Diterima: 12 Agustus 2019; Direvisi: 17 Oktober 2019; Disetujui: 25 April 2020 JTERA, Vol. 5, No. 1, Juni 2020 © 2020 JTERA (Jurnal Teknologi Rekayasa), Politeknik Sukabumi

## Modifikasi Alat Marking Menggunakan Paint Pressure Tank pada Mesin Ekstruder
Nurul Fahmi Arief Hakim 1# , Prio Aji Widiantoro 2 , Riko Fredianto 3
1 Departemen Pendidikan Teknik Elektro, Universitas Pendidikan Indonesia Jl. Dr. Setiabudi No. 229, Bandung, Indonesia
2 Program Studi Teknik Mesin, Politeknik Gajah Tunggal Jl. Gajah Tunggal No. 16, Kota Tangerang, Indonesia
3 Program Studi Teknik Elektronika, Politeknik Gajah Tunggal Jl. Gajah Tunggal No. 16, Kota Tangerang, Indonesia
# nurulfahmi@upi.edu

## Abstrak
Ban merupakan salah satu komponen penting dari sebuah kendaraan. Bahan dasar sebuah ban adalah kompon yang ditambahkan  dengan  bahan  kimia  yang  lainnya  sehingga  menjadi  sebuah  karet.  Kompon  yang  telah  dibuat  akan digunakan sebagai campuran bahan pembuat tapak ban atau lebih dikenal dengan tread . Pada proses pembuatan tread di mesin  ekstruder, terdapat  beberapa permasalahan yang  menyebabkan  hasilnya tidak sesuai dengan  standar. Salah satu bagian tread yang  biasanya  tidak  sesuai  standar  adalah  pada marking .  Kesalahan marking yang  terjadi  pada  saat  ini adalah  hasil  yang  tidak  lurus  dan  garisnya  yang  putus-putus.  Hal  tersebut  menyebabkan  ban  tidak  lolos  proses pemeriksaan.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  memodifikasi  alat marking pada  mesin  ekstruder  untuk  mengurangi tread yang  tidak  sesuai  spesifikasi.  Modifikasi  alat marking dilakukan  menggunakan  komponen  dasar pressure  tank,  linear guideway , dan  pipa  kapiler.  Hasil  realisasi  alat  membuktikan  bahwa  alat marking dengan pressure  tank mampu mengurangi tread yang tidak sesuai dengan spesifikasi sebesar 14%.
Kata kunci: ban, tread , ekstruder, marking

## Abstract
A Tire is one important component of a vehicle. The basic material of a tire is a compound that is added with other chemicals to make it a rubber. Compound that has been made will be used as a mixture of tire tread making material or better known as tread. In the process of making treads on an extruder machine, there are several problems that cause the  results  to  be  incompatible  with  the  standard. One  part  of  the  tread  that  is  usually  not  up  to  standard  is  marking. Marking errors that occur at this time are the results that are not straight and the lines are broken. This causes the tire to  not  pass  the  inspection  process.  The  purpose  of  this  study  is  to  modify  the  marking  tool  on  the extruder  to  reduce tread that is not according to specifications. Modification of the marking tool is done using the basic components of a pressure tank, linear guideways, and capillary pipes. The results of the modification of the tool prove that the marking tool with a pressure tank is able to reduce tread that does not comply with the specifications by 14%.
Keywords: tire , tread, extruder, marking

## I. P ENDAHULUAN
Ban  yang  digunakan  untuk  kendaraan  pada umumnya terdiri dari dua jenis, yaitu ban jenis tube dan  ban  jenis tubeless [1].  Kedua  jenis  tersebut memiliki  kelebihannya  masing-masing,  namun terbuat  dari  bahan  yang  sama.  Bahan  dasar pembuatan ban sama  seperti bahan  yang digunakan untuk  alas  sepatu  dan belt motor,  yaitu  sebuah kompon.  Material  kompon  adalah  karet  alam  padat
yang  ditambah  dengan  berbagai  bahan  kimia  untuk memberikan sifat barang jadi karet yang diinginkan [2].  Kompon  yang  telah  dibuat  akan  digunakan sebagai  campuran  bahan  pembuat  tapak  ban  atau lebih dikenal dengan tread [3].
Tread merupakan  bagian  penyusun  ban  paling luar  yang  bersentuhan  secara  langsung  dengan permukaan  jalan  [4]. Tread juga  berfungsi  untuk indikator ketebalan dan pelindung ban dari benturan objek  dari  luar  yang  dapat  merusak  [5].  Proses
pembuatan tread ban  dilakukan  pada  mesin ekstruder.  Ekstruder  adalah  mesin  yang  digunakan untuk  menekan  campuran  berbagai  bahan  agar keluar secara teratur. Mesin ekstruder memiliki dua silinder  yang  berputar  berlawanan  arah  dan memiliki  ulir  teratur  pada  bagian  ujungnya.  Bagian mesin  ekstruder terdapat Temperature Control Unit (TCU)  dan Hydraulics  Pressure  Unit (HPU)  yang berpengaruh besar dalam proses ekstrusi bahan.
Pada proses pembuatan tread di mesin ekstruder, terdapat beberapa permasalahan yang menyebabkan hasilnya  tidak  sesuai  dengan  standar.  Salah  satu bagian tread yang  tidak  sesuai  standar  adalah  pada marking [6]. Sistem marking merupakan pemberian garis  pada  ban  dengan  warna  tertentu  yang  dibuat pada  bagian  permukaan  atas tread .  Hal  ini disebabkan oleh alat marking yang digunakan masih menggunakan  komponen  lama  berupa  tangki silinder  dan  selang ballpoint sebagai  tempat  aliran cat.
Alat marking yang digunakan saat ini ditampilkan  pada  Gambar  1  dengan  keterangannya pada Tabel 1. Dudukan alat marking pada nomor 3 yang  bergetar  mengakibatkan  terjadinya  pergeseran tangki marking .  Hal  tersebut  menghasilkan  sebuah garis marking yang tidak lurus. Hasil marking yang tidak  lurus  ditampilkan  pada  Gambar  2.  Kemudian penggunaan  tangki  dan  selang  pada  saat  ini mengakibatkan  terhambatnya  aliran  cat  dan menghasilkan garis putus-putus. Kesalahan marking tersebut  mengakibatkan  produk  tidak  lolos  tahap quality  control .  Bentuk marking dengan  garis terputus ditampilkan pada Gambar 3.
Gambar 1. Kondisi alat marking yang digunakan (sumber: PT.X)
Tabel 1. Komponen alat marking yang digunakan No. Komponen 1 Tangki marking 2 Katup 3 Dudukan marking unit 4 Pengait
5
Selang
Beberapa  penelitian  terkait  pembuatan  alat marking  pada  ban  telah  dilakukan.  Tahun  2014 dirancang sebuah mesin marking ban menggunakan alat  pencetak  [7].  Modifikasi  mesin marking menggunakan  alat  pencetak  memerlukan  biaya cukup  besar  dan  pemasangan    yang  rumit.  Hal tersebut  mengakibatkan  perlunya  pelatihan  kepada operator  untuk  mengendalikan  mesin  dan  dapat menghambat proses produksi. Tahun 2017 dirancang sebuah alat marking ban yang memanfaatkan  sistem  otomasi  [8].  Alat marking tersebut  memanfaatkan  motor  untuk  penggerak konveyor  dan  sensor.  Proses  pemasangan  sensor perlu  disesuaikan  dengan  panjangnya  konveyor. Jika  lintasan  konveyor  dibuat  berbelok,  maka memerlukan  sensor  yang  lebih  banyak  dan  mesin harus dikonfigurasi ulang.
Berdasarkan  masalah  yang  telah  dipaparkan, maka  diperlukan  sebuah  alat marking yang  mampu mengurangi  garis  miring  dan  terputus  pada tread . Penelitian  ini  bertujuan  untuk  memodifikasi  alat marking tread pada  mesin  ekstruder  dengan  tujuan untuk  mengurangi tread yang  tidak  sesuai  dengan spesifikasi .
Gambar 2. Hasil marking yang tidak lurus

## II. M ETODE P ENELITIAN

## A. Perancangan Alat
Adapun perancangan alat terdiri dari perancangan  menggunakan  perangkat  lunak  dan perangkat keras. Hasil perancangan alat menggunakan  perangkat  lunak  ditampilkan  pada Gambar  4.  Uraian  dari  alat  yang  digunakan ditampilkan  pada  Tabel  1.  Alat marking yang dirancang  menggunakan paint  pressure  tank sebagai wadah cat.
Komponen  utama  pada  perancangan  alat  ini terdapat pada presssure tank, linear guideways , dan pipa  kapiler . Komponen presssure  tank digunakan untuk  mengalirkan  cairan  cat  dengan  bantuan tenaga  angin. Pressure  tank yang  digunakan  telah dilengkapi dengan motor udara untuk menggerakan poros propeler, sehingga cat akan terus teraduk dan tidak  mengendap  [10].  Bentuk  dari pressure  tank ditampilkan    pada  Gambar  5.  Prinsip  dari pressure tank yaitu  untuk  menstabilkan  tekanan  cat  pada selang  keluaran.  Bagian  dalam pressure  tank terdapat  membran  yang  berfungsi  untuk  menjaga daya tahan  tekanan.  Adanya  udara bertekanan  pada membran,  maka  akan  membantu  menekan  cat,  dan keluaran cat menjadi lebih stabil.
Gambar 4.  Desain alat marking menggunakan paint pressure tank
Gambar 5. Pressure Tank COT-3M [9]
Linear guideways adalah alat yang memungkinkan gerakan
linier dengan
memanfaatkan  elemen  bergulir  seperti  bola roller . Alat  ini  mampu  bergerak  secara linear dengan tingkat  kepresisian  yang  tinggi  karena  adanya sistem  pengunci.  Alat  ini  juga  mampu  menahan beban radial dan bergerak secara linear dikarenakan adaya efek penahan antara rail dan block [11].
Fungsi linear  guideways yaitu  agar  tidak merubah  posisi  dari  tangki  cat,  sehingga  garis marking tidak miring. Bentuk dari linear guideways dapat  dilihat  pada  Gambar  6.  Untuk  memperoleh nilai  massa  dari linear  guideways yang  digunakan, dapat dihitung dengan persamaan berikut.
m = a .n + b.r (1)
dimana m adalah total massa linear guideways (kg), a adalah  massa  blok  (kg), n adalah  jumlah  blok (pcs), b adhalah  massa  rel  (kg),  dan r adal  panjang rel (m).
Dimensi  pipa  kapiler  berpengaruh  terhadap aliran  suatu  fluida.  Semakin  panjang  dan  kecil diameter  pipa  kapiler,  maka  aliran  melalui  pipa kapiler akan mendapatkan gesekan yang lebih besar terhadap  dinding  pipa,  sehingga  nilai  laju  aliran menjadi  kecil.  Sebaliknya,  semakin  pendek  dan besar  diameter  pipa,  maka  aliran  melalui  pipa mendapatkan gesekan terhadap dinding pipa kapiler, sehingga nilai laju aliran masa menjadi besar.
Gambar 6. Linear guideways [11]

## B. Metode
Metode  dalam  penelitian  ini  dapat  dilihat  dalam bentuk diagram alir yang ditampilkan pada Gambar 7. Pengambilan  data marking pada  mesin  ekstruder dilakukan selama  satu  bulan  produksi.  Data  yang diperoleh menjadi referensi untuk pembuatan desain alat.  Proses  desain  alat  akan  disinkronisasi  dengan komponen  yang  tersedia  di  lapangan.  Modifikasi alat  akan  dioptimasi  untuk  memperoleh  hasil marking yang  paling  optimal.    Setelah  proses optimasi, alat marking diaplikasikan langsung untuk proses produksi.
Gambar 7. Diagram alir perancangan alat marking

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN

## A. Hasil Realisasi Alat
Setelah melakukan perancangan dan sinkronisasi dengan  komponen,  langkah  selanjutnya  adalah melakukan realisasi dan pengujian untuk mengetahui  kinerja  alat.  Pada  tahap  pengujian dilakukan  optimasi  beberapa  komponen  agar  alat marking dapat  bekerja  sesuai  dengan  spesifikasi. Adapun  hasil  realisasi  dapat  dilihat  pada  Gambar  8 dengan  rincian  komponen  pada  Tabel  2.  Pada  alat yang  telah  dimodifikasi  ini, pressure  tank digunakan  untuk  satu  cat marking. Cat marking dimasukkan  kedalam pressure  tank kemudian diberikan  tekanan  dengan  rentang  0,5  bar  sampai  4 bar.  Cat marking akan  dialirkan  melalui  selang polivinil  klorida,  kemudian  keluar  melalui  pipa kapiler.
Pengujian  dilakukan  dengan  memodifikasi bagian  tekanan  udara  dan  diameter  pipa  kapiler. Perbandingan uji coba hasil perancangan ditampilkan  pada  Gambar  9.  Pada  pengujian pertama,  menggunakan pipa  kapiler  dengan diameter 6 mm. Pada uji coba kedua  menggunakan pipa  kapiler  dengan  diameter  8  mm.  Pada  uji  coba ketiga  menggunakan  pipa  kapiler  dengan  diameter 12  mm.  Hasil marking yang  diperoleh  ditampilkan dalam  satuan  meter.  Hasil  uji  coba  modifikasi  alat marking menggunakan  cat  dengan  warna  berbeda ditampilkan  pada  Gambar  10  dan  Gambar  11. Berdasarkan hasil tersebut, terlihat bahwa garis alat yang  dibuat  mampu  menghilangkan  garis  yang terputus pada tread.

## Gambar 8. Realisasi hasil perancangan
Tabel 2. Komponen realisasi alat No. Komponen 1 Presssure tank 2 Katup output paint presssure tank 3 Selang PVC 4 Adjuster ketinggian output marking
Mulai Pengambilan data hasil mesin ekstruder
Membuat desain alat Menentukan komponen Perancangan alat Pengujian alat Tidak Optimasi alat marking Pengambilan data Ya Selesai
Gambar 9. Perbandingan ujicoba hasil perancangan alat marking
Gambar 10. Hasil uji coba alat marking menggunakan cat warna putih
Gambar 11. Hasil uji coba alat marking menggunakan cat warna kuning

## B. Analisis dan Pembahasan
Pada  percobaan  yang  dilakukan  menggunakan tekanan  0,5  bar  sampai  2  bar,  hasil marking terpanjang  hanya  mencapai  1,62  m  dengan  diameter pipa  kapiler  12  mm.  Setelah  melebihi  1,62  m,  garis marking mulai  terputus  dan  terjadi  pengendapan  cat pada pipa kapiler. Hal tersebut terjadi akibat tekanan yang  diberikan  masih  kurang  memadai.  Pada percobaan yang dilakukan menggunakan tekanan 2,5 bar  sampai  4  bar,  hasil marking terpanjang  mampu mencapai 5,21 m dengan diameter pipa kapiler 8 mm dan  12  mm.  Penggunaan  pipa  kapiler  diameter  12 mm cenderung lebih tebal dibandingkan dengan pipa kapiler  8  mm,  sehingga  melebihi  spesifikasi ketebalan standar marking.
Setelah  proses  optimasi  dilakukan,  maka  alat marking diaplikasikan  pada  proses  produksi.  Total tread yang  dihasilkan  menggunakan  alat marking lama sebanyak 27 pcs. Adapun yang disebabkan oleh marking tidak  sesuai  spesifikasi  sebanyak  5 pcs . Maka  presentase tread yang  tidak  sesuai  spesifikasi sebesar  5/27  x  100%  =  18,5  %. Tread tidak  sesuai dengan  spesifikasi  yang  dihasilkan  menggunakan alat marking hasil  perancangan  sebanyak  1 pcs . Presentase tread yang  tidak  sesuai  spesifikasi sebesar 1/22 x 100% = 4,5%.
Untuk mempermudah melihat perbandingan hasil uji coba, dibuatlah diagram pareto yang  ditampilkan pada Gambar 12 dan Gambar 13. Berdasarkan pareto hasil tread sebelum  modifikasi  dan  setelah modifikasi  menunjukkan  bahwa  alat marking yang dibuat  mampu  mengurangi tread yang  tidak  sesuai dengan  spesifikasi  dengan  penurunan  kesalahan sebesar 14%.
Jumlah TreadOES (pcs) 9 7 5 3 3 0 Percent 33,3 25,9 18,5 11,1 11,1 0,0 Cum % 33,3 59,3 77,8 88,9 100,0 100,0 Jenis Tread OES Ot he r Po ton ga n Gr ep es Ma rkin g N G Sa mb un ga n Sc orc h 30 25 20 15 10 5 0 100 80 60 40 20 0 Ju m la h Tr ea dO ES ( pc s) Pe rc en t
Gambar 12. Diagram pareto tread sebelum rancang bangun
Jumlah TreadOES (pcs) 13 5 2 1 1 Percent 59,1 22,7 9,1 4,5 4,5 Cum % 59,1 81,8 90,9 95,5 100,0 Jenis Tread OES Other Marking NG Grepes Sambungan Scorch 25 20 15 10 5 0 100 80 60 40 20 0 Ju m la h Tr ea dO ES ( pc s) Pe rc en t
Gambar 13. Diagram pareto tread setelah rancang bangun
Berdasarkan  hasil  yang  diperoleh,  alat marking dapat  bekerja  sesuai  rencana  dan  tidak  perlu menambahkan sensor atau merubah mesin ekstruder secara keseluruhan seperti pada [8]. Modifikasi alat marking juga  mampu  mengurangi tread yang  tidak sesuai spesifikasi.

## IV. K ESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan, modifikasi  alat marking menggunakan presssure tank telah berhasil dirancang dan mampu mengurangi  masalah tread yang  tidak  sesuai
spesifikasi. Penggunaan pressure tank sebagai salah satu  komponen  alat marking mampu  mengurangi tread yang tidak sesuai spesifikasi . Hasil modifikasi alat marking dapat  mengurangi tread yang  tidak sesuai  spesifikasi, pada  awalnya  sebesar  18,5% berubah  menjadi  4,5%.  Modifikasi  alat  yang  telah dibuat  saat  ini  masih  perlu  tenaga  operator  untuk mengawasi  proses  kerja.  Pengurangan  beban  kerja operator  belum  bisa  dilakukan  pada  alat marking tersebut. Pada penelitian selanjutnya dapat dikembangkan  sistem  otomasi  pada  alat marking agar beban kerja operator dapat berkurang.

## U CAPAN T ERIMA K ASIH
Terima  kasih  kepada  Bapak  Suhendi  yang  telah memberikan kesempatan untuk melakukan penelitian,  serta  membantu  dalam  pemberian fasilitas untuk perancangan alat marking.

## R EFERENSI
[1] F.  W.  Barlow, Rubber  Compounding ,  New  York: Marcel Dekker Inc., 1993.
[2] J.  Svendenius, Tire  Modeling  and  Friction Estimation ,  Department  of  Automatic  Control, Lund  Institute  of  Technology,  Lund  University, 2007.
[3] O.  Shafranska,  D.  C.  Webster,  B.  J.  Chisholm,  S. McFarlane,  and  J.  Tardiff,  “Modified  Soybean  Oil as  a  Processing  Oil  for  Styrene-Butadiene  Rubber Tire  Tread  Compounds,” Tire  Science  and Technology , vol. 47, no. 4, pp. 280-291, 2019.
[4] Cuny,  Andre,  Frank  Severens,  and  Anne-France Gabrielle  Jeanne-Marie  Cambron.  "Tire  tread  wear
indicator  molding  device  for  forming  a  tread  wear indicator." U.S. Patent No. 7,670,123 . 2 Mar. 2010.
[5] Cassidy,  Andrew.  "Advanced  reflective  tire marking  system  for  use  as  a  warning  indication  to highlight  the  width  of  large  vehicles." U.S.  Patent No. 9,855,713 . 2 Jan. 2018.
[6] G.  Seipel,  F.  Baumann,  R.  Hermanutz,  and  H. Winner,  “Analysis  of  the  Influence  of  Vehicle Dynamic  Parameters  on  Tire  Marks,” Tire  Science and Technology , vol. 41, no. 3, pp. 196-213, 2013.
[7] Y.  Ogawa,  “Tire  surface  printing  method  and  tire printing device,” U.S. Patent No. 8,865,256 , 2014.
[8] Y.  Seimoto,  “Printing  device  and  tire marking apparatus,” U.S. Patent No. 9,579,930 , 2017.
[9] E.  F.  Connelly, Machine  Tool  Reconditioning  and Applications  of  Hand  Scraping ,  St.  Paul,  U.S.A.: Machine Tool Publications, 1991.
[10] (2019)  Anest-iwata  website.  [Online].  Available: https://www.anest-iwata.co.jp
[11] (2019)  Hiwin  website.  [Online].    Available: https://www.hiwin.com/linear-guideways.html