## ANALISA PENGARUH TEMPERATUR DAN TEKANAN INJEKSI MOULDING TERHADAP CACAT PRODUK
Heri Yanto*, Ihsan Saputra  , Sapto Wiratno Satoto #
 Program Studi Teknik Mesin
#Program Studi teknik Perencanaan dan Konstruksi Kapal Politeknik Negeri Batam
Jl. Ahmad Yani, Batam Centre, Batam 29461, Indonesia
E-mail: ihsan@polibatam.ac.id

## Abstrak
Salah  satu  hal  yang  menjadi tolak ukur dalam  menilai produktifitas dan efisiensi suatu industri adalah dengan melihat  tingkat  cacat  produk  yang  terjadi  dalam  menghasilkan  suatu  produk.  cacat  produk  yang  sering  terjadi antara  lain, short  moulding,  warpage,  sink  mark,  flow  line,  flashess,  bubble,  hole/gap,  over  moulding .  Pada penelitian ini di kaji tentang pengaruh temperatur dan tekanan  pada mesin injeksi moulding berbahan plastic jenis ( pvc  compound ),dengan  melakukan  analisa  penyebab  cacat  produk    berdasarkan  parameter  temperatur  dan tekanan pada barrel , Tujuan dari penelitian ini adalah untuk meminimalisir cacat produk yang dihasilkan mesin injection moulding dan mendapatkan setting parameter moulding yang tepat, Metode yang akan dilakukan yaitu memvariasikan setting termperatur  dengan  variabel  bebas  yaitu  150 o C,  170 o C,  190 o C  dan  variable  bebas  pada tekanan  60  Mpa  dan  100  Mpa.  Dari  hasil  pengaturan  parameter  mesin  injeksi  moulding  telah  ditemukan parameter yang optimal dengan cacat produk yang paling sedikit pada variasi temperatur 170 o C dan tekanan 60 MPa.
Kata kunci: injeksi moulding, temperatur, tekanan, cacat produk

## Abstract
One thing to be a benchmark in assessing the productivity and efficiency of an industry is to look at the level of product defects that occur in producing a product, product defects that often occur among others, short moulding, warpage, sink marks, flow line, flashess, bubble, hole / gap, over moulding. In this study in the review of the effect of temperature and pressure of the injection moulding machine made of plastic type (pvc compound), by analyzing the causes of defective products based on the parameters of temperature and pressure on the barrel, the purpose of this study is to minimize the resulting product defect injection  moulding machine and get the proper  moulding parameter  settings,  methods  to  be  done  is  to  vary  the  setting  temperature,  the  independent  variable  is  150 o C, 170 o C, 190 o C and free variable at a pressure of 60 MPa and 100 MPa. From the results of the injection moulding machine parameter settings have found the optimal parameter to a product defect that is at least on the variation of temperature of 170 o C and a pressure of 60 MPa.
Keywords: injection moulding, temperature, pressure, product defects

## 1 Pendahuluan
Pembuatan produk berbahan plastik dilakukan dengan menggunakan  metode  Plastic Injection  Moulding (PIM). Injeksi plastik merupakan proses pembentukan produk  dari  material  plastik  dengan  variasi  bentuk dan  ukuran  yang  berbeda-beda.  Metode Injection Moulding merupakan proses pembentukan benda kerja dari  material compound berbentuk  butiran  yang
ditempatkan  kedalam  suatu hopper dan  masuk  ke dalam  silinder  injeksi  yang  kemudian  didorong melalui nozzle dan sprue bushing ke dalam cavity dari mold  yang  sudah  tertutup.  Setelah  beberapa  saat didinginkan,  mold  akan  dibuka  dan  benda  jadi  akan dikeluarkan  dengan  bantuan  ejector.  Material  yang sangat sesuai adalah  material thermoplastik . Material ini  akan  melunak  karena  pemanasan  dan  sebaliknya akan  memanas  lagi  bila  didinginkan.  Perubahan
Vol. 10 No. 1, April 2018, 1-6
e -ISSN: 2548-9828
material  ini  hanya  bersipat  fisik  bukan  perubahan kimiawi sehingga memungkinkan untuk medaur ulang material  sesuai  dengan  kebutuhan.  Material  plastik yang dipindahkan dari silinder pemanas, temperaturnya  berkisar  antara  117 ⁰ C  sampai  274 ⁰ C atau  sesuai  rekomendasi  dari  manufaktur  pembuat material  plastik.  Semakin  panas  suhunya,  material akan  semakin  encer  (rendah viskositasnya )  sehingga semakin  mudah  diinjeksi  ke  dalam  mold.  Setiap material memiliki karakter suhu moulding (mold flow index). Semakin  lunak  formulasinya  yang  berarti kandungan  plastik  tinggi  sehingga  membutuhkan temperatur yang rendah, dan sebaliknya semakin keras formulasinya  membutuhkan  temperatur  tinggi [1] . Faktor yang mempengaruhi dalam Injection Moulding adalah  material  plastik  yang  dipergunakan,  mesin injection dan  proses Injection  Moulding .  Secara kuantitatif proses injection moulding sangat dipengaruhi  Teperatur  Material,  tekanan,  kecepatan aliran  material  dalam  silinder  moulding,  temperatur moulding, kekentalan resin, laju pendinginan. Namun tidak  semua  faktor  ini  dapat  terukur  dalam  ruangan Injection  Moulding yang  terisolasi.  Proses  produksi menggunakan  mesin Injection  Moulding ini  tidak terlepas  dari  cacat  produk,  Beberapa  permasalahan yang  sering  ditemukan  pada  produk  hasil  injeksi moulding antara lain:
- Short  moulding adalah  cacat  produk  akibat pengisian yang tidak sempurna.
- Sink mark adalah keadaan cacat produk berupa bentuk cembung pada permukaan produk
- Air  bubble ditemukanya  gelembung  udara didalam produk.
- Warpage adalah  kondisi  cacat  produk  yang terlihat pada permukaan produk yang melengkung atau bengkok
- Weldmark or flow mark ,merupakan cacat produk berupa garis di permukaan produk,
- Discolored moulding  merupakan  cacat  berupa pelunturan warna pada produk/buram.
- Black  spot ,  Keadaan  cacat  produk  dimana ditemukan  seperti  bintik  hitam  pada  produk, yang  terjadi  pada  bagian-bagian  tertentu  pada produk
- Hole/gap ,  adalah  cacat  produk  renggang  pada bagian  part  yang  di  cetak  akibat  pengaruh temperatur yang kurang panas.
- Over  moulding, cacat  produk  kabel  terdorong akibat tekanan terlalu tinggi.
Hal ini dapat mengakibatkan keterlambatan pengiriman pada konsumen dan dapat mengakibatkan kerugian besar pada pihak perusahaan karena material banyak  yang  terbuang  dan  kwalitas  produk  yang rendah  oleh  karena  adanya  cacat  produk  tersebut. Mesin  produksi  sangat  berperan  penting  dalam menentukan  kwalitas  dan  kwantitas  hasil  produksi, untuk  memahami  masalah  ini  maka  dilakukan penelitian  tentang  pengaruh  temperatur  dan  tekanan
pada  mesin  injeksi  moulding  terhadap  cacat  produk. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui pengaruh temperatur dan tekanan terhadap cacat produk dengan material  plastik  yang  digunakan  PVC  ( compound ) IP60G,  sebagai cover  safety pada  colokan  listrik, Diharapkan  dengan  mengetahui  pengaruh  dari masalah  tersebut  akan  ditemukan  solusi  parameter yang optimal pada temperatur dan tekanan.
Injection  moulding adalah  teknik  menyuntikkan plastik  ke  dalam  cetakan  (Mold).  Material  yang digunakan  pada injection  moulding berupa  biji  biji plastik.  Sebelum  material  diproses,  material  harus dipanaskan  terlebih  dahulu  dalam  wadah  yang bernama hopper atau dehumidifier .  Pemanasan material  ini  dilakukan  untuk  mengeringkan  material dari  uap  air  yang  diserap.  Parameter  yang  signifikan pada  proses injection  moulding adalah Setting temperatur barrel idealnya  naik  bertahap  dari  rendah di belakang menjadi semakin tinggi di depan terutama di nozzel . Di barrel inilah tercampurnya pewarna dan bahan polymer . Setting temperatur yang terlalu panas juga bisa berakibat silver atau produk menjadi sangat mengkilap.  Tekanan injection adalah  tekanan  yang diberikan  saat inject material  ke  dalam  mold. Sesuaikan  tekanan  di  setiap  tahap injection ,  Tekanan pertama jangan terlalu besar berkisar antara 30 sampai 100Mpa  tergantung  tonase  mesin  yang  dipakai. Tekanan injection kedua antara 40 - 60% dari tekanan pertama.  Tekanan  yang  tinggi  akan  mengakibatkan overpack atau flashing ,  bahkan  bisa  mengakibatkan mold  rusak.  Sebaliknya  jika  terlalu  rendah  akan membuat  produk shot  short /  produk  tidak  penuh. Holding  press adalah  Tekanan  yang  ditahan  agar material  yang  telah  di inject ke  dalam  mold  tidak berubah  bentuknya.  Dalam  tahap  inilah  kualitas produk sangat berpengaruh. Penyetelan holding press untuk  tahap  awal  dianjurkan  sebesar  50%  dari Injection press . Parameter setting temperatur  plastik  yang  digunakan pada hopper dryer dapat di lihat pada table berikut:

## TABLE I SPESIFIKASI TEMPERATUR HOPPER DRYER PADA MATERIAL YANG BERBEDA
RECOMMENDED DRYING GUID RAWMATERIAL DRYING TEMPERATUR DRYING TIME PE,PP 80(˚C) 176(˚F) 2 HRS PS 82(˚C) 180(˚F) 2 HRS A CRYLIC ABS,AS 82(˚C) 180(˚F) 2 HRS C ELLULOSE S ERIES 71(˚C) 160(˚F) 3 HRS P OLYCARBONATE 120(˚C) 248(˚F) 3 HRS N YLON 82(˚C) 180(˚F) 2.5 HRS PVC 71(˚C) 160(˚F) 1.5 HRS
Plastik  secara  umum  digolongkan  menjadi  3(tiga) macam,  yaitu: thermoplastics,  thermo-setting dan elastomer . Thermoplastik ( thermo-plastics ) merupakan  jenis  plastik  yang  akan  melunak  jika dipanaskan dan mengeras apabila didinginkan. Contoh bahan thermoplastik antara lain: poliethilin , polipropilin ,  dan  PVC  ( polivinyl  Chlorida ).  Plastik thermosetting akan  mengeras  bila  dipanaskan  dan tidak  dapat  didaur  ulang  ( recycle ).  Contoh  plastik thermo-setting adalah: bakelit,  silikon,  epoxy dan lain-lain,  sedangkan elastis ( Elastomer )  yaitu  bahan yang sangat elastis. contoh bahan elastis adalah karet sintetis.  Jenis  ketiga  dari  bahan  plastik  adalah elastomer. Elastomer berasal dari kata elastic dan mer . Jenis  plastik  ini  mempunyai  sifat  seperti  karet. Elastomer pertama  kali  ditemukan  oleh  Charles Goodyear pada tahun 1839 [2] . Alireza Akbarzadeh, dkk. (2011) melakukan penelitian  menggunakan  plastik  polypropylene  dan polystyrene.  Tujuan  dari  peneliti  adalah  untuk mengetahui  pengaruh  parameter  injeksi  terhadap shrinkage pada material tersebut. Metode penelitiannya  menggunakan  Taguchi. dari percobaan dihasilkan  pengaruh  parameter  suhu  leleh,tekanan injeksi,  tekanan  tahan,  dan  waktu  tahan  dapat mempengaruhi    dalam    penentuan    hasil  shrinkage. Suhu leleh merupakan faktor utama dalam pengaruhnya  pada  shrinkage  dibanding  dengan parameter lain [3] .
Sendi  (2012),  parameter  tekanan  dan  waktu penekanan  mempunyai  pengaruh  yang  signifikan terhadap terjadinya shrinkage [4].
Contoh  gambar  mesin  injeksi moulding dan spesifikasinya
Gambar 1: Mesin injeksi moulding
TABLE II
spesifikasi mesin injeksi moulding FC-450EP
Equipment Specification Qty Function Injection moulding machnie FC-450EP 45 ton 1set Plug injection Chiler 3HP 1set Machine cooling Auto loader 350kg 1set Feeding material Mold 6-8 cavities 1set Moulding the plug Hopper dryer 25kg 1set Dry the material to prevent the spot

## 2 Metodologi Penelitian
Diagram Alur Penelitian:
Konsep penelitian ini dikembangkan dengan meninjau proses injeksi moulding sebagai fungsi dari parameter, Pada  penelitian  ini  mengunakan  Mesin injection moulding ,  untuk  menganalisa  cacat  produk  pada colokan  listrik  secara  visual  dengan  menggunakan type mold/cetakan  BT30547  untuk  menghasikan produk,  Memilih  bahan  plastik  yang  akan  digunakan yaitu  PVC  ( compound )  IP60G  black,  menentukan
temperatur  mold  yang  konstan,  temperatur  leleh plastik, dan tekanan injeksi. Kemudian memvariasikan temperatur dengan  variabel bebas titik leleh  pada barrel ,150 o C,  170 o C,  190 o C  dan  variable bebas  tekanan 60 MPa dan 100 MPa. [4]
Gambar 2: Mesin injeksi moulding
TABLE III spesifikasi mesin injeksi moulding yang di gunakan
No Spesifikasi Mesin injeksi moulding 1 Merek TKC (taiwan kinky machiney ) 2 Model KC-350 3 clamping force 45 tons 4 Tekanan mekanis 100 Mpa 5 Chiler Normal watter 6 Auto loader 350 kg 7 Mold BT30547, VAC7A (2,5 A . 250 V) 10 cavity 8 Hopper dryer 25 kg

## 3 Analisa Data dan Pembahasan
Dari  hasil  eksperimen  yang  dilakukan  pada  mesin injeksi moulding tentang pengaruh variasi temperatur dan  tekanan  terhadap  cacat  produk,  diperoleh beberapa  jenis  cacat  produk  dari  variasi  yang  di lakukan. Distribusi pengaruh  temperatur dan tekanan terhadap cacat produk  dengan variasi  temperatur dan tekanan yang berbeda ditampilkan pada tabel, gambar, dan grafik di bawah ini.

## Tabel IV data parameter injeksi moulding
Tekanan 60 Mpa, cooling time 4 second *
Temperatur
Nozzel ( 0 C) Presentase (%) Jenis Cacat 150 63 Short Moulding 170 7 Flashes 190 90 Flashes, warpage
*Keterangan:  Pengujian  dilakukan  sebanyak  3  kali, dengan sampel pengujian 10 sampel tiap pengujian.
Dari  hasil  3  variasi  temperatur  pada  tabel  IV menunjukan  jenis  cacat  produk  dan    jumlah  cacat
produk  yang di hasilakan temperatur  yaitu:
- 150 o C    =>  cacat  produk  yang  paling  banyak  di temukan yaitu short moulding
- 170 o C  => cacat produk yang ditemukan flashes
tapi  masih  masuk  speak  /  ukuran  yang  di tentukan secara visual
- 190 o C    =>  cacat  produk  yang  paling  banyak  di temukan  yaitu flashes di  luar  speak  yang  di tentukan secara visual dan warpage
Berikut  adalah  gamabar  jenis  cacat  produk  yang  di temukan pada tabel 4:
(a) Short Moulding
(a) (b). Flashes dan No Defect
(b)

## (c) Warpage dan Flashes
(c) (d)
Gambar  3 s/d 6 :cacat produk  pengaruh variasi temperatur dari 150 o C, 170 o C, 190 o C dengan Tekanan 60 Mpa
Di  antara  variasi  temperatur  150 o C,170 o C,190 o C dengan  tekanan  60  Mpa  cacat  produk  yang  paling banyak di temukan pada temperatur 150 o C  yaitu short moulding dan  190 o C  yaitu flashes dan  sink  mark di luar speak secara visual.

## Tabel V data parameter injeksi moulding
Tekanan 100 Mpa , cooling time 4 second *
Temperatur Nozzel ( C) Presenta se (%) Jenis Cacat 150 73% Short Moulding 170 100% Flashes, Sink Mark 190 100% Flashes, Sink Mark, Over Moulding
*Keterangan:  Pengujian  dilakukan  sebanyak  3  kali, dengan sampel pengujian 10 sampel tiap pengujian.
Dari  hasil  3  variasi  temperatur  pada  tabel  V  di  atas menunjukan  jenis  cacat  produk  dan    jumlah  cacat produk  yang di hasilakan temperatur  yaitu :
- 150 o C    =>  cacat  produk  yang  paling  banyak  di temukan yaitu short moulding dan hole
- 170 o C    =>  cacat  produk  yang  paling  banyak ditemukan flashes dan sink mark
- 190 o C    =>  cacat  produk  yang  paling  banyak  di temukan  yaitu flashes,sink  mark dan over
moulding di luar speak  yang  di tentukan  secara visual
Berikut  adalah  gamabar  jenis  cacat  produk  yang  di temukan pada tabel 5:
(a) Short Moulding dan Hole/Gap
(a) (b)
(b) Flashes dan Sink Mark
(c) (d)

## (c) Flashes, Over Moulding dan Sink Mark
(e) (f)
Gambar  7 s/d 12 :cacat produk  pengaruh variasi temperatur dari 150 o C, 170 o C, 190 o C dengan Tekanan 100 Mpa
Di  antara  variasi  temperatur  150 o C,170 o C,190 o C dengan  tekanan  100  Mpa  cacat  produk  yang  paling banyak  di  temukan  pada  temperatur  170 o C    yaitu flashes,sink  mark dan  190 o C  yaitu flashes,sink  mark dan over moulding .
63% 7% 90% 73% 100% 100% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 150 °C 170 °C 190 °C Presentase cacat Pressure 60 MPa(%) Presentase cacat Pressure 100 MPa (%)
Grafik 1Cacat produk berdasarkan Pressure dan Temperature
Keterangan Grafik 1:
Dari grafik variasi temperatur dan tekanan diatas dapat di  jelaskan  jumlah  cacat  produk  yang  paling  sedikit dan juga palingbanyak yaitu:
 Pada  tekanan  60  Mpa  jumlah  cacat  paling  sedikit pada temperatur 170 o C
 Pada tekanan 100 Mpa jumlah cacat paling sedikit pada temperatur 150 o C
Pada  tekanan  60  Mpa,  cacat  banyak  terjadi  pada temperatur  150 o C  dikarenakan  temperatur  pelelehan yg  rendah  sehingga  cacat  banyak  terjadi  yaitu  cacat short  moulding, sedangkan  pada  temperatur  190 o C, banyak  cacat  yang  terjadi  dikarenakan  temperatur terlalu  tinggi  sehingga  material  terlalu  encer  dan menyebabkan supply material  terlalu  banyak  dan menyebabkan  cacat flashes , sink  mark ,  dan warpage Untuk  tekanan  60  Mpa  dengan    temperatur  optimal sehingga  jumlah  cacat  paling  sedikit  yaitu  pada temperatur 170 o C.
Pada tekanan 100 Mpa dapat disimpulkan dari grafik semakin tinggi temperatur jumlah cacat semakin besar yaitu  jenis  cacat short  moulding,hole,  flashes , sink mark,  over  moulding dikarenakan  temperatur  tinggi dan  tekanan  tinggi  sehingga  material  encer  dan menyebabkan  supply  material  terlalu  banyak, temperatur  optimum  untuk  tekanan  100  MPa  adalah pada temperatur 150 o C
4 Kesimpulan
Dari hasil
variasi
temperatur
nozze l 150 o C,170 o C,190 o C,  dan  tekanan  60  Mpa,  dan  100 MPa,  dengan  mengunakan  material  PVC compound IP60G,  telah di temukan    pengaturan parameter  yang optimal  pada  mesin  injeksi moulding yaitu  dengan pengaturan temperatur 170 o C dengan tekanan 60 MPa, karena  didapatkan  cacat  produk  paling  sedikit dibandingkan  dengan  variasi  pengaturan  temperatur dan tekanan yang lainnya, kondisi yang optimal dapat menurunkan tingkat kecacatan  produk.

## References
[1] Kalpakjian,  Serope. Manufacturing  Engineering and  Technology .  Addison-Wesley  Publishing  Co,
1989.
[2] Surdia,Tata. Pengetahuan  Bahan  Teknik .  Pradnya
Paramita, 2000.
[3] Akbarzadeh, A Sadeghi. Parameter Study in Plastic Injection  Moulding  Prosess  using  Statistical Methods and IWO Algoritm . International Journal Modeling  and  Obtimization,  Vol.  1,  No.2,  June
2011.
[4] Sendi,  Dwi  Oktaviandi. Analisa  Pengaruh Parameter  Tekanan  dan  Waktu  Penekanan
Terhadap  Sifat  Mekanik  dan  Cacat  Penyusutan Dari  Produk  Injection  Moulding  Berbahan Polyethylene (PE), Skripsi  S-1  Teknik  Mesin,
Universitas  Sultan  Ageng  Tirtayasa,  Cilegon, 2012.