13
BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1
Failure Methode And Effect Analysis ( FMEA ) FMEA adalah suatu cara di mana suatu bagian atau suatu proses yang mungkin gagal memenuhi suatu spesifikasi, menciptakan cacat atau ketidaksesuaian dan dampaknya pada pelanggan bila mode kegagalan itu tidak dicegah atau dikoreksi. ( Kenneth Crow,2002 ) FMEA merupakan sebuah metodologi yang digunakan untuk menganalisa dan menemukan : 1. Semua kegagalan – kegagalan yang potensial terjadi pada suatu sistem. 2. Efek-efek dari kegagalan ini yang terjadi pada sistem dan bagaimana cara untuk memperbaiki atau meminimalis kegagalan-kegagalan atau efek-efek nya pada sistem ( Perbaikan dan minimalis yang dilakukan biasanya berdasarkan pada sebuah ranking dari severity dan probability dari kegagalan ) FMEA biasanya dilakukan selama tahap konseptual dan tahap awal design dari sistem dengan tujuan untuk meyakinkan bahwa semua kemungkinan kegagalan telah dipertimbangkan dan usaha yang tepat untuk mengatasinya telah dibuat untuk meminimasi semua kegagalan – kegagalan yang potensial. ( Kevin A. Lange, 2001 )
14
FMEA dapat bervariasi pada level detail dilaporkan, tergantung pada detail yang dibutuhkan dan ketersediaan dari informasi. Sebagaimana pengembangan terus berlanjut, memperkiraan secara kritis ditambahkan dan menjadi Failure, Mode, Effects and Critically Analysis dan FMECA. Ada variasi yang sangat banyak didalam industri untuk mengimplementasikan analisis FMEA. Sejumlah standarstandar dan aturan telah dikembangkan untuk menentukan kebutuhan-kebutuhan untuk analisis dan setiap organisasi dapat melakukan pendekatan yang berbeda didalam melakukan analisis. Definisi menurut serta pengurutan atau ranking dari berbagai terminologi dalam FMEA adalah sebagai berikut : 1. Akibat potensial adalah akibat yang dirasakan atau dialami oleh pengguna akhir. 2. Mode kegagalan potensial adalah kegagalan atau kecacatan dalam desain yang menyebabkan cacat itu tidak berfungsi sebagaimana mestinya. 3. Penyebab potensial dari kegagalan adalah kelemahan-kelemahan desain dan perubahan dalam variabel yang akan mempengaruhi proses dan menghasilkan kecacatan produk. 4. Occurance (O) adalah suatu perkiraan tentang probabilitas atau peluang bahwa penyebab akan terjadi dan menghasilkan modus kegagalan yang menyebabkan akibat tertentu.
15
Tabel 2.1 Rating Occurance Ranking 1
Kriteria Verbal Tidak mungkin penyebab ini mengakibatkan kegagalan Kegagalan akan jarang terjadi
Probablilitas Kegegalan 1 dalam 1000000
2 1 dalam 200000 3 1 dalam 4000 4 Kegagalan agak mungkin terjadi 1 dalam 1000000 5 1 dalam 4000 6 1 dalam 80 7 Kegagalan adalah sangat mungkin terjadi 1 dalam 40 8 1 dalam 20 9 Hampir dapat dipastikan bahwa kegagalan akan 1 dalam 8 10 mungkin terjadi 1 dalam 2 Catatan : probabilitas kegagalan berbeda-beda tiap produk, oleh karena itu pembuatan rating proses dan berdasarkan pengalaman dan pertimbangan rekayasa ( engineering judgement ) ( Sumber : Gasperz, 2002, p251 ) 5. Severity (S) adalah suatu perkiraan subyektif atau estimasi tentang bagaimana buruknya penggguna akhir akan merasakan akibat dari kegagalan tersebut. Tabel 2.2 Rating Severity Ranking 1
2 3 4 5 6 7 8
Kriteria Verbal Neglible severity, kita tidak perlu memikirkan akibat akan berdampak pada kinerja produk pengguna akhir tidak akan memperhatikan kecacatan atau kegagalan ini. Mid severity, akibat yang ditimbulkan hanya bersifat ringan, pengguna akhir tidak merasakan perubahan kinerja Moderate severity, pengguna akhir akan merasakan akibat penurunan kinerja atau penampilan namun masih berada dalam batas toleransi High severity, akibat akhir akan merasakan akibat buruk yang tidak dapat diterima berada diluar batas toleransi
16
9 Potential safety problem, akibat yang ditimbulkan adalah sangat berbahaya dan 10 bertentangan dengan hukum Catatan : tingkat severity berbeda-beda tiap produk, oleh karena itu pembuatan rating disesuaikan dengan proses dan berdasarkan pengalaman dan pertimbangan rekayasa ( engineering judgement ) ( Sumber : Gasperz, 2002, p250 ) 6. Detectibility (D) adalah perkiraan subyektif tentang bagaimana efektifitas dan metode pencegahan atau pendektesian. Tabel 2.3 Rating Detectability Ranking 1
Kriteria Verbal Tingkat Kejadian Metode Pencegahan atau deteksi sangat efektif. 1 dalam 1000000 Tidak ada kesempatan bahwa penyebab akan muncul lagi. 2 Kemungkinan bahwa penyebab itu terjadi adalah 1 dalam 200000 3 sangat rendah. 1 dalam 4000 4 Kemungkinan penyebab bersifat moderate. 1 dalam 1000000 5 Metode deteksi masih memungkinkan kadang-kadang 1 dalam 4000 6 penyebab itu terjadi 1 dalam 80 7 Kemungkinan bahwa penyebab itu masih tinggi. 1 dalam 40 8 Metode deteksi kurang efektif, karena penyebab masih 1 dalam 20 berulang lagi 9 Kemungkinan bahwa penyebab itu terjadi sangat tinggi 1 dalam 8 10 Metode deteksi tidak efektif, penyebab akan selalu terjadi 1 dalam 2 Catatan : tingkat kejadian berbeda-beda tiap produk, oleh karena itu pembuatan rating disesuaikan dengan proses dan berdasarkan pengalaman dan pertimbangan rekayasa. ( Sumber : Gasperz, 2002, p250 ) 7. Risk Priority Number (RPN) merupakan hasil perkalian antara rating severity, detectibility dan rating occurance RPN = (S) x (D) x (O)
17
2.1.1
Keuntungan FMEA
Keuntungan dari FMEA •
Produk
akhir
harus
“aman”,
FMEA
membantu
desainer
untuk
mengidentifikasikan dan mengeliminasi atau mengendalikan cara kegagalan yang berbahaya, meminimasi dari perkiraan terhadap sistem dan penggunanya. •
Meningkatnya keakuratan dari perkiraan terhadap peluang dari kegagalan yang akan dikembangkan, khususnya juga data dari peluang realibitas didapat dengan menggunakan FMEA.
•
Realibilitas dari produk akan meningkat Waktu untuk melakukan desain akan di kurangi berkaitan dengan melakukan identifikasi dan perbaikan dari masalah-masalah.
2.1.2
Proses FMEA Proses FMEA merupakan sebuak teknik analisis yang digunakan oleh tim
manufacturing yang bertanggung jawab untuk meyakinkan bahwa untuk memperluas kemungkinan cara-cara kegagalan dan mencari penyebab yang berkaitan yang telah dipertimbangkan dan dituangkan kedalam bentuk form yang tepat, sebuah FMEA merupakan ringkasan dari pemikiran tim engineering (termasuk analisa dari item-item
18
yang dapat berjalan tidak sesuai dengan keinginan bedasarkan pengalaman dan pemikiran masa lalu) sebagaimana proses di kembangkan. ( Kevin A. 2001, p37 )
Proses FMEA: •
Mengidentifikasi produk yang potensial yang berkaitan dengan cara-cara kegagalan proses.
•
Memperkirakan efek bagi konsumen yang potensial yang disebabkan oleh kegagalan
•
Mengidentifikasi sebab-sebab yang potensial pada proses perakitan dan mengidentifikasi variabel-variabel pada proses yang berguna untuk memfokukan pada pengendalian untuk mengurangi kegagalan atau mendeteksi keadaan-keadaan kegagalan.
•
Mengembangkan sebuah daftar peringkat dari cara-cara kegagalan yang potensial, ini menetapkan sebuah sistem prioritas sebagai pertimbangan untuk melakukan tindakan perbaikan
•
2.1.3
Mendokumentasikan hasil-hasil dari proses produksi atau proses perakitan.
Risk Priority Numbers in FMEA
19
Metodologi Risk Priority Number (RPN) merupakan sebuah teknik untuk menganalisa resiko yang berkaitan dengan masalah-masalah yang potensial yang telah diindentifikasikan selama pembuatan FMEA (Stamatis, DH, 1995, p45) Sebuah FMEAS dapat digunakan untuk mengidentifikasikan cara-cara kegagalan yang potensial untuk sebuah produk atau proses. Metode RPN kemudian memerlukan analisa dari tim untuk mengunakan pengalaman masa lalu dan keputusan engineering untuk memberikan peringkat pada setiap potensial masalah menurut rating skala berikut : •
Severity, merupakan skala yang memeringkatkan severity dari efek-efek yang potensial dari kegagalan.
•
Occurance, merupakan skala yang memeringkatkan kemungkinan dari kegagalan akan muncul.
•
Detection, merupakan skala yang memeringkatkan kemungkinan dari masalah akan di deteksi sebelum sampai ketangan pengguna akhir atau konsumen.
Setelah pemberian rating dilakukan, nilai RPN dari setiap penyebab kegagalan dihitung dengan rumus : RPN = Severity x Occurence x Detection Nilai RPN dari setiap masalah yang potensial dapat kemudian di gunakan untuk membandingkan penyebab-penyebab yang teridentifikasi selama dilakukan
20
analisis.
Pada umumnya RPN jatuh diantara batas yang di tentukan,tindakan
perbaikan dapat diusulkan atau di lakukan untuk mengurangi resiko. Ketika menggunakan teknik risk assessment, sangat penting untuk mengingat bahwa tingkat RPN adalah relatif terhadap analisis tertentu (dilakukan dengan sebuah set skala peringkat yang umum dan analis tim yang berusaha untuk membuat peringkat yang konsisten untuk semua penyebab masalah yang teridentifikasi selama melakukan analisis). Untuk itu, sebuah RPN didalam sesuatu analisa dapat dibandingkan dengan RPN yang lainnya didalam analisa yang sama, tapi dapat menjadi tidak dapat di bandingkan terhadap RPN didalam satu analisa yang lain. Meskipun ada banyak tipe dan standar kebanyakan FMEA terdiri dari suatu kumpulan prosedur yang umum. Secara umum, analasis FMEA dipengaruhi oleh tim yang bekerja secara cross function pada tahap yang bervariasi pada waktu desain, proses pengembangan dan perkaitan dan pada umumnya terdiri dari : •
Item/Process : mengidentifikasi item atau proses yang akan menjadi subyek dari analisi. Termasuk beberapa penyelidikan terhadap desain dan karestirisktik-karakteristik reabilitas.
•
Function : mengidentifikasi fungsi-fungsi dimana item atau proses diharapkan untuk bekerja.
21
•
Failures : mengidentifikasi kegagalan yang diketahui dan potensial yang dapat mencegah atau menurunnya kemampuan dari item atau proses untuk bekerja sesuai dengan fungsinya.
•
Failure effect : mengidentifikasi efek-efek yang diketahui dan potensial yang mungkin muncul dari setiap kegagalan yang terjadi.
•
Failure Cause : mengidentifikasi penyebab yang diketahui dan portensial untuk setiap kegagalan.
•
Curent Control : memeriksa mekanisme kontrol yang akan ada untuk mengeliminasi atau menurunkan kemungkinan kegagalan akan muncul.
•
Recommended action: mengidentifikasi tindakan perbaikan yang perlu dilakukan yang bertujuan untuk mengeliminasi atau menurunkan resiko dan dilanjutkan dengan melengkapi dengan melakukan recommended action.
•
Prioritize issues : memprioritaskan tindakan perbaikan yang harus dilakukan menurut standar yang konsisten yang telah di tentukan oleh perusahaan. Peringkat RPN adalah metode yang umum untuk memprioritaskan
•
Other Details : tergantung pada situasi tertentu dan petunjuk untuk melakukan analisa yang di adaptasi oleh perusahaan, keterangan yang lain mungkin dipertimbangkan selama melakukan analisis, seperti cara operational ketika kegagalan muncul.
22
•
Report : membuat laporan dari analisis dalam bentuk format standar yang telah ditentukan oleh perusahaan. Ini pada umumnya berbentuk format tabel. Sebagai tambahan laporan dapat menyertakan diagram berbentuk blok dan atau diagram alir untuk mengilustrasikan item atau proses yang merupakan subject dari analisis.
Gambar 2.1 Contoh Analisa FMEA
2.2
Pareto Diagram
2.2.1
Pendahuluan
23
Diagram ini diperkenalkan pertama kali oleh seorang ahli ekonomi dari Italia bernama Vilfredo Pareto ( 1848-1923 ). Diagran Pareto dibuat untuk menemukan masalah atau penyebab yang merupakan kunci dalam penyelesaian masalah dan perbandingan terhadap keseluruhan. Dengan mengetahui penyebabpenyebab yang dominan- yang seharusnya pertama kali dibatasi – maka kita akan bisa menetapkan prioritas perbaikan. Perbaikan atau tindakan koreksi pada faktor penyebab yang dominan ini akan membawa akibat/pengaruh yang lebih besar dibandingkan dengan penyelesaian penyebab yang tidak berarti. ( Sritomo, 2006, p272 ) 2.2.2
Kegunaan Diagram Pareto •
Menunjukkan persoalan utama yang dominan dan perlu segera diatasi.
•
Menyatakan perbandingan masing-masing persoalan yang ada dan komulatif secara keseleruhuan.
•
Menunjukkan tingkat perbaikan setelah tindakan koreksi dilakukan pada daerah yang terbatas.
•
Menunjukkan perbandingan masing-masing persoalan sebelum dan sesudah perbaikan.
2.2.3
Pembuatan Diagram Pareto •
Kelompokkan masalah yang ada dan nyatakan hal tersebut dalam angka yang bisa terukur secara kuantitatif.
24
•
Atur
masing-masing
penyebab/masalah
yang
ada
sesuai
dengan
pengelompokan yang dibuat. Pengaturan dilaksanakan berurutan sesuai dengan besarnya nilai kuantitatif masing-masing. Selanjutanya gambarkan keadaan ini dalam bentuk grafik kolom. Penyebab nilai kuantitatif terkecil digambarkan paling kanan. •
Buatlah grafik garis secara komulatif ( berdasarkan prosentase penyimpangan ) diatas grafik kolom ini. Grafik garis ini dimulai dari penyebab penyimpangan terbesar terus terkecil dan secara lengkap diagaram pareto sudah bisa digambarkan.
Gambar 2.2 Contoh Grafik Diagram Pareto
25
2.3.
Cause and Effect Diagram (Ishikawa Diagram)
2.3.1
Pendahuluan Cause Effect Diagram dikembangkan oleh Kaoru Ishikawa, Ph.D pada tahun 1943 dan sering disebut Diagram Ishikawa. Karena penampakan dari diagram ini, maka sering disebut juga diagram tulang ikan (Fishbone Diagram). Diagram ini pada dasarnya digunakan untuk mengidentifikasi masalah dan menunjukkan kumpulan dari kelompok sebab akibat yang disebut sebagai faktor serta akibat yang disebut sebagai karakteristik mutu. Kegunaan dari diagram sebab akibat ini adalah untuk menemukan faktorfaktor yang merupakan sebab pada suatu masalah. Atau dengan kata lain, jika suatu proses stabil, maka diagram akan memberikan petunjuk pada penyebab yang akan diperiksa untuk perbaikan proses. Prinsip yang dipakai dalam membuat diagram sebab akibat ini adalah sumbang saran.
2.3.2
Langkah – langkah Pembuatan Cause and Effect Diagram Langkah-langkah dalam melakukan pembuatan cause and effect diagram : •
Tentukan masalah/akibat yang akan dicari penyebabnya. Tuliskan dalam kotak yang menggambarkan kepala ikan yang berada diujung tulang utama (garis horizontal)
26
•
Tentukan grup/kelompok faktor-faktor penyebab utama yang mungkin menjadi penyebab masalah ini dan tuliskan masing-masing pada kotak yang berada pada cabang. Pada umumnya, pengelompokan didasarkan atas unsur material, peralatan(mesin), metode kerja (manusia), dan pengukuran (inspeksi). Namun, pengelompokan dapat juga dilakukan atas dasar analisis proses.
•
Pada setiap cabang, tulis faktor-faktor penyebab yang lebih rinci yang dapat menjadi faktor penyebab masalah yang dianalisis. Faktor-faktor penyebab ini berupa ranting, yang bila diperlukan bisa dijabarkan lebih lanjut ke dalam anak ranting.
•
Lakukan analisis dengan membandingkan data/keadaan dengan persyaratan untuk setiap faktor dalam hubungannya dengan akibat, sehingga dapat diketahui penyebab utama yang mengakibatkan terjadinya masalah murni yang diamati.
2.3.3
Macam – macam Cause and Effect Diagram Terdapat tiga macam jenis dari aplikasi Cause-Effect Diagram yang sering dipakai, yaitu: •
Cause Enumeration (berdasar jenis penyebab)
•
Dispersion Analysis (berdasar 5 faktor utama 4M 1E yaitu Man, Machine, Method, Material, Environment)
27
•
Process Analysis (berdasar proses yang dilalui)
Gambar 2.3 Contoh Fishbone Diagram
2.4
Quality Function Deployment (QFD)
2.4.1
Pendahuluan Pada tahun 1960, QFD dikembangkan oleh Prof. Shigeru Mizuno dan Yoji Akao, dengan memperkenalkan metode peningkatan jaminan kualitas yang dirancang dan dibangun berdasarkan nilai-nilai kepuasan konsumen ke dalam fungsi-fungsi produk sebelum proses produksi/manufaktur. Pada tahun 1972,
28
Quality Function Deployment pertama kali diterapkan di perusahaan Kobe Shipyards. Pada tahun 1983, Quality Function Deployment diperkenalkan di U.S dan setahun berikutnya mekanisme operasi dari QFD diperkenalkan oleh Don Clausing kepada Ford. Beberapa tahun kemudian yaitu pada tahun 1988, artikel mengenai QFD dipublikasikan oleh Don Clausing dan John Hauser dengan bantuan Harvard Business Review.
2.4.2
Definisi dari QFD QFD merupakan konsep pendekatan struktur dalam mendefinisikan apa yang menjadi kebutuhan-kebutuhan, keinginan, dan ekspetasi konsumen dan menerjemahkannya
kedalam
perencanaan
yang
spesifik
untuk
proses
produksi/manufaktur. QFD mengidentifikasi keinginan konsumen, bagaimana suatu produk/jasa dapat memuaskan konsumen, bagaimana hubungan antara produk dengan
apa
yang
menjadi
keinginan
konsumen.
QFD
bertujuan
untuk
mengoptimalkan pengembangan proses dan menghasilkan produk baru sesuai dengan kebutuhan konsumen. Informasi mengenai kebutuhan konsumen dapat diperoleh dengan berbagai pendekatan,
misalnya
menyelenggarakan
berbagai
diskusi
langsung
atau
wawancara, survei, fokus kelompok, spesifikasi dan segmentasi konsumen, observasi, data-data garansi, dan data-data laporan kegiatan penjualan. Proses
29
pemahaman dari apa yang menjadi kebutuhan, keinginan, dan ekspektasi konsumen dapat dirangkum ke dalam matriks-matriks perencanaan produk atau disebut ”House of Quality”. ”House of Quality” terdiri dari matriks – matriks yang menghubungkan kebutuhan pelanggan, karakteristik produk dan analisis kompetitif. Matriks-matriks House of Quality tersebut digunakan untuk menerjemahkan kebutuhan ”What’s” dan kebutuhan ”How’s” dari daur hidup suatu produk. Selain itu, matriks ini juga berguna untuk menerjemahkan karakteristik - karakteristik teknis dari upaya pemenuhan tingkat kepuasan konsumen terhadap kebutuhan. ”What” adalah titik mula (starting point) yang merupakan representasi dari daftar predikat kebutuhan dan ekspetasi konsumen terhadap nilai produk dan ”How” adalah representasi dari tingkat kebutuhan operasional untuk memuaskan fungsifungsi ”What”. Fungsi ”How” adalah untuk kepentingan kebutuhan desain, karakteristik desain, dan untuk fungsi substitusi dari karakteristik - karakteristik kualitas.
30
Gambar 2.4 House of Quality
31
Di bawah ini akan dijelaskan mengenai bagian – bagian dari sebuah House of Quality yang diantaranya adalah : •
Customer Needs and Benefits Bagian ini berisi tentang daftar - daftar kebutuhan dan ekspektasi konsumen terhadap nilai produk dan biasanya didapat dari proses identifikasi kebutuhan pelanggan. Identifikasi akan kebutuhan dan ekspektasi konsumen adalah langkah vital dalam proses pengembangan produk. Kesalahan dalam mengidentifikasi ekspetasi konsumen dapat berakibat berpalingnya konsumen kepada kompetitor. Bagian ini dapat dikatakan ”What” dari matriks House of Quality.
•
Planning Matrix Tujuan dari planning matrix adalah menyusun dan mengembangkan beberapa pilihan strategis dalam mencapai nilai-nilai kepuasan konsumen yang tertinggi. Di dalam planning matrix ini terdapat tujuh jenis data yang diantaranya adalah : 1. Importance to customer, berisikan tentang nilai / tingkat kepentingan dari suatu kebutuhan bagi konsumen. 2. Company satisfaction performance, berisikan nilai kepuasan kinerja dari perusahaan. 3. Competitive satisfaction performance, berisikan nilai kepuasan kinerja dari kompetitor.
32
4. Quality plan (Goal), nilai yang diharapkan dan menjadi tujuan dari perusahaan. 5. Improvement ratio, nilai pengembangan yang didapat dengan menggunakan rumus (
goal ) company satisfaction performance
6. Raw weight, nilai ini didapat melalui perhitungan dengan menggunakan rumus (importance to customer × improvement ratio) 7. Normalized raw weight, merupakan normalisasi dari nilai raw weight. Nilai ini didapatkan dari perhitungan dengan rumus (
•
raw weight ) raw weight total
Technical Response Pada bagian ini, perusahaan secara teknis mendeskripsikan perencanaan produk yang akan dilakukan untuk proses pengembangan yang didasarkan pada pemenuhan kebutuhan dan ekspektasi dari konsumen. Bagian ini berisikan mengenai hal – hal teknis yang bersifat operasional guna menjawab kebutuhan pelanggan. Bagian ini merupakan “How” dari matriks House of Quality.
•
Relationships Pada bagian ini menjelaskan tentang hubungan antara setiap elemen dari
technical response dengan customer needs and benefits. Di dalam bagian ini
33
termuat nilai – nilai relationships dari technical response dengan customer
needs and benefits. Nilai tersebut antara lain :
•
-
1 = weak relationship
-
3 = medium relationship
-
9 = strong relationship
Technical Correlations Pada bagian ini dapat terlihat hubungan antara elemen – elemen di dalam
technical response. Hal ini dapat membantu menunjukkan bagian – bagian tertentu yang akan ikut terkait apabila dilakukan sebuah perubahan. Simbol – simbol dari technical correlations antara lain :
•
-
= strong positive
-
= positive
-
= negative
-
= strong negative
Technical Matrix Bagian ini memiliki tiga tipe informasi, yaitu urutan peringkat dari technical
response yang harus didahulukan, informasi perbandingan dengan technical response dari perusahaan kompetitor, dan target spesifikasi yang ingin dicapai dari tiap elemen technical response. Untuk mengetahui urutan peringkat dari
technical response, terdapat beberapa perhitungan yang perlu dilakukan, yaitu :
34
1. Absolute Performance, merupakan nilai yang didapat melalui perhitungan dengan mengalikan nilai relationship dari technical response dengan nilai
normalized raw weight dari relationship yang terkait. Apabila terdapat lebih dari satu relationship, maka nilai perkalian dari masing – masing
relationship dengan normalized raw weight nya akan dikumulatifkan. 2. Relative Performance, merupakan nilai peringkat yang akan digunakan sebagai pembanding antar technical response. Nilai ini didapatkan melalui rumus (
2.4.3
absolute performance x 100 %). total absolute performance
Langkah – Langkah dalam Membuat QFD Berikut ini merupakan langkah – langkah dalam membuat sebuah Quality
Function Deployment yaitu : •
Mengidentifikasi keinginan dan kebutuhan konsumen
•
Meminta konsumen untuk memberikan tingkatan menurut kebutuhan yang paling penting.
•
Melakukan analisis terhadap pesaing dengan memberikan skala antara 1-5
•
Menetapkan perencanaan kualitas yang diinginkan oleh perusahaan
•
Menghitung improvement ratio
•
Menetapkan sales point
•
Menghitung raw weight
35
•
Menormalisasikan raw weight
•
Mendeterminasikan hubungan antara kebutuhan konsumen dan technical
response
2.5
•
Menghitung nilai technical response
•
Mengidentifikasi nilai target
Plastic Materials Plastik merupakan material yang baru secara luas dikembangkan dan digunakan sejak abad ke-20 yang berkembang secara luar biasa penggunaannya dari hanya beberapa ratus ton pada tahun 1930-an, menjadi 150 juta ton/tahun pada tahun 1990-an dan 220 juta ton/tahun pada tahun 2005. Saat ini penggunaan material plastik di negara-negara Eropa Barat mencapai 60kg/orang/tahun, di Amerika
Serikat
mencapa
80kg/orang/tahun,
sementara
di
India
hanya
2kg/orang/tahun. Plastik buatan pertama kali ditemukan oleh Alexander Parkes pada tahun 1862 yang kemudian plastik disebut dengan nama Parkesine. Pengembangan plastik berasal dari penggunaan material alami (seperti: permen karet, "shellac") sampai ke material
alami
yang
dimodifikasi
secara
kimia
(seperti:
karet
alami,
"nitrocellulose") dan akhirnya ke molekul buatan-manusia (seperti: epoxy, polyvinyl
chloride, polyethylene).
36
Istilah plastik mencakup produk polimerisasi sintetik atau semi-sintetik. Mereka terbentuk dari kondensasi organik atau penambahan polimer dan bisa juga terdiri dari zat lain untuk meningkatkan performa atau ekonomi. Ada beberapa polimer alami yang termasuk plastik. Plastik dapat dibentuk menjadi film atau fiber sintetik. Nama ini berasal dari fakta bahwa banyak dari mereka "malleable", atau memiliki properti keplastikan. Plastik di desain dengan variasi yang sangat banyak dalam properti yang dapat menoleransi panas, keras, "reliency" dan lain-lain. Digabungkan dengan kemampuan adaptasinya, komposisi yang umum dan beratnya yang ringan memastikan plastik digunakan hampir di seluruh bidang industri. Beberapa proses manufaktur yang menggunakan bahan dasar plastik dalam kegiatan prduksinya adalah Injection Molding, Extrusi, Thermoforming dan Blow Molding. 2.5.1
Jenis Plastik Secara umum plastik digolongkan menjadi dua macam, yaitu: •
Termoplastik, Merupakan jenis plastik yang bisa didaur-ulang/dicetak lagi dengan proses pemanasan ulang. Contoh: polietilen (PE), polistiren (PS), ABS, polikarbonat (PC).
•
Termoset, Merupakan jenis plastik yang tidak bisa didaur-ulang/dicetak lagi. Pemanasan ulang akan menyebabkan kerusakan molekul-molekulnya. Contoh: resin epoksi, bakelit, resin melamin, urea-formaldehida.
37
2.5.2
Penggunaan plastik secara umum Plastik memiliki berbagai sifat dan jenisnya, begitu juga dalam penggunaannya. Beberapa jenis plastik yang paling sering digunakan secara umum dalam kehidupan sehari-hari adalah : 1. Polypropylene (PP) adalah thermoplastic polymer, yang dibuat oleh industri kimia dan digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk kemasan makanan, tekstil, alat tulis, komponen plastik, peralatan laboratorium, dan komponen otomotif. 2. Polystyrene (PS) merupakan salah satu jenis plastik yang banyak ditemukan dalam keperluan sehari-hari dan merupakan jenis plastik yang dapat di daur ulang. Plastik jenis ini biasanya digunakan untuk kemasan sabun, kemasan makanan, peralatan makanan, gelas disposable dan kepingan CD. 3. Acrylonitrile butadiene styrene adalah thermoplastic polymer yang digunakan untuk bertujuan membuat benda menjadi ringan, kaku, yang biasanya digunakan untuk alat-alat musik, otomotif yang meliputi roda, lampiran, pelindung kepala gigi, penyangga pinggir untuk furniture dan panel kayu, dan mainan.
38
4. Polyethylene terephthalate (PET) merupakan thermoplastic polymer yang sering digunakan dalam pembuatan kemasan minuman botol, toples plastik, pastik film dan kemasan pembungkus yang microwaveable. 5. Polyester (PES) biasanya digunakan untuk membuat botol, film, kain terpal, kano, liquid crystal display, hologram, filter, dielectric film untuk kapasitor, film isolasi untuk kawat dan insulating kaset. 6. Polyamides (PA) (Nylons) merupakan bahan plastik yang berserat dan biasanya sering digunakan untuk bahan dasar fiber, komponen sikat gigi, dan komponen otomotif. 7. Poly vinyl chloride (PVC) adalah thermoplastic polymer yang juga banyak digunakan dalam dunia industri dalam pembuatan bahan bangunan seperti Pipa, kawat eletrik dan bahan konstruksi lainnya. 8. Polyurethanes (PU) adalah jenis plastik yang biasa banyak digunakan untuk alat otomotif, rumah-tangga, komponen eletronik dan dapat berperan sebagai pelapis atau perekat pada suatu benda. 9. Polycarbonate (PC) adalah jenis plastik yang biasa digunakan bila ingin memproduksi suatu benda yang memiliki kejernihan produk yang tinggi (transparan atau pun dapat memantulkan cahaya). Contohnya dalam pembuatan lensa kacamata dan compact disc.
39
10. Polyethylene (PE) adalah thermoplastic komoditi berat yang digunakan dalam produk konsumen (terutama di kantong plastik belanja).
2.6
Injection Molding
Injection molding adalah metode pemrosesan material thermoplastik dimana material yang meleleh karena pemanasan diinjeksikan oleh plunger ke dalam cetakan yang didinginkan oleh air dimana material tersebut akan menjadi dingin dan mengeras sehingga bisa dikeluarkan dari cetakan. Ada 2 jenis bahan plastik yang dapat diproses melalui proses injection molding, yaitu jenis thermoplastik dan
thermosetting, namun lebih dari 90% injection plastic adalah memproses material termoplastik. Dari proses Injection molding dapat dihasilkan berbagai jenis produk yang berbahan dasar plastik, mulai dari bagian/ komponen kecil sampai benda berukuran besar, dan produk plastik lainnya yang sering dijumpai dikehidupan sehari-hari.
2.6.1
Komponen Utama Mesin Injection Molding Mesin Injection Molding terdiri dari banyak komponen yang tersusun didalamnya. Secara umum komponen utama dari mesin Injection Molding dapat dibagi menjadi :
40
1. Unit injeksi, yang merupakan bagian dari mesin injection molding yang berfungsi untuk melelehkan material plastik, terdiri dari hopper, barrel (Tabung berpemanas) dan screw. 2. Mold, yang merupakan bagian dari mesin injection molding dimana plastik leleh dicetak dan didinginkan. 3. Unit pencekam, yang merupakan bagian dari mesin injection yang berfungsi untuk mencekam mold pada saat penginjeksian material ke dalam cetakan sekaligus menyediakan mekanisme pengeluaran produk dari mold. Untuk lebih jelasnya, mesin Injection Molding akan di deskripsikan pada gambar dibawah ini.
Gambar 2.5 Injection Mold Proses
41
Gambar 2.6 Mesin Injection Molding
2.6.2
Proses Dalam Injection Molding Proses injeksi dimulai dari Plastik dalam bentuk butiran atau bubuk ditampung dalam sebuah hopper (tempat penampungan plastik pada mesinyang berfungsi sebai input material) kemudian turun ke dalam barrel secara otomatis (karena gaya gravitasi) dimana material plastik dilelehkan oleh pemanas yang terdapat di dinding barrel dan oleh gesekan akibat perputaran sekrup injeksi. Plastik yang sudah meleleh diinjeksikan oleh sekrup injeksi (yang juga berfungsi sebagai plunger) melalui nozzle ke dalam cetakan yang didinginkan oleh air. Produk yang sudah dingin dan mengeras dikeluarkan dari cetakan oleh pendorong hidrolik yang tertanam dalam rumah cetakan selanjutnya diambil oleh manusia atau menggunakan
42
robot. Pada saat proses pendinginan produk secara bersamaan di dalam barrel terjadi proses pelelehan plastik sehingga begitu produk dikeluarkan dari cetakan dan cetakan menutup, plastik leleh bisa langsung diinjeksikan.
Proses pengisian
Proses penahanan
Gambar 2.7 Injection Molding Process
Proses pendinginan
Proses pengeluaran Part
Gambar 2.8 Injection Molding Process (lanjutan) 2.6.3
Injection Molding Cycle (Siklus Injection Molding)
Injection Molding Cycle adalah setiap urutan kejadian yang terjadi pada cetakan molding, yang diawali dari tertutupnya cetakan molding, kemudian dilanjutkan dengan penyuntikan material yang sudah mencair karena panas ke dalam cetakan (Cavity). Setelah cetakan terisi oleh plastik, ada tekanan untuk
43
menahan agar plastik tersebut tetap berada didalam cetakan sampai membeku yang biasanya dibantu oleh Cooling, dan kemudian mold akan terbuka bila benda sudah membeku. Untuk lebih mempermudah melihat ijection molding cycle, maka dapat dijabarkan menjadi : 1. Filling, ditandai dengan penyuntikan material plastik ke dalam mold. 2. Packing time (Holding), ditandai dengan masuknya seluruh material ke dalam cetakan dan menunggu pendinginan yang dibantu oleh Cooling. 3. Cooling, ditandai dengan adanya material dalam cetakan yang selanjutnya mengalami pendinginan untuk mempercepat proses injeksi. 4. Mold Open, ditandai dengan selesainya proses pendinginan pada benda dan terbukanya cetakan. Injeksi telah selesai dan menghasilkan suatu produk yang selanjutnya dapat diambil dari cetakan atau menggunakan bantuan robot. Mold Open
Fill
Cooling Hold
Gambar 2.9 Injection Molding Cycle
44
2.6.4
Desain dan Konstruksi Mold Fungsi utama dari mold adalah untuk membuat bentuk dan pembuatan permukaan part dari cairan plastik yang di injeksi sampai mengalami proses pendinginan sehingga part dapat di keluarkan dari mold. Mold harus dapat di digunakan dalam siklus yang berulang-ulang, seringkali sampai jutaan siklus, dengan tekanan yang tinggi. Tekanan yang biasanya bekerja pada mold berkisar (200-20000 psi) untuk membentuk dan menahan suatu rongga plastik.
Mold yang paling sederhana adalah mold yang menggunakan 2 plat. Mold 2 plat ini membuat sebuah part dengan cavity dan core. Cairan plastik masuk kedalam mold melalui sprue bushing yang berpasangan dengan nozzle dari mesin molding. Pada part terdapat gate yang merupakan titik masuk plastik dalam mengisi rongga. Terdapat
beberapa
desain
gate
dengan
masing-masing
kelebihan
dan
kekurangannya. Sedangkan Sprue adalah suatu jalur material yang dibuat agar material plastik dapat masuk kedalam mold. Selain Gate juga terdapat runner. Runner terdiri dari 2 jenis, yaitu Cold
runner (dingin) dan hot runner (panas). Pada cold runner ketika temperatur telah dingin produk (part) dan runner yang membeku akan dikeluarkan, plastik yang membeku pada runner ini tidak digunakan, fungsi awalnya adalah sebagai jalan masuk plastik pada desain mold banyak rongga (multi cavity) sehingga terjadi pemborosan material. Sedangkan pada hot runner (tanpa runner) yang keluar hanya
45
part membuat siklus produksi lebih pendek dengan menghilangkan sprue/runner, tetapi dari sisi konstruksi desain hot runner lebih mahal dikarenakan penambahan komponen pemanas pada sistem runner-nya.
Gambar 2.10 Konstruksi Mold
2.7
Digital Prototyping dan Computer-aided Engineering (CAE)
2.7.1
Digital Prototyping
46
Awalnya teknologi desain hanya dikembangkan secara manual dan prototipe fisik yang menggunakan foam, tetapi hal tersebut sekarang ditinggalkan, sebagai gantinya desain dengan menggunakan software 2D dan 3D menjadi bagian yang vital
dari
proses
concurrent
design.
Lebih
lanjut
dari
sekedar
hanya
merepresentasikan bentuk geometri, selanjutnya teknologi tersebut semakin berkembang cepat sehingga data geometri produk dapat dianalisa secara, struktur, proses dan lain-lain.
Prototipe virtual adalah simulasi komputer dari sebuah produk fisik yang dapat ditampilkan, diuji, sehubungan dengan aspek siklus hidup produk, diantaranya desain, rekayasa, servis manufaktur, sampai kepada daur ulang seolaholah seperti model fisiknya. Penerapan prototipe virtual pada pengembangan produk bukanlah hanya merupakan suatu wacana melainkan sudah diterapkan pada industri, dengan perkembangan selanjutnya jumlah aplikasinya akan bertambah luas. Pada prinsipnya prototipe virtual memberikan proses desain secara iteratif yang cepat dimana problem dapat diperbaiki dengan segera apabila terdapat indikasinya dalam analisis. Dengan menyelesaikan masalah ketika masih berada pada wilayah virtual (digital), prototipe fisik dapat dikurangi secara signifikan.
47
2.7.2
Computer-aided Engineering (CAE)
Computer-aided Engineering (CAE) adalah penggunaan teknologi informasi untuk mendukung engineer dalam melakukan tugas-tugas seperti analisis, simulasi, desain, manufaktur, perencanaan, diagnosa, dan perbaikan. CAE sendiri biasanya merupakan suatu software tool yang telah dikembangkan untuk mendukung kegiatan tersebut. CAE sangat penting dalam dunia perindustrian karena dapat meningkatkan efisiensi dari segi waktu maupun biaya. Penggunaan CAE biasanya dijumpai pada : •
Stress Analysis pada komponen atau bagian-bagian komponen dengan menggunakan FEA (Finite Element Analysis).
•
Thermal dan aliran cairan analisis dengan menggunakan Computational
fluid dynamics (CFD). •
Analisis kinematik
•
Mechanical event simulation (MES).
•
Analisis suatu proses dengan melakukan simulasi pada operasi, seperti
casting, molding, dan die press forming. •
Optimasi pada produk maupun proses. Sedangkan tahapan pada teknik CAE dapat terdiri dari 3 bagian yaitu :
•
Pre-processing yang maksudnya adalah mendefinisikan model dan faktor lingkungan yang akan diterapkan pada pengaplikasian proses.
48
•
Analisis solver merupakan suatu tahap analisa yang dilakukan oleh software CAE, biasanya tahapan ini memakan waktu ‘run’ yang relatif lama, dan juga harus didukung oleh komputer dengan spesifikasi yang tinggi, karena biasanya kinerja software mengharuskan penggunaan komputer yang high-end.
•
Post-processing of results merupakan tahapan akhir pada teknik CAE. Pada tahapan ini biasanya ditunjukkan dengan penyajian alat bantu visualisasi dari hasil yang telah dianalisa sebelumnya. Khususnya dalam dunia perindustrian injection molding, software CAE yang
sering digunakan adalah Moldflow. Dengan bantuan software ini, engineer dapat melakukan perancangan terhadap bentuk molding dan melakukan simulasi proses injeksi dengan ‘mengutak-atik’ parameter injeksi, sampai mendapatkan hasil yang paling optimal tanpa harus mengeluarkan biaya yang sia-sia.
2.8
Moldflow Corpotations
Moldflow adalah suatu software yang digunakan untuk melakukan simulasi proses injeksi pada proses injection molding. Moldflow merupakan produk dari
Moldflow Corporation yang merupakan salah satu cabang perusahaan dari Autodesk Inc. Moldflow Corporation pertama kali didirikan oleh Colin Austin di Melbourne, Australia pada tahun 1978 dan sekarang berpusat di Framingham, Massachusetts.
49
Moldflow Corporation memiliki dua produk utama yaitu Moldflow plastic Insigth dan Moldflow plastic adviser.
Moldflow plastic adviser memiliki 2 fitur utama dalam melakukan analisis terhadap proses injection molding, yaitu Moldflow part adviser dan Moldflow mold
adviser. Moldflow part adviser digunakan untuk melakukan analisa terhadap satu bagian/part dari benda yang akan di injeksi (single cavity analysis), sedangkan
Moldflow mold adviser memiliki kapabilitas untuk melakukan analisa terhadap keseluruhan system yang berhubungan dengan proses injeksi (multicavity analysis). Dengan bantuan software ini, engineer dapat melakukan analisa dan simulasi untuk mendapatkan hasil injeksi yang paling optimal tanpa harus mengeluarkan ’effort’ yang isa-sia. Penggunaan Moldflow memang dikhususkan untuk dunia industri molding, namun tidak semua industri ini dapat memakai
software ini. Hal ini disebabkan moldflow merupakan software ’high-end’ dalam dunia injection molding dan harga untuk software ini relatif mahal, maka software ini hanya dapat dijumpai pada beberapa industri ijection molding yang sudah maju/ modern dan bertaraf internasional.
2.8.1
Kemampuan Anlisis Moldflow Plastic Adviser
Moldflow sangat membantu dalam melakukan analisis pada proses injection molding, karena Moldflow memiliki fitur untuk melakukan analisis dengan
50
melakukan simulasi pada proses injection molding. Kemampuan analisis yang dapat dilakukan oleh Moldflow antara lain : 1. Analisa pengisian material plastik ke dalam cetakan (Plastic Filling
Analysis), yaitu : • Mengidentifikasi area dari geometri bagian benda yang mungkin untuk dilakukan injeksi (manufacturability) dan masalah kualitas dari injeksi. • Memberikan gambaran secara praktikan/masukan spesifik terhadap desain untuk menyelesaikan masalah yang telah di identifikasi sebelumnya. • Memberikan gambaran tentang tekanan yang di distribusikan pada saat injeksi, temperatur permukaan dan orientasi pada permukaan. • Memprediksikan lokasi Weld line dan Air-trap. 2. Analisa
keseimbangan
Runner
(Runner
Balance
Analysis),
dapat
memberikan engineer kemudahan untuk melakukan setting terhadap ukuran runner untuk membuat aliran plastik menjadi seimbang. 3. Analisa letak runnuer yang paling sesuai (Runner Adviser Analysis), dapat membantu engineer dalam menentukan dimensi sprue, runner dan gate
location secara otomatis.
51
4. Analisis Sink Mark, membatu engineer untuk memprediksikan letak sink
mark yang mungkin terjadi setelah proses injeksi selesai. 5. Analisa kualitas Cooling (Cooling Quality Analysis), dapat membantu
engineer untuk mengidentifikasi dan memperbaiki area yang memiliki suhu tidak merata (lebih tingi) pada benda untuk menghindari cycle time yang lama dan kemungkinan terjadinya sink marki. 6. Analisa lokasi injeksi (Gate Location Analysis), dapat membantu engineer dalam menentukan lokasi injeksi yang paling baik. 7. Molding Window Analysis, yaitu : • Dapat membantu menentukan kondisi optimum dalam proses injeksi • Mengevaluasi sensitifitas tiap bagian pada saat proses injeksi berlangsung. • Dapat membantu dalam melakukan perbandingan grade material, evaluasi terhadap lokasi injeksi dan mendapatkan ukuran dari kualitas benda.
8. Material Database, dapat membantu engineer
memberikan informasi
mengenai material-material yang secara umum dipakai dalam proses injeksi dan terdiri dari kurang lebih sekitar 7500 karakteristik dari grade material
thermoplastik.
52
2.8.2
Anlisa Utama Moldflow Plastic Adviser Pada Software Moldflow sendiri terdapat beberapa jenis analisa yang dapat dilakukan, jenis analisa yang dilakukan dapat dipilih sesuai dengan kebutuhan pihak pengguna. Berikut jenis-jenis analisa nya : 1. Fill Analysis Æ Jenis analisa yang menghasilkan data-data yang berhubungan dengan pengisian dan sifat aliran material plastik ke dalam cavity selama proses injeksi moulding. 2. Cool Analysis temperatur
Æ
Jenis analisa yang menghasilkan data-data mengenai
moulding
dan
material
saat
proses
injeksi
dengan
mempertimbangkan faktor/parameter sistem pendinginan pada moulding yang digunakan. 3. Gate Location Æ Jenis analisa yang menghasilkan data-data mengenai titik terbaik untuk membuat lubang injeksi pada moulding, lubang inilah yang akan menjadi tempat masuknya material saat proses injeksi nanti. 4. Geometry Analysis Æ Jenis analisa yang menghasilkan data-data mengenai tingkat kompleksitas suatu desain produk yang hendak dianalisa dengan software Moldflow. Semakin kompleks desain dan besar ukuran produk tersebut, maka akan dibutuhkan waktu yang lebih lama untuk menganalisanya. 5. Pack Æ Analisa ini digunakan untuk mengtahui data mengenai
53
6. Cool Quality Analysis Æ Jenis analisa yang menghasilkan data mengenai
temperature mould dan material saat terjadinya proses injeksi. Analisa ini mempunyai penyajian yang hampir sama dengan Cooling Quality Analysis, hanya saja tidak memperhitungkan faktor sistem pendinginan yang digunakan pada molding, namun hanya berdasarkan desain bentuk mold dan produk. Dari jenis analisa di atas dapat dibagi pula menjadi beberapa sub analisa, sub-sub analisa inilah yang nanti akan menyajikan data yang akan dianalisa oleh para analisis yang disesuaikan dengan kebutuhan lapangan. Pada penelitian ini hanya digunakan Fill Time Analysis, Pack Analysis, dan Cooling Quality Analysis. Berikut ini merupakan jenis-jenis sub analisa yang dapat digunakan saat penelitian ini, yaitu : 1. Fill Analysis •
Fill Time Æ
Sub analisa ini menunjukan waktu yang dibutuhkan
material plastik agar dapat mengisi seluruh bagian cavity moulding dengan menyeluruh. Selain itu juga analisa ini dapat digunakan untuk mengetahui apakah aliran material akan mengisi cavity moulding secara bersamaan atau tidak. Aliran material tersebut biasanya ditunjukan dalam pattern warna pada hasil analisa. Suatu pengisian yang baik biasanya ditunjukan dengan pattern warna yang sama dan seimbang pada posisi tertentu.
54
Sumber : Software MoldFlow
Gambar 2.11 Perbandingan Aliran yang benar dan salah •
Plastic Flow Æ Sub analisa ini menunjukan bahwa seluruh bagian cetakan moulding dapat terisi dengan baik dengan parameter tekanan yang telah ditentukan sebelumnya. Jika tekanan yang diberikan terlalu rendah maka ada kemungkinan material tidak akan mengisi seluruh bagian cetakan.
•
Confidence of Fills Æ Sub analisa ini menunjukan persentase kemampuan material untuk mengisi seluruh bagian cetakan moulding, dimana biasanya hal ini ditunjukan dengan warna pada hasil analisa.
Sumber : Software MoldFlow
Gambar 2.12 Warna persentase tingkat pengisian Confidence of Fills
55
(1): Will definitely fill. (2): May be difficult to fill or may have quality problems. (3): Will be difficult to fill or will have quality problems. (4): Will not fill . •
Quality Prediction Æ Sub analisa ini menunjukan persentase terhadap tingkat kualitas produk yang nantinya dihasilkan dari proses injeksi. Tingkat kualitas yang ditunjukan pada analisa ini lebih dipengaruhi oleh desain produk, cetakan moulding, parameter tekanan, parameter suhu
moulding,dll. Untuk sistem pendinginan hanya mempunyai pengaruh yang minor/minimal terhadap hasilnya.
Sumber : Software MoldFlow
Gambar 2.13 Keterangan warna hasil analisa Quality Prediction •
Pressure at the End of Fill Æ Sub analisa ini menunjukan besarnya tekanan yang mendekati ideal dari proses simulasi injeksi moulding. Analisa ini juga menunjukan data besarnya tekanan pada lokasi-lokasi tertentu (seperti pada Sprue, Runner, Gate dan Part) yang dinyatakan dalam warna-warna.
56
•
Temperature at Flow Front Æ Merupakan analisa yang menunjukan besarnya suhu aliran material saat terjadinya injeksi material ke
moulding. Setiap material mempunyai batasan suhu aliran yang ditoleransi berupa range nilainya. Jika suhu pada bagian aliran lebih tinggi ataupun lebih rendah dari batas yang ditentukan, maka terdapat kemungkinan terjadi permasalahan pada permukaan produk nya nanti (seperti Short shot, degradasi material, dll) •
Air Traps Æ Analisa ini menunjukan terdapatnya suatu lubang(bubble) udara pada bagian dari suatu produk, dimana bagian ini biasanya merupakan tempat bertemu dua atau lebih aliran material saat proses injeksi. Hasil dari air traps di kenyataan biasanya berupa lubang kecil pada permukaan produk, dan hal ini mungkin saja dapat ditoleransi pada produk tertentu.
Sumber : Software MoldFlow
Gambar 2.14 Contoh akibat dari Air Traps •
Weld Lines Æ Analisa yang menunjukan garis yang akan terlihat setelah proses injeksi moulding nanti. Hal ini terjadi karena perbedaan waktu
57
dan kuantitas bertemu nya kedua aliran material yang telah mengisi cetakan produk pada bagian-bagian tertentu. Garis yang dihasilkan bisa saja mengakibatkan masalah struktural (jika terjadi pada bagian yang nantinya akan menahan sesuatu) dan masalah visual (jika terjadi pada bagian yang harus kelihatan besih dan halus). Untuk permasalahan Weld
Lines ini hampir sulit untuk dihindari, namun bisa diminimalisir dengan mempertimbangkan faktor-faktor seperti : besarnya tekanan injeksi, penempatan
Gate,
pengaturan
suhu
yang
masih
dalam
batas
rekomendasi,dll. •
Orientation at Skin Æ Analisa yang menunjukan orientasi/kebiasaan arah aliran molekul-molekul material saat terjadi nya proses injeksi
moulding. Orientasi arah yang sembarangan dapat memberikan permasalahan pada produk nantinya, seperti : penurunan kualitas, timbulnya weld lines, timbul gelembung-gelembung udara (air
traps),dll. Arah aliran molekul-molekul tersebut ditunjukan dalam bentuk garis-garis pada simulasi Moldflow. Penempatan posisi injeksi yang tepat akan sangat berpengaruh terhadap arah aliran molekulmolekul material tersebut.
58
Sumber : Software MoldFlow
Gambar 2.15 Perbandingan arah aliran yang benar dan salah
2. Cool Analysis •
Circuit Reynolds Number Æ Analisa ini menunjukan nilai reynolds yang pada sistem pendinginan moulding. Reynolds Number adalah suatu bilangan yang biasanya digunakan untuk mengukur rasio gaya inersia dengan gaya viskos dan mengkuantifikasikan kedua gaya tersebutpada suatu aliran tertentu. Pada analisa ini Reynolds Number digunakan sebagai bilangan untuk mengukur tingkat turbulensi yang dihasilkan oleh kegiatan pemindahan panas dari Moulding ke saluran cooling.
Reynold Numbers pada sistem pendingin dipengaruhi oleh diameter pipa pendingin dan volume cairan yang mengalir pada sistem pendingin. Reynolds number yang ideal akan membuat pendinginan terhadap
moulding menjadi lebih efektif. Nilai minimal adalah sebesar 4000,
59
namun yang ideal untuk pendinginan yang lebih baik adalah sebesar 10000. •
Circuit Coolant Temperature Æ Analisa ini menunjukan besarnya suhu cairan pendingin yang berada di dalam saluran pendingin pada saat proses injeksi moulding. Biasanya suhu cairan pendingin akan meningkat pada saat keluarnya cairan dari saluran pendinginan, hal ini terjadi karena perpindahan panas dari moulding ke saluran pendinginan. Pengaturan suhu pada cairan harus disesuaikan dengan keadaan sekitar dan kebutuhan saja. Tidak
selalu semakin dingin suatu sistem
pendinginan hasilnya akan semakin baik. •
Cooling Time Variance Æ Analisa ini menunjukan variasi perbedaan waktu untuk membeku di bagian tertentu pada produk. Variasi waktu nya didasarkan perbedaan terhadap waktu rata-rata pembekuan material menjadi suatu produk. Analisa ini juga dapat digunakan sebagai dasar oleh analisis untuk melakukan perubahan-perubahan pada sistem pendinginan dan juga membantu untuk menentukan Cycle Time yang diinginkan agar produk yang dihasilkan dapat membeku secara merata di setiap bagiannya.
60
Sumber : Software MoldFlow
Gambar 2.16 Contoh keterangan Cooling Time Variance •
Temperature Part Æ Analisa menunjukan besarnya batasan/range suhu bagian-bagian pada produk yang nanti akan dihasilkan oleh proses injeksi moulding/selama proses produksi. Analisa ini bisa dijadikan sebagai dasar untuk mengetahui lokasi bagian produk yang mempunyai suhu lebih tinggi dibandingkan bagian lainnya. Selisih antara temperatur tertinggi dengan temperatur terrendah pada bagian produk harus tidak boleh lebih besar dari 10oC, lalu juga variasi temperatur permukaan produk tidak lebih dari 10-20oC dari temperatur inlet cooling.
•
Temperature Variance Æ Analisa ini menunjukan variasi perbedaan temperatur suhu di lokasi tertentu pada benda yang dipengaruhi oleh sistem cooling dan desain geometri produk. Variasi temperatur suhu nya didasarkan dengan perbedaan terhadap temperatur rata-rata permukaan produk. Hasil yang disarankan agar perbedaan antara temperatur
61
tertinggi dan terrendah pada analisa ini tidak signifikan, sehingga membuat waktu pembekuan produk hampir sama antar satu lokasi dengan lokasi lain. Keterangan analisa
Temperature Variance ini
dinyatakan dengan warna biru dan warna merah sebagai indikatornya.
Sumber : Software MoldFlow
Gambar 2.17 Contoh keterangan analisa Temperature Variance
