TUGAS AKHIR ANALISA KEGAGALAN PRODUKSI BOTOL PLASTIK DENGAN METODE ANALISA SEBAB UTAMA PADA MESIN EKTRUSI CETAK TIUP SMC 2000 DST

TUGAS AKHIR

ANALISA KEGAGALAN PRODUKSI BOTOL PLASTIK DENGAN METODE ”ANALISA SEBAB UTAMA” PADA MESIN ”EKTRUSI CETAK TIUP” SMC 2000 DST

Diajukan untuk memenuhi syarat mencapai gelar Strata – 1

Disusun Oleh : Nama

: Markus

NIM

: 4130401-015

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2008

Tugas Akhir

LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama

: Markus

NIM

: 4130401 - 015

Fakultas

: Teknologi Industri

Program Studi : Teknik Mesin Judul Skripsi

: Analisa Kegagalan Produksi Botol Plastik Dengan Metode “Analisa Sebab Utama” Pada Mesin “Ektrusi Cetak Tiup” SMC 2000 DST

Menyatakan dengan sebenar – benarnya bahwa Tugas Akhir ini merupakan hasil karya saya sendiri dan tidak menyalin sebagian / seluruhnya dari karya orang lain, kecuali bagian - bagian yang telah disebutkan sumbernya.

Jakarta,

2008

Markus

Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

i

Tugas Akhir

Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana Jakarta

LEMBAR PENGESAHAN I TELAH DIPERIKSA DAN DISAHKAN

Jakarta,

2008

( Nanang Ruhyat, ST MT ) Koordinator TA


ii

Tugas Akhir

Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana Jakarta

LEMBAR PENGESAHAN II TELAH DIPERIKSA DAN DISAHKAN

Jakarta,

2008

( Ir. Ariosuko Dh ) Pembimbing TA


iii

Tugas Akhir

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT, karena hanya dengan rahmat dan karunia – Nya penulis dapat menyelesaikan penyususunan Tugas Akhir ini tepat pada waktunya. Maksud dan tujuan dari Tugas Akhir ini adalah untuk memenuhi syarat kurikulum pada Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana demi mencapai gelar Strata 1. Selama penyusunan Tugas Akhir ini tidak sedikit mengalami kendala yang penulis hadapi, baik berupa pengumpulan literature maupun kurangnya pengalaman dalam menulis. Namun berkat dorongan dan bimbingan sedikit demi sedikit kendala yang penulis hadapi ini dapat diatasi sehingga tersusunlah Tugas Akhir ini dengan judul ” Analisa Kegagalan Produksi Botol Plastik Dengan Metode Analisa Sebab Utama Pada Mesin Ektrusi Cetak Tiup SMC 2000 DST “. Dalam pelaksanaanya maupun menyusun Tugas Akhir ini penulis telah banyak mendapat dorongan, bimbingan, arahan, dan masukan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih, khususnya kepada :

1. Bapak Yohanes Bismo, selaku Manager Produksi PT. Dynaplast II Jatake yang memberikan kebebasan dalam pengambilan data dan penelitian serta bimbingan dan arahan. 2. Bapak Muhdlor, Bapak Budi dan Bapak Robendri selaku Section Head PT.Dynaplast II Jatake, yang selalu memotifasi dan mengarahkan dalam melaksanakan Tugas Akhir. 3. Segenap karyawan dan karyawati PT.Dynaplast II Jatake. 4. Keluarga dan saudara atas dukungan dan doa yang memberikan semangat. 5. Bapak Ir. Ariosuko Dh sebagai pembimbing Tugas Akhir yang memberikan dorongan moril, bimbingan, arahan dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 6. Bapak Nanang Ruhyat, ST MT sebagai koordinator kerja praktek.


iv

Tugas Akhir

7. Teman - teman Teknik Mesin angkatan 2004 yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Akhir kata semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat khususnya baik penulis maupun bagi pembaca yang berkepentingan.

Jakarta,

2008

Markus


v

Tugas Akhir

ABSTRAK

Melihat perkembangan teknologi yang semakin maju dan modern sekarang ini, tentunya harapan kita semua adalah bukan hanya mengikuti perkembangan yang ada tetapi yang terpenting adalah diharapkan dapat melahirkan tenaga-tenaga ahli di bidang teknologi yang mampu memunculkan ide, pemikiran atau gagasan, inovasi baru yang kemudian diwujudkan dalam bentuk suatu hasil karya nyata yang menghasilkan suatu produk berkualitas baik tanpa cacat, efektif dan efisien serta mampu bersaing dengan negara maju lain. Analisa cacat botol plastik dengan metode RCA bertujuan untuk mendapatkan karakterisasi proses botol plastik yang baik dan sesuai tanpa cacat dan bila terdapat cacat pada botol plastik akan diselesaikan dengan metode RCA sampai mendapatkan tindakan yang tepat untuk menyelesaikan permasalahan yang terjadi dan proses cetak tiup yang sesuai. Proses botol plastik Ovale 100 ml dilakukan pada ekstrusi cetak tiup SMC 2000 DST material plastik jenis PP (Polypropylene). Proses cetak tiup dilakukan pada Air reg 500 L, tekanan tiup 10 bar, temperatur lebur plastik (1800 – 2200 C), faktor penyusutan 1,4 %. Proses ini dilakukan untuk mendapatkan metode yang sesuai untuk bahan tersebut agar produk yang dihasilkan baik dan sesuai standarisasi. Hasil penelitian menunjukan karakterisasi proses botol yang baik. Beban material jenis PP 12,3 gr, temperatur lebur material PP (2200 C), temperatur die head (1850 C), temperatur cetakan (250 C), kapasitas mesin cetak botol plastik yang diperlukan 17,1 Ton, waktu siklus untuk menghasilkan produk 35,04 detik, total power barrel untuk meterial PP 30,8 A, dan toleransi penyusutan produk 0,6 mm. Jika, botol plastik melebihi toleransi yang telah ditentukan dingggap cacat produk. Hasil penelitian menunjukan penyelesaian dengan mempergunakan metode RCA akan lebih terarah dalam menentukan akar penyebab permasalahan yang terjadi.

Kata kunci : kriteria cacat botol plastik, RCA.


vi

Tugas Akhir

DAFTAR ISI Lembar Pernyataan ......................................................................................

i

Lembar Pengesahan .....................................................................................

ii

Kata Pengantar .............................................................................................

iv

Abstrak .........................................................................................................

vi

Daftar Isi ......................................................................................................

vii

Daftar Notasi ................................................................................................

ix

Daftar Gambar .............................................................................................

xi

Daftar Tabel .................................................................................................

xiii

Daftar Rumus ...............................................................................................

xiv

Bab I Pendahuluan 1.1 Latar Belakang ...........................................................................

1

1.2 Tujuan Penulisan .......................................................................

2

1.3 Pembatasan Masalah .................................................................

2

1.4 Metode Penulisan .......................................................................

2

1.5 Sistematika Penulisan ................................................................

3

Bab II Tinjauan Pustaka 2.1 Pengertian Proses Pembuatan Botol Plastik ..............................

4

2.2 Klasifikasi Botol Plastik ............................................................

5

2.2.1 Jenis-Jenis Tutup Botol \ Cap ...........................................

5

2.2.2 Jenis – Jenis Bentuk Botol ...............................................

8

2.3 Klasifikasi Material Plastik .......................................................

10

2.4 Jenis Proses Pembuatan Botol Plastik .......................................

12

2.4.1 Ektrusi Cetak Tiup ............................................................

12

2.4.2 Injeksi Cetak Tiup ............................................................

15

2.5 Mesin Ektrusi Cetak Tiup ..........................................................

16

2.6 Mesin Pendukung Ektrusi Cetak Tiup .......................................

25

2.6.1 Mesin Pendingin (Cooling Water) ....................................

25

2.6.2 Kompresor ........................................................................

26

2.7 Standarisasi Proses Mesin Agar Produk Sempurna ...................

27

2.8 Jenis Cacat Botol Plastik ...........................................................

38


vii

Tugas Akhir

Bab III Metodologi Penelitian 3.1 Teori Analisa Sebab Utama .......................................................

41

3.2 Penyebab Cacat Botol Plastik ...................................................

49

3.3 Hipotesa Diagram RCA ............................................................

51

Bab IV Analisa Dan Pembahasan 4.1 Metodologi Penelitian ................................................................

52

4.2 Perhitungan Persiapan Sebelum Proses .....................................

56

4.3 Tindakan Penyelesaian Cacat ....................................................

62

4.4 Koreksi Diagram RCA ..............................................................

63

Bab V Penutup 5.1 Kesimpulan ................................................................................

66

5.2 Saran ..........................................................................................

68

Daftar Pustaka ............................................................................................

69

Lampiran ....................................................................................................

70


viii

Tugas Akhir

DAFTAR NOTASI

Singkatan

Keterangan

Satuan Metrik

Ac

Luas area Cetakan

cm2

Acr

Tingkat Udara Di Kompresor

1,5 - 2

Air Reg

Kapasitas Produksi SMC 2000 DST

m3

Bt

Waktu Mengolah Material

detik

CF

Kekuatan Klamping

Ton

CT

Waktu Satu Siklus

detik

D1

Diameter Cetakan

mm

Dk

Diameter Pin

mm

Dd

Diameter Die

mm

Ds

Diameter Ulir

mm

Fp

Faktor Penyusutan

mm

G

Berat Botol Plastik

gr

Gr

Berat Sisa Material Botol Plastik (runner)

gr

Ij

Volume Barrel

cm3

Is

Jarak Injeksi Material

mm

It

Total Power Barrel

A

K

Faktor Koreksi

%

Kv

Jumlah Produk

pcs

L

Volume Udara Tiup (Blowing)

m3

Ms

Daya Tampung Cetakan

gr

Pc

Tekanan Cetakan

bar

S.G

Berat Jenis Material

-

Sp

Kecepatan Putaran Ulir

rpm

Sspeed

Kecepatan Ulir

rpm

StensileSteel

Tegangan Tarik Tensile Steel

N/mm2

Sw

Beban Material

gr

Tt

Tekanan Tiup (Blowing)

bar


ix

Tugas Akhir

Vb

Volume Botol

ml

Wcalib

Kecepatan Motor Hopper

rpm

Wh

Jumlah Material di Tempat Material

gr/h


x

Tugas Akhir

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Tutup Botol Ulir ...................................................................

5

Gambar 2.2

Tutup Botol Pengunci ...........................................................

6

Gambar 2.3

Penutup Berlanjut .................................................................

7

Gambar 2.4

Tutup Botol Segel .................................................................

7

Gambar 2.5

Tutup Botol Segel .................................................................

8

Gambar 2.6

Tutup Botol Berpengaman ...................................................

8

Gambar 2.7

Bentuk Botol Plastik .............................................................

9

Gambar 2.8

Bentuk Botol Plastik .............................................................

10

Gambar 2.9

Kode Material Plastik ...........................................................

11

Gambar 2.10 Lokasi Simbol Material Pada Botol ......................................

12

Gambar 2.11 Proses Ektrusi Cetak Tiup ....................................................

13

Gambar 2.12 Teknik Satu Lapisan Material ..............................................

15

Gambar 2.13 Teknik Dua Lapisan Material ...............................................

15

Gambar 2.14 Mesin SMC 2000 DST .........................................................

17

Gambar 2.15 Skema Mesin SMC 2000 DST .............................................

17

Gambar 2.16 Pencetak Parison ...................................................................

21

Gambar 2.17 Die-Pin Jenis Lancip ............................................................

21

Gambar 2.18 Die-Pin Jenis Kerucut ...........................................................

22

Gambar 2.19 Proses Pembentukan Pipa Plastik .........................................

22

Gambar 2.20 Peniup Selang Plastik ...........................................................

23

Gambar 2.21 Cetakan Botol Plastik ...........................................................

24

Gambar 2.22 Mesin Pendingin Cetakan .....................................................

26

Gambar 2.23 Pendingin Mesin ...................................................................

26

Gambar 2.24 Kompresor ............................................................................

27

Gambar 3.1

Analisa Sebab Utama (RCA) ...............................................

42

Gambar 3.2

Diagram Tulang Ikan ...........................................................

43

Gambar 3.3

Kontrol Unit .........................................................................

45

Gambar 3.4

Model Pemecahan Masalah ..................................................

47

Gambar 3.5

Hipotesa Cacat Botol ............................................................

51


xi

Tugas Akhir

Gambar 4.1

Diagram Alir Perhitungan Botol ..........................................

55

Gambar 4.2

Diagram Final Cacat Botol Plastik Dengan RCA ................

64


xii

Tugas Akhir

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Temperatur Pendingin ..................................................................

25

Tabel 2.2 Diameter Screw ............................................................................

28

Tabel 2.3 Klasifikasi Material ......................................................................

29

Tabel 2.4 Minimal dan Maksimal Kecepatan Material ................................

29

Tabel 3.1 Data Material ...............................................................................

46

Tabel 4.1 Tindakan Penyelesaian RCA .......................................................

62


xiii

Tugas Akhir

DAFTAR RUMUS

Rumus 2.1 Beban Material ........................................................................

30

Rumus 2.2 Kecepatan Putaran Ulir ............................................................

30

Rumus 2.3 Volume Injeksi ........................................................................

31

Rumus 2.4 Beban Motor Barrel .................................................................

31

Rumus 2.5 Beban Listrik Pemanas Material .............................................

32

Rumus 2.6 Total Power barrel ....................................................................

32

Rumus 2.7 Waktu Siklus Produk ...............................................................

32

Rumus 2.8 Waktu Mengolah Material .......................................................

33

Rumus 2.9 Jumlah Matrial Di Hooper .......................................................

33

Rumus 2.10 Kecepatan Motor Hopper ........................................................

34

Rumus 2.11 Luas Area Cetakan ..................................................................

34

Rumus 2.12 Kekuatan Clamping .................................................................

34

Rumus 2.13 Tegangan Tarik Tie Bar ...........................................................

35

Rumus 2.14 Faktor Keamanan Tie Bar .......................................................

35

Rumus 2.15 Diameter Die ...........................................................................

36

Rumus 2.16 Diameter Pin ............................................................................

36

Rumus 2.17 Penyusutan Produk ..................................................................

37


xiv

Tugas Akhir

BAB I PENDAHULUAN

1.1

LATAR BELAKANG Dengan adanya perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan yang

bertambah maju, industri plastik di dunia terutama di Indonesia mengalami perkembangan yang sangat pesat. Banyak perusahaan – perusahaan yang bekerja sama dengan industri plastik dalam memproduksi alat / barang. Itu dikarenakan plastik mudah dibentuk dengan inovasi – inovasi yang dapat menarik perhatian konsumen dan tidak mudah pecah. Seiring dengan kemajuan perkembangannya, PT. Dynaplast yang merupakan perusahaan yang bergerak dalam bidang industri plastik terus berupaya meningkatkan kinerja perusahaan. Untuk itu dalam mempertahankan perkembangan produksinya PT. Dynaplast harus menjaga seluruh komponen yang menunjang. Komponen yang terpenting dalam sebuah perusahaan adalah mesin. Oleh karena itu, mesin – mesin yang dipergunakan harus dijaga dan dirawat agar memiliki kinerja yang sesuai standar operasional. Salah satu mesin yang dipakai dalam memproduksi di PT. Dynaplast adalah mesin pencetak botol plastik, dengan proses mekanik yang mempergunakan sistem hidrolik dengan fluida oli. Proses pencetakan botol plastik merupakan proses produksi di mana bahan plastik yang akan diproses, dicairkan dahulu dengan pemanasan didalam barel kemudian dengan tekanan yang tinggi cairan tersebut didorong dengan besi berulir (screw) untuk di injeksikan kedalam die head untuk diubah kedalam bentuk pipa plastik kemudian cetakan akan menangkap pipa plastik tersebut barulah cetakan botol plastik ditiup oleh blowpin untuk meniup pipa parison dan terbentuklah botol plastik sesuai dengan bentuk dari cetakan.


1

Tugas Akhir

1.2

TUJUAN PENULISAN Dengan menganalisa kegagalan produksi botol plastik dengan metode

RCA ”analisa sebab utama” diharapkan mendapatkan jawaban karakterisasi botol plastik, mengetahui permasalahan-permasalahan yang ada pada proses cetak botol plastik, mendapatkan proses botol plastik yang baik dan sesuai. Analisa RCA dimulai dari identifikasi cacat yang terjadi, menemukan penyebab utama cacat, mengambil tindakan, verifikasi tindakan, dan standarisasi.

1.3

PEMBATASAN MASALAH Batasan masalah terhadap materi yang akan dibahas agar penulisan lebih

terarah dan mempermudah dalam menganalisa, batasan tersebut hanya pada analisa kegagalan produksi botol plastik dengan metode RCA pada mesin ekstrusi cetak tiup.

1.4

METODE PENULISAN Metode penulisan yang dipakai dalam penulisan Tugas Akhir ini

dilaksanakan melalui beberapa metode: 1.

Metode kepustakaan, dilakukan penulis guna mendukung penulisan dan mencari referensi data yang bersifat teori, serta membandingkan dan mengaplikasikannya pada penerapan dilapangan. Termasuk didalamnya metode elektronis, dilakukan penulis dalam pengumpulan data melalui internet.

2.

Metode lapangan, dilakukan dengan cara pengamatan secara langsung bagian produksi cetak botol plastik pada PT. Dynaplast.

1.5

SISTEMATIKA PENULISAN

BAB I PENDAHULUAN Berisi tentang latar belakang, tujuan penulisan, pembatasan masalah, metode penulisan, dan sistematika penulisan.


2

Tugas Akhir

BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini berisi tentang teori proses ekstrusi cetak tiup, jenis produk botol plastik, dan mengidentifikasi jenis-jenis cacat pada botol plastik.

BAB III TEORI RCA DAN HIPOTESA Pada bab ini berisi teori tentang RCA (analisa sebab utama), tahapan penyelesaian masalah dengan metode RCA. Di akhir bab ini disampaikan hipotesa penyebab cacat botol plastik.

BAB IV PEMBAHASAN MASALAH Bab ini akan menguraikan tentang perhitungan proses cetak botol plastik guna persiapan sebelum proses setting produksi dan sesudah, membahas tindakan yang diambil untuk mendapatkan jawaban penyebab cacat-cacat botol plastik supaya mendapatkan hasil produk yang baik.

BAB V PENUTUP Bab ini berisi tentang kesimpulan dari uraian bab sebelumnya serta mencoba memberikan saran-saran.


3

Tugas Akhir

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 PENGERTIAN PROSES PEMBUATAN BOTOL PLASTIK Merupakan proses pengembangan dari proses injeksi dan kompresi, yang merupakan proses tradisional dalam pembuatan plastik. Pada proses botol plastik, material termoplastik diubah ke produk jadi dengan cara memberi perubahan bentuk berupa tiupan dan dilakukan dalam kondisi pemanasan. Pada mesin pencetak botol plastik, bahan cetakan yang biasanya digunakan adalah aluminium paduan. Aluminium paduan memiliki sifat yang mudah dibentuk, ringan dan mudah menghantarkan panas, cetakan botol plastik sering mengalami deformasi jika parison meletus dan terjepit di bagian sisi dalam cetakan. Hal ini terkadang menimbulkan cacat pada produk botol plastik dan sebagai produsen botol plastik kita harus menghasilkan produk botol plastik yang berkualitas baik tanpa cacat dan sesuai dengan standarisasi yang telah ditentukan. Untuk mengalirkan suatu material thermoplastik maka material harus dilelehkan terlebih dahulu untuk dilakukan proses pencairan biji plastik. Proses pemanasan material biji plastik ini dilakukan oleh bagian mesin yang dinamakan ekstruder. Lelehan plastik akan didorong oleh ekstruder melalui die head. Pada die head akan dimulai pembentukan selang plastik panas yang keluar dari die ini disebut “Parison”. Parison ini akan dijepit diantara dua bagian cetakan dan kemudian lewat alat peniup / blowpin, parison akan ditiup dari dalam sehingga parison akan mengembang serta didinginkan sehingga mencapai bentuk yang sesuai dengan cetakan. Sistem ini pertama kali di patenkan di USA pada tanggal 28 Mei 1880 oleh Celluloid Novelty Co. dan Celluloid Mfg. Co. New York.


4

Tugas Akhir

2.2 KLASIFIKASI BOTOL PLASTIK

2.2.1 Jenis-Jenis Tutup Botol \ Cap 1. Tutup Botol Ulir Tutup botol ulir terbagi dua jenis ada yang menggunakan liner (anti bocor) ada pula yang tidak menggunakan liner berdasarkan awal dan akhirnya ulir. Untuk tutup botol ulir banyak dipergunakan sebagai botol yang berisi cairan, dan material plastik yang dipergunakan untuk tutup botol ulir lebih banyak menggunakan jenis material PP, ukuran ulir tutup botol terbagi menjadi : Tutup botol ukuran ulir 400 Tutup botol ukuran ulir 410 Tutup botol ukuran ulir 415

Gambar 2.1 Tutup Botol Ulir

1

1

. Dynaplast, PT., Quality Assurance Departement, (Tangerang, 2002), hal: 1 dari 8


5

Tugas Akhir

2. Tutup Botol Pengunci (Cap Snap on) Penutupan cap dilakukan tanpa diputar tetapi dengan cara ditekan dan tutup botol akan terkunci. Tutup botol pengunci dapat dipergunakan untuk mengisi

produk

yang

berbentuk

bubuk/butiran.

Material

plastik

yang

dipergunakan untuk tutup botol pengunci adalah jenis material plastik PP dan Material plastik HDPE.

Gambar 2.2 Tutup Botol Pengunci 2

3. Penutup Berlanjutan (Continueing Closure) Yang dimaksud dengan tutup botol berlanjut adalah dua jenis atau lebih tutup botol yang dijadikan satu, dan tutup botol ini di rancang untuk mempermudah pemakai botol sehingga saat mengeluarkan isinya, tidak perlu membuka atau memisahkan tutup dengan botolnya. Dari jenis – jenis tutup botol berlantutan terdapat banyak jenis, diantaranya :

2



6

Tugas Akhir

Gambar 2.3 Tutup Botol Berlanjut

4. Tutup Botol Segel (Tamper – Evident Closure) Tutup botol ini di rancang untuk menjaga isi, jika isi sudah dikeluarkan tutup botol akan rusak. Jenis tutupnya menggunakan ulir atau pengunci dan material plastik yang dipergunakan adalah jenis material plastik PP dan jenis HDPE.

Gambar 2.4 Tutup Botol Segel 3

3



7

Tugas Akhir

Gambar 2.5 Tutup Botol Segel

5. Tutup Botol Berpengaman (Child – Resistant Closure) Tutup botol ini di rancang khusus untuk melindungi penyalahgunaan oleh anak kecil. Sehingga untuk membuka tutup botol diperlukan tindakan khusus, seperti : ditekan dan diputar, digoyangkan dan diputar atau ditekan dulu pada bagian tertentu.

Gambar 2.6 Tutup Botol Berpengaman

2.2.2 Jenis – Jenis Bentuk Botol Pada prinsipnya botol berdasarkan leher botol (neck) mengikuti jenis capnya. Sementara berdasarkan bentuknya botol terbagi menjadi empat macam : a. Oblong (kombinasi oval dan kotak) b. Bulat (Round) c. Kotak (Square) Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

8

Tugas Akhir

d. Lonjong (Oval)

(a)

(b)

(c)

Gambar 2.7 Bentuk Botol Plastik

4

4



9

Tugas Akhir

(d)

Gambar 2.8 Bentuk Botol Plastik

2.3 KLASIFIKASI MATERIAL PLASTIK Secara umum plastik dibedakan menjadi dua kategori, yaitu : Pemanasan Plastik Berulang (Thermo Plastik) Di mana jenis plastik ini dapat dipanaskan sehingga menjadi struktur lunak / cair kemudian menjadi keras saat dingin. Setelah itu plastik ini dapat dilunakan / dicairkan kembali berulang kali. Contoh : PP, PE, PVC, NYLON, PET, PS, ABS. Pemanasan Plastik Tidak Berulang (Thermoset Plastik) Plastik jenis ini hanya sekali saja mengalami struktur lunak / cair setelah dipanaskan, setelah dingin menjadi berstruktur keras serta tidak dapat dicaikan kembali. Plastik jenis ini banyak dipakai untuk berbagai peralatan listrik. Contoh : penolic, melamine.

Hanya saja pada botol ada bagian yang perlu diperhatikan yang dapat membedakan jenis materialnya, yaitu “kode material botol plastik”. Kode material botol di rancang untuk memudahkan identifikasi produk oleh pembeli dan untuk proses produksi pengolah limbah. Pada umumnya kode material terbagi enam jenis material plastik yaitu :


10

Tugas Akhir

a. PET = poly-ethylene terephthalate b.HDPE = high density polyethylene c. PVC = vinyl / plyvinyl chloride d.LDPE = low density plyethylene e. PP = polypropylene f. PS = polystyrene

Gambar 2.9 Kode Material Plastik •

5

Ukuran dari kode material ini, yaitu : Tujuan ukuran kode material disesuaikan dengan volume botol agar kode

material dapat lebih terlihat dengan mudah. Dibawah ini ukuran kode material yang disesuaikan dengan volume botol : 1. 12,7 mm untuk botol volume 1.10-3 s/d 2.10-3 m3 2. 19 mm untuk botol volume 2.10-3 s/d 4,5.10-3 m3 3. 25,4 mm untuk botol volume lebih dari 4,5.10-3 m3 •

Cara pembuatan kode material : Pembuatan kode material pada botol plastik dapat sebagai informasi jenis

material yang dipergunakan untuk membuat botol tersebut, ada beberapa teknik untuk membuat kode material di botol plastik seperti : 1. Di stempel (Mold stamping), yaitu dengan cara di stempel / ditekan dengan cetakan kode material 2. Di Ukir (Mold engraving), yaitu dengan cara digrafir 3. Di cetak (Bottle appearance), yaitu langsung tercetak dari cetakan

5



11

Tugas Akhir

Lokasi simbol tergantung pada bentuk botol, dapat dilihat pada gambar ini :

Gambar 2.10 Lokasi Simbol Material Pada Botol

6

2.4 JENIS PROSES PEMBUATAN BOTOL PLASTIK Ada dua jenis teknik dalam pembentukan botol plastik seperti proses ektrusi cetak tiup dan proses injeksi cetak tiup, antara lain :

2.4.1 Ektrusi Cetak Tiup (Extrusion Blow Molding) Pada proses ektrusi cetak tiup terjadi pembentukan pipa berlubang (parison), dan parison pada proses tersebut diarahkan ke lubang cetakan dan kemudian parison ditiup dengan menggunakan tekanan angin 8 bar dalam waktu tertentu sehingga botol plastik akan terbentuk sesuai cetakan. Pada proses ektrusi cetak tiup dilakukan dalam empat tahap proses : 1. Pembentukan parison 2. Peniupan parison 3. Pembentukan produk 4. Pengeluaran produk

6



12

Tugas Akhir

Gambar 2.11 Proses Ektrusi Cetak Tiup 7 •

Teknik Proses Ektrusi Cetak Tiup Secara umum teknik ektrusi cetak tiup dibedakan menjadi dua jenis teknik

pembuatan botol plastik, yang membedakan hanya pada die head, posisi extruder, jumlah tempat material (hopper).

a. Ektrusi Berlanjut (Continuous Extrusion) Teknik ini banyak digunakan untuk memproduksi botol berukuran kecil sampai sedang ukuran 20 liter. Untuk menghindari terbuangnya waktu untuk membentuk parison maka setelah parison mencapai panjang yang dibutuhkan akan ditangkap oleh cetakan dan dibawa ke sisi yang lain untuk ditiup dan

7

. Dynaplast, PT., Manual Book Process Blow Molding, (Tangerang, 2000), hal: 10


13

Tugas Akhir

dibentuk sesuai dengan cetakan. Pada saat proses peniupan sedang berlangsung, parison akan mengeluarkan parison secara terus-menerus dari die head.

b. Ektrusi Tidak Berlanjut (Dis-Continuous Extrusion) Teknik ini biasa dipakai untuk memproduksi botol besar. Teknik jenis ini yang paling umum dipakai dengan menggunakan ”Accumulator Head”. Di mana lelehan plastik dari extruder akan disimpan ke dalam tampungan die head dan setelah cetakan siap membuka maka tampungan die head akan menekan lelehan plastik sehinggga keluar dari die head dengan cepat. Teknik ini sangat menguntungkan untuk botol besar karena dapat mengurangi waktu mulur akibat gravitasi serta beban parison yang berat. •

Teknik Lapisan Material Ektrusi Cetak Tiup Sedangkan berdasarkan banyaknya jenis material yang diekstrusikan ke

extruder dalam satu proses akan menghasilkan beberapa lapisan material pada botol plastik, ada dua teknik material ektrusi cetak tiup yaitu :

a.

Satu Lapisan Material (Mono Extrusion) Juga dikenal dengan satu lapisan ektrusi dimana hanya satu jenis material

yang diektrusikan. Jenis mesin ini dapat dilihat dengan jumlah tampungan material (hopper) yang hanya satu dan posisi ekstruder yang mendatar. Mesin jenis ini yang paling banyak digunakan untuk pembuatan botol plastik.

b. Dua Lapisan Material (Co extrusion) Proses dimana dua material plastik yang berbeda jenis atau lebih diektrusikan bersamaan untuk membuat botol plastik. Dengan ditambahkannya satu lagi tempat material di bagian ekstruder maka botol plastik akan memiliki dua lapisan material. Fungsi utama dari teknik ini adalah mengurangi biaya produksi terutama material. Beberapa jenis material plastik yang mempunyai kemampuan cetak yang baik dan sering dipakai pada co extrusion misalnya EVOH (Etylene Vinyl Alcohol), Poly Amide (NYLON), PVDC (Poly Vinylidene Chloride Copolymer). Biasanya lapisan yang terdiri dari 2 jenis plastik tidak Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

14

Tugas Akhir

sejenis yang tidak mempunyai daya rekat alami satu sama lainnya, maka biasanya diantara dua lapisan tersebut diberi lapisan perekat (TIE LAYER).

Hopper 1 ( Tempat Material Plastik)

Ekstruder

Gambar 2.12 Posisi ekstruder pada mesin untuk Teknik Satu Lapisan Material

Hopper 1 (Tempat Material Plastik) Ekstruder

Hopper 2 (Tempat Material Plastik)

Gambar 2.13 Posisi ekstruder pada mesin untuk Teknik Dua Lapisan Material


15

Tugas Akhir

2.4.2 Injeksi Cetak Tiup (Injection Blow Molding) Pada proses ini merupakan gabungan antara injeksi dengan cetak tiup. Pada Proses ini injeksi cetak tiup dilakukan dalam empat tahap antara lain: 1. Pembentukan parison 8

2. Menginjeksikan parison

3. Pembentukan produk 9

4. Pengeluaran produk

8

. Dynaplast, PT., Manual Book Process Injection Blow, (Tangerang, 2001), hal: 11 . Dynaplast, PT., Manual Book Process Injection Blow, (Tangerang, 2001), hal: 12

9


16

Tugas Akhir

2.5 MESIN EKTRUSI CETAK TIUP SMC 2000 DST Mesin ektrusi cetak tiup SMC 2000 DST merupakan mesin yang dapat dipasangkan dua cetakan dalam satu mesin, sehingga produk botol plastik yang dihasilkan akan lebih banyak dan jenis cetakan yang dipergunakan adalah cetakan satu botol. Mesin SMC 2000 DST merupakan mesin yang diproduksi oleh Thailand, dan dibeli pada tahun 02 Oktober 1997.

Gambar 2.14 Mesin SMC 2000 DST

Gambar 2.15 Skema Mesin SMC 2000 DST 10 10

. Dynaplast, PT., Manual Book Process Blow Molding, (Tangerang, 2000) hal: 9


17

Tugas Akhir

Data Mesin SMC 2000 DST a. Barrel Heater 110 x 140 mm, 1400W 220V b. Barrel Heater 110 x 125 mm, 1300W 220V c. P.E Single Heater 136 x 140 mm, 1300W 220V d. P.E Single Heater 136 x 150 mm, 1500W 220V e. Heater Band 65 x 135 x 65 mm f. Heater Band 65 x 145 x 65 mm g. Aluminium Ejector Plate 2000 DST h. Screw Adjusment i. Supporting Plate j. Cold Cutting Blade 2000 DST k. Hot Cutting Blade 2000 DST l. Plug For Heater m. Solid State Relay Omron 220V n. Relay Omron 24V o. Tool Box, berisi : p. Allen Key 1.5-12 mm q. Allen Key 14 mm r. Wrench No. 8 – 19 s. Spanner 12”

Secara umum bagian-bagian mesin pencetak botol plastik adalah sebagai berikut :

2.5.1

Unit Pengontrol (Driving Unit) Untuk unit pengontrol berfungsi untuk memutar screw. Mesin – mesin

dengan kapasitas besar untuk memutar screw biasanya mengunakan DC motor atau AC motor. Kecepatan putaran screw diatur secara elektronik. Sedangkan untuk mengatur motor mesin – mesin ekstruder yang kecil / sedang biasanya menggunakan motor hidrolik, dimana pengaturan kecepatan putarannya dengan penggunaan kecepatan kontrol katup. Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

18

Tugas Akhir

2.5.2

Pemutar Ulir (Gear Box) Pemutar ulir berfungsi untuk meneruskan dan merubah jumlah putaran

motor ke ekstruder. Karena putaran ekstruder harus disesuaikan dengan ukuran screw dan kapasitas dari mesin. Untuk pemutar ulir ini harus diperhatikan pelumasannya karena kerja dari gear box ini cukup berat. Untuk mesin besar biasanya fungsi gear box ini digantikan dengan pully dan V belt.

2.5.3

Pemanas Material (Barrel) Barrel berbentuk seperti pipa baja yang berfungsi bersama-sama dengan

screw akan melelehkan, mengalirkan, dan menimbulkan tekanan pada material plastik. Di dalam barrel sangatlah penting untuk didapatkan pencampuran material yang seragam, campuran yang konstan serta dapat dikontrol dengan baik dan stabil. Untuk itu barel harus dibuat secara teliti, kuat, dan halus serta tahan karat.

2.5.4

Ulir (Screw) Karena kerja screw sangat berat maka harus dibuat dari baja yang kuat dan

dikeraskan, digerinda, dipoles halus serta diberi lapisan hard chrome untuk mencegah karat dan menempelnya material pada screw. Kapasitas dan kemampuan screw ditentukan oleh : a. ø Screw = Diukur pada diameter luar uliran, makin besar diameter maka makin besar material keluar. b. L (Panjang Screw) = Makin panjang berarti percampuran material lebih baik dan kestabilan temperatur lebih baik.

Fungsi dari screw pada mesin injeksi plastik adalah faktor penting, di antaranya : 1. Melakukan percampuran pada material plastik agar menjadi liat/menyatu. 2. Material plastik yang sudah di campur di injeksikan ke dalam cetakan. 3. Mengirimkan tekanan injeksi ke dalam cetakan.


19

Tugas Akhir

2.5.5

Tempat Material (Hopper) Yang dimaksud hopper adalah tempat penampungan material sebelum

masuk ke dalam barel. Ukuran hopper ini disesuaikan dengan besarnya mesin.

2.5.6

Penyaring Material (Screen Filter) Screen filter terbuat dari baja tahan karat dan biasanya mempunyai lubang

dari 20 – 80 lubang / inch. Fungsi dari screen filter yaitu : Untuk membantu keseragaman aliran. Untuk mencegah material yang tidak meleleh atau kotoran lain masuk ke dalam die head. Untuk membuat campuran yang lebih menyatu antara material dan pewarna.

2.5.7

Pencetak Parison (Die Head) Die head berfungsi untuk membentuk selang plastik dari cairan – cairan

plastik yang telah dilelehkan oleh ekstruder. Cairan plastik saat melewati torpedo akan mengalir melalui spider legs dan kemudian bertemu dan menyatu kembali melingkari torpedo untuk membentuk selang plastik. Setelah melalui torpedo / mandrel / pinola cairan plastik akan menuju die pin untuk ditentukan bentuk serta ukuran parison yang diinginkan.Untuk menghilangkan weld line / garis pertemuan material dibuat beberapa lubang spinder leg yang saling menutup. Die head berada diposisi luar sedangkan die pin berada diposisi dalam die head, yang dapat bergerak naik turun searah horizontal adalah die pin bertujuan untuk mengatur tebal-tipis dari selang plastik. Secara umum bagian – bagian dari die head adalah sebagai berikut :


20

Tugas Akhir

Gambar 2.16 Pencetak Parison 11

•

Bentuk die pin Bentuk dari die pin ada dua jenis. Yang membedakan dari kedua jenis ini

hanya pada posisi letak die pin, bentuk die pin, dan cara kerja die pin tersebut. a.

Jenis Lancip (Divergent Type) Untuk membuat tipis dari ukuran selang plastik die pin bergerak keposisi arah bawah, sedangkan untuk membuat selang plastik berukuran tebal die pin bergerak keposisi arah atas.

Gambar 2.17 Die-Pin Jenis Lancip

11

12

. Dynaplast, PT., Manual Book Process Blow Molding, (Tangerang, 2000), hal: 12 . Dynaplast, PT., Manual Book Process Blow Molding, (Tangerang, 2000), hal: 12

12


21

Tugas Akhir

b.

Jenis Kerucut (Convergent Type)

Gambar 2.18 Die-Pin Jenis Kerucut

Setelah cairan plastik keluar dari die head akan menjadi selang plastik, untuk mengatur posisi tebal tipis botol platik dapat diatur di bagian “die head adjusment screw”

Gambar 2.19 Proses Pembentukan Pipa Plastik 13 14

13

. Dynaplast, PT., Manual Book Process Blow Molding, (Tangerang, 2000), hal: 12 . Dynaplast, PT., Manual Book Process Blow Molding, (Tangerang, 2000), hal: 13

14


22

Tugas Akhir

2.5.8

Peniup Selang Plastik (Blowing Unit) Blowing unit merupakan unit kerja yang berfungsi untuk membuka parison

yang telah ditangkap oleh cetakan dan dipotong dengan cutting unit dan meniupkan udara bertekanan 8 bar kedalam parison sehingga berbentuk botol plastik yang akan sesuai dengan bentuk cetakan. Untuk mengatur tinggi dari leher botol dapat diatur pada stroke adjusting nut, karena stroke adjusting nut akan mengatur tinggi dari posisi batang peniup selang plastik (blopin).

Gambar 2.20 Peniup Selang Plastik 15

2.5.9 Pemotong Selang Plastik (Cutting Unit) Pada bagian pemotong selang plastik berfungsi untuk memotong bagian selang plastik (parison) yang telah ditangkap oleh cetakan. pemotong selang plastik dapat menggunakan pisau cutter dan dapat mempergunakan pemotong elektrik. pemotong selang plastik dapat diatur pergerakannya seperti pemotongan satu kali (single cutting) dan pemotongan dua kali (double cutting).

2.5.10 Cetakan Botol Plastik (Mold Unit) Pada ektrusi cetak tiup biasanya dipasang pada platen / wagon yang terikat pada carriage yang terletak di bawah die head. Ada berbagai macam material yang biasa dipakai untuk membuat cetakan, dan cetakan biasanya dibuat dengan memakai lebih dari satu material. Ada beberapa bagian pada cetakan yaitu : 15



23

Tugas Akhir

1.

Leher Botol Plastik (Neck Part) Pada umumnya dinding produk yang dibentuk pada bagian leher botol plastik ini paling tebal, oleh karenanya akan mempunyai temperatur yang lebih tinggi dari bagian yang lain. Untuk mendapatkan pendinginan yang maksimal, maka bagian ini harus di rancang mempunyai sistem pendingin yang baik dan bila perlu memakai material yang mempunyai daya hantar panas yang baik.

2.

Badan Botol Plastik (Body Part) Badan botol plastik adalah bagian dari cetakan antara leher botol dan dudukan botol plastik. Biasanya merupakan bagian yang paling besar, karena itu pada bagian ini pendinginannya harus merata dan cukup.

Gambar 2.21 Cetakan Botol Plastik 16

3.

Dudukan Botol Plastik (Bottom Part) Dudukan botol plastik dari cetakan akan membentuk produk untuk bagian bawah botol. Karena bottom part ini akan menerima beban benturan dan menjepit parison yang tebal dan panas, maka harus didesign untuk mempunyai sistem pendingin yang menyalurkan panas dengan baik. Beberapa jenis material yang biasa dipakai untuk membuat cetakan:

16



24

Tugas Akhir

1. Baja Paduan 2. Berrylium Copper (BeCu) 3. Alluminium Alloy

2.6 MESIN PENDUKUNG PROSES EKTRUSI CETAK TIUP Mesin pendukung berfungsi untuk pendingin dan menghasilkan udara bertekanan bagi mesin dan cetakan ekstrusi cetak tiup.

2.6.1

Mesin Pendingin (Cooling Water) Mesin

pendingin

dipergunakan

untuk

mendinginkan

mesin

dan

mendinginkan cetakan. Pendingin cetakan mempergunakan mesin chiller yang bertugas mengalirkan air bertekanan 5 – 6 bar dan temperatur 15 0C. Pendingin mesin mempergunakan cooling tower yang akan mengalirkan air bertekanan 3–4 bar dan temperatur air 15 0C. Air dari pendingin mesin (cooling tower) akan mendinginkan oli pada mesin dengan mempergunakan head exchanger. Tabel 2.1 Temperatur Pendingin 17

17



25

Tugas Akhir

Gambar 2.22 Mesin Pendingin Cetakan metode ”chiller”

Gambar 2.23 Pendingin Mesin metode “Cooling tower” (menara pendingin)

2.6.2

Kompresor Kompresor merupakan mesin yang berguna untuk menghasilkan udara

bertekanan tetapi tidak mengandung uap air sehingga tidak akan merusak komponen yang akan dilalui oleh udara bertekanan tersebut. Kompresor pada proses ektrusi cetak tiup dipergunakan untuk menghisap material masuk kedalam tempat material, menjalankan pemotong, menjalankan peniup selang plastik, mendinginkan produk, menjalankan sistem pneumatik. Pada gambar 2.22 merupakan kompresor model 30GT-030-910 dengan volts AC 400, PH 3, tekan


26

Tugas Akhir

oli 5 bar / 74 psi, 1 st stage 4 bar / 60 psi, 2 nd stage 14 bar / 200 psi, final air 27 bar / 400 psi.

Gambar 2.24 Unit suplai udara, terdiri dari ; kompresor, pengering udara, filter udara, lubrikator, akumulator, pengatur tekanan.

2.7 PROSES STANDARISASI MESIN Proses standarisasi mesin merupakan perhitungan yang berguna untuk persiapan sebelum proses setting produksi dan sesudahnya agar produk yang dihasilkan dapat berjalan dengan baik dan sesuai standarisasi. Hasil perhitungan ini dapat dipergunakan untuk menjadi salah satu jawaban penyebab gagalnya proses cetak botol plastik. Rumus–rumus yang digunakan dalam perhitungan proses cetak tiup adalah sebagai berikut :


27

Tugas Akhir

1. Data-Data Variabel Data variabel merupakan data yang didapat dari spesifikasi botol plastik, dan data ini dapat diubah sesuai dengan jenis botol. G = berat produk = 15 gr Gr = berat sisa material (runner) = 5 gr d1 = diameter cetakan = 57,6 mm h = tinggi produk = 117 mm Kv = jumlah produk dalam cetakan = 2 pcs D0 = diameter mulut cetakan (neck part) = 20 mm L = volume udara tiup (Blow) = 92 L

2. Data-Data Non-Variabel Data non-variabel merupakan data yang telah ditentukan dari spesifikasi mesin dan material dan data tersebut tidak dapat diubah.

¾ Temperatur Material Plastik PP 1. Temperatur lebur material PP

: 1800 – 2200 C

2. Temperatur Die Head

: 1850 – 2100 C

3. Temperatur cetakan

: 250 – 400 C

4. Tekanan tiup

: 10 – 50 bar

Tabel 2.2 Screw Diameter 18 (fixed value)

¾

Tipe Unit Injeksi

272

860

1603

Diameter Ulir C (mm)

43

60

70

18 : 1

18 : 1

18 : 1

Panjang Injeksi (mm)

180

250

300

Diameter Injkesi (mm)

4,19

4,17

4,29

Diameter Ulir C L/D (mm)

18

. Dynaplast, PT., Manual Book Process Plastic Blow Molding, (Tangerang, 2000), hal: 26


28

Tugas Akhir

¾

Tabel 2.3 Klasifikasi Material

Material GPPS HIPS ABS AS LDPE HDPE PP PVC PET PPS

Faktor Perekat 1

0.5 - 0.8 1.3 - 1.5 1.3 - 1.5 0.5 - 0.8 1 - 1.2 1 - 1.2 1.7 - 2.0 1 - 1.3 1 - 1.5

19

Berat jenis (S.G) 1.04 – 1.09 1.14 – 1.20 1.01 – 1.08 1.06 – 1.10 0.89 – 0.93 0.94 – 0.98 0.85 – 0.92 1.19 – 1.35 1.29 – 1.41 1.28 – 1.32

Kecepatan Putar Screw (rpm) Putaran Min (mm/s) Putaran Max (mm/s) 800 950 850 900 550 650 400 450 700 750 750 800 750 850 150 200 300 400 200 300

¾ Tabel 2.4 Batas Kecepatan Material Plastik 20

NO.

Material Plastik

Minimal Kecepatan Maksimal Kecepatan Sp (mm/s)

Sp (mm/s)

1

GPPS (PS)

800

950

2

HIPS

850

900

3

ABS

550

650

4

AS (SAN)

400

450

5

LDPE

700

750

6

HDPE

750

800

7

PP

750

850

8

PPVC

150

200

9

UPVC

150

200

10

PA - 6

400

500

11

PA- 66

400

500

12

PMMA

350

400

19

. Dynaplast, PT., Manual Book Process Plastic Blow Molding, (Tangerang, 2000), hal: 6 . Dynaplast, PT., Manual Book Process Plastic Blow Molding, (Tangerang, 2000), hal: 8

20


29

Tugas Akhir

NO.

Material Plastik

Minimal Kecepatan Maksimal Kecepatan Sp (mm/s)

Sp (mm/s)

13

PC

400

500

14

POM (Copolymer)

200

500

15

POM (Homopolymer)

100

300

16

PET

300

400

17

PBT

300

350

18

CA

400

500

19

PPO - M

400

500

20

PPS

200

300

3. Beban Material Plastik

Sw =

21

G . (S.G) ...................................................................... (2.1) 1,05

Dimana : Sw = Beban material plastik = gr G = Berat Botol Plastik = oz S.G = Berat jenis material (Specific Gravity)

4. Kecepatan Putaran Ulir (Screw)

Sspeed =

60 . S p ∏ . Ds

.................................................................... (2.2)

21



30

Tugas Akhir

Dimana : Sspeed = Kecepatan Putaran Ulir = rpm Sp = maksimal kecepatan material PP = 850 mm/s Ds = Diameter ulir = 60 mm 5. Volume Injeksi Material 22 2. ∏ . D s 2 .I s .................................................................. (2.3) 4

Ij =

Dimana : Π = 3.1416 Ij = Volume Injeksi Material = cm3 Ds = Diameter ulir (screw) = 60 mm = 6 cm Is = Panjang injeksi material = 250 mm = 25 cm 6. Beban Maksimum Motor Barrel 23

im =

P m .1000 ............................................................... (2.4) N p .V p .E ff .FP

Dimana: im = Beban maksimum motor = Ampere (A) Pm = Power motor = 30 kW Np = Jumlah phase power tegangan = 3 phase Vp = Tegangan listrik = 220 V Eff = effisiensi = 0,88 – 0,91 Faktor power = 0,84 – 0,88

22


23


31

Tugas Akhir

7. Beban Listrik Pemanas Barrel

ih =

N h .Ph .1000 ................................................................... (2.5) N p .V p Dimana : ih = Beban Listrik Alat Pemanas Material = Ampere (A) Nh = Jumlah alat pemanas = 6 pcs Ph = Power alat pemanas = 1,2 kw Np = Jumlah phase power tegangan = 3 phase Vp = Tegangan listrik = 220 V

8. Total Power Barrel

24

it = im + ih .............................................................................. (2.6)

Dimana : it = Total Power = Ampere (A) im= Beban maksimum motor = Ampere (A) ih = Beban Listrik Alat Pemanas Material = Ampere (A)

9. Waktu Siklus Produk (Cycle Time) 25

CT =

K v .Vb .Tt .60. Acr + K ............................................. (2.7) 92

Dimana : CT = Waktu siklus = detik Kv = Jumlah produk dalam cetakan = 2 pcs

24


25


32

Tugas Akhir

Vb = Volume botol = ml = L Tt = Tekanan tiup (Blowing) = 10 bar Acr = Tingkat udara dari kompresor = 1,5 - 2 K = Faktor koreksi = 20 % Air reg SMC 2000 DST = 500 L L = Volume udara tiup (Blow) = L

10. Waktu Barrel Mengolah Material 26

BT =

I j .( S .G).CT Ms

.................................................................. (2.8)

Dimana : BT = Waktu barrel = detik B

Ij = Volume barrel = cm3 S.G = Berat jenis material CT = waktu satu siklus (cycle time) = detik Ms = Daya tampung cetakan = 260 gr 11. Jumlah Material Dalam Hopper 27

W h=

K v .( S .G ).Gr .3600 ........................................................ (2.9) CT .1000

Dimana : Wh = Jumlah Material yang dipergunakan = kg Kv = Jumlah produk = 2 pcs G = Berat produk = gr 26


27


33

Tugas Akhir

Gr = Berat runner = gr CT = waktu satu siklus = detik

12. Kalkulasi Kecepatan Motor Hopper

W calib=

Wh .1000.t cal .S p 60.M aktual

....................................................... (2.10)

Dimana : Wcalib = Kecepatan motor = rpm Wh = Jumlah material dalam hopper = kg/h tcal = Waktu kalibrasi = 5 menit Sp = Kecepatan motor = 600 rpm M aktual = Kualitas kalibrasi material = 350 gr 13. Luas Area Cetakan 28

∏ .D1 ......................................................................... (2.11) Ac = 4 2

Dimana : Ac = Luas area cetakan = cm2 Π = 3.1416 D1 = Diameter cetakan = mm

14. Kekuatan Klamping Cetakan

29

Rumus Kekuatan Klamping : CF = VF .Pc . Ac ..................................................................... (2.12)

28


29


34

Tugas Akhir

Dimana : CF = Kekuatan klamping = Ton VF = Faktor perekat Pc = Tekanan cetakan = 561 kg/cm2 Ac = Luas area cetakan = cm2 15. Tegangan Tarik Tie Bar 30

S Tie =

CF .1000 ∏ .DTie

2

.................................................................... (2.13)

Dimana : STie = Tekanan Tie Bar = kg/mm2 CF = Kekuatan klamping cetakan = kg Dtie = Diameter Tie Bar = 75 mm Ntie = Jumlah Tie Bar = 4 pcs

16. Faktor Keamanan Tie Bar (Safety Faktor)

SF =

S TensileSteel .................................................................... (2.14) S Tie

Dimana : SF = Faktor keamanan Tie Bar StensileSteel = 90 kg/mm2 Stie = Tegangan tarik Tie Bar = kg/mm2 17. Perhitungan Diameter Die Pin

Pehitungan Die Pin ditentukan dahulu agar parison tidak terlalu kecil dan tidak terlalu besar melebihi diameter dalam ulir leher botol (thread neck). Pembuatan die pin jika berat produk sudah ditentukan, demikian juga jenis 30



35

Tugas Akhir

materialnya. Jika bagian badan botol lebih atau sama dengan tiga kali diameter pada leher botol, maka “inside parison” tidak bisa dipakai karena dinding botol pada titik terjauh dari centre botol akan tipis. Maka parison dibuat lebih besar dari pada Do, sehingga pada saat cetakan menangkap parison akan ada parison yang terjepit diantara leher botol dan dudukan botol. Sistem seperti ini disebut outside parison.

- Rumus Diameter Die :

31

Dd = 0,71.Do ....................................................................... (2.15)

Dimana : Dd = Diameter die = mm Do = Diameter luar mulut botol = mm

- Rumus Diameter Pin Dk = Dd − 2

G ........................................... (2.16) 0,785.h.( S .G ).s 2

Dimana : h = Tinggi produk = mm S.G = berat jenis material G Standar = berat produk = gr s = Faktor Penyusutan = % Dk = diameter pin = mm Dd = diameter die = mm

18. Penyusutan Cetakan (Mold Shrinkage)

Penyusutan adalah penyusutan dimensi dari suatu produk setelah proses produksi. Penyusutan untuk tiap-tiap jenis material sangat berbeda serta

31



36

Tugas Akhir

dipengaruhi pula oleh kondisi proses penyusutan untuk material dan proses yang sama juga berbeda jika dilihat atau diukur dari arah yang berbeda. Misalnya melintang dan memanjang terhadap arah aliran. Penyusutan cetakan didefinisikan sebagai perubahan dimensi antara ukuran produk pada cetakan dan hasil cetakan sampai 24 jam setelah dikeluarkan dari cetakan. Pada penyusutan cetakan terjadi setelah proses cetak selesai cukup lama (+24 jam). Biasanya penyusutan cetakan ketika temperatur cetakan naik pengukuran produk biasanya dilakukan +2 jam seteh cetakan pada temperatur ruangan. •

Besarnya penyusutan tergantung dari : Material Tebal dinding produk Kondisi pendinginan dan kondisi proses cetakan

•

Kriteria suatu produk cacat atau tidak tergantung dari toleransi penyusutan minimal (Tdmax) dan toleransi penyusutan maksimal (Tdmin). Jika produk melewati batas Tdmax dan Tdmin dianggap produk tersebut cacat.

•

Rumus Perhitungan Penyusutan 32

- Toleransi Deviasi

TD = 0,25.T p .2

- Faktor Penyusutan

F p = Td max − Td min ............................................................... (2.17) F p = (T p max − TD ) − (T p min − TD )

Dimana : P = Penyusutan cetakan h = Tinggi produk = mm s = Faktor penyusutan = % 32



37

Tugas Akhir

2.8 JENIS – JENIS CACAT BOTOL PLASTIK

Produk yang dihasilkan melalui sistem cetak tiup (blow molding) adalah produk yang mempunyai bagian leher, badan, dudukan. Produk botol plastik dikatakan cacat bila proses pengeluaran produk dari dalam cetakan yang tidak sesuai dengan ketentuan dan keharusan. Bila suatu produk sudah cacat, maka produk tersebut akan digiling dan dipanaskan untuk dicetak kembali.

1. Garis Perak / Silver Produk plastik dikatakan silver apabila pada permukaan produk/part terdapat semacam aliran/garis berwarna perak sebagai akibat dari udara yang terperangkap. Aliran material yang masuk ke dalam cetakan/molding akan bertemu pada suatu posisi dan pada posisi itu terkadang ada udara yang terperangkap sehingga pada permukaan part terlihat garis berwarna perak. Bila posisi garis perak berada ditengah, botol plastik ini dapat tetap di prinding dengan jenis printing label.

2. Gelembung udara Pada permukaan part terdapat gelembung udara yang disebabkan karena ada udara yang terjebak ketika proses pencetakan dan injeksi material berlangsung udara dari luar ikut masuk dan terperangkap saat proses pencetakan. Botol plastik ini harus digiling kembali.


38

Tugas Akhir

3. Cekung Bentuk dari part yang dihasilkan tidak sempurna. Hal ini disebabkan karena pada saat screw mesin “menembak” material ke dalam cetakan, hasilnya tidak sempurna. Part yang dihasilkan tidak 100% terbentuk karena tidak semua material masuk ke dalam cetakan / molding (volume kurang). Kondisi dimana pada part terdapat “dekok/kempot” pada permukaan yang disebabkan karena volume material yang masuk kurang penuh. Botol plastik ini harus di giling kembali.

4. Sisa material Ada kelebihan material di pinggir bibir botol. Proses pemotongan part dari sisa material (runner) yang tidak sempurna. Pada cetakan dengan mengunakan metode pisau cater/ hot cutting biasanya runner sudah terlepas dari partnya setelah proses tiup. Material yang keluar dapat dipotong dengan menggunakan pisau cutter.

5. Parting line kasar Material yang keluar dari parting line (garis pertemuan antara cavity dan core). Biasanya disebabkan karena garis pertemuan parting line cetakan yang tidak sempurna. Adanya cacat pada parting line cetakan membuat material keluar pada titik cacat tersebut. Material yang keluar dapat dipotong dengan menggunakan pisau cutter.


39

Tugas Akhir

6. Kasar Permukaan botol plastik kasar dan tidak halus seperti kulit jeruk. Botol plastik ini harus digiling kembali, karena tidak dapat di printing.

7. Penyok Terdapat kempot / penyok pada salah satu permukaan botol plastik dan kebanyakan saat produk di tiup, produk tidak akan terbentuk secara sempurna dengan bentuk cetakan botolnya.


40

Tugas Akhir

BAB III TEORI RCA DAN HIPOTESA PENELITIAN

3.1 TEORI ANALISA SEBAB UTAMA (ROOT CAUSE ANALYSIS)

Analisa Sebab Utama adalah sebuah metode yang digunakan untuk mengklarifikasi dengan jelas akar penyebab dari sebuah permasalahan. Akar penyebab permasalahan ini dapat teridentifikasi dengan cara bertanya mengapa hingga tidak ada lagi jawaban yang bias dan perlu diberikan pada pertanyaan tersebut. Metode ini akan membantu untuk mendefinisikan permasalahan pada proses yang diteliti dengan jelas. Dengan menemukan akar permasalahan, pada akhirnya tindakan yang diambil akan tepat sasaran dengan mengeliminasi setiap akar penyebab terjadinya permasalahan. Analisa Kegagalan dianggap sebagai pengujian karakteristik dan penyebab peralatan atau kegagalan komponen. Dalam banyak kasus ini melibatkan pertimbangan bukti fisik dan penggunaan rancang-bangun dan prinsip ilmiah dan perkakas analisis. Sering kali, mengapa alasan seseorang melaksanakan suatu analisa kegagalan adalah untuk menandai penyebab kegagalan dengan keseluruhan sasaran untuk menghindari pengulangan dari kegagalan serupa. Bagaimanapun, analisa bukti fisik sendiri tidak mungkin cukup untuk menjangkau penyelesaian. Lingkup suatu ruang analisa kegagalan perlu mendorong kearah suatu sebab utama kegagalan untuk bisa mengoreksi permasalahan. Prinsip analisa sebab utama (RCA) adalah diberlakukan untuk memastikan bahwa penyebab utama dipahami dan tindakan korektif sesuai. Konsep RCA tidak berlaku bagi kegagalan sendiri, tetapi diterapkan sebagai jawaban atas suatu kondisi atau peristiwa yang tidak diinginkandan dimaksudkan untuk mengidentifikasi pokok masalah bahwa jika dikoreksi akan mencegah terulang kembali.


41

Tugas Akhir

Gambar 3.1 Analisa Sebab Utama (RCA)

33

Ke tiga tingkatan analisa sebab utama adalah fisik akar, akar manusia, dan akar tersembunyi. Fisik akar atau akar permasalahan, adalah di mana kegagalan banyak melibatkan faktor manusia yang menyebabkan kegagalan, seperti kesalahan di dalam pertimbangan manusia. Akar tersembunyi mengantar kita ke penyebab kesalahan manusia. Melakukan suatu analisa sebab utama (RCA) yang efektif memerlukan suatu disiplin dalam rangka memastikan bahwa hasil tersebut benar dan tindakan korektif sesuai. Sesungguhnya, kebanyakan kegagalan melibatkan faktor yang menyebar ke berbagai faktor seperti metalurgi, teknik mesin elektro, ilmu hidrolik, teknik elektrik, pengendalian mutu, operasi, pemeliharaan, faktor manusia. Regu Analisa pada suatu kegagalan kompleks akan idealnya menghadirkan suatu spektrum keahlian untuk memastikan suatu perspektif yang 33

. Handbook, ASM, Failure Analysis and Prevention Vol.11, (Amerika, 2002), hal: 21


42

Tugas Akhir

sangat lebar. Pemimpin Regu Analisa yang terbaik harus suatu komunikator yang baik, mempunyai suatu latar belakang lebar, bisa mengintegrasikan faktor, dan bisa memilih keahlian yang terbaik untuk proyek tersebut. Lebih sedikit kegagalan kompleks adalah pengaruh baik bagi perorangan dengan suatu latar belakang berbeda mengambil bagian sebagai tambahan terhadap spesialis dan untuk memastikan suatu perspektif lebih luas. Penggunaan suatu diagram tulang ikan untuk pengungkapan pendapat penyebab mungkin membantu untuk memusatkan pada berbagai - berbagai kemungkinan. Beberapa kategori bermanfaat:

Gambar 3.2 Diagram Tulang Ikan

34

Diagram tulang ikan juga dikenal sebagai suatu teknik untuk mengidentifikasi dan mengorganisir banyak orang yang menjadi penyebab suatu masalah. Bantuan diagram tulang ikan untuk mengidentifikasi sebab utama yang hampir bisa dipastikan suatu masalah. Mereka dapat juga membantu mengajar suatu regu untuk menjangkau suatu pemahaman umum masalah. Metode ini dapat membantu pemecahan masalah fokus dan mengurangi pengambilan keputusan hubungan. Ketika kebutuhan ada untuk memajang dan menyelidiki banyak orang yang mungkin penyebab suatu kondisi atau masalah spesifik. Diagram ini mengijinkan regu untuk secara sistematis meneliti penyebab& hubungan efek. Karena itu, proses pengidentifikasian akar penyebab permasalahan sangat penting 34

. Griswotw, Root Cause Analysis, (Amerika, 2003), hal: 9


43

Tugas Akhir

untuk dilakukan. Diagram akar penyebab permasalahan untuk penyebab-penyebab potensial terjadinya cacat botol plastik dapat dilihat pada gambar 2.9, akar penyebab permasalahan adalah kotak-kotak terakhir yang tidak lagi memiliki akar penyebab yang digambarkan oleh tanda panah keluar.

3.1.1

Faktor Utama Penyebab Permasalahan

3.1.1.1 Cetakan Plastik (Mold Unit)

Bagi proses cetak plastik setelah mesin dan material plastik sesuai, faktor selanjutnya yang harus diperhatikan adalah cetakan plastik/mold unit. Dalam bagian cetakan juga terdapat pendingin cetakan yang berisi air, dimana air dialirkan kebagian-bagian cetakan yang berfungsi untuk mempercepat proses pendinginan botol plastik saat proses cetak plastik. Air yang dipergunakan harus bersuhu 200c yang didinginkan dengan mempergunakan mesin cooling tower. Terkadang cetakan akan mengalami proses kerusakan dalam siklus pendinginan, maka yang tadinya perdinginan mempergunakan air dapat diganti dengan mempergunakan udara dari kompresor.

3.1.1.2 Mesin

Setting mesin mejadi faktor penting untuk produk plastik yang sempurna. Aliran material ke dalam cetakan (mold) dipengaruhi oleh berbagai faktor, antara lain : jenis material, suhu mesin, tekanan (pressure) mesin, tekanan cetakan (clamping force), pendinginan dan beberapa faktor lainnya. Apabila terdapat sedikit perubahan saja, akan sangat mempengaruhi aliran material ke dalam cetakan. Keahlian operator dalam setting mesin mutlak diperlukan untuk menjamin produk tidak cacat. Pengalaman disini sangat memegang peranan penting, karena cetakan / moldnya sangat bervariasi. Banyaknya variasi mesin juga membuat proses setting mesin menjadi lebih sulit. Pendinginan dan suhu material maupun suhu cetakan adalah faktor penting yang harus diperhatikan. Apabila lubang air pada cetakan (mold) kotor akan Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

44

Tugas Akhir

mengakibatkan aliran tersumbat, dan pendinginan menjadi tidak maksimal. Material yang terlalu panas akan mengakibatkan material menjadi terlalu cair, dan akan mengakibatkan udara terjebak pada cetakan. Selain itu faktor tekanan cetakan (clamping force) atau penekanan antara male plate dan female plate dari cetakan akan mempengaruhi aliran material yang masuk ke dalam cetakan (mold). Apabila clamping force terlalu rendah akan membuat tekanan pada saat material di injeksi menjadi tidak sempurna. Tetapi apabila terlalu tinggi akan membuat cetakan (mold) cepat rusak. Aplikasi penentuan mesin yang sesuai cetakan : Besarnya tekanan cetakan (clamping force) yang dibutuhkan, dengan

menentukan daya tampung mesin (tonase mesin). Pemilihan tekanan cetakan berdasarkan luas penampang produk dan material yang digunakan. Ukuran dudukan cetakan (platen mold) yang cocok dengan mold dari

produk Tekanan cetakan dan kekuatan dari cetakan Mekanisme pelepasan produk / pengeluaran produk

Gambar 3.3 Simbol Unit Kontrol


45

Tugas Akhir

3.1.1.3 Material

Material menjadi salah satu peranan penting dalam membuat suatu produk. Dalam proses pembuatan produk plastik, biasanya materialnya terdiri dari material dasar (Material) dan material tambahan (master batch). Komposisi ini berpengaruh terhadap kualitas produk yang dihasilkan. Material tertentu harus dipanaskan agar material dapat cair pada saat proses injeksi. Salah satu penyebab dari produk menjadi lentur adalah material yang kurang panas. Produk yang cacat dapat digunakan kembali tergantung jenis materialnya. Produk yang cacat biasanya dihancurkan menggunakan mesin crusher dan hasilnya dicampur dengan material baru. Komposisi yang tidak sesuai terkadang membuat produk tersebut menjadi cacat. Perbandingan antara material dan pewarna (master batch) adalah 99% : 1%. ¾ Tabel 3.1 Data Material

35

35



46

Tugas Akhir

3.1.2

Tahapan Penyelesaian Masalah Dengan RCA

Di dalam suatu kultur organisasi, produk atau sistem memerlukan suatu pendekatan sistematis dalam memecahkan masalah. Analisa yang didasarkan pada peningkatan mutu dan kepuasan pelanggan yang digambarkan oleh sistem manajemen yang baru. Aspek / pengarah adalah kritis, ketika mereka yang sudah mengenali permasalahan harus didukung untuk tampil ke depan. Lagipula, sumber daya dan komitmen diperlukan untuk merumuskan solusi dan menerapkan suatu perubahan (Problem-Solving Model). Suatu cakupan luas untuk memecahkan masalah metoda analisa sebab utama dan model ini diringkas sebagai berikut : 1. Identifikasi 2. Menentukan Sebab Utama 3. Kembangkan Tindakan Korektif 4. Verifikasi Tindakan Korektif 5. Standarisasi

Gambar 3.4 Model Pemecahan Masalah

36

36



47

Tugas Akhir

Langkah-langkah yang utama di dalam model pemecahan masalah adalah :

1.

Identifikasi,

Menggambarkan

kekurangan

dalam

kaitan

dengan

gejala/indikator. Menentukan dampak kekurangan atas komponen, produk, sistem, dan pelanggan. Mengumpulkan data untuk menyediakan suatu kekurangan pengukuran. a. Melakukan interview dan mengumpulkan pernyataan. b. Mereview rekaman / dokumen. c. Mencari informasi lain yang berhubungan.

2.

Menentukan sebab utama, Meneliti masalah untuk mengidentifikasi sebab utama kegagalan (RCA). a. Masalah Material b. Masalah Prosedur c. Kesalahan Personil / Operator d. Masalah Disain e. Kekurangan Pelatihan f. Masalah Manajemen g. Gejala Eksternal

3.

Kembangkan tindakan korektif, Memungkinkan pemecahan macalah untuk mengurangi dan mencegah terulang kembali masalah tersebut. Yang akan menghasilkan alternatif dan merencanakan untuk kedepan. Analisis sebab utama akan dapat meningkatkan kehandalan dan keamanan / keselamatan dengan memilih dan melaksanakan tindakan korektif yang efektif. Untuk memulai identifikasi tindakan korektif setiap untuk penyebab, kemudian aplikasikan kriteria berikut pada tindakan korektif untuk menjamin mereka layak. Jika tindakan korektif tidak layak (tidak dapat dilakukan), evaluasi ulang solusi pemecahannya.

4.

Verifikasi tindakan korektif, Tindakan test korektif di dalam studi-panduan akan menghasilkan ukuran efektivitas perubahan dimana permasalahan dikoreksi dan meningkatkan kepuasan pelanggan. Pastikan bahwa gerakan /


48

Tugas Akhir

tindakan sudah secara efektip memecahkan masalah. Pertama, gerakan / tindakan

harus

ditelusuri

untuk

memastikan

bahwa

mereka

telah

diimplementasikan secara tepat dan telah berfungsi seperti yang dimaksudkan. Kedua, review secara periodik dan metodis terhadap sistem tindakan korektif, sistem proses normal dalam sistem kendali perubahan, dan sistem penelusuran kejadian harus dijalankan untuk memastikan bahwa tindakan koreksi yang lalu telah ditangani secara efektif.

5.

Standarisasi, Sertakan tindakan korektif ke dalam sistem dokumentasi yang baku dari perusahaan, organisasi, atau industri untuk mencegah terulang kembali sistem atau produk serupa dan dari perubahan

tersebut selalu di

monitor/dipantau untuk memastikan efektivitas. Kejadian berulang dari kegagalan yang sama harus diidentifikasi dan dianalisa mengapa tindakan koreksi tidak berjalan efektif. Penyelidikan dilakukan dengan menggunakan analisis perubahan. Sistem kendali perubahan proses harus dievaluasi untuk menentukan perbaikan apa yang diperlukan.

3.2 PENYEBAB UTAMA CACAT BOTOL PLASTIK

Penjelasan jenis penyebab cacat botol plastik ini merujuk dari data dan kriteria cacat yang ada pada bab II dan merujuk dari hipotesa penyebab cacat botol plastik. ¾ Tabel 3.2 Penyebab Cacat Botol Plastik


49

Lakukan pengeringan material Periksa head exchanger dan cooling tower Tamabahkan waktu mengolah material Lakukan percampuran material dengan mesin torary mixing Lakukan perawatan cetakan secara berkala Turunkan kecepatan injeksi material Turunkan waktu siklus pada posisi injeksi dan tiup Hitung ulang kekuatan klamping Kurangi temperatur material plastik Bersihkan tempat hopper dan keringkan material Naikkan tekanan injeksi Naikkan waktu CT perpindahan cetakan dari injeksi ke tiup Naikkan kecepatan injeksi Bersihkan nozzel dan die head

2 Kurangnya pengeringan material

3 Pendinginan mesin tidak baik

4 Material tidak sempurna

5 Tidak menggunakan tory mixing

6 Lubang pendinginan cetakan kotor

7 Kecepatan injeksi terlalu tinggi

8 Waktu injeksi ke tiup terlalu tinggi

9 Kekuatan klam terlalu tinggi

10 Temperatur material terlalu tinggi

11 Pengeringan material plastik kurang

12 Tekanan injeksi material terlalu rendah

13 Perpindahan langkah dari proses injeksi ke tiup lama

14 Kecepatan injeksi terlalu lama

15 Ada yang mengganjal di nozzel

Tindakan-Tindakan Korektif Turunkan temperatur heater pada barrel

Penyebab Cacat Botol Plastik

1 Temperatur material terlalu tinggi

No .

DATA PENYEBAB DAN TINDAKAN KOREKTIF CACAT BOTOL PLASTIK


50

Siplider

20 rpm

1 detik

200 cm3

Komposisi Material

200c

Hitung Ulang CF

1 detik

200 m3

Set-Up Mold

Komposisi Material

60 Detik

Maintenance

Komposisi Material

200c

Standarisasi

Tugas Akhir

Tugas Akhir

3.3 HIPOTESA DIAGRAM RCA CACAT BOTOL PLASTIK

Hipotesa penyebab utama cacat botol plastik merupakan prediksi awal penyebab dari cacat yang terjadi pada botol plastik. Dengan teori RCA dan dikaitkan dengan kasus cacat botol plastik, maka saya mempunyai hipotesa (prediksi / analisa awal) penyebab utama cacat pada botol plastik yaitu sebagai berikut :

Gambar 3.5 Hipotesa Penyebab Cacat Botol Plastik

37

. Dynaplast, PT., Quality Assurance Departement, (Tangerang, 2002), hal: 33


51

37

Tugas Akhir

BAB IV ANALISA & PEMBAHASAN

4.1 METODOLOGI PENELITIAN

Pada bab ini akan membahas dari model pemecahan RCA yaitu “verifikasi tindakan” dan membuktikan hipotesa penelitian dari BAB III, dengan menggunakan metode RCA akan diambil tindakan penyelesaian yang disebabkan oleh jenis cacat botol plastik dan sebagai jawaban penyelesaian cacat botol plastik dapat merujuk dari perhitungan persiapan sebelum proses produksi, setelah mendapatkan jenis cacat botol plastik dan penyebab dari cacat botol plastik kita dapat menyelesaikan permasalahan cacat botol plastik tersebut dengan mengacu pada kesalahan / kegagalan settingan mesin, dan cetakan botol plastik.

4.1.1

Diagram Alir Perhitungan Botol Plastik

Diagram alir perhitungan ini untuk mempermudahkan dalam penyelesaian perhitungan dan tetap pada jalur yang telah diatur. Tujuan dari perhitungan ini untuk persiapan proses setting produksi botol plastik dan menjadi salah satu jawaban-jawaban saat akan menganalisa cacat-cacat yang ada pada botol plastik dengan metode RCA (Root Cause Analysis). Diagram alir ini mempunyai empat tahapan perhitungan atau empat langkah yaitu input data yang kita dapat dari standarisasi dan data dari jenis produk, pengolahan data atau proses perhitungan, kriteria yang menjadi acuan jika tidak sesuai kita harus kembali ketahapan yang tidak sesuai, dan hasil data yang akan menjadi dokumen hasil dari hasil perhitungan.


52

Tugas Akhir

START

1. Berat produk G (gr), Berat sisa material Gr (gr), Diameter cetakan D1 (mm), Tinggi produk h (mm), Jumlah produk dalam cetakan Kv (pcs), Diameter mulut cetakan D0

2. Berat jenis PP (S.G), Diameter ulir Ds (mm), Panjang injeksi material Is (mm), Tekanan tiup Tt (bar), Tingkat udara dari kompresor (Acr), Faktor koreksi K (%), Reg SMC 2000 DST Air (L), Faktor Penyusutan s (%)

G . (S.G) 1,05

3.

Sw =

4.

Sspeed =

60 . S p ∏ . Ds

2. ∏ . D s 2 .I s 5. Ij = 4

6.

im =

P m .1000 N p .V p .E ff .FP

7. ih =

8.

9. CT =

it = im + ih

K v .Vb .Tt .60. Acr +K 92

b


N h .Ph .1000 N p .V p

a 53

Tugas Akhir

b

a

I j .( S .G ). CT

10. B T =

11. W h=

M

K v .( S .G ).Gr .3600 CT .1000

12. W calib=

Wh .1000.t cal .S p 60.M aktual

∏ .D1 4

13. A c =

14.

17.

15. S Tie =

CF .1000

16. SF =

S TensileSteel S Tie

∏ .DTie

2

Dd = 0,71.Do 2

G 0,785.h.( S .G ).s 2

18. 57,4 < x < 57,8 Fp = 0,6 mm

b


2

CF = VF .Pc . Ac

Dk = Dd −

y

s

54

Tugas Akhir

b

19. Beban Material Sw (gr), Putaran Ulir Sspeed (rpm), Volume Injeksi Ij (cm3), Total Power Barrel it (A), Waktu Siklus CT (detik), Waktu Mengolah Material BT (detik), Kecepatan Motor Hopper Wcalib (rpm), Kekuatan Klamping CF (Ton), Tegangan Tarik Tie Bar Stie (kg/mm2), Diameter Die Dd (mm), Diameter Pin Dk (mm), Penyusutan Fp (mm)

STOP

END

Gambar 4.1 Diagram Alir Perhitungan Proses Botol Plastik

4.1.2

Data-Data Perhitungan Produksi Botol Plastik

Berikut ini merupakan contoh perhitungan yang diambil dari data hasil penelitian pada botol plastik Ovale 100 ml warna natural berbahan baku material jenis PP (Polypropylene) dengan menggunakan mesin “ekstrusi cetak tiup” SMC 2000 DST dan rumus yang dipakai merujuk dari nomor rumus di Bab II. Datadata perhitungan perhitungan sebelum proses produksi botol Ovale 100 ml sebagai berikut : 1. Data-data variabel :

G = berat produk = 15 gr Gr = berat sisa material (runner) = 5 gr d1 = diameter cetakan = 57,6 mm h = tinggi produk = 117 mm Kv = jumlah produk dalam cetakan = 2 pcs D0 = diameter mulut cetakan (neck part) = 20 mm L = volume udara tiup (Blow) = 92 m3


55

Tugas Akhir

2. Data-data non-variabel :

S.G PP = berat jenis PP = 0.86 Ds = diameter ulir = 60 mm = 6 cm Is = Panjang injeksi material = 250 mm = 25 cm3 Tt = tekanan tiup (Blowing) = 10 bar Acr = tingkat udara dari kompresor = 1,5 - 2 K = faktor koreksi = 20 % Air reg SMC 2000 DST = 500 m3 s = faktor Penyusutan = 1,4 %

4.2 PERHITUNGAN PERSIAPAN SEBELUM PROSES PRODUKSI

Hasil perhitungan ini dapat dipergunakan sebagai persiapan sebelum proses produksi botol plastik Ovale 100 ml dan dapat dipergunakan sebagai jawaban penyebab cacat pada botol plastik setelah produksi botol plastik. Setelah melakukan perhitungan setting produksi barulah menentukan suatu produk dapat dioperasikan dengan mesin tipe apa, jumlah dan tipe material plastik, daya listrik yang diperlukan, dan setting mesin yang sesuai agar produk yang dihasilkan dapat baik dan sesuai dengan projek. Dari data-data diatas maka dapat dihitung sebagai berikut ini :

3. Beban Material

Dari rumus 2-1 didapat :

Sw =

15 . 0,86 1,05

Sw = 12,3 gr


56

Tugas Akhir

4. Kecepatan Putaran Ulir (Screw)


Sspeed =

60 . 850 3,14 . 60

Sspeed =

51000 188,4

Sspeed = 270 rpm vity)

5. Volume Injeksi Material


Ij =

2. 3,14 . 6 2 .25 4

Ij =

5652 4

Ij = 1413 cm3

6. Beban Maksimum Motor Barrel


im =

30.746 3.380.0,91.0,88

im =

22380 913

im = 24,5 A

7. Beban Listrik Pemanas Barrel


ih =

6.1,2.1000 3.380


57

Tugas Akhir

ih =

7200 1140

ih = 6,3 A

8. Total Power Barrel

Dari rumus 2-6 didapat : it = 24,5 + 6,3 it = 30,8 A

9. Waktu Siklus Produk (Cycle Time)


CT =

2.1,4.10.60.1,6 + 20% 92

CT =

2688 + 20% 92

CT = 35,04 detik

10. Waktu Barrel Mengolah Material Plastik


BT =

1413.0,86.35,04 260

BT =

42580 260

B T = 163,7 detik

11. Jumlah Material Dalam Hopper



58

Tugas Akhir

W h=

2.(15 + 5).3600 35,04.1000

W h=

144000 35040

W h= 4100 gr/h

12. Kalkulasi Kecepatan Motor Hopper


W calib=

4,1.1000.5.600 60.350

W calib=

123.10 5 21000

W calib= 586 rpm

13. Luas Area Cetakan


Ac =

3,14.5,7 2 4

Ac =

102 4

A c = 25,5 cm2

14. Kekuatan Klamping Cetakan


CF = 1,2.561.25,5 CF = 17166,6 kg CF = 17,1 Ton


59

Tugas Akhir

15. Tegangan Tarik Tie Bar


S Tie =

17100 3,14.75 2

S Tie = 0,97 N/mm2

16. Faktor Keamanan Tie Bar (Safety Faktor)


SF =

90 0,97

SF = 92,8

17. Perhitungan Diameter Die Pin

- Rumus Diameter Die :

Dari rumus 2-15 didapat : Dd = 0,71.20 Dd = 14,2 mm

- Rumus Diameter Pin

Dari rumus 2-16 didapat : Dk = 14,2 2 −

15 0,785.117.0,86.1,4 2

Dk = 14,19 mm

18. Rumus Perhitungan Penyusutan



60

Tugas Akhir

- Toleransi Deviasi TD = 0,25.0,2.2 TD = 0,1 mm

- Faktor Penyusutan

F p = (57,8 − 0,1) − (57,4 − 0,1) F p = 57,4 − 57,8 F p = 0,6 mm

b. Kriteria suatu produk cacat atau tidak tergantung dari toleransi penyusutan minimal (Tdmax) dan

toleransi penyusutan maksimal (Tdmin). Jika

produk melewati batas Tdmax dan Tdmin dianggap produk tersebut cacat. c. Xmin = Batas toleransi minimal = 57,4 mm d. XmaxBatas toleransi maksimal

= 57,8 mm

e. Fp = Faktor penyusutan

= 0,6 mm

19. Rekapitulasi Hasil Perhitungan

Sw = Beban material = 12,3 gr Sspeed = Kec.putaran ulir = 270 rpm Ij = Volume injeksi material = 1413 cm3 it = Total power barrel = 30,8 A CT = Waktu siklus produksi = 35,04 detik Bt = Waktu mengolah material = 163,7 detik Wh = jumlah material = 4,1 kg/h Wcalib = Kec. Motor hoper = 586 rpm CF = Kekuatan klamping = 17,1 Ton Stie = Tegangan tarik tie bar = 0,97 kg/mm2 Dd = Diameter die = 14,2 mm Dk = Diameter Pin = 14,19 mm Fp = Faktor penyusutan = 0,6 mm Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

61

Tugas Akhir

4.3 TINDAKAN PENYELESAIAN CACAT BOTOL PLASTIK

Dengan mempergunakan metode RCA pada bab ini akan membahas tindakan yang diambil untuk menyelesaikan masalah pada jenis cacat botol plastik dengan mengacu pada bab-bab sebelumnya, dimana pada bab II telah mengidentifikasi jenis-jenis cacat botol plastik. 1. Cacat Garis Perak / Silver

Identifikasi : Botol plastik terdapat garis silver akibat proses injeksi material mengenai lapisan luar cetakan dan bergesekan. Sebab Utama : Arah aliran parison tidak center Tindakan Korektif : Atur ”die adjusment” sampai center Verifikasi : Setelah di informasikan ke QC cacat silver hilang Standarisasi : Lakukan pengecekan setiap ½ jam dan catat perubahan 2. Gelembung Udara

Identifikasi : Botol plastik terdapat gelembung karena ada udara yang ikut ketika proses injeksi material. Sebab Utama : Waktu mengolah material plastik kurang lama Tindakan Korektif : Hitung ulang ”waktu barrel mengolah material plastik” Verifikasi : Atur kembali setting waktu barrel dan ternyata cacat hilang Standarisasi : Lakukan pengecekan setiap ½ jam kebagian QC dan catat perubahan 3. Cekung

Identifikasi : Botol plastik terdapat cekung karena saat proses injeksi material material yang keluar menembak, akibatnya jumlah material yang masuk kecetakan kurang. Sebab Utama : Jumlah material kurang Tindakan Korektif : Hitung ulang ”jumlah material”, laporkan kebagian material

plastik

Verifikasi : Tambahkan material plastik Standarisasi : Lakukan pengecekan setiap ½ jam kebagian QC dan catat perubahan


62

Tugas Akhir

4. Sisa Material

Identifikasi : Botol plastik terdapat lebih material karena jumlah material yang masuk kedalam cetakan terlalu banyak dan sisanya keluar melalui bagian neck dan bottom. Sebab Utama : Injeksi material berlebih Tindakan Korektif : Hitung

ulang

”volume

injeksi

material”,

laporkan

kebagian material plastik Verifikasi : Turunkan jumlah volume injeksi material. Standarisasi : Lakukan pengecekan setiap ½ jam kebagian QC dan catat perubahan 5. Parting Line

Identifikasi : Material keluar melalui pertemuan kedua cetakan. - Sebab Utama : Klamping cetakan kurang tinggi Tindakan Korektif : Hitung

ulang

”klamping

cetakan”

dan

naikkan

kekuatan cetakan Verifikasi : Ternyata material masih tetap keluar dari cetakan, analisa kembali - Sebab Utama : Cetakan sudah tidak center lagi Tindakan Korektif :

Lakukan perbaikan cetakan

Verifikasi : Botol sudah tidak cacat Standarisasi : Lakukan percatatan dan laporkan ke bagian mold setup dan QC. 6. Kasar

Identifikasi : Terdapat bintik-bintik seperti kulit jeruk pada bagian luar botol. Sebab Utama : cetakan cacat halus Tindakan Korektif : Lakukan pelapisan samblas Verifikasi : Produksi kembali botol dan cacat kasar hilang. Standarisasi : Lakukan pengecekan setiap ½ jam kebagian QC dan catat perubahan 7. Penyok

Identifikasi : Bentuk dari botol tidak beraturan. Sebab Utama : Tekanan tiup blowpin tidak sesuai Tindakan Korektif : Naikkan tekanan blowpin sampai tepat


63

Tugas Akhir

Verifikasi : Ternyata setelah tekanan udara dinaikan botol terbentuk dengan sempurna Standarisasi : Lakukan pengecekan setiap ½ jam kebagian QC dan catat perubahan

4.4 KOREKSI DIAGRAM RCA (FINAL)

Koreksi diagram RCA menujukan hasil penyebab cacat botol plastik dan tindakan penyebab cacat botol plastik dimana terdapat kekurangan dan kesalahan yang terjadi pada hipotesa penyebab cacat botol plastik di bab sebelumnya. Koreksi yang dilakukan terjadi pada komponen : proses seting mesin, material, manusia yang tidak sesuai dan menyebabkan faktor penyebab cacat botol plastik. Kecepatan ulir tidak sesuai

Waktu siklus produk tidak sesuai

Kekuatan klamping tidak sesuai

Jumlah material Kurang

Perawatan rutin

Perlu standarisasi

Kualitas material kurang

Saluran cetakan kotor

Seting mesin tidak sesuai

Material tdk sesuai

Pendinginan cetakan kurang

Penyebab cacat botol Tekanan cetakan kurang

Tonase mesin tdk sesuai

Volume injeksi material tdk sesuai

Suhu material kurang panas

Kerja mesin tdk sesuai

Pendinginan mesin tdk baik

Pemanasan material tdk baik

Perlu perbaikan mesin

Chiller tdk bekerja

Perlu teknisi

Kapasitas chiller kurang

Waktu mengolah material kurang

Gambar 4.2 Diagram Final Cacat Botol Plastik Dengan RCA Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

64

Tugas Akhir

4.4.1

HASIL PENELITIAN

Hasil penelitian menunjukkan faktor penyebab dari cacat botol plastik yang diperlakukan dalam proses ekstrusi cetak tiup berasal dari faktor material, manusia, metode, cetakan, dan mesin yang tidak optimal dan tidak sesuai dengan standarisasi. Dengan adanya standarisasi yang sudah ada kita dapat menentukan penyebab utama dari permasalahan yang terjadi dan mentukan tindakan yang tepat untuk menyelesaikan masalah yang terjadi dengan mengacu pada diagram final cacat botol plastik RCA. Tindakan yang sesuai untuk proses setting mesin cetak tiup botol plastik Ovale 100 ml agar tidak cacat dapat dilihat pada Tabel 4.1.


65

Tugas Akhir

BAB V PENUTUP

5.1 KESIMPULAN

Setelah dilakukan perhitungan-perhitungan terhadap parameter-parameter pada bab sebelumnya, maka diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut: ¾ Pengaturan standar temperatur material : Temperatur lebur

: 2000 C

: 1850 C

Temperatur Die Head

3 Temperatur cetakan

: 250 C

2 Tekanan tiup

: 10 bar

3 Kecepatan ulir

: 270 rpm

¾ Material yang dipergunakan adalah PP (Polypropylene), beban material PP

12,3 gr. Volume injeksi material 1413 cm3. Kekuatan klamping cetakan 17,1 Ton dengan waktu siklus cetak 35 detik. Jumlah meterial yang diperlukan 4,1 kg/hr.

¾ Untuk analisa kegagalan / akar penyebab permasalahan dengan metode RCA,

kita dapat menganalisa terlebih dahulu permasalahan, menentukan penyebab permasalahan, membuat hipotesa akar penyebab permasalahan, dan tindakan yang diambil untuk menyelesaikan masalah sesuai dengan standarisasi. Hasilnya adalah, penyebab kegagalan yang terjadi untuk kasus cacat botol plastik adalah :

Material -

Jumlah material

-

Kualitas material


66

Tugas Akhir

-

Jenis material

-

Suhu material

-

Pemanasan material

-

Waktu mengolah material

Manusia -

Kerja malam

-

Belum ada pelatihan

-

Suasana kerja

-

Motivasi kurang

Metode -

Tonase mesin tidak sesuai

-

Volume injeksi material

-

Waktu siklus produk

-

Kekuatan klamping

-

Tekanan tiup

-

Penyusutan produk

Mesin -

Kerusakan mesin

-

Listrik tidak stabil

-

Setting mesin tidak tepat

Cetakan -

Saluran kotor

-

Chiller tidak bekerja

-

Kapasitas chiller kurang

-

Cetakan cacat

-

Posisi cetakan tidak tepat


67

Tugas Akhir

5.2 SARAN

Berdasarkan pembahasan yang telah

dilakukan oleh penulis terhadap

analisa penyebab cacat botol plastik pada proses ekstrusi cetak tiup, maka penulis akan memberikan saran yaitu sebagai berikut :

1. Perlu dilakukan pencatatan secara periodik nilai efektivitas mesin agar selalu dapat diketahui tinggi rendahnya pemakaian mesin, kerusakan mesin dan cacat produk yang terjadi agar dapat dievaluasi peningkatan nilai efektivitas mesin pada waktu berikutnya. 2. Perlu dipertimbangkan kembali penggunaan mesin yang terus-menerus setiap hari untuk memenuhi kebutuhan produksi guna mencegah terjadinya kerusakan mesin yang dapat terjadi sewaktu-waktu. 3. Memberikan lebih banyak pelatihan tentang kualitas yang sesuai kepada operator. 4. Menetapkan tuntutan operasi yang sesuai dengan kemampuan karyawan. 5. Memperbaiki proses pencarian sumber masalah kulitas sehingga menimilkan waktu terbuang. 6. Memperbaiki proses pemeriksaan terhadap peralatan produksi terutama dies, serta meningkatkan pengawasan atasan terhadap aktivitas perawatan. 7. Memperbaiki proses pemeriksaan material yang dikirimkan oleh vendor. 8. Mengurangi lama waktu penyimpanan bahan baku digudang penyimpanan. 9. Menyelesaikan penyebab teknis permasalahan lainnya secara komprehensif serta membuat standarisasi yang kemudian disosialisasikan keseluruh karyawan yang terkait.


68

Tugas Akhir

DAFTAR PUSTAKA

[1] Dynaplast, PT., Process Plastic Blow Molding, (Tangerang, 2000), hal: 9 – 36 [2] Dynaplast, PT., Process Blow Molding, (Tangerang, 2000), hal: 9 - 22. [3] Dynaplast, PT., Process Injection Blow, (Tangerang, 2001), hal: 11. [4] Dynaplast, PT., Machine SMC 2000 DST, (Tangerang, 1997), hal: 35. [5] Dynaplast, PT., Quality Assurance Departement, (Tangerang, 2002), hal: 1 dari 8. [6] Dynaplast, PT., Quality Assurance Departement, (Tangerang, 2002), hal: 8 dari 8. [7] Griswotw, Root Cause Analysis, (Amerika, 2003), hal: 9. [8] Handbook, ASM, Failure Analysis and Prevention Vol.11, (Amerika, 2002), hal: 17. [9] Kusharjanto, Analisis Kegagalan Produk, (Jakarta, 2005), hal: 3. [10] Laely, ” Pedoman Penulisan Skripsi ”, Fakultas Teknik UI, Depok, 2006, hal : 1 – 44.


69

Tugas Akhir

LAMPIRAN


70

Tugas Akhir

PENGERTIAN DASAR FLOWCHART

Merupakan gambar atau bagan yang memperlihatkan urutan dan hubungan antar proses beserta instruksinya. Gambaran ini dinyatakan dengan symbol. Terdapat dua macam flowchart yaitu :

System flowchart, dan Bagan yang memperlihatkan urutan prosesdur dan proses dari beberapa file di dalam media tertentu. Melalui flowchart ini, dapat terlihat jenis media penyimpanan yang dipakai dalam pengolahan data. Selain itu juga menggambarkan file yang dipakai sebagai input ouput.

Program flowchart. Bagan yang memperlihatkan urutan dan hubungan proses dalam suatu program. Flowchart ini langkah awal pembuatan program. Dengan adanya program flowchart maka urutan proses di program menjadi lebih jelas.

SIMBOL-SIMBOL FLOWCHART

Flowchart disusun dengan simbol. Simbol ini dipakai sebagai alat bantu menggambarkan proses di dalam program. Simbol-simbol yang dipakai dapat dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu : 1. Simbol arus (penghubung antar proses) 2. Simbol proses a. Proses (menunjukan pengolahan yang dilakukan komputer) b. Manual operasi (menunjukan pengolahan yang tidak dilakukan komputer) c. Keputusan (kondisi yang akan menghasilkan beberapa kemungkinan jawaban) d. Data ditentukan/non-variabel (mempersiapkan data yang akan digunakan) e. Terminal (untuk permulaan/akhir dari suatu pengolahan) f. Manual input (pemasukan data secara manual)


71

Tugas Akhir

3. Simbol input-output a. Input dan output (menyatakan proses input dan output tanpa tergantung jenis peralatan) b. Kartu (menyatakan input berasal dari kartu) c. Magnet-tape (menyatakan input berasal dari pita magnet) d. Disk (menyatakan input berasal dari disk) e. Dokumen (menyatakan input berasal dari dokumen hasil proses) f. Display (menyatakan peralatan yang digunakan yaitu layar, printer)

Gambar 1 Simbol Arus

a

b

c

d

e

f

Gambar 2 Simbol Proses

a

b

c

e

f

Gambar 3 Simbol Input-Output Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

72

d

TUGAS AKHIR ANALISA KEGAGALAN PRODUKSI BOTOL PLASTIK DENGAN METODE ANALISA SEBAB UTAMA PADA MESIN EKTRUSI CETAK TIUP SMC 2000 DST

Recommend Documents