## ANALISIS PARAMETER INJECTION MOLDING TERHADAP WAKTU SIKLUS DAN CACAT FLASH PRODUK TUTUP BOTOL 180 ML MENGGUNAKAN METODE TAGUCHI
Andika Wahyu Prasanko 1 , Dwi Djumhariyanto 2 , Agus Triono 2
1 Alumni Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember
2 Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember Jl. Kalimantan 37 Jember 68121
Email: andikawahyup95@gmail.com

## ABSTRACT
At present plastic becomes inseparable from human life especially in the food and beverage industry. One  of  the  methods  used  in  the  manufacturing  process  of  plastic  products  is  injection  molding. Injection molding is one of manufacturing technique that consists of a series of cyclical processes and is used to produce thermoplastic materials. The effect of the combination of process parameters impact on the product results such as the quantity and quality of the product, the non-conformity of the  parameters  causes  the  production  to  be  not  optimal.  One  method  that  can  be  used  for optimization  is  the  taguchi  method.  The  taguchi  method  is  a  set  of  special  matrices  called orthoghonal arrays that are used as reference in the determination combination of parameters and level values. The purpose of this research is to determine the optimal cycle time and net of the product on the process of making 180 ml bottle cap but by minimizing flash defects. The method used in this phase is ANOVA, and the calculation of taguchi method by using minitab 16 software.  From the result of the research, the result of optimal condition is combination injection pressure  1320 bar, injection speed 50 mm/s, holding pressure 300 bar, and nozzle temperature 255 o C produces a cycle time value of 15.72 seconds and netto 3.56 grams. This result is better than the setting of the company that produces 16.66 seconds cycle time and entered in the net range of 4 ± 0.5 grams resulting in an increase in production of 5.97%. While with combination of injection pressure 1280 bar, injection speed 50 mm / s, holding pressure 300 bar, and nozzle temperature 245 o C resulted in fewer number of flash defects compared to company setting that is 12 units from 80 units of sample.
Keywords: flash deffect, injection molding, taguchi method, cycle time

## PENDAHULUAN
Kebutuhan dan konsumsi plastik di Indonesia masih cukup besar terutama pada industri makanan dan  minuman,  tercatat  terdapat  892  industri kemasan  plastik yang  menghasilkan rigid packaging, flexible packaging thermoforming , dan extrusion dengan kapasitas  yang dapat dihasilkan yaitu kurang lebih 23,5 juta ton per tahun dengan utilitas  sebesar  70%,  sehingga  produksi  rata-rata yang dilakukan oleh industri kemasan plastik yaitu sebesar  1,65  juta  ton  per  tahun  [1].  Namun demikian permasalahan yang sering terjadi dalam industri  plastik  yaitu  ketidaksesuaian  bentuk  dari perencanaan  (cacat)  dan  jumlah  produksi  yang belum optimal.
Studi  kasus  yang  dilakukan  di  PT.  Berlina Tbk pada prduksi tutup botol 180 ml menggunakan mesin injection  molding ARBURG  All  Rounder 420  C  mendapatkan  hasil  bahwa  produksi  tutup botol  menghasilkan  waktu  siklus  16,66  detik dengan  jumlah  produksi  ±13.552  unit  dalam  satu shift.  Hal  tersebut  dinilai  kurang  optimal  karena
kapasitas  produksi  belum  mencukupi  kapasitas yang  diinginkan  dan  masih  terdapat  cacat flash yang  mengharuskan  adanya  pekerjaan  tambahan dimana  pekerjaan  tersebut  secara  waktu  dan ekonomi  merugikan  perusahaan.  Upaya  yang dapat  diakukan  untuk  mengatasi  hal  ini  yaitu dengan melakukan optimasi waktu siklus produksi namun  dengan  tetap  memperhatikan  kualitas produk  yang  dihasilkan.  Dalam  penelitian  ini kualitas  produk  diwakili  oleh  netto  produk  dan cacat flash yang terjadi.
Metode taguchi merupakan suatu metodologi baru  dalam  bidang  teknik  yang  bertujuan  untuk memperbaiki  kualitas  produk  dan  proses,  namun dalam waktu yang bersamaan menekan biaya dan sumber daya seminimal mungkin. Analisis metode taguchi menggunakan seperangkat matriks khusus yang disebut orthogonal array . Matriks standar ini merupakan  langkah  untuk  menentukan  jumlah ekperimen  minimal  yang  dapat  memberikan informasi  sebanyak  mungkin  semua  faktor  yang mempengaruhi  parameter  [2].  Sehingga  dengan
metode  ini  akan  didapatkan  kombinasi  parameter optimal yang dapat digunakan untuk memaksimalkan produksi produk injection molding .
Penelitian sebelumnya yang sama dilakukan di  PT.  Berlina  Tbk  menyebutkan  bahwa  terdapat pengaruh  yang  signifikan  antara  faktor injection speed,  cooling  time, dan holding  time terhadap waktu siklus. Kondisi optimal untuk mendapatkan nilai waktu siklus terbaik yaitu dengan kombinasi parameter holding  pressure sebesar  495  bar; cooling time sebesar 9,5 detik; dan holding time 3 detik.  Pada  keadaan  ini  produksi  dapat  naik sebesar 17,77% [3].
Dari permasalahan yang ada perlu dilakukan penelitian  lebih  lanjut  untuk  mendapatkan  hasil optimal  dari  waktu  siklus  produksi  produk  tutup botol 180 ml dengan menentukan jenis parameter proses dan nilai level yang digunakan dan dengan kombinasi  parameter  sesuai  dengan  rancangan kombinasi  eksperimen  pada orthogonal  array namun  dengan  tetap  menjaga  kualitas  dari  pada produk.

## METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian  menggunakan  metode taguchi dengan  desain  eksperimental  sesuai  dengan orthogonal  array .  Desain orthogonal  array yang digunakan  dalam  penelitian  ini  yaitu  L 16 (2 15 ), pemilihan jenis orthogonal array dipengaruhi oleh penentuan jumlah faktor yang digunakan dan juga jumlah  nilai  level  yang  digunakan  dalam penelitian.
Tabel 1. Rancangan Orthogonal Array L 16 (2 15 )
Pengolahan  data  yang  dilakukan  yaitu dengan menghitung ANOVA ( Analysis of Variant ) dari  data  kemudian  dilakukan  pula  perhitungan menggunakan  metode taguchi menggunakan bantuan software minitab 16 untuk  menghasilkan produksi  yang  optimal  dengan  nilai  waktu  siklus yang  lebih  kecil,  nilai  netto  yang  masih  berada pada range spesifikasi  produk  dari  perusahaan serta  cacat flash yang  terjadi  pada  produk  dapat berkurang.
Material yang digunakan dalam penelitian ini yaitu polypropylene (PP)  murni  yang  dicampur dengan afval PP. Afval disini  memiliki  2  fungsi
yaitu  selain  untuk  material  pencampur  juga sebagai  pewarna  produk.  Kombinasi  material untuk  proses  produksi  tutup  botol  180  ml  yaitu 70% polypropylene murni dan 30% afval . Adapun spesifikasi dari material polypropylene yaitu [4]: a) Kristalinitas :60%
b) Massa Jenis [10 3 kg.m -3 ] :0,90
c) Tg [ o C] :10
d) Tm [ o C] :176 e) Tegangan Tarik [N.mm -2 ] :30 sampai 40 f) Hardness [R Scale ] :80
Gambar 1. Material Polypropylene
Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini yaitu  mesin injection  molding ARBURG  All Rounder  420  C  tipe  ARB  1000  290  yang memproduksi  tutup  botol  180  ml.  Untuk spesifikasi mesin adalah sebagai berikut:
a) Jumlah Cavity :8
b) Diameter Screw :45 mm
c) Kecepatan Screw :11-75 mm
d) Max Open Stroke : 500 mm
e) Ejector Stroke :176 mm
f) Jumlah Panel Cooling : 22 o C 5 buah, 27 o C 7 buah
g) Operating Voltage :400 V 3 ~ 50 Hz
h) Control Voltage :230 V ~ 50 Hz
Gambar 2. Mesin Injection Molding ARBURG All
Rounder
Dalam  penelitian  ini  digunakan  pula  neraca analitis untuk menimbang berat produk tutup botol 180 ml dengan spesifikasi sebagai berikut:
a) Type : Star 0s
b) Toleransi : 0,001 gram
c) S/N : C 300513
Dalam  penelitian  ini  akan  digunakan  empat faktor  kendali  yang  diduga  memiliki  pengaruh signifikan  terhadap  variabel  respon  yaitu  waktu siklus, netto produk dan cacat flash . Faktor-faktor yang  akan  digunakan  adalah injection  pressure, injection  speed,  holding  pressure, dan nozzle temperature .  Nilai  level  yang  digunakan  tampak seperti pada Tabel 2.
Tabel 2. Variabel Proses dan Nilai Level Faktor Level bawah Level Standar Perusahaan Level atas Kode 1 2 Injection Pressure 1280 bar  1300  bar  1320 bar Injection Speed 40 mm/s  45 mm/s  50 mm/s Holding Pressure 300 bar 350 bar 400 bar Nozzle Temperature 245 o C 250 o C 255 o C

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan
orthogonal array yang digunakan  untuk  menentukan  kombinasi  dari parameter  proses  yaitu injection  pressure, injection  speed,  holding  pressure, dan nozzle temperature. Untuk  mengetahui  pengaruh  dari parameter terhadap respon makadilakukan penelitian  dan  dari  hasil  penelitian  didapatkan hasil sebagai berikut:
Tabel 3. Data Waktu siklus
Tabel 4. Data Netto
Tabel 5. Data Cacat Flash

## Pembahasan Analisis Waktu Siklus
Pengolahan  data  dilakukan  menggunakan software minitab 16 untuk mendapatkan hasil dari ANOVA dan perhitungan dengan metode taguchi. Untuk perhitungan ANOVA berdasarkan data yang didapatkan  dihitung  nilai sum  square,  mean square,  f-ratio, dan p-ratio pada  masing-masing faktor  dan  interaksi  faktor  dengan  menggunakan nilai  s/n  ratio  jenis smaller  the  better .  Hasil  dari perhitungan  ini  kemudian  ditabelkan  sehingga dapat  di  analisis  mengenai  pengaruh  faktor maupun  interaksi  faktor  terhadap  respon  waktu siklus.
Tabel 6. Hasil ANOVA untuk Waktu Siklus
Dari  hasil  perhitungan ANOVA kemudian dilakukan  uji-F  dengan  membandingkan  nilai f- ratio hasil perhitungan dengan nilai f-table . Faktor yang memiliki nilai f-ratio lebih besar dari f-table maka  dapat  disimpulkan  bahwa  faktor  tersebut memiliki  pengaruh  yang  signifikan  terhadap respon.  Pada  tingkat  level  kepercayaan  5%  (α  = 0,05)  didapatkan  nilai f-table yaitu  F0,05;1;37  = 4,11  sehingga  didapatkan  faktor  yang  memiliki pengaruh  signifikan  yaitu injection  pressure dan nozzle  temperature kemudian  untuk  interaksi faktor  hanya  satu  yang  tidak  memiliki  pengaruh signifikan  terhadap  waktu  siklus  yaitu  interaksi antara injection speed dan nozzle temperature . Faktor injection pressure memberikan pengaruh  yang  signifikan  karena  faktor injection pressure memberikan  pengaruh  besar  terhadap screw  speed ,  semakin  besar  nilai  tekanan  yang diberikan  maka  akan  membuat screw semakin cepat  dalam  menekan  material  plastik  kedalam cavity sehingga  berdampak  pada output waktu siklus yang dihasilkan [5].
Sedangkan faktor nozzle temperature memberikan  pengaruh  yang  berbanding  terbalik dengan waktu siklus yaitu semakin besar nilai dari nozzle  temperature maka  nilai  dari  waktu  siklus akan mengecil. Hal ini karena tekanan merupakan faktor  penting  pada  proses  injeksi  molding  agar biji plastik yang telah meleleh dapat mengisi mold, sedangkan  besarnya  tekanan  yang  diberikan  atau dibutuhkan dipengaruhi oleh temperatur [6].
Setelah  didapatkan  hasil  dari ANOVA kemudian  dilakukan  optimasi  dengan  melakukan perhitungan  berdasarkan  metode taguchi dengan data yang telah diperoleh pada tabel 2. Perhitungan dilakukan  dengan  menghitung  nilai  rata-rata
respon dari setiap faktor pada masing-masing level untuk mengetahui respon dari faktor.
Tabel 7. Perhitungan Efek Faktor untuk S/N Ratio Waktu Siklus
Dari  hasil  perhitungan  efek  tiap  faktor  pada tabel  7  dapat  dibuat  efek  dari  setiap  faktor  yang kemudian  dapat  dibaca  level  mana  yang berpengaruh  untuk  setiap  faktor  seperti  pada gambar berikut:
Gambar 4. Grafik Pengaruh Faktor Terhadap Waktu Siklus
Gambar 5. Grafik Pengaruh Interaksi Faktor Terhadap Waktu Siklus
Dari  grafik  pada  gambar  4  dapat  dilihat bahwa  kombinasi  parameter  terbaik  untuk mendapatkan  nilai  waktu  siklus  terbaik  yaitu dengan  menggunakan  faktor injection  pressure sebesar 1320 bar, injection speed sebesar 50 mm/s, holding  pressure  sebesar 300  bar,  dan Nozzle Temperature sebesar 255 o C.

## Analisis Netto
Alur  perhitungan  yang  dilakukan  untuk proses  analisis  netto  sama  dengan  perhitungan pada  waktu  siklus.  Untuk  perhitungan ANOVA berdasarkan  data  yang  didapatkan  dihitung  nilai sum square, mean square, f-ratio, dan p-ratio pada masing-masing faktor dan interaksi faktor dengan menggunakan  nilai  s/n  ratio  jenis nominal  the better .  Hasil  dari  perhitungan  ini  kemudian
ditabelkan  sehingga  dapat  di  analisis  mengenai pengaruh faktor maupun interaksi faktor terhadap respon netto.
Tabel 8. Hasil ANOVA untuk Netto
Dari  hasil  perhitungan ANOVA kemudian dilakukan  uji-F  dengan  membandingkan  nilai f- ratio hasil perhitungan dengan nilai f-table . Faktor yang memiliki nilai f-ratio lebih besar dari f-table maka  dapat  disimpulkan  bahwa  faktor  tersebut memiliki  pengaruh  yang  signifikan  terhadap respon.  Pada  tingkat  level  kepercayaan  5%  (α  = 0,05)  didapatkan  nilai f-table yaitu  F0,05;1;37  = 4,11  sehingga  didapatkan  faktor  yang  memiliki pengaruh  signifikan  yaitu injection  pressure dan holding pressure kemudian untuk interaksi faktor yang  memberikan  pengaruh  signifikan  yaitu interaksi  antara injection  speed*holding  pressure dan holding pressure*nozzle temperature . Setelah  didapatkan  hasil  dari ANOVA kemudian  dilakukan  optimasi  dengan  melakukan perhitungan  berdasarkan  metode taguchi dengan data yang telah diperoleh pada tabel 4. Perhitungan dilakukan  dengan  menghitung  nilai  rata-rata respon dari setiap faktor pada masing-masing level untuk mengetahui respon dari faktor.
Tabel 9. Perhitungan Efek Faktor untuk S/N Ratio Netto
Dari  hasil  perhitungan  efek  tiap  faktor  pada tabel  9  dapat  dibuat  efek  dari  setiap  faktor  yang kemudian  dapat  dibaca  level  mana  yang berpengaruh  untuk  setiap  faktor  seperti  pada gambar berikut:
Gambar 6. Grafik Pengaruh Faktor Terhadap Netto

## Gambar 7. Grafik Pengaruh Interaksi Faktor Terhadap Netto
Dari  grafik  pada  gambar  6  dapat  dilihat bahwa  kombinasi  parameter  terbaik  untuk mendapatkan  nilai  netto  terbaik  yaitu  dengan menggunakan  faktor injection  pressure sebesar 1320 bar, injection speed sebesar 50 mm/s, holding pressure sebesar 300 bar, dan Nozzle Temperature sebesar 255 o C.

## Analisis Cacat Flash
Sama  dengan  perhitungan  pada  analisis sebelumnya, untuk perhitungan ANOVA berdasarkan  data  yang  didapatkan  dihitung  nilai sum square, mean square, f-ratio, dan p-ratio pada masing-masing faktor dan interaksi faktor dengan menggunakan  nilai  s/n  ratio  jenis smaller  the better .  Hasil  dari  perhitungan  ini  kemudian ditabelkan  sehingga  dapat  di  analisis  mengenai pengaruh faktor maupun interaksi faktor terhadap respon cacat flash .
Tabel 10. Hasil ANOVA untuk Cacat Flash
Dari  hasil  perhitungan ANOVA kemudian dilakukan  uji-F  dengan  membandingkan  nilai f- ratio hasil perhitungan dengan nilai f-table . Faktor yang memiliki nilai f-ratio lebih besar dari f-table maka  dapat  disimpulkan  bahwa  faktor  tersebut memiliki  pengaruh  yang  signifikan  terhadap respon.  Pada  tingkat  level  kepercayaan  5%  (α  = 0,05)  didapatkan  nilai f-table yaitu  F0,05;1;37  = 4,11 sehingga didapatkan hasil bahwa baik faktor maupun  interaksi  faktor  hanya  faktor injection pressure yang  memiliki  pengaruh  signifikan terhadap respon.
Faktor injection pressure memberikan pengaruh  yang  signifikan  terhadap  cacat flash karena peningkatan nilai level dari tekanan injeksi akan menaikan pula peluang untuk terjadinya cacat flash .  Tekanan  memiliki  peranan  penting  dalam
pembentukan flash bersamaan dengan  temperatur yang mempengaruhi tingkat melting dari material plastik.  Bila  material  memiliki  viskositas  rendah dan  diberikan  tekanan  yang  tinggi  maka  resiko terjadinya flash akan meningkat pula [7]. Setelah  didapatkan  hasil  dari ANOVA kemudian  dilakukan  optimasi  dengan  melakukan perhitungan  berdasarkan  metode taguchi dengan data yang telah diperoleh pada tabel 5. Perhitungan dilakukan  dengan  menghitung  nilai  rata-rata respon dari setiap faktor pada masing-masing level untuk mengetahui respon dari faktor.
Tabel 11. Perhitungan Efek Faktor untuk S/N Ratio
Cacat Flash
Dari  hasil  perhitungan  efek  tiap  faktor  pada tabel 11 dapat dibuat efek dari setiap faktor yang kemudian  dapat  dibaca  level  mana  yang berpengaruh  untuk  setiap  faktor  seperti  pada gambar berikut:
Gambar 8. Grafik Pengaruh Faktor Terhadap Cacat

## Flash
Gambar 9. Grafik Pengaruh Interaksi Faktor Terhadap Cacat Flash
Dari  grafik  pada  gambar  8  dapat  dilihat bahwa  kombinasi  parameter  terbaik  untuk mendapatkan nilai cacat flash terbaik yaitu dengan menggunakan  faktor injection  pressure sebesar 1280 bar, injection speed sebesar 50 mm/s, holding pressure sebesar 300 bar, dan Nozzle Temperature sebesar 245 o C.

## KESIMPULAN
Dari  penelitian  dan  perhitungan  yang  telah dilakukan  mengenai  analisis  parameter  pada injection molding dapat ditarik beberapa kesimpulan yaitu:
1. Untuk Waktu siklus kondisi optimal pembuatan  produk  tutup  botol  180  ml  yaitu dengan kombinasi parameter injection pressure sebesar  1320  bar, injection  speed sebesar 50 mm/s, holding pressure sebesar 300 bar,  dan nozzle  temperature sebesar  255 o C. Dari setting tersebut  didapatkan  hasil  waktu siklus  15,72  detik  dengan netto produk  yang masih  sesuai  dengan  standar  kelayakan perusahaan yaitu sebesar ±3,56 gram. Dengan menggunakan
setting
ini mampu meningkatkan  produktifitas  pembuatan  tutup botol  180  ml  sebesar  5,64  %  dari  jumlah produksi sebelumnya.
2. Untuk  cacat flash  k ondisi  optimal setting parameter  pembuatan  produk  tutup  botol  180 ml yaitu dengan kombinasi parameter injection pressure sebesar  1280  bar, injection  speed sebesar 50 mm/s, holding pressure sebesar 300 bar,  dan nozzle  temperature sebesar  245 o C. Dari setting tersebut  didapatkan  hasil  jumlah cacat flash terkecil yaitu sebanyak 12 unit dari jumlah  sampel  penelitian  sebanyak  80  unit. Dengan  menggunakan setting ini  mampu menurunkan  jumlah  cacat flash yang  terjadi dalam proses pembuatan tutup botol 180 ml.

## SARAN
Bedasarkan analisis data penelitian dari hasil eksperimen  di  PT.  Berlina  Tbk.,  penulis memberikan saran sebagai berikut:
1. Penelitian  yang  dilakukan  di  PT.  Berlina merupakan  salah  satu  upaya  dalam  mengatasi permasalahan produksi dengan bantuan perhitungan statistik guna memperoleh kombinasi  parameter  dan  level  optimal
sehingga  jumlah  produksi  dan  kualitas  hasil produksi dapat meningkat. Dari pihak perusahaan  sebaiknya  menggunakan  hasil penelitian  ini  sebagai  pertimbangan  dalam melaksanakan  pengembangan  dalam setting parameter produk tutup botol 180 ml.
2. Jumlah  parameter  atau  faktor  dalam  mesin injection  molding masih  banyak  yang  belum dikaji,  sehingga  untuk  penelitian  selanjutnya supaya  mengkaji  ulang  parameter  yang digunakan  sehingga  didapatkan  data  analisis yang lebih lengkap mengenai pengaruh faktor terhadap hasil produksi injection molding .

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Hakim,  A.  R.  (2012). Pengaruh  Suhu,
Tekanan  dan  Waktu  Pendinginan  Terhadap Cacat Warpage Produk Berbahan Plastik .
[2] Kemenperin.  (2016). Industri  Plastik  Harus Terus  Dikembangkan .  Diambil  kembali  dari kemenperin.go.id:http://www.kemenperin.go.
id/artikel/4709/Industri-Plastik-Harus-Terus- Dikembangkan
[3] Mujiarto, Imam. (2005). Sifat dan
Karakteristik  Material  Plastik  dan  Bahan Aditif. Traksi . Vol. 3. No. 2
[4] San, G. S., Tjitro, S., & Santoso, D. A. (2010). Aplikasi  Metode  Desain  Faktorial  Umtuk Mengoptimalkan  Proses  Pembuatan  Ember Plastik . Seminar Nasional Teknik Mesin.
[5] Soejanto, Irwan.
(2009). Desain Eksperimental  dengan  Metode  Taguchi .
Yogyakarta: Graha Ilmu.
[6] Tarnando,  M,  I.  (2016). Analisis  Variasi Proses  Injection  Moulding  Terhadap  Waktu Siklus  Tutup  Botol  500  ml  Dengan  Metode Taguchi . Jember: Universitas Jember
[7] Wahyudi,  D.,  &  Alimin,  R.  (1999). Aplikasi Rekayasa  Mutu  untuk  Mengurangi  Cacat Pada Mesin Injection Molding . Jurnal Teknik Mesin, 134-142.