RANCANG BANGUN MESIN PULTRUSION UNTUK PEMANFAATAN LIMBAH BOTOL PLASTIK POLYETHYLENE TEREPHTHALATE (PET) MENJADI FILAMENT 3D PRINTER

Authors

  • Rady Purbakawaca Universitas Sulatan Ageng Tirtayasa
  • Mustain Bilah Institut Sains dan Teknologi Al-Kamal
  • Rahmat Wijaya Institut Sains dan Teknologi Al-Kamal
  • Angga Setiawan Institut Sains dan Teknologi Al-Kamal
  • Irwan Mustajab Institut Sains dan Teknologi Al-Kamal

DOI:

https://doi.org/10.22437/jop.v11i2.52962

Keywords:

Compound Gear, Filamen 3D Printer, Perpindahan Panas, Polyethylene terephtalathe, Pultrusion

Abstract

Akumulasi limbah botol plastik polyethylene terephthalate (PET) yang terus meningkat belum diimbangi dengan teknologi konversi yang efisien. Penelitian ini bertujuan untuk merancang mesin pultrusi sebagai solusi rekayasa dalam mengonversi limbah PET menjadi filament printer 3D. Mesin ini mengintegrasikan mikrokontroler Arduino dengan sensor thermocouple MAX6675, cartridge heater, dan motor stepper yang dilengkapi transmisi compound gear untuk optimasi torsi penarikan. Metode pengujian dilakukan melalui variasi kecepatan penarikan pada temperatur konstan 205 °C untuk mengevaluasi karakteristik fisik filament. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi operasi optimum dicapai pada kecepatan 45 RPM, yang menghasilkan filament dengan diameter seragam 1,73 mm, permukaan halus, dan tampilan mengilap. Pada kondisi ini, waktu konversi rata-rata adalah 23 menit per botol PET (1,5 L), dengan estimasi kebutuhan 63 botol untuk menghasilkan 1 kg filament. Sebaliknya, peningkatan kecepatan di atas 45 RPM menyebabkan penurunan kualitas dimensi akibat proses solidifikasi yang tidak sempurna. Penelitian ini membuktikan bahwa sinkronisasi torsi mekanik dan kendali termal yang presisi mampu menghasilkan filament daur ulang berkualitas tinggi yang memenuhi standar bahan baku printer 3D.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Rady Purbakawaca, Universitas Sulatan Ageng Tirtayasa

Agroekoteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Sultan Agung Tirtayasa, Serang, Banten, 42163, Indonesia

Mustain Bilah , Institut Sains dan Teknologi Al-Kamal

Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Institut Sains dan Teknologi Al-Kamal, Kebon Jeruk, Jakarta Barat, 11520, Indonesia

Rahmat Wijaya , Institut Sains dan Teknologi Al-Kamal

Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Institut Sains dan Teknologi Al-Kamal, Kebon Jeruk, Jakarta Barat, 11520, Indonesia

Angga Setiawan, Institut Sains dan Teknologi Al-Kamal

Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Institut Sains dan Teknologi Al-Kamal, Kebon Jeruk, Jakarta Barat, 11520, Indonesia

Irwan Mustajab, Institut Sains dan Teknologi Al-Kamal

Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Institut Sains dan Teknologi Al-Kamal, Kebon Jeruk, Jakarta Barat, 11520, Indonesia

References

Al-Sabagh, A. M., Yehia, F. Z., Eshaq, G., Rabie, A. M., & ElMetwally, A. E. 2016. Greener routes for recycling of polyethylene terephthalate. Egyptian Journal of Petroleum. 25(1): 53–64.

Budiyantoro, C., Rochardjo, H. S. B., & Nugroho, G. 2021. Design, manufacture, and performance testing of extrusion–pultrusion machine for fiber-reinforced thermoplastic pellet production. Machines. 9(2): 1–17.

Chacón, J. M., Caminero, M. A., García-Plaza, E., & Núñez, P. J. 2017. Additive manufacturing of PLA structures using fused deposition modelling: Effect of process parameters on mechanical properties and their optimal selection. Materials and Design. 124: 143–157.

Ferreira, F., Fernandes, P., Correia, N., & Marques, A. T. 2021. Development of a pultrusion die for the production of thermoplastic composite filaments to be used in additive manufacture. Journal of Composites Science. 5(5): 1–14.

Gopanna, A., Rajan, K. P., Thomas, S. P., & Chavali, M. 2019. Polyethylene and polypropylene matrix composites for biomedical applications. Materials for Biomedical Engineering: Thermoset and Thermoplastic Polymers. 175–216.

Haq, R. H. A., Manshoor, B., Ghafir, M. F. A., Hassan, M. F., Bakar, S. A. S. A., Rahman, M. N. A., Aziz, I. A., & Sugianto, W. 2025. Mechanical Properties of Recycled PET/PC/MDI Composite Fabricated by 3D Printing. Journal of Advanced Research in Applied Mechanics. 133(1): 24–35.

Hidayat, G., & Alvin Chaeruddin. 2019. Rancang Bangun Mesin Daur Ulang Limbah Botol Plastik HDPE Menjadi Gagang Pintu Kapasitas 1 kg/jam. Seminar Nasional Sains Dan Teknologi 2019. 16.

Kristiawan, R. B., Imaduddin, F., Ariawan, D., Ubaidillah., & Arifin, Z. 2021. A review on the fused deposition modeling (FDM) 3D printing: Filament processing, materials, and printing parameters. Open Engineering. 11(1): 639–649.

Lamtai, A., Elkoun, S., Robert, M., Mighri, F., & Diez, C. 2023. Mechanical Recycling of Thermoplastics: A Review of Key Issues. Waste. 1(4): 860–883.

Minchenkov, K., Vedernikov, A., Safonov, A., & Akhatov, I. 2021. Thermoplastic Pultrusion: A Review. Polymers. 13(11): 1801.

Morales Méndez, G., del Cerro Pérez, A., & del Cerro Velázquez, F. 2024. Prototype Pultrusion of Recycled Polyethylene Terephthalate Plastic Bottles into Filament for 3D Eco-Printing. Sustainability. 16(19).

Ngo, T. D., Kashani, A., Imbalzano, G., Nguyen, K. T. Q., & Hui, D. 2018. Additive manufacturing (3D printing): A review of materials, methods, applications and challenges. Composites Part B: Engineering. 143: 172–196.

Nikam, M., Pawar, P., Patil, A., Patil, A., Mokal, K., & Jadhav, S. 2024. Sustainable fabrication of 3D printing filament from recycled PET plastic. Materials Today: Proceedings. 103: 297–302.

Putra, I. R., Bukhori, M. L., Prasetiyo, A. B., Robbika, F., & Putra, B. T. 2024. Recycled PET Plastics Filament: Characteristic and Cost Opportunity. Semesta Teknika. 27(2): 148–158.

Romberg, S. K., Islam, M. A., Hershey, C. J., DeVinney, M., Duty, C. E., Kunc, V., & Compton, B. G. 2021. Linking thermoset ink rheology to the stability of 3D-printed structures. Additive Manufacturing. 37.

Straková, M., Hlaváčiková, S., Feranc, J., Suchánková, H., Kramárová, Z., Ďurfina, M., Omaníková, L., et al. 2026. Effects of Repeated Thermo-Mechanical Processing on the Degradation Behavior of Bottle-Grade PET Under Controlled Conditions. Polymers. 18(3).

Taufik, M., Suryani Lubis, G., & Ivanto, M. 2023. Rancang Bangun Mesin Pultrusion Pembuat Filamen 3D Printing Berbasis Limbah Plastik Botol PET. Jurnal Teknik Mesin. 4(1).

Tylman, I., & Dzierzek, K. 2020. Filament for a 3D Printer from Pet Bottles-Simple Machine. International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research. 9(10): 1386–1392.

Volk, M., Wong, J., Arreguin, S., & Ermanni, P. 2021. Pultrusion of large thermoplastic composite profiles up to Ø 40 mm from glass-fibre/PET commingled yarns. Composites Part B: Engineering. 227.

Volk, M., Yuksel, O., Baran, I., Hattel, J. H., Spangenberg, J., & Sandberg, M. 2022. Cost-efficient, automated, and sustainable composite profile manufacture: A review of the state of the art, innovations, and future of pultrusion technologies. Composites Part B: Engineering. 246: 110135.

Woern, A. L., McCaslin, J. R., Pringle, A. M., & Pearce, J. M. 2018. RepRapable Recyclebot: Open source 3-D printable extruder for converting plastic to 3-D printing filament. HardwareX. 4: e00026.

Downloads

Published

2026-04-22

How to Cite

Purbakawaca, R., Bilah , M., Wijaya , R., Setiawan, A., & Mustajab, I. (2026). RANCANG BANGUN MESIN PULTRUSION UNTUK PEMANFAATAN LIMBAH BOTOL PLASTIK POLYETHYLENE TEREPHTHALATE (PET) MENJADI FILAMENT 3D PRINTER. JOURNAL ONLINE OF PHYSICS, 11(2), 159–169. https://doi.org/10.22437/jop.v11i2.52962