Hasil penelitian menunjukkan bahwa model 1 dengan pengurangan material sebesar 70 % bentuk optimasi topologi lebih baik dibandingkan dengan pengurangan material 50 % maupun 60 %. Untuk model 2 pengurangan material 50 % Von Mises Stress maksimumnya lebih kecil dibandingkan dengan pengurangan 60 % dan 70 %. Kata kunci: Digital prototyping, generative design, topology optimization.

produk yang dihasilkan dapat diterima oleh pasar dan memiliki inovasi. Indonesia sebagai negara berkembang menerima dampak kemajuan teknologi tersebut, antara lain, kita menyaksikan pekerjaan yang dioperasikan manusia telah digantikan oleh mesin berbasis TIK. Dengan kemajuan teknologi, pembuatan suatu produk menjadi semakin mudah dan lebih murah serta dapat menggunakan metode yang bervariasi seperti menggunakan printer 3 dimensi dan menggunakan CNC (Computer Numerical Controlled) yang sebelumnya perancangan dilakukan menggunakan program aplikasi di komputer [1]. Produk dengan bentuk yang komplek sangat sulit dibuat dengan cara yang konvensional atau dengan cara manual, oleh karena itu digunakanlah teknik digital prototyping. Dengan teknik digital prototyping sangat membantu terlebih lagi komponen yang dibuat dapat langsung dilihat bentuknya dan dapat langsung dipasang (assembly).

Digital prototyping adalah metode desain yang inovatif. Digital prototyping memberikan desain konseptual, teknik dan manufaktur yang secara virtual dapat mengeksplorasi benda secara detil sebelum dibuat. Dengan menggunakan teknik digital prototyping perancang dapat merancang, memvisualisasikan dan mensimulasikan produk yang akan dibuat mulai dari rancangannya, analisis kekuatan sampai proses pembuatan produk. Teknik ini mampu mengurangi kesalahan dalam perancangan dan dapat mengurangi biaya kerugian akibat kegagalan pembuatan produk.

simulasi ini memungkinkan customers untuk merancang bagian yang ringan dan performatif menggunakan pendekatan desain yang digerakkan oleh simulasi. Kemajuan teknologi manufaktur juga memungkinkan desain rumit ini dapat dibuat menggunakan proses tradisional seperti casting, injection molding, dan forging, tetapi juga melalui Additive Manufacturing (AM) atau pencetakan 3D