Kebutuhan komponen logam yang ringan, kuat, dan efisien dari segi biaya maupun waktu produksi terus meningkat di berbagai sektor industri, mulai dari otomotif, perkapalan, hingga dirgantara. Namun, manufaktur aditif logam berbasis pengelasan pada material aluminium masih menghadapi kendala klasik: konduktivitas termal yang tinggi, lapisan oksida pada permukaan, serta kecenderungan mengalami porositas dan retak akibat proses pembekuan yang cepat.
Menjawab tantangan ini, Agus Sentana, mahasiswa Program Doktor Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Indonesia (FTUI), mengembangkan sistem Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) berbasis Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) yang diterapkan pada material aluminium paduan AA6061. Atas keberhasilannya mempertahankan riset ini, Agus resmi meraih gelar Doktor ke-137 Program Studi Teknik Mesin dan Doktor ke-689 FTUI, dengan Indeks Prestasi Kumulatif (IPK) 3,98 dan predikat Cum Laude.
Riset ini dituangkan dalam disertasi doktoralnya yang berjudul “Pengembangan Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) Berbasis Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) ER5356 pada Material AA6061”, yang dipertahankan dalam sidang terbuka promosi doktor di Gedung GK.304 FTUI, Kamis (2/7). Sidang dipimpin oleh Prof. Dr. Ir. Akhmad Herman Yuwono, M.Phil.Eng selaku Ketua Sidang. Disertasi ini dibimbing oleh Prof. Dr. Ir. Ario Sunar Baskoro, S.T., M.T., M.Eng. selaku Promotor, bersama Prof. Dr. Ir. Gandjar Kiswanto, M.Eng. selaku Ko-Promotor.
”WAAM dikenal sebagai metode manufaktur aditif yang mengandalkan busur listrik untuk melelehkan dan menumpuk kawat logam lapis demi lapis tanpa melalui proses pemesinan (subtractive manufacturing) seperti pada metode konvensional, sehingga mampu memangkas waktu fabrikasi hingga 40-60%. Namun, penerapannya pada aluminium masih jarang dilakukan secara optimal, sebab material ini rentan mengalami solidification cracking, terutama saat dilas menggunakan GTAW (dikenal pula dengan sebutan TIG) dengan filler yang komposisinya menyerupai base metal,” papar Agus.
Tantangan ini umumnya diatasi dengan filler ER5356 yang berkadar magnesium tinggi sehingga lebih tahan retak, namun parameter prosesnya perlu dikendalikan secara presisi agar deposisi logam tetap stabil dan bebas cacat. Pendekatan yang ditempuh Agus adalah merancang dan membangun mesin WAAM berbasis GTAW dengan tiga sumbu gerak (x, y, z) yang dikendalikan melalui perangkat lunak MACH3, lengkap dengan rancangan dudukan torch (torch holder) serta sistem umpan kawat las yang bekerja secara intermiten dan terkendali. Ia menguji proses WAAM-GTAW mulai dari lapisan tunggal hingga multilapis, dengan meninjau pengaruh kuat arus, kecepatan gerak torch (travel speed), dan arah umpan kawat las terhadap geometri, struktur, hingga sifat mekanik lapisan las yang terbentuk.
Dalam disertasinya, Agus mengungkapkan bahwa koefisien simetri layer dan kemiringan terbukti menjadi metrik kuantitatif yang efektif untuk mengevaluasi kualitas dan kestabilan profil lapisan hasil WAAM-GTAW. Dari rangkaian eksperimen yang dilakukan, struktur dinding lasan aluminium paduan 5356 dengan porositas relatif rendah dan kekerasan yang homogen diperoleh pada kombinasi parameter travel speed 80 mm/min dan arus 100A, dengan kekuatan tarik maksimum mencapai 295,73 MPa—melampaui hasil sejumlah penelitian terdahulu. Temuan ini, menurut Agus, dapat menjadi rujukan bagi pengembangan teknologi WAAM berbasis GTAW untuk material paduan aluminium selanjutnya.
Pengujian lanjutan melalui X-Ray Radiography, bagaimanapun, menunjukkan bahwa struktur hasil WAAM-GTAW masih mengalami cacat berupa porositas dan inklusi, yang diperkirakan berasal dari hidrogen yang terjebak saat proses pembekuan maupun pengotor pada kawat dan material dasar. Temuan ini menegaskan bahwa pengendalian kontaminasi hidrogen dan kebersihan material menjadi aspek yang perlu terus disempurnakan dalam pengembangan WAAM-GTAW untuk aluminium ke depannya.
Dalam sambutan penutup sidang, Prof. Dr. Ir. Akhmad Herman Yuwono, M.Phil.Eng selaku Ketua Sidang menyampaikan ucapan selamat atas keberhasilan Agus mempertahankan disertasinya, sekaligus mengapresiasi riset ini sebagai bagian dari upaya Departemen Teknik Mesin FTUI memperkuat penguasaan teknologi manufaktur aditif logam di Indonesia, sekaligus membuka peluang riset lanjutan pada material paduan logam lain yang banyak dibutuhkan industri manufaktur presisi.
Sidang terbuka promosi doktor ini turut dihadiri oleh dewan penguji yang terdiri dari Prof. Dr. Triyono, S.T., M.T. dari Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, Prof. Dr. Ir. Winarto, M.Sc., Prof. Sugeng Supriadi, S.T., M.S.Eng., Ph.D., Prof. Dr. Yudan Whulanza, S.T., M.Sc., dan Jos Istiyanto, S.T., M.T., Ph.D. Dengan keberhasilan mempertahankan disertasinya di hadapan dewan penguji, Agus Sentana resmi menyandang gelar Doktor dari Fakultas Teknik Universitas Indonesia.
***
Kantor Komunikasi Publik
Fakultas Teknik Universitas Indonesia
