1* Agus Supriyanto, 1 Fathan Mubina Dewadi, 1 Ade Cepi Budiansyah, 1 Siswanto Vol. 8 No. 1, November 2023 ISSN 2541-6995 e-ISSN 2580-5517

## PENGARUH VARIASI INJECTION VELOCITY DAN PACKING
PRESSURE TERHADAP KUALITAS PART PRODUK INJECTION MOLDING
1* Agus Supriyanto, 1 Fathan Mubina Dewadi, 1 Ade Cepi Budiansyah, 1 Siswanto 1, Prodi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Buana Perjuangan Karawang, Karawang, Jawa Barat.
agus.supriyanto@ubpkarawang.ac.id 1* ,

## ABSTRAK
Injection Molding adalah proses yang populer digunakan dalam pembuatan produk plastik karena  kemampuannya  menghasilkan  geometri  produk  yang  komplek  dalam  satu  siklus. Tentunya diperlukan teknologi yang cukup baik dari segi mesin injeksi, injection molding, material, prosedur, dan personel agar dapat menghasilkan produk plastik sesuai dengan yang kita  inginkan.  Menggunakan  pendorong,  bahan  termoplastik  yang  meleleh  dipompa  ke dalam  cetakan  berpendingin  air  selama  proses  pencetakan  injeksi,  menyebabkannya mengeras. Tujuan dari penelitian ini adalah Mengetahui pengaruh variasi injection velocity dan packing pressure terhadap kualitas Part Holder Filter. Hasil pengujian secara langsung diperoleh hasil Variasi ke 1 merupakan nilai variasi yang di produksi menggunakan mesin injection  molding dengan  menggunakan  variasi parameter  setting yaitu  variasi injection velocity 25 m/s, dan packing pressure 10 Mpa. Hasil yang diperoleh dari variasi parameter setting ini  menghasilkan  part  menjadi  NG  (No  Good) short  shot (kekurangan  pengisian cairan material). Variasi ke 2 merupakan nilai variasi yang diproduksi menggunakan mesin injection molding dengan menggunakan variasi parameter setting yaitu injection velocity 35
m/s, dan packing pressure 20 Mpa. Hasil yang di peroleh dari variasi parameter setting ini mengahasilkan part ok (GOOD) sesuai dengan standard dan harapan konsumen. Variasi  ke 3 merupakan nilai variasi yang di produksi menggunakan mesin injection molding dengan menggunakan variasi parameter setting yaitu injection velocity 45 m/s, dan packing pressure
30 Mpa. Hasil yang di peroleh dari variasi parameter setting ini mengahasilkan part menjadi over pack /kepadatan (NG).
Kata Kunci: Injection Molding, Injection Velocity, Packing Pressure, Holder Filter
1* Agus Supriyanto, 1 Fathan Mubina Dewadi, 1 Ade Cepi Budiansyah, 1 Siswanto Vol. 8 No. 1, November 2023 ISSN 2541-6995 e-ISSN 2580-5517

## 1. PENDAHULUAN
Karena tingkat reproduktifitasnya yang tinggi dan kapasitas untuk menghasilkan geometri produk yang rumit dalam satu siklus cepat, injeksi molding adalah metode yang digunakan secara  luas  dalam  produksi  barang  plastik  (Wiyono  &  Dwi,  2014).  Siklus  proses dipecah menjadi tahapan berikut : :
- Penutupan mold
- Injeksi plastik ke dalam mold
- Tahapan Holding
- Pendinginan produk
- Plastisasi plastik dalam barel
- Pembukaan dan pengeluaran produk
Plastik  merupakan  bahan  yang  saat  ini  tidak  dapat  dipisahkan  dari  kehidupan manusia karena sangat mudah didapat, bermanfaat, ringan, dan tentunya modern. Tentunya diperlukan teknologi yang cukup baik dari segi mesin injeksi, injection molding, material, prosedur,  dan  personel  agar  dapat  menghasilkan  produk  plastik  sesuai  dengan  yang  kita inginkan.  Menggunakan  pendorong,  bahan  termoplastik  yang  meleleh  dipompa  ke  dalam cetakan  berpendingin  air  selama  proses  pencetakan  injeksi,  menyebabkannya  mengeras (Guerrier et al., 2015). Setting parameter pada mesin injection moulding merupakan salah satu  elemen  kunci  diantara  sekian  banyak  parameter  tersebut.  Piston  di  dalam  silinder dipasang ke dasar sekrup di mesin cetak injeksi. Silinder diisi dengan oli bertekanan (cairan), yang menyebabkan piston bergerak maju dengan gaya dorong tertentu. Piston mengirimkan gaya dorong ini ke ujung sekrup, yang kemudian menggunakan nosel , sprue , runner , dan gerbang  untuk  mendorong  bahan  plastik  yang  meleleh  ke  dalam  cetakan.  Ketika  luas penampang ujung sekrup dibagi dengan gaya dorong, hasil tekanan. Untuk menyuntikkan bahan plastik ke dalam cetakan, tekanan ini diperlukan. Tekanan ini disebut tekanan injeksi eksternal  karena  terjadi  di  luar  cetakan  (Zulianto  et  al.,  2015).  Metodologi  penelitian  ini melibatkan pencampuran injection velocity yang berbeda dan parameter packing pressure .
1* Agus Supriyanto, 1 Fathan Mubina Dewadi, 1 Ade Cepi Budiansyah, 1 Siswanto Vol. 8 No. 1, November 2023 ISSN 2541-6995 e-ISSN 2580-5517

## 2.  DASAR TEORI

## 2.1  Pengertian Plastik
Salah  satu  atom  yang  terhubung  satu  sama  lain  di  sepanjang  rantai  panjang  polimer adalah plastik. Dengan keragaman kualitas yang luas, termasuk toleransi panas, kekerasan, dan  atribut  lainnya,  plastik  dapat  diolah  dan  dibentuk  menjadi  berbagai  macam  barang. Plastik  digunakan  di  hampir  semua  industri  industri  karena  keserbagunaannya, komposisinya yang umum dan bobotnya yang ringan (Langga et al., 2015)
Plastic Injection Moulding (PIM) adalah teknik yang digunakan dalam produksi barang plastik.  Metode  pembuatan  barang  dari  bahan  plastik  dalam  berbagai  bentuk  dan  ukuran yang berbeda dikenal sebagai "injeksi plastik". Proses pembuatan benda kerja dengan teknik injection moulding yaitu dengan mendorong bahan compound berupa butiran melalui nozzle dan sprue ke dalam rongga dan inti cetakan yang tertutup. Sebelum masuk ke silinder injeksi, zat  dimasukkan  ke  dalam hopper (wadah).  Cetakan  akan  dibuka  dan  benda terakhir  akan dikeluarkan  dengan  bantuan ejektor setelah  periode  pendinginan  singkat.  Bahan termoplastik adalah pilihan yang baik karena akan melunak saat dipanaskan dan kembali ke keadaan beku semula saat didinginkan.
Meneliti besarnya kesalahan produk yang terjadi pada saat produksi suatu produk baru merupakan  salah  satu  hal  yang  menjadi  tolok  ukur  dalam  menentukan  produktivitas  dan efisiensi  suatu  industri.  Cetakan  pendek,  gudang,  tanda  tenggelam,  tanda  aliran,  kilatan, gelembung, lubang atau celah dan kelebihan berat adalah contoh cacat produk yang umum. Dalam penyelidikan ini, kami melihat bagaimana injection velocity dan packing pressure memengaruhi mesin cetakan injeksi dan bahan Polypropylene (PP) yang digunakan dalam produk yang diselidiki (Osarenmwinda & Olodu, 2018).

## 2.2 Injection Molding
Untuk  pembuatan  seluloid,  mesin  cetak  injeksi  pertama  kali  dipatenkan  di  Amerika Serikat pada tahun 1872. Selanjutnya, peralatan cetak injeksi dibuat di Jerman pada tahun 1920-an, namun masih dilakukan dengan tangan dan cetakannya masih dikendalikan oleh tuas..  Mesin  cetak  injeksi  yang  ditekan  secara  hidrolik  dibuat  pada  tahun  1930-an  ketika berbagai macam resin dapat diakses. Sebagian besar peralatan cetakan injeksi saat ini masih menggunakan  desain  sekrup reciprocating satu  sisi  yang  asli.  Relay  dan  pengatur  waktu pertama kali digunakan untuk mengatur proses injeksi pada 1950-an (Kavade, 2012).
1* Agus Supriyanto, 1 Fathan Mubina Dewadi, 1 Ade Cepi Budiansyah, 1 Siswanto Vol. 8 No. 1, November 2023 ISSN 2541-6995 e-ISSN 2580-5517
Secara umum, pencetakan adalah teknik industri yang melibatkan pembentukan bahan mentah  menggunakan  model  atau  bingkai  keras  yang  dikenal  sebagai  cetakan.  Cetakan adalah benda berlubang yang berisi cairan seperti plastik, kaca, atau logam. Dalam cetakan, cairan mengeras atau mengendap, mengambil bentuk benda.
Gambar 1. Mesin Injeksi molding
Proses injeksi memiliki beberapa proses sebagai berikut :
1) Persiapan bahan material atau resin.
2) Pemanasan bahan hingga titik lumer.
3) Material yang dilumerkan dikirim ke ujung injector untuk disuntikan kedalam cetakan.
4) Material masuk kedalam cetakan.
5) Penahanan hingga plastik membeku.
6) Cetakan dibuka untuk melepaskan hasil produksi.
7) Pembesihan hasil produksi dari runner.
Gambar 2. Proses injeksi (Sumber : Wikipedia)
1* Agus Supriyanto, 1 Fathan Mubina Dewadi, 1 Ade Cepi Budiansyah, 1 Siswanto Vol. 8 No. 1, November 2023 ISSN 2541-6995 e-ISSN 2580-5517

## 2.3 Mould Clamp Unit (Unit Pencekam Cetakan)
Gambar 3. Injection unit dan clamping unit (Sumber Wikipedia)
Saat mengekstrak objek dari unit cetakan, unit ejektor dan cetakan ditahan di tempatnya dan  gerakannya  dikendalikan  oleh  unit  penjepit.  Kita  dapat  mengubah  panjang  gerakan cetakan saat terbuka dan berapa lama ejektor harus bergerak di unit penjepit . Cetakan ditahan oleh perangkat penjepit ini. Unit penjepit ini berfungsi untuk menyatukan cetakan selama proses  injeksi  material  hingga  zat  mengeras  dan  kemudian  melepaskan  produk  jadi.  Unit penjepit ini mencakup cetakan, silinder penjepit batang ikat, pelat bergerak, pelat stasioner, dan silinder hidrolik..

## 1. Stationary plate
Pemasangan cetakan bagian rongga menggunakan Stationary plate sebagai pelat posisi.
Dudukan robot terletak di bagian atas Stationary plate ini. Ring pencari pas melalui lubang melingkar  di  pelat  ini.  Penempatan  ring  pada  cetakan  berfungsi  untuk  memudahkan pemasangan cetakan agar berada di tengah lubang nosel.

## 2. Movable plate
Bagian  inti  dari  cetakan  diposisikan  di  piring  yang  dikenal  sebagai Movable  Plat .
Karena  pelat  dapat  bergerak  untuk  menutup  atau  membuka  dan  kita  dapat  mengubah kecepatan dan tekanan seperlunya, itu disebut sebagai pelat yang dapat digerakkan..
1* Agus Supriyanto, 1 Fathan Mubina Dewadi, 1 Ade Cepi Budiansyah, 1 Siswanto Vol. 8 No. 1, November 2023 ISSN 2541-6995 e-ISSN 2580-5517
3. Mold (cetakan)
Gambar 4. 2D mold Holder filter (Sumber : PT.TAMANO INDONESIA)
Mould  (cetakan)  adalah  rongga  dengan  saluran  saluran  pendingin  di  dalamnya  di  mana bahan cair (plastik) terbentuk. Sebagian kecil cetakan terbuat dari aluminium, dan sebagian besar  terbuat  dari  baja  (untuk  produksi  styrofoam).  Bahan  pemandu  tembaga  berilium digunakan untuk cetakan yang membutuhkan banyak transmisi panas. Dan Tipe Plate yang digunakan pada penelitian ini adalah Tipe 2 Plate.

## a. Tipe 2 plate
Pelat  rongga  ( cavity  plate )  dan  pelat  pemasangan  cetakan  ( mold  mounting  plate ) terintegrasi dalam cetakan dua pelat. Semak sariawan terletak di antara keduanya, dan cincin penempatan  terletak  di  pelat  pemasangan  cetakan.  Pelat  tetap  mesin  injeksi  dan  pelat pemasangan cetakan akan diikat bersama dengan baut. Saat nosel mesin bersentuhan dengan semak sariawan, lubang nosel dan lubang semak sariawan harus berada di garis tengah yang sama.  Jika  mereka  tidak  selaras,  masalah  akan  terjadi.  Cincin  penentu  lokasi  harus  dapat disisipkan pada celah dengan lokasi pada pelat stasioner. Selain lubang nozzle dan lubang sprue  bush  harus  sejajar, ada  persyaratan  lain  yang  harus  dipenuhi  antara  sprue  bush  dan nozzle  mesin.  Ketika  bahan  plastik  pertama  kali  memasuki  cetakan,  semak  sariawan  itu sendiri berfungsi sebagai lubang awal (selama proses injeksi). Sisi inti dan sisi rongga adalah dua komponen utama pelat tipe 2.
Untuk mendapatkan potongan yang halus dan rapi, kita harus memisahkan produk dan runner menggunakan  pemotong  nipper  (tang  potong)  karena  2  cetakan  tipe  pelat  sering menghasilkan produk yang masih menempel pada runner (aliran material dan setelahnya).
1* Agus Supriyanto, 1 Fathan Mubina Dewadi, 1 Ade Cepi Budiansyah, 1 Siswanto Vol. 8 No. 1, November 2023 ISSN 2541-6995 e-ISSN 2580-5517
Gambar 5. Mold type 2 plate (Sumber : Textbook Summary for Mold Design Basic _Ind_
2011_12_19) Keterangan : 1)       Top plate on fixed 11)   Sprue bush 2)       Cavity plate on fixed 12)   Guide pin 3)       Core plate on movable 13)   Guide pin bush 4)       Accepting plate 14)   Sprue lock pin 5)       Spacer block 15)   Ejector pin 6)       Ejector retainer plate 16)   Return pin 7)       Ejector plate 17)   Stopper pin 8)       Bottom plate on movable 18)   Produk plastik 9)       Insert core plate 19)   Runner 10)     Locating ring

## 2.4  Prinsip Kerja Injection Molding
Prinsip kerja mesin injection moulding sama untuk tonase kecil dan besar, menurut Wijaya (2009). Mesin cetak injeksi beroperasi berdasarkan prinsip-prinsip berikut:
1. Mulailah dengan posisi awal cetakan terbuka.
2. Sisi inti cetakan dijepit erat ke sisi rongga dalam keadaan terbuka.
3. Unit injeksi maju ke arah cetakan hingga nosel bersentuhan dengan sprue bursh setelah posisi cetakan tertutup rapat dengan tekanan tinggi.
4. Menyuntikkan plastik cair ke dalam cetakan selama prosedur pengisian injeksi. Sekrup didorong dalam operasi ini oleh silinder injeksi.
5. Proses memegang injeksi untuk meningkatkan hasil produk dan menahan tekanan balik
6.  Prosedur  pengisian  selesai  saat  bahan  yang  disuntikkan  didinginkan  untuk  mengisi kembali bahan plastik untuk siklus injeksi berikutnya.
7. Cetakan terbuka, dan dengan demikian tekanan hidrolik dalam sistem kembali normal.
Selanjutnya, pin ejektor bergerak untuk melepaskan produk plastic.

## 3. METODE PENELITIAN
Untuk menunjang keberhasilan suatu penelitian maka alur penelitian ini dapat dilihat pada gambar 1.
1* Agus Supriyanto, 1 Fathan Mubina Dewadi, 1 Ade Cepi Budiansyah, 1 Siswanto Vol. 8 No. 1, November 2023 ISSN 2541-6995 e-ISSN 2580-5517

## Gambar 1. Diagram alur penelitian

## Persiapan Bahan dan Alat
a) Material yang digunakan pada penelitian ini adalah Polypropylene (PP).

## Gambar 2. Arduino Uno
b) Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Mesin injection mold , NISSEI NEX 2000 dengan tonage 110T
1* Agus Supriyanto, 1 Fathan Mubina Dewadi, 1 Ade Cepi Budiansyah, 1 Siswanto Vol. 8 No. 1, November 2023 ISSN 2541-6995 e-ISSN 2580-5517
c) Molding holder filter menggunakan jenis 2plate molding, dimana molding jenis ini sesuai  dengan  namanya  memiliki  2  bagian  saja  yaitu cavity  plate dan core  plate .
Salah satu keuntungan menggunakan molding tipe ini kontruksinya lebih sederhana atau  simple  dan  biaya  pembuatannya  murah.  Salah  satu  kelemahan  menggunakan molding  jenis  ini  adanya  penanganan  lebih  lanjut  pada  daerah  bagian  runner, sehingga tidak cocok untuk otomatisasi dan penghematan tenaga kerja.
Gambar 4. holder filter
d) Cavity plate merupakan bagian yang diam pada bagian sebuah molding , dimana pada jenis 2plate ini, cavity  plat e  molding  menyatu  dengan mold  mounting  plate dan nozzle .  Pada  bagian cavity  plate permukaannya  sangat  halus  sehingga  diperlukan polishing , atau sunblash untuk memberikan kontur pada bagian permukaan cavity.

## Gambar 5. Cavity plate
e) Core plate merupakan bagian pada molding yang bergerak, dimana pada bagian core plate , produk akan menempel dan saat mold open atau terbuka part akan didorong oleh ejector untuk release produk ..
Gambar 6. Core plate
1* Agus Supriyanto, 1 Fathan Mubina Dewadi, 1 Ade Cepi Budiansyah, 1 Siswanto Vol. 8 No. 1, November 2023 ISSN 2541-6995 e-ISSN 2580-5517

## HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

## 4.  Hasil dan Pembahasan

## Hasil Pengujian Secara Actual
Dalam melakukan penelitian ini kami menggunakan mesin NISSEI NEX 2000 dengan tonage 110 T, dengan spesifikasi mesin sebagai berikut :
Tabel 1. Spesifikasi M/C Nissei 110 T M/C Type NISSEI NEX 2000 – 12 E / Servo Locked Ring (Ø) Ø 100 mm Mold Thickness (mm) Min 220 Max 410 Daylight open (mm) 76 Injection pressure (kgf/cm 2 ) 2650 H (mm) 420 L (mm) 420 Screw stroke (mm) 130 Screw (Ø) 28 mm Ejector stroke (mm) 85 Type of nozzle (mm) Dia Hole 3 Radius 12.5 Dia Outer 35 Tabel 2. Setting Parameter Pengujian Quality Actual
Packing Pressure Mpa Injection Velocity m/s Hasil 25 35 45 10 28 ton Short shot 20 40 ton Ok 30 55 ton Flash
Variasi  ke  1  merupakan  nilai  variasi  yang  di  produksi  menggunakan  mesin injection molding dengan menggunakan variasi parameter setting yaitu variasi injection velocity 25 m/s, dan packing pressure 10 Mpa.
Hasil yang diperoleh dari variasi parameter setting ini menghasilkan part menjadi NG (No Good) short shot (kekurangan pengisian cairan material).
NG seperti ini berasal dari kurangnya volume dan tekanan injeksi. Bisa juga terjadi di lapangan bukan karena kekurangan cairan material, tetapi karena adanya udara yang terjebak di dalam mold , sehingga cairan material tidak bisa mengisi ruang kosong pada bagian mold tersebut.
Solusinya  untuk  menanggulangi  terjadinya  NG short  shot dengan  menaikan  tekanan injection  velocity dan packing  pressure dengan  memperbaiki mold dan  membuat gas  pen untuk aliran keluar udara yang terjebak dari dalam mold . Standar ukuran gas pen minimal 0.02 mm.
1* Agus Supriyanto, 1 Fathan Mubina Dewadi, 1 Ade Cepi Budiansyah, 1 Siswanto Vol. 8 No. 1, November 2023 ISSN 2541-6995 e-ISSN 2580-5517
Gambar 12. Part variasi 1 NG ( Short shot )
Variasi  ke  2  merupakan  nilai  variasi  yang  diproduksi  menggunakan  mesin injection molding dengan menggunakan variasi parameter setting yaitu injection velocity 35 m/s, dan packing  pressure 20  Mpa.  Hasil  yang  di  peroleh  dari  variasi parameter  setting ini mengahasilkan part ok (GOOD) sesuai dengan standard dan harapan konsumen.
Hal ini di pengaruhi oleh besarnya nilai injection velocity , dan packing pressure, yang sesuai dengan proses injection molding . Lihat gambar di bawah hasil trial pengambilan data actual proses pembuatan part.
Gambar 13. Part Variasi 2 (GOOD)
Variasi  ke 3 merupakan nilai variasi yang di produksi menggunakan mesin injection molding dengan menggunakan variasi parameter setting yaitu injection velocity 45 m/s, dan packing pressure 30 Mpa. Hasil yang di peroleh dari variasi parameter setting ini mengahasilkan part menjadi over pack /kepadatan (NG).
NG  seperti  ini  berasal  dari  cairan  plastik  yang  tumpah  pada  cetakan/ mold yang terlalu berlebihan pressure nya sehingga menghasilkan produk yang terlalu padat yang dapat  mengakibatkan  cetakan/ mold rusak.    Solusinya  yang  paling  bagus  adalah menghindari  perbedaan  ketebalan  produk,  memperlambat  kecepatan  injeksi,  dan membuat balance tekanan yang mengenai mold .
1* Agus Supriyanto, 1 Fathan Mubina Dewadi, 1 Ade Cepi Budiansyah, 1 Siswanto Vol. 8 No. 1, November 2023 ISSN 2541-6995 e-ISSN 2580-5517
Gambar 14. Part Variasi 3 NG ( Over Pack )

## DAFTAR PUSTAKA
Guerrier, P., Tosello, G., & Hattel, J. H. (2015). Analysis of cavity prebure and warpage of polyoxymethylene thin walled injection molded parts: Experiments and simulations. AIP Conference Proceedings , 1664 (May 2015), 1–6. https://doi.org/10.1063/1.4918481
Kavade, M. V. (2012). Parameter Optimization of Injection Molding of Polypropylene by using Taguchi Methodology. IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering , 4 (4), 49–58. https://doi.org/10.9790/1684-0444958
Langga, E. H., Syabani, M., & Wulung, R. (2015). Pengaruh Suhu Dan Tekanan Injeksi Terhadap Cacat Short Shot Produk Polikarbonat Pada Mesin Injection Molding. Studi Kasus Di Pt. Sejong Matrasindo Semarang , 14 , 1–14.
Osarenmwinda, J. O., & Olodu, D. D. (2018). Optimization of injection moulding process parameters in the moulding of High Density Polyethylene (HDPE). Journal of Applied Sciences and Environmental Management , 22 (2), 203. https://doi.org/10.4314/jasem.v22i2.8
Wiyono, S., & Dwi, S. (2014). Analisa Pengaruh Parameter Tekanan dan Waktu Penekanan Terhadap Sifat Mekanik dan Cacat Penyusutan dari Produk Injection Molding Berbahan Polyethylene (PE). Jurnal Energi Dan Manufaktur , 6 (1), 29–36.
Zulianto, D., Waluyo, B., & Pramuko. (2015). Cacat Warpage Pada Produk Injetion Molding Berbahan Polyprophylene (PP) . 3–19.
http://eprints.ums.ac.id/id/eprint/41085