DATA HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN PENGARUH SUHU DAN WAKTU TERHADAP HASIL CETAK PLASTIK DENGAN MOLD DARI ALUMUNIUM PADA PROSES MECHANICAL THERMOFORMING.

BAB IV

DATA HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Data Hasil Pengukuran Dimensi

Dalam penelitian ini dilakukan variasi suhu 140o_{C, 150}o_{C, 160}o_C

serta variasi waktu 20-60 menit dengan 3 bentuk jenis mold yaitu balok, prisma segitiga dan silinder. Adapun spesifikasi mold yang digunakan adalah sebagai berikut :

Z

X

E I

Y

K

Gambar 4.1. Profil Mold

Berdasarkan gambar diatas diperoleh ukuran yang ideal sebagai acuan untuk hasil cetak plastik sebagai berikut :

a. Balok

• Sisi A : 48 mm • Sisi B : 48 mm • Sisi C : 48 mm

• Sisi D : 48 mm • Kedalaman E : 5 mm b. Prisma Segitiga Sama Sisi

• Sisi F : 48 mm • Sisi G : 48 mm • Sisi H : 48 mm • Kedalaman I : 5 mm c. Silinder

• Diameter J : 50 mm

• Kedalaman K : 5 mm

Berdasarkan hasil penelitian tentang “Pengaruh suhu dan waktu terhadap hasil cetak plastik dengan mold dari alumunium pada proses

mechanical thermoforming “, diperoleh data yang disajikan dalam bentuk tabel sebagai berikut :

4.1.1. Percobaan Suhu 140o C

Tabel 4.1. Suhu 140

o _C

WAKTU (menit)

BALOK PRISMA SEGITIGA SILINDER

A (mm)

B (mm)

C (mm)

D (mm)

E (mm)

F (mm)

G (mm)

H (mm)

I (mm)

J (mm)

K (mm)

arah sb.x

arah sb.y

arah sb.z

arah sb.y

arah sb.x

arah sb.z

arah sb.x

arah sb.z

20 45,30 45,50 45,30 45,85 3,15 45,75 45,10 45,45 3,50 48,75 3,85 30 46,65 46,50 45,45 46,35 3,25 46,10 45,35 46,15 3,90 49,05 4,00 40 46,50 46,30 45,60 46,50 4,25 46,25 45,55 46,50 4,20 49,00 4,15 50 46,55 46,40 46,10 46,60 4,65 46,35 45,75 46,60 4,70 49,50 4,25

60 46,80 46,50 46,65 46,75 4,65 46,50 45,90 46,70 4,70 49,90 4,30

Tabel 4.2. Nilai Penyimpangan

WAKTU (menit)

BALOK PRISMA SEGITIGA SILINDER

A (mm) B (mm) C (mm) D (mm) E (mm) F (mm) G (mm) H (mm) I (mm) J (mm) K (mm) arah sb.x arah sb.y arah sb.z arah sb.y arah sb.x arah sb.z arah sb.x arah sb.z

20 2,70 2,50 2,70 2,15 1,85 2,15 2,90 2,55 1,50 1,25 1,15 30 1,35 1,50 2,50 1,65 1,75 1,90 2,65 1,85 1,10 0,95 1,00 40 1,50 1,70 2,40 1,50 0,75 1,75 2,45 1,50 0,80 1,00 0,85 50 1,55 1,60 1,90 1,40 0,35 1,65 2,25 1,40 0,30 0,50 0,75 60 1,20 1,50 1,35 1,25 0,35 1,50 2,10 1,30 0,30 0,10 0,70

Percobaan I (suhu 140o_{C) belum diperoleh hasil yang diharapkan,}

hal ini dapat dilihat dari tabel diatas bahwa untuk suhu 140o_C

dengan variasi waktu antara 20-60 menit memiliki nilai penyimpangan yang cukup besar, karena pengaruh dari suhu yang kurang tinggi dengan waktu pemrosesan yang terlalu rendah.

4.1.2.Percobaan Suhu 150o C

Tabel 4.3. Suhu 150

o _C

WAKTU (menit)

BALOK PRISMA SEGITIGA SILINDER

A (mm) B (mm) C (mm) D (mm) E (mm) F (mm) G (mm) H (mm) I (mm) J (mm) K (mm) arah sb.x arah sb.y arah sb.z arah sb.y arah sb.x arah sb.z arah sb.x arah sb.z

20 46,55 45,75 45,75 45,80 3,90 46,15 45,90 46,65 4,50 49,00 4,40 30 46,80 46,70 46,60 46,35 4,00 46,10 46,15 46,70 4,65 49,10 4,50 40 47,20 47,40 47,40 47,40 4,85 47,20 47,30 47,30 4,90 49,50 5,00 50 47,70 48,00 47,85 47,70 5,00 47,70 47,90 48,10 4,90 MELTING

Tabel 4.4. Nilai Penyimpangan

WAKTU (menit)

BALOK PRISMA SEGITIGA SILINDER

A (mm)

B (mm)

C (mm)

D (mm)

E (mm)

F (mm)

G (mm)

H (mm)

I (mm)

J (mm)

K (mm)

arah sb.x

arah sb.y

arah sb.z

arah sb.y

arah sb.x

arah sb.z

arah sb.x

arah sb.z

20 1,45 2,25 2,25 2,20 1,10 1,85 2,10 1,45 0,50 1,00 0,60 30 1,20 1,30 1,40 1,65 1,00 1,90 1,85 1,30 0,35 0,90 0,50

40 0,80 0,60 0,60 0,60 0,15 0,80 0,70 0,70 0,10 0,50 0

50 0,30 0 0,15 0,30 0 0,30 0,10 0,20 0,10 MELTING

60 MELTING MELTING MELTING

Percobaan II (suhu 150o_{C) dapat dilihat berdasarkan tabel diatas}

bahwa untuk suhu 150o_{C dengan waktu 20 dan 30 menit memiliki}

nilai penyimpangan yang lebih kecil dibanding suhu 140o_{C dengan}

waktu yang sama. Untuk waktu 40 menit memiliki nilai penyimpangan yang paling kecil. Untuk percobaan dengan waktu 50 menit pada spesimen balok dan prisma segitiga sudah terbentuk, tetapi pada bentuk silinder mengalami melting dan plastik telah mengalami perubahan bentuk sehingga waktu ini kurang tepat. Sedangkan pada percobaan dengan waktu 60 menit dari ketiga spesimen tersebut telah mengalami melting dan berubah bentuk akibat suhu yang terlalu tinggi.

4.1.3. Percobaan Suhu 160o C

Tabel 4.5. Suhu 160

o _C

WAKTU (menit)

BALOK PRISMA SEGITIGA SILINDER

A (mm) B (mm) C (mm) D (mm) E (mm) F (mm) G (mm) H (mm) I (mm) J (mm) K (mm) arah sb.x arah sb.y arah sb.z arah sb.y arah sb.x arah sb.z arah sb.x arah sb.z

20 46,35 46,25 46,10 45,55 4,70 46,30 46,00 46,10 3,95 48,30 3,20 30 47,20 47,00 46,30 46,60 4,75 46,45 46,10 47,10 4,85 49,00 3,85

40 47,30 47,45 47,25 46,70 4,80 MELTING MELTING

50 MELTING MELTING MELTING

60 MELTING MELTING MELTING

Tabel 4.6. Nilai Penyimpangan

WAKTU (menit)

BALOK PRISMA SEGITIGA SILINDER

A (mm) B (mm) C (mm) D (mm) E (mm) F (mm) G (mm) H (mm) I (mm) J (mm) K (mm) arah sb.x arah sb.y arah sb.z arah sb.y arah sb.x arah sb.z arah sb.x arah sb.z

20 1,65 1,75 1,90 2,45 0,30 1,70 2,00 1,90 1,05 1,70 1,80 30 0,80 1,00 1,70 1,40 0,25 1,55 1,90 0,90 0,15 1,00 1,15

40 0,70 0,55 0,75 1,30 0,20 MELTING MELTING

50 MELTING MELTING MELTING

60 MELTING MELTING MELTING

Untuk percobaan dengan suhu 160o_{C pada waktu 20 dan 30 menit,}

didapatkan nilai penyimpangan yang lebih kecil dibanding suhu 150o_C

dengan waktu yang sama, karena pengaruh suhu yang kurang tinggi. Untuk waktu 40 menit spesimen balok telah terbentuk, tetapi pada spesimen yang lain telah mengalami melting. Untuk waktu 50 dan 60 menit, plastik mengalami melting dan mengalami perubahan bentuk karena suhu yang terlalu tinggi.

Dari beberapa variasi suhu dan waktu yang dilakukan, diperoleh nilai penyimpangan dengan rata-rata 0,6 mm pada suhu 150o_{C dengan}

waktu 40 menit. Sehingga untuk mengetahui kestabilan dari nilai deviasi tersebut, maka dilakukan percobaan kembali sebanyak 5 kali dengan suhu dan waktu yang sama.

Dengan rumus deviasi :

D = ) 1 ( 2 − n d Dimana :

D = Nilai Deviasi

d = Selisih antara harga sebenarnya dengan plastik yang telah dicetak n = Jumlah percobaan yang dilakukan.

4.1.4. Percobaan Suhu 150o

C Selama 40 menit

Tabel 4.7 Suhu 150

o _{C dengan waktu 40 menit dalam 5 kali percobaan}

Percobaan

BALOK PRISMA SEGITIGA SILINDER

A (mm) B (mm) C (mm) D (mm) E (mm) F mm) G (mm) H (mm) I (mm) J (mm) K (mm) arah sb.x arah sb.y arah sb.z arah sb.y ara h sb.x arah sb.z ara h sb.x arah sb.z

I 47,25 47,50 47,50 47,55 4,85 47,30 47,40 47,45 4,90 49,55 5,00 II 47,50 47,45 47,55 47,55 4,90 47,60 47,55 47,60 4,90 49,50 5,00 III 47,45 47,60 47,50 47,70 4,90 47,55 47,50 47,55 4,95 49,80 5,00 IV 47,60 47,60 47,70 47,75 5,00 47,70 47,70 47,75 4,95 49,75 5,00 V 47,75 47,75 47,75 47,80 4,95 47,75 47,70 47,75 4,95 49,80 5,00 Rata-rata 47.51 47.58 47.6 47.67 4.92 47.58 47.57 47.17 4.93 49.68 ₅

Deviasi 0.58 0.48 0.48 0.38 0.12 0.5 0.49 0.44 0.08 0.3 ₀

Dari tabel diatas dapat diambil kesimpulan bahwa untuk hasil cetak yang paling tepat terdapat pada suhu 150o_{C dan waktu 40 menit, karena dari 5}

kali percobaan yang kami lakukan diperoleh hasil cetak plastik dengan nilai penyimpangan yang stabil dengan nilai deviasi rata-rata 0,5 mm. Dan didapatkan bagian yang mempunyai nilai keakuratan paling baik yaitu pada bentuk silinder, dikarenakan pada bentuk silinder tidak mempunyai sudut melainkan mempunyai radius.

4.1.5. Grafik Deviasi

Grafik Deviasi Dengan Probabilitas

0.18

0.09 0.18

0.36

0.18

0

-0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0

Kelas Interval

P

ro

b

a

b

il

it

a

s

Grafik 4.2. Hubungan Antara Nilai Deviasi Dengan Probabilitas Pada Suhu 150o_C

Dengan Waktu 40 Menit

Kelas interval Nilai deviasi Jumlah Probabilitas

0 0 - 0.9 2 0.18

-1 0.10 - 0.19 1 0.09

-2 0.20 - 0.29 0 0

-3 0.30 - 0.39 2 0.18 -4 0.40 - 0.49 4 0.36 -5 0.50 - 0.59 2 0.18

4.2.Pembahasan

Dari variasi suhu dan waktu pada proses mechanicalthermoforming, diperoleh suhu dan waktu yang ideal yaitu pada suhu 150o_{C dengan waktu 40}

menit, hal ini dapat dilihat berdasarkan nilai deviasi pada lima kali percobaan yang dilakukan yaitu untuk:

• Balok dengan nilai deviasi tertinggi 0,58 mm dan terendah 0,12 mm.

• Prisma segitiga dengan nilai deviasi tertinggi 0,5 mm dan terendah 0,08 mm.

• Silinder dengan nilai deviasi tertinggi 0,3 mm dan terendah 0 mm.

Diantara ketiga bentuk hasil cetak plastik diatas yang mempunyai nilai deviasi terkecil adalah silinder karena pada bentuk ini tidak mempunyai sudut melainkan mempunyai radius.

4.2.1. Pengamatan Visual Hasil Cetak Plastik

Dari pengamatan visual pada plastik dapat diketahui untuk melihat arah penyusutan yang terjadi setelah proses pencetakan. Arah penyusutan dapat dilihat berdasarkan grid yang telah dibuat pada permukaan plastik.

grid

Gambar 4.3. Grid pada plastik sebelum diproses

grid

Gambar 4.4. Grid pada plastik setelah diproses

Dari gambar diatas dapat kita amati bahwa kondisi grid akan selalu tertarik menuju kearah pusat profil pada mold, hal ini disebabkan karena konsentrasi gaya tekan tertuju pada pusat mold.

Pada pengujian proses mechanical thermoforming yang kami lakukan dikelompokkan menjadi tiga kriteria, yaitu sebagai berikut :

4.2.1. Plastik Belum Terbentuk Ini terjadi pada :

 Suhu 140o_{C dengan variasi suhu antara 20 – 60 menit.}  Suhu 150o_{C dengan waktu 20 – 30 menit.}

Gambar 4.5. Plastik Belum Terbentuk

Kerutan Gambar 4.6. Dilihat dari samping

Ciri fisik :

• Mengalami kerutan

• Tidak mengalami perubahan warna

• Profil belum terbentuk dengan baik

4.2.2. Plastik Terbentuk Dengan Baik Ini terjadi pada :

Gambar 4.7. Plastik Terbentuk Dengan Baik

Tidak ada kerutan Gambar 4.8. Dilihat dari samping

Ciri fisik :

• Tidak mengalami kerutan

• Tidak mengalami perubahan warna • Profil terbentuk dengan baik 4.2.3. Plastik Mengalami Melting

Ini terjadi pada :

 Suhu 150o_{C dengan waktu 50 - 60 menit}  Suhu 160o_{C dengan waktu 40 - 60 menit}

Warna berubah

Gambar 4.9. Plastik Mengalami Melting

Rusak Gambar 4.10. Dilihat dari samping

Ciri fisik : • Rusak

• Mengalami perubahan warna

• Profil terbentuk dengan baik, tetapi ketebalan dari plastik tidak sama

kali percobaan yang kami lakukan diperoleh hasil cetak plastik dengan nilai penyimpangan yang stabil dengan nilai deviasi rata-rata 0,5 mm. Dan didapatkan bagian yang mempunyai nilai keakuratan paling baik yaitu pada bentuk silinder, dikarenakan pada bentuk silinder tidak mempunyai sudut melainkan mempunyai radius.

4.1.5. Grafik Deviasi

Grafik Deviasi Dengan Probabilitas

0.18 0.09 0.18 0.36 0.18 0 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0

Kelas Interval P ro b a b il it a s

Grafik 4.2. Hubungan Antara Nilai Deviasi Dengan Probabilitas Pada Suhu 150o_C Dengan Waktu 40 Menit

Kelas interval Nilai deviasi Jumlah Probabilitas

0 0 - 0.9 2 0.18

-1 0.10 - 0.19 1 0.09

-2 0.20 - 0.29 0 0

-3 0.30 - 0.39 2 0.18

-4 0.40 - 0.49 4 0.36

-5 0.50 - 0.59 2 0.18

4.2.Pembahasan

Dari variasi suhu dan waktu pada proses mechanical thermoforming, diperoleh suhu dan waktu yang ideal yaitu pada suhu 150o_{C dengan waktu 40}

menit, hal ini dapat dilihat berdasarkan nilai deviasi pada lima kali percobaan yang dilakukan yaitu untuk:

• Balok dengan nilai deviasi tertinggi 0,58 mm dan terendah 0,12 mm.

• Prisma segitiga dengan nilai deviasi tertinggi 0,5 mm dan terendah 0,08 mm.

• Silinder dengan nilai deviasi tertinggi 0,3 mm dan terendah 0 mm.

Diantara ketiga bentuk hasil cetak plastik diatas yang mempunyai nilai deviasi terkecil adalah silinder karena pada bentuk ini tidak mempunyai sudut melainkan mempunyai radius.

4.2.1. Pengamatan Visual Hasil Cetak Plastik

Dari pengamatan visual pada plastik dapat diketahui untuk melihat arah penyusutan yang terjadi setelah proses pencetakan. Arah penyusutan dapat dilihat berdasarkan grid yang telah dibuat pada permukaan plastik.

grid

Gambar 4.3. Grid pada plastik sebelum diproses

grid

Gambar 4.4. Grid pada plastik setelah diproses

Dari gambar diatas dapat kita amati bahwa kondisi grid akan selalu tertarik menuju kearah pusat profil pada mold, hal ini disebabkan karena konsentrasi gaya tekan tertuju pada pusat mold.

Pada pengujian proses mechanical thermoforming yang kami lakukan dikelompokkan menjadi tiga kriteria, yaitu sebagai berikut :

4.2.1. Plastik Belum Terbentuk Ini terjadi pada :

 Suhu 140o_{C dengan variasi suhu antara 20 – 60 menit.}  Suhu 150o_{C dengan waktu 20 – 30 menit.}

Gambar 4.5. Plastik Belum Terbentuk

Kerutan Gambar 4.6. Dilihat dari samping

Ciri fisik :

• Mengalami kerutan

• Tidak mengalami perubahan warna

• Profil belum terbentuk dengan baik

4.2.2. Plastik Terbentuk Dengan Baik Ini terjadi pada :

Gambar 4.7. Plastik Terbentuk Dengan Baik

Tidak ada kerutan Gambar 4.8. Dilihat dari samping

Ciri fisik :

• Tidak mengalami kerutan

• Tidak mengalami perubahan warna • Profil terbentuk dengan baik

4.2.3. Plastik Mengalami Melting Ini terjadi pada :

 Suhu 150o_{C dengan waktu 50 - 60 menit}  Suhu 160o_{C dengan waktu 40 - 60 menit}

Warna berubah

Gambar 4.9. Plastik Mengalami Melting

Rusak Gambar 4.10. Dilihat dari samping

Ciri fisik : • Rusak

• Mengalami perubahan warna

• Profil terbentuk dengan baik, tetapi ketebalan dari plastik tidak sama