TUGAS AKHIR Pengaruh Variasi Waktu Terhadap Cacat dan Ketebalan Produk Plastik pada Proses Rotational Molding.
TUGAS AKHIR
PENGARUH VARIASI WAKTU TERHADAP
CACAT DAN KETEBALAN PRODUK PLASTIK
PADA PROSES ROTATIONAL MOLDING
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
TOMI ARDIANTO
NIM : D 200 050 167
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
Oktober 2011
i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir dengan
judul:
PENGARUH VARIASI WAKTU TERHADAP CACAT DAN KETEBALAN
PRODUK PLASTIK PADA PROSES ROTATIONAL MOLDING
yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat untuk memperoleh gelar
sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Surakarta, Sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau
duplikasi dari tugas akhir yang sudah diduplikasikan dan atau pernah
dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas
Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang
sumber informasinya saya cantumkan sebagai mana mestinya.
Surakarta,19 Oktober 2011
Yang menyatakan,
Tomi Ardianto
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas Akhir berjudul : ”PENGARUH VARIASI WAKTU TERHADAP
CACAT DAN KETEBALAN PRODUK PLASTIK PADA PROSES
ROTATIONAL MOLDING ” telah disetujui dan diterima untuk memenuhi
sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana S1 pada jurusan
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama
: TOMI ARDIANTO
Nim
: D200 050 167
Disetujui pada
Hari
: ……………..
Tanggal
: ……………..
Mengetahui,
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
Bambang Waluyo F, ST. MT
Ir. H. Masyrukan, MT
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir dengan judul: ”PENGARUH VARIASI WAKTU TERHADAP
CACAT DAN KETEBALAN PRODUK PLASTIK PADA PROSES
ROTATIONAL MOLDING” telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji
dan dinyatakan sah untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh gelar
sarjana S1 pada jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta
Dipersiapkan oleh :
Nama
: TOMI ARDIANTO
Nim
: D200 050 167
Disahkan pada
Hari
:……………..
Tanggal :……………..
Tim Penguji
Ketua
: Bambang WF, ST. MT
......................
Anggota 1
: Ir. H. Masyrukan, MT
......................
Anggota 2
: Ir. Agus Hariyanto, MT
......................
Mengetahui,
Dekan,
Ketua Jurusan,
Ir. Agus Riyanto, MT
Ir. Sartono Putro, MT
iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR
v
M OTTO
Tidak ada rahasia untuk mengapai kesuksesan
Sukses it u dapat terjadi karena persiapan, kerja keras dan mau belajar dari
kegagalan (General Collin Powell)
Allah meninggikan orang yang beriman di antara kamu dan orang-orang yang diberi
ilmu pengetahuan, beberapa derajat (Q.S. Al-M ujaadalah: 11)
Perumpamaan ilmu Allah melebihi tujuh samudera lautan luas, sedangkan manusia
di anuggerahi setetes ilmu dari ilmunya. Setetes ilmu membawa manusia kepada
puncak peradaban. Dan apabila ilmu it u dipercikkan oleh Allah melebihi kadarnya
kepada manusia, maka niscaya manusia akan gila
(Penulis)
vi
PENGARUH VARIASI WAKTU TERHADAP CACAT DAN KETEBALAN
PRODUK PLASTIK PADA PROSES ROTATIONAL MOLDING
Tomi Ardianto, Bambang Waluyo Febriantoko, Masyrukan
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A.Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura.
Email : Tomy_ardiant@yahoo.com
ABSTRAKSI
Salah satu proses dalam pembentukan plastik (molding)
adalah dengan menggunakan proses rotational molding.
Proses ini umumnya digunakan untuk menciptakan produk
besar dan berongga. Tingkat efektifitas waktu proses sangat
mempengaruhi prosentase cacat dan ketebalan produk hasil
pencetakan. Dengan mengoptimalkan waktu proses diharapkan
dapat meminimalisir cacat dan menghasilkan ketebalan produk
yang baik.
Dalam eksperimen proses
rotational molding ini
melakukan percobaan pembuatan produk berbentuk bola dan
terdapat rongga didalamnya dengan bahan baku Polypropylene
(pp). Dimensi bola yang direncanakan dengan diameter luar 60
mm, diameter rongga 56 mm dan ketebalan 2 mm. Proses
rotational molding menggunakan perbandingan putaran 2:1
dengan kecepatan putaran sumbu utama 20 rpm, sumbu kecil
30 rpm, dan temperature leleh pp 160 ºC. Menggunakan variasi
waktu proses yaitu 45 menit, 60 menit, dan 90 menit. Mold yang
digunakan terbuat dari bahan baja ST 37, dan pembuatan mold
menggunakan proses CNC.
Dari hasil analisis waktu proses terhadap prosentase
cacat dan ketebalan produk. Bahwa menggunakan variasi
waktu proses 60 menit lebih baik dari variasi waktu proses 45
menit dan 90 menit, karena tingkat pemanasan plastik
sangatlah berpengaruh terhadap cacat dan ketebalan produk.
Jika plastik terlalu cepat dipanaskan akan mengakibatkan
butiran plastik tidak mencair dengan sempurna dan tidak
melekat pada dinding cetakan, sebaliknya jika plastik terlalu
lama dipanaskan akan menyebabkan menurun dan
berkurangnya kekuatan impak dari produk tersebut.
Kata-kata kunci: Rotational molding, waktu proses, cacat produk.
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu alaikum Wr.Wb
Syukur Alhamdullilah, Penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat
terselesaikan.
Tugas akhir ini ”PENGARUH VARIASI WAKTU TERHADAP
CACAT DAN KETEBALAN PRODUK PLASTIK PADA PROSES
ROTATIONAL MOLDING” dapat terselesaikan atas dukungan dari
beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala
ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan
penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ir. Agus Riyanto, MT, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Ir. Sartono Putro, MT, selaku Ketua Jurusan dan Pembimbing
Akademik
Teknik
Mesin
Fakultas
Teknik
Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
3. Bambang Waluyo Febriantoko, ST, MT, selaku dosen pembimbing
utama yang telah membimbing, mengarahkan, memberi petunjuk
dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
4. Ir. H. Masyrukan, MT, selaku dosen pembimbing pendamping yang
telah meluangkan banyak waktu untuk memberikan bimbingan dan
arahan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
5. Ir. Agus Hariyanto, MT selaku dosen penguji yang telah
meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan arahan
dalam Tugas Akhir ini.
viii
6. Dosen Jurusan Teknik Mesin beserta Staf Tata Usaha Fakultas
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.
7. Ayah dan Ibu tercinta dan seluruh keluarga besar, yang telah
memberikan dukungan baik moril maupun material didalam
penyusunan Tugas Akhir ini.
8. Satu tim Abid Nur Fajri, Tunggul Prakoso, Terima kasih atas kerja
sama dan bantunya selama kerja dilapangan.
9. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan Tugas
Akhir ini, semoga bantuan yang diberikan menjadi amalan kebaikan
di sisi Allah SAW. Amin.
10. Sahabat-sahabatku Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Surakarta terima kasih semuanya dan semoga silahturahmi kita
selalu terjalin. Amin.
Penulis menyadari bahwa dalam laporan ini masih jauh dari
sempurna, oleh karna itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari
pembaca akan penulis terima kasih dengan senang hati.
Wassalamu’ alaikum Wr.Wb
Surakarta19 Oktober 2011
Tomi Ardianto
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ................................................ ii
HALAMAN PERSETUJUAN ....................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ................................................................. v
LEMBAR MOTTO ....................................................................................... vi
ABSTRAK ................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR ................................................................................... viii
DAFTAR ISI ................................................................................................ x
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xvi
DAFTAR SIMBOL ....................................................................................... xvii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xviii
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang .......................................................................... 1
1.2. Tujuan Penelitian ....................................................................... 3
1.3. Batasan Masalah ....................................................................... 3
1.4. Manfaat Penelitian ..................................................................... 4
1.5. Metode Penulisan ...................................................................... 4
1.6. Sistematika Penulisan ............................................................... 5
BAB II DASAR TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka ....................................................................... 7
2.2. Landasan Teori
2.2.1. Rotational Molding ........................................................... 9
2.2.1.1. Proses Pencetakan ............................................. 9
2.2.1.2. Keuntungan ........................................................ 10
2.2.1.3. Keterbatasan ...................................................... 11
x
2.2.1.4. Persyaratan Bahan ............................................. 11
2.2.1.5. Perbandingan Putaran (speed ratio) ................... 12
2.2.1.6. Pemanasan (the oven) ....................................... 13
2.2.1.7. Pendinginan (cooling) ......................................... 14
2.2.2. Plastik ............................................................................... 15
2.2.2.1. Sifat-sifat Plastik ................................................. 15
2.2.2.2. Macam-macam Plastik ....................................... 16
2.2.3. Ketebalan Produk ............................................................. 20
2.2.4. Cacat Produk ................................................................... 21
2.2.4.1. Penyusutan (shrinkage) ...................................... 21
2.2.4.2. Gelembung (bubble) ........................................... 22
2.2.5. Perhitungan Volume Rongga Cetakan ............................. 24
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Diagram Alir Penelitian .............................................................. 25
3.2. Diagram Waktu Siklus (cycle time) ............................................ 26
3.3. Data Kondisi Proses .................................................................. 26
3.4. Tempat Penelitian Lapangan ..................................................... 27
3.5. Proses Pembuatan Mold ........................................................... 27
3.6. Dasar Pemilihan Bahan Baku .................................................... 30
3.7. Baut, Mold, dan Peralatan Pendukung Utama .......................... 32
3.7.1. Baut .................................................................................. 32
3.7.2. Mold ................................................................................. 32
3.7.3. Peralatan Pendukung Utama ........................................... 33
3.8. Mesin Rotational Molding .......................................................... 37
3.9. Prosedur Pembuatan Produk .................................................... 42
3.10. Diagram Alir Proses Pembuatan Produk ................................. 43
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Variasi Waktu Proses 45 Menit ................................................. 44
4.1.1. Hasil Percobaan ................................................................ 44
4.1.2. Pembahasan .................................................................... 46
4.2. Variasi Waktu Proses 60 Menit ................................................. 47
4.2.1. Hasil Percobaan ............................................................... 47
4.2.2. Pembahasan .................................................................... 50
4.3. Variasi Waktu Proses 90 menit ................................................. 51
4.3.1. Hasil Percobaan ............................................................... 51
4.3.2. Pembahasan .................................................................... 53
4.4. Penyusutan (shrinkage) ............................................................. 56
4.2.1. Analisa Penyusutan (shrinkage) Pada Variasi
Waktu Proses 45 menit ................................................... 56
xi
4.2.2. Analisa Penyusutan (shrinkage) Pada Variasi
Waktu Proses 60 menit ................................................... 57
4.2.3. Analisa Penyusutan (shrinkage) Pada Variasi
Waktu Proses 90 menit ................................................... 58
4.2.4. pembahasan .................................................................... 59
4.5. Cacat Produk ............................................................................. 60
4.3.1. Gelembung (bubble) ........................................................ 60
4.3.2. Pembahasan .................................................................... 61
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan ................................................................................ 62
5.2. Saran ......................................................................................... 63
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1. Proses Pencetakan Rotational Molding ......................... 9
Gambar 2.2. Hubungan Antara Waktu dan Temperatur Pada Plastik
Thermoplastik ................................................................ 17
Gambar 2.3. Hubungan Antara Waktu dan Temperatur Pada Plastik
Thermosetting ................................................................ 19
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian ................................................... 25
Gambar 3.2. Diagram Waktu Siklus (Cycle Time) ............................... 26
Gambar 3.3. Produk (Specimen) Yang Direncanakan ........................ 28
Gambar 3.4. Produk (Specimen) Apabila Dipotong Setengah ............. 28
Gambar 3.5. Desain Mold Proses Rotational Molding ........................ 29
Gambar 3.6. Mold Yang Digunakan Proses Rotational Molding ......... 30
Gambar 3.7. Bijih Plastik Polypropylene ............................................. 31
Gambar 3.8. Baut ................................................................................ 32
Gambar 3.9. Mold ............................................................................... 32
Gambar 3.10. Bagian-Bagian Mold ..................................................... 33
Gambar 3.11. Kaliper .......................................................................... 33
Gambar 3.12. Themometer Digital Infra Red ...................................... 34
Gambar 3.13. Thermo control ............................................................. 34
Gambar 3.14. Kunci Pas ..................................................................... 35
Gambar 3.15. Stopwatch .................................................................... 35
Gambar 3.16. Selang .......................................................................... 35
Gambar 3.17. Ember .......................................................................... 36
Gambar 3.18. Tachometer .................................................................. 36
Gambar 3.19. Heater .......................................................................... 36
Gambar 3.20. Mesin Rotational Molding Desain CAD ........................ 38
xiii
Gambar 3.21. Pandangan Isometrik Mesin Rotational Molding .......... 39
Gambar 3.22. Instalasi Mesin Rotational Molding ............................... 40
Gambar 3.23. Mesin Rotational Molding ............................................. 41
Gambar 3.24. Diagran Alir Prosedur Pembuatan Produk ................... 43
Gambar 4.1. Daerah Pengukuran Ketebalan Bola .............................. 44
Gambar 4.2. Grafik Hasil Pengukuran Ketebalan Bola 1 Pada Variasi
Waktu Proses 45 Menit .................................................. 44
Gambar 4.3. Grafik Hasil Pengukuran Ketebalan Bola 2 Pada Variasi
Waktu Proses 45 Menit .................................................. 45
Gambar 4.4. Grafik Hasil Pengukuran Ketebalan Bola 3 Pada Variasi
Waktu Proses 45 Menit .................................................. 45
Gambar 4.5. Produk Yang Dihasilkan Pada Variasi Waktu Proses 45
Menit .............................................................................. 46
Gambar 4.6. Daerah Pengukuran Ketebalan Bola .............................. 47
Gambar 4.7. Grafik Hasil Pengukuran Ketebalan Bola 1 Pada Variasi
Waktu 60 Menit .............................................................. 48
Gambar 4.8. Grafik Hasil Pengukuran Ketebalan Bola 2 Pada Variasi
Waktu 60 Menit .............................................................. 48
Gambar 4.9. Grafik Hasil Pengukuran Ketebalan Bola 3 Pada Variasi
Waktu Proses 60 Menit .................................................. 49
Gambar 4.10. Produk Yang Dihasilkan Pada Variasi Waktu Proses
60 Menit ....................................................................... 49
Gambar 4.11. Daerah Pengukuran Ketebalan Bola ............................ 51
Gambar 4.12. Grafik Hasil Pengukuran Ketebalan Bola 1 Pada
Variasi Waktu Proses 90 Menit .................................... 51
Gambar 4.13. Grafik Hasil Pengukuran Ketebalan Bola 2 Pada
Variasi Waktu Proses 90 Menit .................................... 52
Gambar 4.14. Grafik Hasil Pengukuran Ketebalan Bola 3 Pada
Variasi Waktu Proses 90 Menit .................................... 52
Gambar 4.15. Produk Yang Dihasilkan Pada Variasi Waktu Proses
90 Menit ....................................................................... 53
xiv
Gambar 4.16. Histogram Rata-Rata Ketebalan Dari Seluruh Variasi
Waktu Proses .............................................................. 54
Gambar 4.17. Histogram Rata-Rata Penyusutan (Shrinkage) Variasi
Waktu Proses 45 menit ................................................ 57
Gambar 4.18. Histogram Rata-Rata Penyusutan (Shrinkage) Variasi
Waktu Proses 60 menit ................................................ 58
Gambar 4.19. Histogram Rata-Rata Penyusutan (Shrinkage) Variasi
Waktu Proses 90 menit ................................................ 59
Gambar 4.20. Histogram jumlah cacat produk terjadi gelembung
(bubble) ........................................................................ 60
Gambar 4.21. Cacat produk terjadi gelembung (bubble) .................... 61
xv
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 3.1. Data Kondisi Proses Rotational Molding ............................ 26
Tabel 3.2. Spesifikasi Produk Yang Direncanakan ............................. 29
Tabel 4.1. Data Total Rata-rata Bola 1, 2, dan 3 Pada Variasi
Waktu Proses 45 Menit ....................................................................... 46
Tabel 4.2. Data Total Rata-rata Bola 1, 2, dan 3 Pada Variasi
Waktu Proses 60 Menit ....................................................................... 49
Tabel 4.3. Data Total Rata-rata Bola 1, 2, dan 3 Pada Variasi
Waktu Proses 90 Menit ....................................................................... 53
xvi
DAFTAR SIMBOL
Simbol
Speed Ratio = Perbandingan Putaran
[Rpm]
Major Axis
= Sumbu Utama
[Rpm]
Minor Axis
= Sumbu Kecil
[Rpm]
Shrinkage
= Penyusutan
[%]
Lo
= Dimensi Cetakan
[ mm ]
L
= Dimensi Produk
[ mm ]
Vmc
= Volume mold cavity
[ mm³]
D, d
= Diameter
[ mm ]
R, r
= Jari-jari
[ mm ]
V
= Volume
[ mm³]
= 22/7
Sw
= Berat Serbuk
[ gr ]
Densitas pp = 0.946
[gr/cm³]
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
1. Tabel Hasil Analisa Pengukuran Ketebalan Bola Plastik Proses
Rotational Molding.
2. Tabel Rata-rata Penyusutan (shrinkage) dan Terjadi Gelembung
(bubble)
3. Tabel Polypropylene (PP).
4. Standart Specification for Oriented Polypropylene Film, ASTM D
2673 – 99.
5. Rotational Molding (also called rotomolding)
6. Tabel Perbandingan Putaran (Speed Ratio) Pada Proses Rotational
Molding.
xviii
PENGARUH VARIASI WAKTU TERHADAP
CACAT DAN KETEBALAN PRODUK PLASTIK
PADA PROSES ROTATIONAL MOLDING
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
TOMI ARDIANTO
NIM : D 200 050 167
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
Oktober 2011
i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir dengan
judul:
PENGARUH VARIASI WAKTU TERHADAP CACAT DAN KETEBALAN
PRODUK PLASTIK PADA PROSES ROTATIONAL MOLDING
yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat untuk memperoleh gelar
sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Surakarta, Sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau
duplikasi dari tugas akhir yang sudah diduplikasikan dan atau pernah
dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas
Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang
sumber informasinya saya cantumkan sebagai mana mestinya.
Surakarta,19 Oktober 2011
Yang menyatakan,
Tomi Ardianto
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas Akhir berjudul : ”PENGARUH VARIASI WAKTU TERHADAP
CACAT DAN KETEBALAN PRODUK PLASTIK PADA PROSES
ROTATIONAL MOLDING ” telah disetujui dan diterima untuk memenuhi
sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana S1 pada jurusan
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama
: TOMI ARDIANTO
Nim
: D200 050 167
Disetujui pada
Hari
: ……………..
Tanggal
: ……………..
Mengetahui,
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
Bambang Waluyo F, ST. MT
Ir. H. Masyrukan, MT
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir dengan judul: ”PENGARUH VARIASI WAKTU TERHADAP
CACAT DAN KETEBALAN PRODUK PLASTIK PADA PROSES
ROTATIONAL MOLDING” telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji
dan dinyatakan sah untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh gelar
sarjana S1 pada jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta
Dipersiapkan oleh :
Nama
: TOMI ARDIANTO
Nim
: D200 050 167
Disahkan pada
Hari
:……………..
Tanggal :……………..
Tim Penguji
Ketua
: Bambang WF, ST. MT
......................
Anggota 1
: Ir. H. Masyrukan, MT
......................
Anggota 2
: Ir. Agus Hariyanto, MT
......................
Mengetahui,
Dekan,
Ketua Jurusan,
Ir. Agus Riyanto, MT
Ir. Sartono Putro, MT
iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR
v
M OTTO
Tidak ada rahasia untuk mengapai kesuksesan
Sukses it u dapat terjadi karena persiapan, kerja keras dan mau belajar dari
kegagalan (General Collin Powell)
Allah meninggikan orang yang beriman di antara kamu dan orang-orang yang diberi
ilmu pengetahuan, beberapa derajat (Q.S. Al-M ujaadalah: 11)
Perumpamaan ilmu Allah melebihi tujuh samudera lautan luas, sedangkan manusia
di anuggerahi setetes ilmu dari ilmunya. Setetes ilmu membawa manusia kepada
puncak peradaban. Dan apabila ilmu it u dipercikkan oleh Allah melebihi kadarnya
kepada manusia, maka niscaya manusia akan gila
(Penulis)
vi
PENGARUH VARIASI WAKTU TERHADAP CACAT DAN KETEBALAN
PRODUK PLASTIK PADA PROSES ROTATIONAL MOLDING
Tomi Ardianto, Bambang Waluyo Febriantoko, Masyrukan
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A.Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura.
Email : Tomy_ardiant@yahoo.com
ABSTRAKSI
Salah satu proses dalam pembentukan plastik (molding)
adalah dengan menggunakan proses rotational molding.
Proses ini umumnya digunakan untuk menciptakan produk
besar dan berongga. Tingkat efektifitas waktu proses sangat
mempengaruhi prosentase cacat dan ketebalan produk hasil
pencetakan. Dengan mengoptimalkan waktu proses diharapkan
dapat meminimalisir cacat dan menghasilkan ketebalan produk
yang baik.
Dalam eksperimen proses
rotational molding ini
melakukan percobaan pembuatan produk berbentuk bola dan
terdapat rongga didalamnya dengan bahan baku Polypropylene
(pp). Dimensi bola yang direncanakan dengan diameter luar 60
mm, diameter rongga 56 mm dan ketebalan 2 mm. Proses
rotational molding menggunakan perbandingan putaran 2:1
dengan kecepatan putaran sumbu utama 20 rpm, sumbu kecil
30 rpm, dan temperature leleh pp 160 ºC. Menggunakan variasi
waktu proses yaitu 45 menit, 60 menit, dan 90 menit. Mold yang
digunakan terbuat dari bahan baja ST 37, dan pembuatan mold
menggunakan proses CNC.
Dari hasil analisis waktu proses terhadap prosentase
cacat dan ketebalan produk. Bahwa menggunakan variasi
waktu proses 60 menit lebih baik dari variasi waktu proses 45
menit dan 90 menit, karena tingkat pemanasan plastik
sangatlah berpengaruh terhadap cacat dan ketebalan produk.
Jika plastik terlalu cepat dipanaskan akan mengakibatkan
butiran plastik tidak mencair dengan sempurna dan tidak
melekat pada dinding cetakan, sebaliknya jika plastik terlalu
lama dipanaskan akan menyebabkan menurun dan
berkurangnya kekuatan impak dari produk tersebut.
Kata-kata kunci: Rotational molding, waktu proses, cacat produk.
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu alaikum Wr.Wb
Syukur Alhamdullilah, Penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat
terselesaikan.
Tugas akhir ini ”PENGARUH VARIASI WAKTU TERHADAP
CACAT DAN KETEBALAN PRODUK PLASTIK PADA PROSES
ROTATIONAL MOLDING” dapat terselesaikan atas dukungan dari
beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala
ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan
penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ir. Agus Riyanto, MT, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Ir. Sartono Putro, MT, selaku Ketua Jurusan dan Pembimbing
Akademik
Teknik
Mesin
Fakultas
Teknik
Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
3. Bambang Waluyo Febriantoko, ST, MT, selaku dosen pembimbing
utama yang telah membimbing, mengarahkan, memberi petunjuk
dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
4. Ir. H. Masyrukan, MT, selaku dosen pembimbing pendamping yang
telah meluangkan banyak waktu untuk memberikan bimbingan dan
arahan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
5. Ir. Agus Hariyanto, MT selaku dosen penguji yang telah
meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan arahan
dalam Tugas Akhir ini.
viii
6. Dosen Jurusan Teknik Mesin beserta Staf Tata Usaha Fakultas
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.
7. Ayah dan Ibu tercinta dan seluruh keluarga besar, yang telah
memberikan dukungan baik moril maupun material didalam
penyusunan Tugas Akhir ini.
8. Satu tim Abid Nur Fajri, Tunggul Prakoso, Terima kasih atas kerja
sama dan bantunya selama kerja dilapangan.
9. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan Tugas
Akhir ini, semoga bantuan yang diberikan menjadi amalan kebaikan
di sisi Allah SAW. Amin.
10. Sahabat-sahabatku Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Surakarta terima kasih semuanya dan semoga silahturahmi kita
selalu terjalin. Amin.
Penulis menyadari bahwa dalam laporan ini masih jauh dari
sempurna, oleh karna itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari
pembaca akan penulis terima kasih dengan senang hati.
Wassalamu’ alaikum Wr.Wb
Surakarta19 Oktober 2011
Tomi Ardianto
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ................................................ ii
HALAMAN PERSETUJUAN ....................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ................................................................. v
LEMBAR MOTTO ....................................................................................... vi
ABSTRAK ................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR ................................................................................... viii
DAFTAR ISI ................................................................................................ x
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xvi
DAFTAR SIMBOL ....................................................................................... xvii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xviii
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang .......................................................................... 1
1.2. Tujuan Penelitian ....................................................................... 3
1.3. Batasan Masalah ....................................................................... 3
1.4. Manfaat Penelitian ..................................................................... 4
1.5. Metode Penulisan ...................................................................... 4
1.6. Sistematika Penulisan ............................................................... 5
BAB II DASAR TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka ....................................................................... 7
2.2. Landasan Teori
2.2.1. Rotational Molding ........................................................... 9
2.2.1.1. Proses Pencetakan ............................................. 9
2.2.1.2. Keuntungan ........................................................ 10
2.2.1.3. Keterbatasan ...................................................... 11
x
2.2.1.4. Persyaratan Bahan ............................................. 11
2.2.1.5. Perbandingan Putaran (speed ratio) ................... 12
2.2.1.6. Pemanasan (the oven) ....................................... 13
2.2.1.7. Pendinginan (cooling) ......................................... 14
2.2.2. Plastik ............................................................................... 15
2.2.2.1. Sifat-sifat Plastik ................................................. 15
2.2.2.2. Macam-macam Plastik ....................................... 16
2.2.3. Ketebalan Produk ............................................................. 20
2.2.4. Cacat Produk ................................................................... 21
2.2.4.1. Penyusutan (shrinkage) ...................................... 21
2.2.4.2. Gelembung (bubble) ........................................... 22
2.2.5. Perhitungan Volume Rongga Cetakan ............................. 24
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Diagram Alir Penelitian .............................................................. 25
3.2. Diagram Waktu Siklus (cycle time) ............................................ 26
3.3. Data Kondisi Proses .................................................................. 26
3.4. Tempat Penelitian Lapangan ..................................................... 27
3.5. Proses Pembuatan Mold ........................................................... 27
3.6. Dasar Pemilihan Bahan Baku .................................................... 30
3.7. Baut, Mold, dan Peralatan Pendukung Utama .......................... 32
3.7.1. Baut .................................................................................. 32
3.7.2. Mold ................................................................................. 32
3.7.3. Peralatan Pendukung Utama ........................................... 33
3.8. Mesin Rotational Molding .......................................................... 37
3.9. Prosedur Pembuatan Produk .................................................... 42
3.10. Diagram Alir Proses Pembuatan Produk ................................. 43
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Variasi Waktu Proses 45 Menit ................................................. 44
4.1.1. Hasil Percobaan ................................................................ 44
4.1.2. Pembahasan .................................................................... 46
4.2. Variasi Waktu Proses 60 Menit ................................................. 47
4.2.1. Hasil Percobaan ............................................................... 47
4.2.2. Pembahasan .................................................................... 50
4.3. Variasi Waktu Proses 90 menit ................................................. 51
4.3.1. Hasil Percobaan ............................................................... 51
4.3.2. Pembahasan .................................................................... 53
4.4. Penyusutan (shrinkage) ............................................................. 56
4.2.1. Analisa Penyusutan (shrinkage) Pada Variasi
Waktu Proses 45 menit ................................................... 56
xi
4.2.2. Analisa Penyusutan (shrinkage) Pada Variasi
Waktu Proses 60 menit ................................................... 57
4.2.3. Analisa Penyusutan (shrinkage) Pada Variasi
Waktu Proses 90 menit ................................................... 58
4.2.4. pembahasan .................................................................... 59
4.5. Cacat Produk ............................................................................. 60
4.3.1. Gelembung (bubble) ........................................................ 60
4.3.2. Pembahasan .................................................................... 61
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan ................................................................................ 62
5.2. Saran ......................................................................................... 63
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1. Proses Pencetakan Rotational Molding ......................... 9
Gambar 2.2. Hubungan Antara Waktu dan Temperatur Pada Plastik
Thermoplastik ................................................................ 17
Gambar 2.3. Hubungan Antara Waktu dan Temperatur Pada Plastik
Thermosetting ................................................................ 19
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian ................................................... 25
Gambar 3.2. Diagram Waktu Siklus (Cycle Time) ............................... 26
Gambar 3.3. Produk (Specimen) Yang Direncanakan ........................ 28
Gambar 3.4. Produk (Specimen) Apabila Dipotong Setengah ............. 28
Gambar 3.5. Desain Mold Proses Rotational Molding ........................ 29
Gambar 3.6. Mold Yang Digunakan Proses Rotational Molding ......... 30
Gambar 3.7. Bijih Plastik Polypropylene ............................................. 31
Gambar 3.8. Baut ................................................................................ 32
Gambar 3.9. Mold ............................................................................... 32
Gambar 3.10. Bagian-Bagian Mold ..................................................... 33
Gambar 3.11. Kaliper .......................................................................... 33
Gambar 3.12. Themometer Digital Infra Red ...................................... 34
Gambar 3.13. Thermo control ............................................................. 34
Gambar 3.14. Kunci Pas ..................................................................... 35
Gambar 3.15. Stopwatch .................................................................... 35
Gambar 3.16. Selang .......................................................................... 35
Gambar 3.17. Ember .......................................................................... 36
Gambar 3.18. Tachometer .................................................................. 36
Gambar 3.19. Heater .......................................................................... 36
Gambar 3.20. Mesin Rotational Molding Desain CAD ........................ 38
xiii
Gambar 3.21. Pandangan Isometrik Mesin Rotational Molding .......... 39
Gambar 3.22. Instalasi Mesin Rotational Molding ............................... 40
Gambar 3.23. Mesin Rotational Molding ............................................. 41
Gambar 3.24. Diagran Alir Prosedur Pembuatan Produk ................... 43
Gambar 4.1. Daerah Pengukuran Ketebalan Bola .............................. 44
Gambar 4.2. Grafik Hasil Pengukuran Ketebalan Bola 1 Pada Variasi
Waktu Proses 45 Menit .................................................. 44
Gambar 4.3. Grafik Hasil Pengukuran Ketebalan Bola 2 Pada Variasi
Waktu Proses 45 Menit .................................................. 45
Gambar 4.4. Grafik Hasil Pengukuran Ketebalan Bola 3 Pada Variasi
Waktu Proses 45 Menit .................................................. 45
Gambar 4.5. Produk Yang Dihasilkan Pada Variasi Waktu Proses 45
Menit .............................................................................. 46
Gambar 4.6. Daerah Pengukuran Ketebalan Bola .............................. 47
Gambar 4.7. Grafik Hasil Pengukuran Ketebalan Bola 1 Pada Variasi
Waktu 60 Menit .............................................................. 48
Gambar 4.8. Grafik Hasil Pengukuran Ketebalan Bola 2 Pada Variasi
Waktu 60 Menit .............................................................. 48
Gambar 4.9. Grafik Hasil Pengukuran Ketebalan Bola 3 Pada Variasi
Waktu Proses 60 Menit .................................................. 49
Gambar 4.10. Produk Yang Dihasilkan Pada Variasi Waktu Proses
60 Menit ....................................................................... 49
Gambar 4.11. Daerah Pengukuran Ketebalan Bola ............................ 51
Gambar 4.12. Grafik Hasil Pengukuran Ketebalan Bola 1 Pada
Variasi Waktu Proses 90 Menit .................................... 51
Gambar 4.13. Grafik Hasil Pengukuran Ketebalan Bola 2 Pada
Variasi Waktu Proses 90 Menit .................................... 52
Gambar 4.14. Grafik Hasil Pengukuran Ketebalan Bola 3 Pada
Variasi Waktu Proses 90 Menit .................................... 52
Gambar 4.15. Produk Yang Dihasilkan Pada Variasi Waktu Proses
90 Menit ....................................................................... 53
xiv
Gambar 4.16. Histogram Rata-Rata Ketebalan Dari Seluruh Variasi
Waktu Proses .............................................................. 54
Gambar 4.17. Histogram Rata-Rata Penyusutan (Shrinkage) Variasi
Waktu Proses 45 menit ................................................ 57
Gambar 4.18. Histogram Rata-Rata Penyusutan (Shrinkage) Variasi
Waktu Proses 60 menit ................................................ 58
Gambar 4.19. Histogram Rata-Rata Penyusutan (Shrinkage) Variasi
Waktu Proses 90 menit ................................................ 59
Gambar 4.20. Histogram jumlah cacat produk terjadi gelembung
(bubble) ........................................................................ 60
Gambar 4.21. Cacat produk terjadi gelembung (bubble) .................... 61
xv
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 3.1. Data Kondisi Proses Rotational Molding ............................ 26
Tabel 3.2. Spesifikasi Produk Yang Direncanakan ............................. 29
Tabel 4.1. Data Total Rata-rata Bola 1, 2, dan 3 Pada Variasi
Waktu Proses 45 Menit ....................................................................... 46
Tabel 4.2. Data Total Rata-rata Bola 1, 2, dan 3 Pada Variasi
Waktu Proses 60 Menit ....................................................................... 49
Tabel 4.3. Data Total Rata-rata Bola 1, 2, dan 3 Pada Variasi
Waktu Proses 90 Menit ....................................................................... 53
xvi
DAFTAR SIMBOL
Simbol
Speed Ratio = Perbandingan Putaran
[Rpm]
Major Axis
= Sumbu Utama
[Rpm]
Minor Axis
= Sumbu Kecil
[Rpm]
Shrinkage
= Penyusutan
[%]
Lo
= Dimensi Cetakan
[ mm ]
L
= Dimensi Produk
[ mm ]
Vmc
= Volume mold cavity
[ mm³]
D, d
= Diameter
[ mm ]
R, r
= Jari-jari
[ mm ]
V
= Volume
[ mm³]
= 22/7
Sw
= Berat Serbuk
[ gr ]
Densitas pp = 0.946
[gr/cm³]
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
1. Tabel Hasil Analisa Pengukuran Ketebalan Bola Plastik Proses
Rotational Molding.
2. Tabel Rata-rata Penyusutan (shrinkage) dan Terjadi Gelembung
(bubble)
3. Tabel Polypropylene (PP).
4. Standart Specification for Oriented Polypropylene Film, ASTM D
2673 – 99.
5. Rotational Molding (also called rotomolding)
6. Tabel Perbandingan Putaran (Speed Ratio) Pada Proses Rotational
Molding.
xviii