## RANCANG BANGUN MESIN HOTPRESS UNTUK PEMBUATAN PAPAN KOMPOSIT BERBASIS LIMBAH SEKAM PADI DAN PLASIK HDPE
Rizal Hanifi a , Marno b , Kardiman c* , Eri Widianto d
(a,b,c,d) Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Singaperbangsa Karawang JL. H. S. Ronggowaluyo Telukjambe Timur Telp. (0267) 641177 Ext. 305-Karawang 41361 *E-mail: kardiman@ft.unsika.ac.id

## Abstrak
Telah  dilakukan  pembuatan  mesin hotpress untuk  membuat  papan  komposit  berbahan  dasar  plastik HDPE  dan  limbah  sekam  padi,  dengan  tujuan  untuk  memanfaatkan  limbah/sampah  plastik  pada lingkungan masyarakat. Hal ini dikarenakan bahan yang digunakan untuk  menghasilkan papan adalah limbah  pertanian  yaitu  sekam  padi  dan  plastik  HDPE.  Proses  Pengepresan  mesin hotpress papan komposit  ini  mengunakan  sistem  hidrolik  secara  manual,  mesin  ini  tidak  membutuhkan  arus  listrik pada  sistem  hidrolik  untuk  pengoprasiannya  tetapi  membutuhkan  tenaga  manusia.  Tenaga  manusia yang mengungkit tuas akan menghasilkan tekanan pengepressan dan dengan menggunakan mekanisme pemanas  pada  cetakan  maka  akan  menghasilkan  papan  komposit.  Parameter  lain  yang  diamati  pada perancangan ini yakni hasil pengepresan papan komposit dengan variasi temperatur pemanasan antara 150 o C,  170 o C  dan  185 o C.  Dari  hasil  perancangan  mesin hotpress hidrolik  yang  dibuat  memiliki tekanan  sampai  dengan  20  ton  dan  temperatur  pemanasan  120 o C  sampai  dengan  200 o C.  Mesin hotpress ini memiliki dimensi  lebar 60 cm, Tinggi 130 cm dan panjang dies papan komposit 54 x  20 cm,  jumlah  elemen  pemanas  yang  digunakan  4  buah.  Dari  hasil  foto  makro  terlihat  bahwa  papan komposit  yang  dihasilkan  paling  baik  terlihat  pada  temperatur  150 o C  dan  170 o C.  selain  itu penggunaan  sekam  padi  dan  plastik  HDPE  bisa  menjadi  digunakan  untuk  bahan  pembuatan  papan komposit.
Kata kunci: mesin hotpress , papan komposit, sekam padi, HDPE

## Abstract
Hot press machines have been made to make composite boards made from HDPE plastic and rice husk waste, with the aim of utilizing waste in the society environment. This is because the material used to produce  boards  is  agricultural  waste,  namely  rice  husk  and  HDPE  plastic . Pressing  the  hot  press machine  composite  board  using  a  hydraulic  system  manually,  this  machine  does  not  require  electric current in the hydraulic system for operation but requires human power. Human power that levers the lever  will  produce  pressing  pressure  and  by  using  a  heating  mechanism  in  the  mold  will  produce  a composite  board. Other  parameters  observed  in  this  design  are  the  composite  board  presses  with variations  in  heating  temperature  between  150 o C,  170 o C  and  185 o C. The  results  of  the  design  of hydraulic hot press machines made have pressures up to 20 tons and heating temperatures of 120 o C to 200 o C. This  hot  press  machine  has  dimensions  of  60  cm  in  width,  130  cm  in  height  and  composite board dies of 54 cm in length, 20 cm in width, 4 pieces of heating elements are used, besides the results of micro photo shows that the composite board is best seen at 150 o C and 170 o C. other than that the use of rice husks and HDPE plastic can be used for composite board materials. Keywords: Hot press machine,Composite board, rice husk, HDPE

## 1. PENDAHULUAN
Data  statistik  Indonesia  menunjukan  adanya  hasil  produksi  padi  mencapai  79.141  juta  ton  gabah  kering giling. Besarnya produksi padi tersebut juga akan menghasilkan limbah sekam padi yang melimpah sebagaimana data pada data pada tahun 2016 menyebutkan jumlah sekam padi yang ada di Indonesia berkisar sebesar 19.50 juta ton. Selama ini  limbah sekam padi tersebut digunakan untuk pembakaran batu bata dan abunya digunakan untuk abu gosok. Dengan  mengoptimalkan keunggulan sifatnya,  limbah sekam padi tersebut dapat mempunyai kegunaan yang tinggi, seperti untuk pembuatan papan komposit, [3,4].
Salah satu cara untuk mengatasi sekam padi  yang begitu besar jumlahnya menjadi komposit adalah dengan menggunakan  mesin Hotpress untuk  membuat  atau  memproduksi  papan  komposit.  Dengan  adanya  teknologi mesin Hotpress dan  bahan  campuran  cacahan  plastik,  sekam  padi  bisa  dijadikan  produk  yang  bernilai.  [2]. Plastik  yang  digunakan  yaitu  plastik  jenis  HDPE  ( High  Density  Polyethylene) plastik  jenis ini  banayak ditemukan  dalam  bentuk  kantung  plastik  yang  dipakai  oleh  masyarakat  pada  kehidupan  sehari-hari,  plastik HDPE  berfungsi  sebagai  matriks  pengikat  komposit  yang  dipanaskan  pada  suhu 200 o C    dan  kemudian  di press [1,5].
Pemanfaatan material komposit pun semakin berkembang seiring perkembangan zaman, baik yang sederhana seperti  alat-alat  rumah  tangga  sampai  sektor  industri.  Berdasarkan  pada  penguatnya,  Komposit  dibagi  menjadi tiga  yaitu:  komposit penguat partikel (particulate composite), Komposit penguat (fibrous composite), komposit penguat  struktur (structural  composite). Dari  ketiga  jenis  ini  yang  akan  digunakan  sebagai  bahan  penelitian adalah komposit penguat serat (fibrous composite), karena komposit ini paling sering digunakan [3]. Beberapa  penelitian  tentang  pembuatan  papan  komposit  menggunakan  mesin hotpress ,  Junaidi  Dkk  2011 mengembangkan  alat  kempa  panas  untuk  pembuatan  papan  komposit  Bebahan  dasar  serbuk  kayu  dengan  alat kempa panas yang didesain  menggunakan dongkrak 2 unit dengan beban masing-masing 50 ton. Tekanan yang di  hasilkan  dari  alat  kempa  panas  ini  dengan  tekanan  maksimal  yang  mampu  dilakukan  yaitu  30  kg/cm  [2]. Namun  pembuatan  papan  komposit  memiliki  beberapa  kekurangan  dan  perlu  pengembangan  lebih  modern dengan  mencari  bahan  tahan  dan  mampu  menahan  tekanan  yang  tinggi  dari  hidrolik  untuk  penyangga female dies dan male dies karena bahan yang di pakai untuk penelitian ini tidak bisa memindahkan panas dari plat tekan ke female dies dan male dies . Perlu modifikasi plat bawah dan plat atas dengan memberikan sirip-sirip plat pada permukaan tempat dudukan poros hidrolik. Agar pada waktu penekanan plat tetap datar dan rata. [2,3]
Berdasarkan  uraian  di  atas  maka  perlu  dilakuan  pembuatan  alat  mesin hotpress ,  untuk  mengetahui  angka hambat panas komposit serat sekam padi polyster untuk mendapatkan data tentang kekuatan angka hambat panas dari  komposit  dengan  penambahan  bahan-bahan  lainnya  agar  mendapatkan  komposit  yang  kuat  dan  baik,agar pemanfaatan komposit sekam padi ini bisa berguna untuk kebutuhan,baik yang sederhana seperti alat-alat rumah tangga sampai sektor industri.

## 2. MATERIAL DAN METODE PENELITIAN
Desain mesin hotpress hidrolik ini  menggunakan software autodesk inventor 2011. Dengan berbagai desain dari kerangka mesin,cetakan komposit dan mesin yang siap di operasikan. Dengan memakai software autodesk inventor 2011 Perancangan mesin hotpres hidrolik  yang direncanakan seperti yang di tunjukan pada Gambar 1. Mesin hotpress hidrolik.
2.1. Bahan dan Alat
Bahan dan alat yang digunakan pada pembuatan alat hotpress antara lain Baja Kanal U 200 mm x 80 mm x 7.5  mm, Plat Baja Lembaran 5  mm, Baja  Karbon AISI 4340, hidrolik  dan pompa hidrolik, Ceramic Isolator Thermal ,  Elemen  Pemanas  350  watt, Pressure  gauge ,  panel  listrik,  mur  dan  baut.  Selain  itu  alat-alat  proses pemesinan yang digunakan untuk pembuatan alat hotpress ini adalah mesin potong, mesin bubut, mesin milling, mesin gerinda surface ,  mesin gerinda silindris, mesin  bending,  mesin  las, gergaji, kunci pas, dan  beberapa alat ukur.  Alat  untuk  melakukan  pengujian  adalah  termometer  digital, stopwatch ,  jangka  sorong,  dan  bahan  baku papan komposit.
1. Base support 11. Panel Listrik 2. Bolt M10X25 12. Poros Penyeimbang 3. Knighthea 13. Plate Penyangga 4. Tinggi Kerangka 14. Ulir Peredam 5. vixer Plate 15. Peredam Panas 6. Realease Valve 16. Elemen Panas 7. Tuas Pompa 17. Dies Atas 8. Selang 18. dies Bawah 9. silinder Kerja Pompa  19. Meja Kerja 10. Pressure Gauge 20. spreader
Gambar 1. Mesin hotpress hidrolik menunjukan desain awal yang nantinnya akan dilakukan perancangan alat  meliputi  beberapa  pertimbangan,  seperti  pemilihan  bahan,  pembutan  cetakan  dan  perhitungan-perhitungan yang  menyangkut  tentang  perhitungan  gaya,  perhitungan  daya  dan  perhitungan  temperatur.  Selain  itu  hal  lain yang di lakukan pada pembuatan alat ini adalah cara pencampuran limbah sekam padi dan limbah HDPE karena akan mempengaruhi papan komposit yang di hasilkan.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil yang didapatkan dari perancangan ini  yaitu  mesin hotpress hidrolik papan komposit, pembuat Papan Komposit  bebasis  limbah  sekam  padi  dan  plasik  HDPE,  Perancangan  dituangkan  dalam  gambar  desain  mesin hotPress .

## 3.1. Desain mesin hotpress
Dari hasil desain dan pembuatan mesin hotpress maka dimensi tinggi keseluruhan rangka dan lebar rangka 130 cm dan 600 cm seperti yang di tunjukan pada Gambar 2. Desain mesin hotpress.
Gambar 2. Desain mesin hotpress (a) Tampilan depan (b)Tampilan atas
Gambar 2. Menunjukan hasil desain mesin hotpress gambar (a) merupakan tampilan depan alat yang mana pada gambar  ini  menunjukan ukuran tinggi dan  lebar  mesin  yang telah dihitung sebelum  didesain, gambar (b) menunjukan  dimensi  panel box yang  sudah  didesain  yaitu  22  cm.  Gambar  2.  Tampilan  samping  menunjukan dimensi hasil desain yang tinggi dari Pressure Gauge sampai dasar mesin yakni 170 cm dan lebar dasar mesin 50 cm.
(a) (b)
Pada  dasarnya  Mesin hotpress hidrolik  adalah  suatu  alat  yang  dirancang  untuk  mengerjakan  penekanan panas yang dapat di aplikasikan untuk pengerjaan pembuatan produk metal, plastik, dan pemadatan partikel dan serat  menjadi  papan  komposit  dan  lain-lain.  Sebagai  sumber  tenaga  mesin hotpress ini  menggunakan  sistem hidrolis yang dipompa dengan menggunakan pompa hidrolik yang mudah dalam pengoperasiannya [2]. Sebagai sumber energi panas pada proses mesin hot press hidrolik ini digunakan pemanas listrik dengan daya 350 watt dan  tegangan  220 volt dengan  system  pemanas  terpisah,  hal  ini  dimaksudkan  untuk  memudahkan  penggantian jika  salah  satu  elemen  pemanas  rusak  atau  tidak  berfungsi  maka  dapat  langsung  di  ganti  tanpa  mengganggu rangkaian listrik yang lain. Elemen pemanas ini terhubung dengan thermocontrol yang berfungsi untuk mengatur temperatur.  Selain  pemanas  bagian  terpenting  pada  perancangan  mesin hotpress ini  adalah  perencanaan dies, perancangan  dises  yang  dilakukan  sangat  perpengaruh  terhadap  kualitas  papan  komposit  yang  di  hasilkam. Seperti yang di tunjukan pada gambar 3.3. Desain dies papan komposit.
Gambar 4. Desain dies papan komposit (a) Tampak bawah (b) Tampak samping
Gambar 4. desain dies papan komposit merupakan hasil desain awal sebelum proses pemesinan, gambar (a) tampak bawah, menunjukan ada 8 lingkarangan dengan diameter 14 mm dan jarak lingkaranya di bagian bawah 5  cm  dan  dibagian  tengah  11  mm.  lingkaran  ini  berfungsi  untuk  tempat  baut  pasangan dies. Selain  itu  untuk dimensi lingkaran yang ada pada 2 bagian atas dan atas dan bawah memiliki diameter lingkaran 10 mm dengan panjang 5 mm dan 6 mm. Gambar 3.3.b menunjukan tampilan samping pada gambar tersebut memiliki dimensi panjang  54  cm  dan  lebar  10  cm  selain  itu  dimensi  tinggi  poros  bagian  atas dies adalah  8  mm.  Gambar  3.3.b tampak atas terlihat dari desain sama dengan gambar tapak bawah namun ada lingkaran dengan diameter 5 cm yang merupakan tempat hidrolik.
Pada umumnya press dies merupakan  suatu alat tekan  yang digunakan untuk memotong atau membentuk suatu  plat  lembaran  sesuai  dengan  bentuk  yang  diinginkan  [7,9].  Dalam  operasionalnya, press dies ini digerakkan  oleh  mesin  press,  Tujuan  dari  pembuatan pressing dies adalah  untuk  membuat  komponen  secara masal dengan ukuran dan  bentuk  yang  sama dalam waktu  yang relatif  singkat.  Proses Press dies yang di  buat seperti terlihat pada Gambar 7. (b) dies papan komposit.

## 3.2. Hasil Pembuatan Alat Hotpress
Beberapa  komponen  yang  telah  dibuat  dari  pembuatan  dies  proses  pemesinan  hingga  perakitan  dan pengelasan seperti yang tunjukan pada gambar Gambar 5. Peralatan hotpress (a) cetak sebelum dilas (b) cetakan sesudah dilas (c) Control panel.
Gambar 5. Peralatan hotpress (a) cetak sebelum dilas (b) cetakan sesudah dilas (c) Control panel
Gambar  5.  (a,b)  menunjukan  hasil  perancangan  elemen  pemanas  yang  mana  Elemen  Pemanas  yang digunakan yakni 350 watt yang berfungsi untuk memanaskan female dies dan male dies yang dibutuhkan 8 pcs. Gambar 5 (a) Control panel menunjukan panel listrik unit yang digunkan untuk tempat penyusunan komponen listrik dan  instalasi  listrik.  Junaidi dkk (2013)  juga  telah  membuat  mesin hotpress dengan kapasitas 12  lembar per  dengan  Jumlah  elemen  pemanas  18  elemen,  suhu  maksimal  yang  dicapai  200 0 C,  penekan  yang  digunakan dongkrak 2 buah dengan beban  masing-masinng 50 ton [2]. Namun penggunaan elemen pemanas yang banyak tidak  menjamin  kualitas papan komposit  yang dihasilkan, karena pembuatan papan komposit  dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti komposisi bahan dan serat yang digunakan.
Gambar 6. Proses pemesinan, pembuatan dies
(a) (b) (c)
Pemesinan  adalah  suatu  proses  produksi  dengan  menggunakan  mesin  perkakas  dengan  memanfaatkan gerakan  relatif  antara  pahat  dengan  benda  kerja  sehingga  menghasilkan  suatu  produk  sesuai  dengan  hasil geometri yang diinginkan. Pahat dapat melakukan gerak potong (cutting) dan gerak makan (feeding) [6]. Seperti yang ditunjukan pada gambar Gambar 6 Proses pemesinan, pembuatan dies dengan menggunakan proses milling .
Gamabar 7. (a) Mesin Hotpress, (b) dies (c) Pressure Gauge

## 3.3. Hasil pengujian mesin Hotpress
Hasil penelitian yang diamati adalah kemampuan pemanasan dies mesin hotpress yakni pemanasan 150 o C, 170 o C, 185 o C, dengan percampuran fraksi volume plastik HDPE 35% dan fraksi volume sekam padi 65% yang digunakan  untuk  membuatan  papan  komposit.  kapasitas  penekanan  yang  di  gunakan  untuk  menekan  setiap spesimen yaitu 200 kg selama 90 60 menit dengan asumsi sampai temperatur yang telah ditentukan [7]. Gambar 3.8. merupakan papan komposit yang di hasilkan.
Gambar 8. Papan komposit hasil pengepresan (a) 150 o C, (b) 170 o C, (c) 185 o C Gambar 8. merupakan hasil foto macro papan komposit dengan dengan variasi suhu antara (a) 150 o C, (b) 170 o C, (c) 185 o C,  foto tersebut menunjukan perbedaan  yang  mana pada suhu 185 o C terlihat agak gosong  hal  ini disebabkan  plastik HDPE menpunyai titik  leleh  berkisar antara 120 o C hingga 135 o C. Gambar  8.  (a,b) terlihat
(a) (b) (c) (c) (b) (a) (c)
mempunyai  bentuk  fisik  serupa  dan  terlihat  tidak  gosong  di  banding  dengan  temperatur  185 o C.  Hal  ini disebabkan karena pada temperatur tersebut meruapakan temperatur  yang  ideal untuk  melakukan pengepresan, selain itu proses penekana juga sangat perpengaruh [8,9]. Sulaiman dan Ahmad Fauzan (2018) meneliti tentang perbedaan temperatur cetakan 150 o C, 160 o C, 170 o C, 180 o C, dan 190 o C dengan selama 15 menit, hasil penelitian menunjukkan    Nilai  rata-rata  keteguhan  lentur  yang  paling  tinggi  adalah  4443,441  kgf/cm2  yaitu  pada temperatur 190 o C sedangkan nilai rata-rata keteguhan lentur yang paling rendah adalah 1135,205 kgf/cm2 yaitu pada  temperatur  160 o C.  Hal  ini  membuktikan  bahwa  temperatur dies sangat  berpengaruh  terhadap  kekuatan mekanik papan komposit yang dihasilkan [10].

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  pembuatan,  dapat  diperoleh  kesimpulan,  Mesin hotpress hidrolik  dengan  penekanan sampai  dengan  20  ton  dan  temperatur  pemanasan  120 o C  sampai  dengan  200 o C.,  Mesin hotpress hidrolik berukuran  lebar 60 cm, Tinggi 130 cm  dan  dimensi  panjang dies papan komposit 54 cm,  lebar 20 cm,  jumlah elemen pemanas yang digunakan 4 buah., Dari hasil  foto micro terlihat bahwa papan komposit yang dihasilkan paling baik terlihat pada temperatur 150 o C, dan 170 o C. selain itu penggunaan sekam padi dan plastik HDPE bisa menjadi digunakan untuk bahan pembuatan papan komposit.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  PT.  Indexindo  dan  kepada  seluruh  pihak  yang  telah  memberi dukungan  dalam  pembuatan  mesin hotpress ini  khusnya  dosen  teknik  mesin  Univesitas  Singaperbangsa Karawang.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Azis,  S.A,  Krisantini,  Winarso  D.  Widodo  dan  Aris  Munandar.  1992.  Studi  Pemanfaatan  Sekam,  serbuk gergaji, kulit kayu dan kulit kacang tanah sebagai media tumbuh tanaman dalam wadah. IPB. Bogor.
[2] Junaidi, J., Bukhari, B., & Nofriadi, N. (2013). Rekayasa Alat Kempa Panas (Hot Press) Sistem Penekanan Dongkrak Hidrolik Untuk Pembuatan Papan Komposit. Jurnal Teknik Mesin, 8(1), 01-08.
[3] Ismail  Mukti  Adi,Wahyu  Purwo  Raharjo,Eko  Surojo.  2014.  Rancang  Bangun  Tungku  Pencairan  Logam Alumunium  Berkapasitas 2 Kg Dengan Mekanisme Tahanan Listrik (Pengujian Performansi). Universitas Sebelas Maret.
[4] Herina S. 2005. Kajian Pemanfaatan  Abu Sekam  Padi Sebagai Bahan Stabilitas Tanah Fondasi Ekspansif Untuk Bangunan Sederhana. Kolokium Dan Open House.Bandung.
[5] Maryono. 2008. Tesis Komposit Polietilena Dengan Sekam Padi Sebagai Alternatif Bahan Jerigen Plastik. Universitas Sumatera Utara.
[6] Asma, A.S. 2010. Pengaruh Komposit Core Berbasis Limbah Kertas,Dengan Pencampur Sekam Padi,Dan Serabut Kelapa Terhadap Kekuatan Bending Panel.Universitas Sebelas Maret.Surakarta.
[7] Khurmi,R.S. & Gupta,J.K 2002. Machine Design, New Delhi: S.C Had & Company LTD.Ram Nagar.
[8] Pramadika Ilham 2012.Rancang Bangun Pada Mesin Press Batako.Universitas Sebelas Maret.
[9] Hazmi A.R. 2017. Rancang Bangun Mesin Press Kaleng Minuman Bekas. Politeknik Negeri Padang.
[10] Sulaiman,  S.,  &  Fauzan,  A.  (2018).  Pengaruh  Temperatur  Tekan  Panas  Papan  Partikel  Berbahan  Tandan Kosong Kelapa Sawit Dan Kulit Kayu Pinus Terhadap Sifat Mekanik. Jurnal Momentum, 20(2), 128-132.