## PENGARUH INJECTION TIME DAN BACKPRESSURE TERHADAP CACAT PENYUSUTAN PADA PRODUK KEMASAN TOPLES DENGAN INJECTION MOLDING MENGGUNAKAN MATERIAL POLISTYRENE

## U. Wahyudi
Program Studi Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana, Jakarta
Abstrak -- Produk kemasan kue atau toples adalah produk rumah tangga yang sangat dibutuhkan untuk menaruh  berbagai  macam-macam  kue  kering,  Produk  plastik  ini  terdiri  dari  badan  dan  tutup,  kedua komponen ini pada saat dirakit memerlukan kepresisian yang lumayan bagus oleh karena material yang digunakan plastik, maka faktor penentuan penyusutan(shrinkage) memegang peranan sangat penting pada saat dicetak dengan mesin injection molding yang menggunakan material polistyrene. Pada saat produksi pernah terjadi kegagalan produk fitting terlalu kencang dan ada juga fitting yang kendor antara tutup dengan badan akibatnya produk tidak lolos produksi oleh quality control. Didalam tugas akhir ini penulis  melakukan  langkah-langkah  bagaimana  teknik  menganalisa  cacat  penyusutan  (shrinkage) material plastik terutama di khususkan material polystyrene dimulai dari proses injection molding lalu diambil  sampel  produk  dengan  tingkat  pengujian  yang  berbeda  lewat  settingan  parameter.  Dengan waktu  injeksi  dan  backpressure  yang  berbeda-beda  akan  menghasilkan  ukuran  produk  dan  nilai shrinkage  yang  berbeda  pula.  Nilai  temperatur  leleh  yang  baik  digunakan  untuk  material  polistyrene dengan ketebalan produk kemasan toples 0,75 mm, diameter produk 140,94 mm dan tinggi 58,29 mm. berkisar antara 240 0 C – 310 0 C. Cacat penyusutan pada material polystyrene pasti ada walaupun tidak sebesar  pada  material  lain  seperti  PP  dan  LDPE  dan  bisa  diminimalkan  dengan  setting  parameter proses  yang  bagus.  Nilai  shrinkage  yang  baik  dan  ideal  dan  sesuai  standar  terjadi  pada  settingan backpressure 30 kgf/cm² dengan waktu injeksi yaitu 2 detik. Dengan  parameter yang konstan, mulai dari injection speed 120 cm/s, 65 cm/s. Injection pressure 1400 kgf/cm² dan pack pressure 1200 kgf/cm², pack time 0,5 sec, Shot size 55 mm, kemudian cooling time 2 detik dengan temperatur mold 60 0 C.
Kata kunci: material plastik, injection molding, shrinkage

## 1.  PENDAHULUAN
Saat  ini  plastik  merupakan  bahan  atau  material yang  tidak  bisa  dipisahkan  dari  kehidupan manusia,  sebagai  bahan  yang  sangat  mudah didapat,  praktis,  ringan  dan  tentu  saja  modern, Untuk bisa membuat sebuah produk plastik yang sesuai dengan apa yang kita kehendaki tentunya dibutuhkan teknologi  yang  memadai baik itu dari sisi  mesin injection ,  cetakan  injeksi,  material, metode  dan  manusia,  Dari  berbagai  macam parameter  tersebut,  salah  satu  faktor  yang dominan  adalah  pengaturan  parameter settin g pada  mesin injection  molding .  Di  perusahaan tempat  saya  bekerja  misalnya,  masih  banyak terjadi cacat produk, terutama masalah penyusutan  ( shrinkage) yang  mengakibatkan menurunnya jumlah produksi.
Produk  plastik  yang  diteliti  adalah  produk kemasan  toples.  Dimana  produk  ini  dicetak dengan mesin injection molding yang menggunakan  material polistyrene .  Pada  saat produksi  pernah  terjadi  kegagalan  produk fitting terlalu kendor  dan ada juga fitting yang kencang atau  seret  antara  tutup  dengan  badan  akibatnya produk tidak lolos produksi oleh quality control. Waktu proses ( cycle time ) pembuatan produk ini  bervariasi,  tergantung  dari  berbagai  macam parameter  yang  berpengaruh  dalam  pembuatan produk tersebut, Dari berbagai macam parameter tersebut, salah  satu  faktor  yang  dominan  adalah
pengaturan  parameter  setting  pada  mesin injection  molding .  Dimana  parameter    tersebut yang  berpengaruh  besar  terhadap  cacat  produk shrinkage, yaitu injection time dan backpressure . Selama ini para teknisi di tempat saya bekerja melakukan  setting  parameter  proses  mesin melalui  cara trial  and  error, untuk  mendapatkan produk yang sesuai standar. Hal ini menyebabkan waktu proses ( cycle time ) kurang optimal. Dengan berkurangnya  waktu  proses  ( cyle  time )  maka terjadi peningkatan jumlah produksi dengan biaya produksi  yang  lebih  efesien.  Berdasarkan  latar belakang  masalah  di  atas  maka  masalah  yang dapat  penulis  rumuskan  yaitu  sejauh  mana pengaruh Injection  time dan backpressure terhadap hasil  cetak  kemasan  toples  dengan mengunakan proses injection molding.
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  dapat menganalisa  pengaruh injection  time dan backpressure ketika  proses injection terhadap seberapa besar cacat penyusutan yang terjadi.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1 Injection Molding
Secara umum pengertian injection molding adalah proses  pembentukan  suatu  benda  atau  produk dari  material  plastik  dengan  bentuk  dan  ukuran tertentu  yang  mendapat  perlakuan  panas  dan pemberian  tekanan  dengan  menggunakan  alat
bantu  berupa  cetakan  atau mold , Mold plastik pada  prinsipnya  adalah  suatu  alat  ( tool )  yang digunakan untuk membuat komponen – komponen    dari  material  plastik  dengan  sarana mesin cetak plastik, metode dasar plastik molding untuk  mendapatkan  produk  yang  sesuai  dengan sifat-sifat  fisik  yang  diinginkan  bentuk  desain produk,  luas  penampang,  ketebalan, insert yang panjang,  tuntutan  ukuran    (toleransi)  yang  harus dipenuhi dan pemilihan material merupakan faktor yang berpengaruh.
Proses injection  molding merupakan  proses pembentukan benda kerja dari material thermoplastic berbentuk butiran yang ditempatkan kedalam suatu hopper/torong dan masuk kedalam silinder barrel injeksi  yang  kemudian  didorong oleh mekanisme screw melalui nozzle mesin dan sprue  bushing masuk  kedalam  rongga  ( cavity ) cetakan  yang  sudah  pada  kondisi  tertutup. Setelah  beberapa  saat  didinginkan, mold akan dibuka  dan  produk  akan  dikeluarkan  dengan mekanisme ejector .  Material  yang  sangat  sesuai adalah material thermoplastik , hal ini di sebabkan karena  pemanasan  material  ini  dapat  melunak dan  sebaliknya  akan  mengeras  lagi  bila  di dinginkan.  Perubahan-perubahan  yang  terjadi hanya bersifat fisik, jadi bukan perubahan secara kimiawi sehingga memungkinkan mendaur ulang material sesuai dengan kebutuhan yang diinginkan.
Material plastik yang dipindahkan dari silinder pemanas  temperature  suhunya  berkisar  antara 175  ºC  hingga  290  ºC.Semakin  panas  suhunya, plastik  material  itu  akan  semakin  cair/encer (rendah viskositasnya) sehingga semakin mudah diinjeksikan/disemprotkan  masuk  kedalam mold. Setiap  material  memiliki  karakteristik  suhu molding .  Semakin  lunak  formulasinya,  yang berarti  kandungan  plastis  tinggi,  membutuhkan temperature  rendah,  sebaliknya  yang  memeiliki formulasi  lebih  keras  butuh  temperatur  tinggi. Bentuk-bentuk  partikel  yang  sulit,  besar  dan jumlah cavity yang  banyak  serta runner yang panjang menyebabkan  tuntutan temperatur  yang tinggi  atau  naik.Umumnya,  mesin Injection molding terdiri dari 4 kesatuan fungsi, yaitu:
a)  Mold Clamp Unit,
b)  Injection Unit
c)  Molding Unit
d)  Control System
Setiap unitnya akan dibahas pada keterangan dibawah  ini  untuk mold pada  mesin Injection Molding sangatlah  bervariasi  terhadap  berbagai produk plastik, sehingga diperlukan mold khusus untuk  masing-masing  produk,  tetapi  mesin Injecion  Molding dapat  dipergunakan  untuk berbagai  macam mold yang  berbeda  dengan ukuran  yang  sesuai  dengan  spesifikasi  dimensi pada mesin.
2.2 Mekanisme Mesin Injection Molding
Proses injection molding dapat diringkas sebagai berikt:
a)  Material  plastik  yang  telah  dicampur  dengan bahan pellet dan  pewarna          untuk  bahan plastik  dimasukan  kedalam hopper .  Lalu material plastikakan memasuki rongga plastik pada ulir screw.
b) Screw bergerak  mundur  dan  berputar berlawanan  dengan  arah  jarum    jam membawa  butiran-butiran  plastik  jatuh  dari hopper.  Biji  plastik  ini  dipanaskan  oleh gesekan yang terjadi dan pemanas tambahan dari barrel, sehingga  butiran  -  butiran  plastik tersebut  meleleh. Screw mundur  sampai batas  yang  telah  ditentukan  (bersamaan dengan  material  yang  maju  kedepan  bilik screw, oleh karena putaran mundur dari screw tersebut)  dan  putaran screw tersebut berhenti.
c)  Langkah  berikutnya  adalah    menutup mold. Kemudian screw didorong maju oleh gerakan piston,  mendorong  lelehan  plastik  dari  bilik screw (screw chamber ) melalui nozzle masuk kedalam  rongga mold (dalam tahap ini screw hanya bergerak maju saja, tanpa berputar).
d)  Lelehan plastik yang telah diinjekkan mengalami pengerasan, oleh karena bersentuhan dengan dinding yang dingin dari mold .  Di  bawah  pengaruh holding  pressure , lelehan material dari tekanan screw ditambahkan  untuk  mengimbangi  kepadatan volume dari material ketika dingin.
e)  Setelah  proses  pendinginan  dan  kekakuan dari  produk  yang  telah  dibentuk, screw akan mundur  untuk  melakukan  pengisian barrel . Pada  saat  itu  clamping  unit  akan  bergerak untuk  membuka mold .  Produk  dikeluarkan oleh ejector yang telah ada dalam mold . Jika system  ejector semi  otomatis,  maka ejector mendorong  produk tetapi tidak sampai keluar dari mold sehingga  diperlukan  tenaga operator untuk mengeluarkan produk.
f)  Setelah  produk  tersebut  keluar/  dikeluarkan oleh ejector ,  maka  siap  untuk  dilakukan penginjekan  berikutnya  sesuai  dengan  alur yang telah diuraikan diatas.

## 2.3 Parameter Proses
Untuk memperoleh benda  cetak  dengan kualitas hasil  yang  optimal,  perlu  mengatur  beberapa paramater  yang  mempengaruhi  jalannya  proses produksi  tersebut.  Parameter-parameter  suatu proses tentu saja ada yang berperan sedikit  dan adapula  yang  mempunyai  peran  yang  signifikan dalam  mempengaruhi  hasil  produksi  yang diinginkan.  Biasanya  orang  perlu  melakukan beberapa  kali  percobaan hingga  ditemukan
parameter-parameter  apa  saja  yang  cukup berpengaruh terhadap produk akhir benda cetak. Adapun parameter-parameter yang berpe-ngaruh terhadap  proses produksi  plastik melalui metoda injection molding adalah:
a)  Temperatur leleh ( melt temperature ) Melt temperature adalah batas temperatur dimana bahan plastik mulai meleleh kalau diberikan enegi panas.
b)  Batas tekanan ( pressure limit )
Pressure  limit adalah  batas  tekanan  udara  yang perlu diberikan untuk menggerakkan piston guna menekan  bahan  plastik  yang  telah  dileleh-kan. Terlalu  rendah  tekanan,  maka  bahan  plastik kemungkinan tidak akan keluar atau terinjeksi ke dalam  cetakan.  Akan  tetapi  jika  tekanan  udara terlalu tinggi dapat mengakibatkan tersemburnya bahan plastik dari dalam cetakan dan hal ini akan berakibat proses produksi menjadi tidak efisien.

## c)  Waktu tahan
Waktu Tahan adalah waktu yang diukur dari saat temperatur leleh yang di-set telah tercapai hingga keseluruhan bahan plastik yang ada dalam tabung pemanas  benar-benar  telah  meleleh  semuanya. Hal  ini  dikarenakan  sifat  rambatan  panas  yang memerlukan  waktu  untuk  merambat  ke  seluruh bagian yang ingin dipanaskan. Dikhawatirkan jika waktu  tahan  ini  terlalu  cepat  maka  sebagian bahan  plastik  dalam  tabung  pemanas  belum meleleh  semuanya,  sehingga  akan  memper-sulit jalannya aliran bahan plastik dari dalam nozzle

## d)  Waktu Penekanan
Waktu  penekanan adalah  durasi  atau  lamanya waktu yang diperlukan untuk memberikan tekanan pada piston yang  mendorong  plastik  yang  telah leleh.  Pengaturan  waktu  penekanan  bertujuan untuk  meyakinkan  bahwa  bahan  plastik  telah benar-benar  mengisi  ke  seluruh  rongga  cetak. Oleh  karenanya  waktu  penekanan  ini  sangat tergantung  dengan  besar  kecilnya  dimensi cetakan  ( mold ).  Makin  besar  ukuran  cetakan makin lama waktu penekan yang diperlukan.
e)  Temperatur cetakan ( mold temperature ) Mold  Temperature yaitu  temperatur  pemanasan awal cetakan sebelum dituangi bahan plastik yang meleleh.
f)  Kecepatan injeksi ( injection rate ) Injection  rate yaitu  kecepatan  lajunya  bahan plastik yang telah meleleh keluar dari nozzle untuk mengisi rongga cetak. Untuk mesin-mesin injeksi tertentu kecepatan  ini dapat terukur, tetapi untuk mesin-mesin  injeksi  sederhana  kadang-kadang tidak dilengkapi dengan pengukur kecepatan ini.
g) Backpressure (Tekanan balik) Backpressure adalah  tekanan  yang  terjadi  dan sengaja  dibuat  atau  di adjust untuk  menahan mundurnya Screw pada  saat  proses charging berlangsung. Backpressure ini aktif atau diaktifkan pada mode operasi Semi-Auto atau Full-Auto. Bila diaktifkan pada saat Manual Charging , maka yang terjadi  adalah Drolling ,  yaitu  keluarnya  material plastik  cair dari  lubang Nozzle tanpa mundurnya Screw atau Screw mundur tetapi memakan waktu lama  untuk  mencapai Shot  Size . Back  Pressure berfungsi sebagai:
1)  Pencampuran  atau Mixing material  menjadi lebih  baik, homogen ,  kualitas  kepadatan material plastik cair lebih baik dan siap untuk proses injection.
2) Shot  Size yang  konsisten,  atau  tetap,  atau stabil  sebagai  jaminan  untuk Shot-Shot berikutnya  dengan  kondisi  yang  sama  besar Volume  materialnya,  berat  produk,  dan dimensi produk yang dihasilkan.
3)  Pencampuran warna Pigmen yang lebih baik.
4)  Menghilangkan  Gas  atau  udara  yang  ikut dalam proses Charging.
Efek samping Backpressure adalah:
1)  Terjadi  peningkatan  suhu Barrel dari  setting suhu yang kita buat.
2)  Peningkatan waktu Charging sehingga Cycle
Time menjadi lebih panjang.
3)  Dapat  berakibat Drolling pada  saat Mold Open .
2.4 Waktu Proses ( Cycle Time )
Waktu  siklus  ( cycle  time) adalah  waktu  yang dibutuhkan  oleh  suatu  mesin  untuk  membuat suatu  produk.  Waktu  siklus injection  molding , terbagi  dalam  beberapa phase yang  saling berhubungan yaitu:
a)  Closing the mold Male  mold bergerak  maju  ke  arah female  mold (proses menutupnya mold )

## b)  Injection time
Waktu  yang  dibutuhkan screw untuk  menekan material  plastik  yang  telah  dilelehkan  masuk kedalam mold cavity . Injection time ini dipengaruhi oleh injection stroke , injection speed dan injection pressure.

## c)  Cooling time
Waktu yang diperlukan untuk mendinginkan mold dan produk. Pendinginan mold sebenarnya sudah berlangsung  terus  menerus,  karena  air  sebagai media  pendingin  selalu  bersikulasi,  sehingga waktu  pendinginan mold ini  hanya  berfungsi selama mold sudah  terisi  material  dan  diatur bersamaan dengan waktu holding time.

## 2.5 Material Plastik
Istilah  plastik  mencakup  semua  bahan  yang mampu  dibentuk.  Dalam  pengertian  yang  lebih luas,  plastik  mencakup  semua  bahan  sintetik organik  yang  berubah  menjadi  plastis  setelah dipanaskan  dan  mampu  dibentuk  dibawah pengaruh  tekanan.  Molekul  –  molekul  yang menyusun  plastik  adalah  rantai  karbon  panjang yang membuat plastik banyak memiliki sifat – sifat yang baik. Pada umumnya material yang tersusun dari molekul rantai panjang disebut polymer. Pada dasarnya  plastik  secara  umum  digolongkan  ke dalam  3  (tiga)  macam  dilihat  dari  temperaturnya yakni:
1)  Bahan Thermoplastik ( Thermoplastic )
Adalah  polimer  yang  akan  melunak  bila dipanaskan  dan  setelah  didinginkan  akan  dapat mengeras  dan  menjadi  rapuh.  Proses  tersebut dapat  terjadi  berulang  kali,  sehingga  dapat dibentuk  ulang  dalam  berbagai  bentuk  cetakan yang  berbeda  sehingga  dapat  diperoleh  produk polimer baru.  Polimer termoplastik tidak memiliki sambungan – sambungan antar rantai polimernya.  Memiliki  struktur  molekul  linear  atau bercabang. Contoh bahan thermoplastik adalah : Polistiren,  Polietilen,  Polipropilen,  Nilon,  Plastik fleksiglass  dan  Teflon.  Polimer  termoplastik memiliki sifat – sifat khusus sebagai berikut:
 Berat molekul kecil
 Tidak tahan terhadap panas
 Jika dipanaskan akan melunak
 Jika didinginkan akan mengeras
 Fleksibel
 Mudah diregangkan
 Titik leleh rendah
 Dapat dibentuk ulang
2)  Bahan Thermoseting ( Thermosetting ) Polimer  thermosetting  adalah  polimer network . Mereka  menjadi  keras  secara  permanen  selama pembentukannya  dan  tidak  melunak  ketika dipanaskan Polimer network mempunyai crosslink kovalen di antara rantai polimer yang berdekatan. Selama  pemanasan,  ikatan  ini  mengikat  rantai polimer  menjadi  satu  untuk  menahan  gerakan vibrasi dan rotasi rantai pada temperature tinggi. Hal  inilah  yang  menjadi  penyebab  mengapa material  tidak  melunak  ketika  dipanaskan. Crosslink biasanya dominan, 10 hingga 50% unit pengulanang  rantai  mengalami crosslink .  Hanya pemanasan yang berlebih yang akan menyebabkan  beberapa  ikatan  crosslink  dan polimer itu sendiri mengalami degradasi.
Polimer  termoset  biasanya  lebih  keras  dan kuat  daripada  termoplastik  dan  mempunyai stabilitas dimensional yang lebih baik. Kebanyakan  polimer crosslink dan  network termasuk  vulcanized  rubbers,  epoxies,  dan
phenolics  and  beberapa  resin  polyester  adalah termosetting. Contoh bahan thermosetting adalah:  Bakelit,  Silikon  dan  Epoksi.  Polimer thermosetting  adalah  polimer network .  Mereka menjadi keras secara permanen selama pembentukannya  dan  tidak  melunak  ketika dipanaskan.

## 3)  Bahan Elastomer
Polimer  Elastomer  yaitu  bahan  yang  sangat elastis.  Contoh  bahan  elastis  adalah:  karet sintetis.  Polimer  memiliki  beberapa  karakteristik untuk  menggambarkan  sifat  fisik  dan  sifat kimianya. Sifat-sifat tersebut akan mempengaruhi aplikasi penggunaan polimer tersebut.

## 2.6 Penyusutan / Shrinkage
Material  –  material  thermoplast  dan  thermosets tersebut  dibentuk  dengan  proses  pencetakan, dimana pada proses tersebut akan terjadi proses perubahan  bentuk  dan  proses  penyusutan.  Dan semua  material  plastik  akan  mengalami  proses penyusutan  selama  proses  pendiginan  di  dalam dan luar cetakan, penyusutan ini akan menyebabkan ukuran-ukuran produk yang dihasilkan  mengalami  perubahan  –  perubahan dengan  besaran  yang  sangat  variatif,  untuk mengantisipasi  hal  tersebut  dapat  dilakukan dengn  cara  menambahkan  ukuran  yang  akan dibuat  dicetakan  injeksi,  namun  sebelumnya harus  diketahui  dulu  material  plastik  yang digunakan  dan  karakteristiknya,  baru  dapat ditentukan  penambahan  ukuran.  Penyusutan material  plastik  yang  terjadi  akan  saling  tarik menarik antara dinding yang satu dengan dinding yang  lainnya,  antar  kontur  atau  bentuk  produk, sehingga banyak faktor yang dapat mempengaruhi  proses  ini.  Adapun  faktor-faktor yang dapat mempengaruhi penyusutan adalah:
 Material  type ,  jenis  material  plastik  yang digunakan  menjadi  faktor  utama  pada  saat perancangan  cetakan  plastik,karena  setiap material  plastik  memeiliki  penyusutan  yang berbeda-beda.
 Wall  Thickness , ketebalan  dinding  produk semakin  besar  tingkat  penyusutan  akan semakin besar pula( sinkmark )
 Product  contour , semakin  banyak  kontur dapat mengurangi proses penyusutan, karena dapat menahan laju penyusutan produk.
 Cooling time process , waktu proses pendinginan didalam dan diluar mold.
 Cooling channel and circulation, jalur sirkulasi proses  media  pendinginan,  semakin  banyak jalur cooling akan mempercepat laju penyusutan.
Plastik  merupakan  bahan  yang  tergantung pada perubahan suhu.  Penyusutan terjadi akibat
perubahan  densitas  dari  temperatur  proses  ke temperatur ruang.

## 2.7 Processing Shrinkage
Seluruh perubahan ukuran dapat terjadi dalam 24 jam setelah produksi. Sehingga apabila kita ingin menghitung nilai shrinkage , kita harus mendiamkan dahulu produk selama 24 jam pada suhu  ruang.  Rumus  untuk  menghitung  nilai shrinkage:
S= 100 (%)
dimana:
 S = nilai shrinkage/penyusutan
 Lm = ukuran panjang mold
 Lp = ukuran panjang produk Sebagai  contoh,  jika  kita  menggunakan  mold dengan  ukuran  panjang  (Lm)  =  95  mm,  dan mendapatkan ukuran produk dengan panjang (Lp) = 93 mm. Nilai Shrinkage (S) = ((95-93) / 95) x 100
% = 2,1 %

## 3.  METODE PENELITIAN

## 3.1 Identifikasi Masalah
Pada  tahap  awal  ini  penulis  melakukan  studi lapangan  yang  dilakukan  langsung  pada  mesin injection fanuc  roboshot  S2000iB  dan  cetakan injeksi  ( mold )  kemasan  toples  guna  untuk mengidentifikasi  kegagalan  yang  sering  timbul pada  saat massproduction produk  kemasan toples tersebut. Dari kegagalan yang ada terlihat jelas bahwa sering terjadi antara fitting tutup dan badan seret atau susah dipasang dan juga fitting antar  tutup  dan  badan  kelonggaran,  akibat  dua masalah  tersebut  produk  dianggap reject oleh quality  control ,  belajar  dari  kegagalan  tersebut, dapat dianalisa bahwa ukuran atau dimensi yang akurat  dapat  menurunkan  tingkat  kegagalan tersebut. Semakin  akuratnya  ukuran  atau toleransi antara badan dan tutup kemasan toples maka  kemungkinan  masalah fitting seret  dan kelonggaran  pada  badan dan  tutup  kemasan toples akan semakin kecil.
Terkait dengan itu, penulis menilai bahwa ada satu faktor yang berpengaruh terhadap penyusutan ( shrinkage ). Shrinkage di  definisikan sebagai  perbedaan  antara  dimensi  produk cetakan  dengan  dimensi  cetakan  di  ukur  pada temperature kamar atau ruang.

## 3.2 Pengambilan Data
Hasil  pengamatan yang  dilakukan  secara langsung  diolah  dan  dikelompokan  manjadi  data dalam bentuk tabel.

## 3.3 Pengolahan Data
Hasil  percobaan  diatas  di  analisa  apakah  terjadi cacat penyusutan atau tidak, tentu tidak  terlepas dari pengukuran  suatu panjang mold pada produk tersebut.  Setelah  itu  membandingkan  dengan panjang produk yang telah jadi, apakah ada selisih diantara keduanya dan bila terdapat selisih maka terjadi cacat penyusutan.

## 3.4 Analisis Data
Pada  tahap  ini  penulis  melakukan  analisa terhadap  data  yang  telah  didapat,  dihitung  dan disajikan  dalam  bentuk  grafik  untuk  mengetahui nilai  mana  yang  rendah  dan  nilai  mana  yang tinggi.

## 3.5 Data Produk Spesifikasi Material
Data aktual produk toples dikumpulkan dari hasil observasi langsung di lapangan dari departemen produksi. Data sebagai berikut:
 Family name :  Polistyrene (PS)  Trade name :  Styron 666 H
 Manufacture :  PT DOW CHEMICAL
 Family abbreviation: High Impact Polistyren (HIPS)
 Temp in machine : 210 ⁰C – 320 ⁰C
 Melt Flow Rate : 8 g  /10 min
 Melting Point : 240 ⁰C
 Tensile Strengt at yield: 48 MPa
 Flexural Modulus: 3,103 MPa
3.6 Data Spesifikasi Mesin Injection
Data  spesifikasi  teknis  mesin injection yang digunakan  didalam          produksi  plastik  toples dikumpulkan  dari  hasil observasi langsung  dari departemen Maintenance. Data sebagai berikut:
 Merk Mesin Injection : FANUC ROBSHOT S- 2000i 100B
 Power of Heater : 8.4 kw
 Clamping Mechanisme : Toggle Mechanism
 Max clamping Force  : 100 Ton
 Clamp stroke : 350 mm  Screw Diameter : 32 mm
 Max Injection Press   : 220 Mpa
 Max Injection Volume  : 76 cm³
 Max Injection Rate : 265 cm³/s
 Die Height(max-min)  : 450 – 150 mm
 Tie bar distance (HXV): 160 X 410 mm
3.7 Data Reject dan Produk Toples
Data reject dari  produk  toples  yang  diproduksi periode  bulan  April  sampai  dengan  bulan  Juli 2014 berdasarkan laporan sasaran mutu departemen produksi sebagai berikut:
NO Reject Produksi Qty (pcs) % 1 Fitting kendor 2,055 27.48% 2 Scracth 1,003 13.41% 3 Flashing 1,059 14.16% 4 Black dot 1,536 20.54% 5 Short-shot 1,824 24.39% TOTAL REJECT 7,477 3.8 Data jenis defect
Data  jenis defect dikumpulkan  dari  data  hasil wawancara.Wawancara  yang  dilakukan  pada bagian  produksi  dan  bagian quality  control dilakukan  untuk  lebih  mengetahui  tentang  jenis defect yang dianggap oleh management memang sering terjadi:
 Short  Shot adalah defect  visual kondisi dimana  produk  tidak  jadi  sempurna  ditandai dengan tidak penuhnya produk plastik. defect ini biasanya terjadi akibat terlalu cepat waktu filling injection atau injection stroke kurang.
 Black  dot adalah defect  visual yang  ditandai adanya bintik yang merekat pada permukaan produk. Defect ini  biasanya  terjadi  karena material dasarnya terkontaminasi oleh kotoran.
 Flashing adalah defect  visual yang  ditandai oleh  adanya  tumpahan  material  plastik melebihi dari cavity , sehingga untuk memperbaikinya harus melalui proses pemotongan plastik yang berlebih.
 Shrinkage adalah defect visual yang ditandai oleh fitting antar  badan  dan  tutup  menjadi kendor atau seret. defect ini biasanya terjadi dipengaruhi  oleh  parameter  proses  setting mesin injection ,  tipe  material,  kontur  produk, ketebalan dinding produk, proses pendinginan diluar dan didalam cetakan.
 Scracth adalah defect  visual yang  ditandai dengan  adanya  goresan  pada  permukaan produk. defect ini  biasanya  dipengruhi  oleh kualitas polishing permukaan cavity dan core mold.

## 4.  ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Dalam  menganalisa  suatu  produk apakah  terjadi cacat  penyusutan atau tidak, tentu tidak terlepas dari pengukuran suatu panjang mold pada produk tersebut.  Setelah  itu  membandingkan  dengan panjang  produk  yang  telah  jadi,  apakah  ada selisih diantara keduanya dan bila terdapat selisih maka terjadi cacat penyusutan. Cacat penyusutan/  shrinkage  ini  dapat  diketahui  besar kecilnya dengan perhitungan.
Misalkan perhitungan  dengan  temperatur  240  –  310 0 C yang  menggunakan injection  time 1  detik,  1,5 detik dan 2 detik dan backpressure 20 kgf/cm², 30 kgf/cm² dan 40 kgf/cm².

## a)  Perhitungan I
Waktu  injeksi  1  detik  dengan backpressure 20 kgf/cm² dan temperatur leleh 240 – 310 0 C.
S = , ,
,
100 (%) ,
S = 0,99%

## b)  Perhitungan II
Waktu  injeksi  1.5  detik  dengan backpressure 30 kgf/cm² dan temperatur leleh 240 – 310 0 C.
S= , , ,
100 (%) ,
S= 0,73%

## c)  Perhitungan III
Waktu  injeksi  2  detik  dengan backpressure 40 kgf/cm² dan temperatur leleh 240 – 310 0 C.
S = , ,
,
100 (%) ,
S = 0,42%

## 4.1 Hasil Data Pengujian I

## DATA PENGUJIAN I
No Waktu Injeksi (sec) Backpressure (kgf/cm²) Temp Leleh (⁰C) Lp Shrinkage (mm) (%) 1 1 20 240 - 310 57,71 0.99 2 1 20 240 - 310 57,71 0.99 3 1 20 240 - 310 57,71 0.99 4 1 30 240 - 310 57,78 0.87 5 1 30 240 - 310 57,78 0.87 6 1 30 240 - 310 57,78 0.87 7 1 40 240 - 310 57,83 0.78 8 1 40 240 - 310 57,83 0.78 9 1 40 240 - 310 57,83 0.78
Gambar 4.1 Grafik Hubungan antara Backpressure dengan Shrinkage menggunakan waktu injeksi 1 detik
4.2 Hasil Data Pengujian II
DATA PENGUJIAN II No Waktu Injeksi (sec) Backpressure (kgf/cm²) Temp Leleh (⁰C) Lp Shrinkage (mm) (%) 1 1.5 20 240 - 310 57,80 0.84 2 1.5 20 240 - 310 57,80 0.84 3 1.5 20 240 - 310 57,80 0.84 4 1.5 30 240 - 310 57,86 0.73 5 1.5 30 240 - 310 57,86 0.73 6 1.5 30 240 - 310 57,86 0.73 7 1.5 40 240 - 310 57,92 0.63 8 1.5 40 240 - 310 57,92 0.63 9 1.5 40 240 - 310 57,92 0.63
Gambar 4.2 Grafik Hubungan antara backpressure dengan Shrinkage menggunakan waktu injeksi 1,5 detik
0.99 0.99 0.99 0.87 0.87 0.87 0.78 0.78 0.78 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 20 20 20 30 30 30 40 40 40 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Shr in kag e (%) Backpressure (kgf/²) Injection Time (sec ) 0.84 0.84 0.84
0.73 0.73 0.73 0.63 0.63 0.63 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 20 20 20 30 30 30 40 40 40
1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 Sh rink age ( %) Backpressure (kgf/cm²) Injection Time (sec )

## 4.3 Hasil Data Pengujian III

## DATA PENGUJIAN III
No Waktu Injeksi (sec) Backpressure (kgf/cm²) Temp Leleh (⁰C) Lp Shrinkage (mm) (%) 1 2 20 240 - 310 57,90 0.66 2 2 20 240 - 310 57,90 0.66 3 2 20 240 - 310 57,90 0.66 4 2 30 240 - 310 57,99 0.51 5 2 30 240 - 310 57,99 0.51 6 2 30 240 - 310 57,99 0.51 7 2 40 240 - 310 58,04 0.42 8 2 40 240 - 310 58,04 0.42 9 2 40 240 - 310 58,04 0.42
Gambar 4.3 Grafik Hubungan antara Backpressure dengan Shrinkage menggunakan waktu injeksi 2 detik
Gambar 4.4 Grafik Hubungan Waktu Injeksi, Backpressure , temperatur leleh dan cacat penyusutan
0.66 0.66 0.66 0.51 0.51 0.51 0.42 0.42 0.42 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 20 20 20 30 30 30 40 40 40 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Shr inkage ( %) Backpressure (kgf/cm²) Injection Time (Sec) 0.99 0.99 0.99 0.87 0.87 0.87
0.78 0.78 0.78 0.84 0.84 0.84 0.73 0.73 0.73 0.63 0.63 0.63 0.66 0.66 0.66
0.51 0.51 0.51 0.42 0.42 0.42 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 2 4 0 -3 10
2 4 0 -3 10 2 4 0 -3 10 2 4 0 -3 10 2 4 0 -3 10 2 4 0 -3 10 2 4 0 -3 10 2 4 0 -3 10
2 4 0 -3 10 20 20 20 30 30 30 40 40 40 Shr in kag e (% ) Temperatur Leleh  ( ⁰C ) Backpresure (Kgf/cm²) Injection Time 1 detik Injection Time 1.5 detik
Injection time  2 detik
Mesin injection yang  digunakan  adalah  type Fanuc Roboshot dengan tonase 100 Ton diameter screw Ø 32  mm dan putaran motor screw mesin 400  rpm.Dalam  pengujian  pertama  ini  diambil waktu  injeksi  1  detik  dengan backpressure 20 kgf/cm²  dengan  temperature  240 0 C  -  310 0 C. Dengan  parameter  yang  konstan,  mulai  dari injection  speed 120  cm/s,  65  cm/s. Injection pressure 1400  kgf/cm²  dan pack  pressure 1200
kgf/cm², pack  time 0,5  sec ,  Shot  size 55  mm, kemudian cooling time 2 detik dengan temperatur mold 60 0 C.  Untuk  mengetahui  seberapa  besar cacat  penyusutan  yang  terjadi  pada  pengujian pertama  ini  maka  bisa  diketahui  dengan menghitung presentasi shrinkage -nya. Dari  hasil  grafik  dengan  waktu  injeksi  1 detik  dan backpressure 20  kgf/cm²  diatas,  cacat penyusutan  dipengaruhi  oleh backpressure dan waktu  injeksi  serta  temperature  leleh  material plastik.  Dimana  hubungan  ketiga  parameter proses  tersebut  dengan  cacat  penyusutan berbanding lurus, dengan kata lain semakin kecil backpressure dan  waktu  injeksi  maka  semakin tinggi tingkat penyusutannnya. Hal ini disebabkan karena  waktu  injeksi  yang  singkat  hanya  1  detik dan  waktu  tahan  hanya  sebesar  0.5  detik  dan pendinginan  yang  relative  singkat  maka  produk akan  mengalami  deformasi  atau  perubahan bentuk saat dikeluarkan dari cetakan.
Dalam  kondisi  yang  panas  pergerakan molekul resin cenderung lebih cepat, hal ini yang menyebabkan  penyusutan  lebih  besar  jika dibandingkan  dengan  produk  yang  saat  keluar dari  cetakan  dalam  kondisi  dingin  karena pergerakan  molekul resin -nya  cenderung  lambat sehingga penyusutannya lebih kecil.
Produk  kemasan  toples  ini  mempunyai ketebalan  standar  0,75  mm,  temperatur  yang tinggi  biasanya  digunakan  untuk  mempercepat pengisian  material  kedalam  rongga  cetakan karena  semakin  tinggi  suhunya  maka  semakin rendah  viskositasnya.  Selain  itu  tekanan  injeksi ( inject  pressure )  dan  kecepatan  injeksi  ( inject speed )  yang  digunakan  juga  semakain  rendah. Tapi hal ini  berdampak pada penyusutan produk yang semakin besar.
Pada pengujian kedua, dari grafik terbaca ada kecenderungan shrinkage berbanding  lurus dengan  waktu  injeksi  dan backpressure. Jika dibandingkan  dengan  nilai shrinkage pada pengujian I, maka nilai shrinkage pada pengujian II  ini  lebih  kecil  pada  settingan  temperatur  yang sama.  Pada  settingan  temperatur  leleh  240  – 310 0 C  dengan  waktu  injeksi  1  detik  dan backpressure 20  kgf/cm²  nilai shrinkage -nya 0,99%,  pada  temperature  leleh  yang  sama dengan waktu injeksi  1 detik dan backpressure 30 kgf/cm²  nilai shrinkage -nya  0,87  %.  Dan  waktu injeksi  1  detik  dan backpressure 40  kgf/cm²  nilai shirkage -nya 0,78 %, sedangkan pada pengujian
ke  II  pada  temperatur  leleh  yang  sama  240⁰C- 310⁰C  dengan  waktu  injeksi  1,5  detik  dan backpressure 20  kgf/cm²  nilai shrinkage -nya 0,84%,  pada  temperatur  yang  sama  dengan waktu  injeksi  1,5  detik  dan backpressure 30 kgf/cm²  nilai shrinkag e-nya  0,73%,  dan  waktu injeksi 1,5 detik dan backpressure 40 kgf/cm² nilai shrinkage -nya  sebesar  0,63%,  Sehingga  dapat diketahui  dengan  waktu  injeksi  yang  lama  dan backpressure yang  relative  besar  maka  akan mengurangi  cacat  produk  yang  disebabkan  oleh penyusutan  dikarenakan  produk  semakin  kokoh atau ada kecenderungan produk lebih padat maka cacat penyusutan lebih bisa diminimalkan.
Dalam  pengujian  III  ini  jika  dibandingkan dengan  pengujian  I  dan  II  maka  nilai shrinkage pada  pengujian  III  lebih  kecil  pada  settingan temperatur    yang  sama  240⁰C  –  310 0 C  dengan waktu injeksi 2 detik dan backpressure 20 kgf/cm² nilai shrinkage- nya  berkisar  antar  0.66%,  pada temperature  yang  sama  dengan  waktu  injeksi  2 detik dan backpressure 30 kgf/cm² nilai shrinkage - nya  0,51%,dan  waktu  injeksi  2  detik  dan backpressure 40  kgf/cm²  nilai shrinkage -nya sebesar 0,42%, Sehingga dapat diketahui dengan waktu  injeksi  yang  lama  dan backpressure yang besar maka akan mengurangi cacat produk yang disebabkan oleh penyusutan tetapi ada kecenderungan  produk  dianggap reject karena operator  akan  kesulitan  memasang  tutup  ke badan  karena  terlalu  kencang  pada  saat pemasanganya.
Penyimpangan  yang  terjadi  pada  pengujian cacat penyusutan ini terlihat cukup bagus, karena semakin  singkat  waktu  injeksi  dan  semakin kecilnya backpressure yang  digunakan  maka semakin  besar  cacat  penyusutan  itu  terjadi dibandingkan dengan waktu injeksi yang lama dan backpressure yang  lebih  besar.  Pengujian  satu menghasilkan data penyimpangan sebesar 0,0111 pada pengujian kedua sebesar 0,0655 dan pengujian ketiga sebesar 0,00147.

## 5.  KESIMPULAN DAN SARAN

## 5.1 Kesimpulan
Dari  hasil  pembuatan  tugas  akhir  ini  dapat  di simpulkan sebagai berikut:
1)  Diantara  parameter  proses injection molding yang ada cacat penyusutan sangat dipengaruhi oleh waktu injeksi, backpressure dan  temperature  leleh , terlihat  dari  hasil pengujian I, II dan III dan dari data rekapitulasi reject periode bulan April s/d Juli 2014 terlihat bahwa  cacat fitting kendor  atau shrinkage menduduki  peringkat  teratas  untuk defect produk dengan persentase 27,48%.
2)  Beradasarkan rekapitulasi reject , cacat penyusutan ( fiiting kendor ) terjadi pada saat
proses setting awal produk toples dikarenakan tidak menggunakan data setting yang sudah distandarkan dan masih melakukan trial and error.
3)  Nilai  penyusutan  yang  baik  dan  ideal  sesuai standar  terjadi  pada  settingan backpressure 30 kgf/cm² dengan waktu injeksi yaitu 2 detik dengan  temperatur  leleh  berkisar  240ºC  - 310ºC.

## 5.2 Saran
Adapun  saran  dari  analisa  ini  adalah  sebagai berikut:
1)  Untuk  menghindari reject cacat  penyusutan sebaiknya  pada  saat  setting  awal  produk plastik  toples  harus  menggunakan  data setting  yang  sudah  distandarkan,  supaya cacat  penyusutan  bisa  dihindari  dan  waktu setting awal produk lebih efisien.
2)  Sebaiknya  jangan  menggunakan  waktu injeksi  yang  terlalu  cepat  dan backpressure yang  kecil  pada  produk  kemasan  toples dengan  material polysterene ,  karena  dapat menimbulkan cacat penyusutan yang relative besar  karena  akan  berpengaruh  terhadap fitting antara badan dan tutup menjadi kendor.

## DAFTAR PUSTAKA
[1].  Akay, H. U., 2003 , Prediction of Shrinkage in Plastic  Injected  Parts  Due  to Cooling , Computer-Aided Engineering Analysis.
[2].  Garnadi,B., 2008”Biggy Plastics Handsboox”
[3].  Moerbani,  J.,  1999, Plastic  Moulding ,  Diktat Kuliah, Akademi Teknik Mesin Industri (ATMI) Surakarta.
[4].  Nakazawa,M,    2010, Mold  Basic  Design textbook , Jakarta.
[5].  Arya,2009. Plastic  Injection  Molding  Course. URL: http//arya20.webs.com/apps/blog/
Diakses tanggal 2 September 2014.
[6].  Anif.2007. Injection Molding dan Penerapannya  Di  Industri  Manufaktur. URL: http://anifmaterial.blogspot.com/2007_01_01 _archive.html. Diakses  tanggal  15  Agustus 2014. [7].  Grouptelu.2010. Penyusutan Bahan (Shrinkage). URL: http://desainmold.blogspot.com/2010/02/pen yusutan-bahan-shrinkage.html#. Diakses tanggal 2 September 2014. [8].  PT Biggy Cemerlang,
(http://www.biggy.co.id),  diakses  tanggal  15 Agustus 2014).
[9].  Mujiarto,Imam.2005. Sifat  Dan  Karakteristik Material  Plastik  Dan  Bahan  Aditif. URL : http://mesinunimus.files.wordpress.com/2008 /02/sifat-karakteristik-material-plastik.pdf.
Diakses tanggal 2 September  2014.
[10].  Wijaya,Hadi.1998 . Proses Injeksi Plastik. URL: http://injeksiplastik.blogspot.com/2009/11/pro ses-injeksi-plastik.html. Diakses  tanggal  20 Agustus  2014.
[11].  Yoriwe,Taufik.2013. Definisi  Plastik  Injection
Molding. URL: http://taufik- yoriwe.blogspot.com/2013/02/definisi-plastic- injection-molding.html. Diakses  tanggal  26 Agustus 2014.