BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang masalah Didalam proses pencetakan produk plastik dapat digambarkan adalah adanya sejumlah material plastik dengan suhu tinggi dimasukkan kedalam mold, kemudian material tersebut dikeluarkan dari dalam mold dalam bentuk produk (dan afal) dengan suhu rendah. Dalam kaitan ini terjadi pemindahan sejumlah kalor yaitu dari material plastik kepada mold. Karena proses pencetakan berpusat didalam rongga cavity, maka pada umumnya bagian ini akan menerima material plastik dengan jumlah yang lebih banyak dibandingkan dengan bagian-bagian yang lain, misalnya saluran runner pada injeksion molding atau bidang penjepit kelebihan parison pada blow molding. Karena menerima jumlah material lebih banyak, maka jumlah kalor yang dipindahkan kedalam rongga cavity akan lebih besar. Disamping itu, proses pemindahan kalor didalam rongga cavity harus dapat berlangsung secara lebih baik dibanding pada bagian-bagian lainyang hanya akan menghasilkan afal. Oleh karena itu peninjauan perhitungan kalor dan pembuangannya lebih banyak ditekankan pada rongga cavity. Dengan tidak melupakan pertimbangan pada bagian lain. Peninjauan perhitungan kalor dan 1
pembuangannnya pada penulisan ini dengan memisalkan bahwa material plastik yang mengisi diluar rongga cavity cukup kecil sehingga tidak perlu ditinjau secara terpisah. Kalor yang dilepaskan oleh material plastik didalam rongga cavity dipindahkan kedinding cavity. Karena pemindahan kalor secara rutin selama mold beroperasi, maka kalor yang diterima dinding cavity makin lama semakin banyak, dimana akan menyebabkan kenaikan suhu pada dinding cavity. Setiap kenaikan suhu pada dinding cavity akan menghambat terjadinya pemindahan kalor, dan apabila kenaikan suhunya mencapai suhu dari material yang dimasukkan, maka proses proses pemindahan kalor tidak dapat berlangsung dan material plastik tetap dalam keadaan seperti semula. Untuk itu harus terjadi pembuangan kalor dari dinding cavity. Sebenarnya pembuangan kalor dari dinding cavity dapat berlangsung secara alami, yaitu bahwa kalor yang diterima dinding cavity akan merambat kepermukaan luar mold, kemudian dari permukaan ini kalor akan lepas secara konveksi maaupun radiasi. Tetapi karena kecepatan pembuangan cara ini rendah, atau pada umumnya tidak memadai dengan jumlah kalor yang diterima, maka perlu dilakukan pembuangan kalor secara buatan. Pembuangan kalor dari dinding cavity dapat dilakukan dengan membuat satu atau lebih saluran pembuangan kalor didekat dinding cavity, dimana kedalam aliran tersebut dialirkan zat yang bersifat mengalir, yang dalam banyak hal dipilih air. Kalor yang diterima dinding cavity akan merambat kedinding saluran, kemudian dari dinding saluran ini kalor akan dihanyutkan oleh aliran air. 2
1.2 Rumusan Masalah Desain (perencanaan) sistem pendinginan (cooling system) dari sebuah mold injeksion sering kali masih dinomor duakan, atau dianggap merupakan hal yang kurang begitu penting. Jadi baik pemberian ukuran maupun desain-nya sering kurang mendapat perhatian yang serius. Padahal apabila perencanaan cooling system dari sebuah mold tidak cukup baik, kemungkinan bisa menyebabkan terjadinya tegangan-tegangan yang tersembunyi dalam produkproduk yang ukurannya kecil, atau distorsi pada benda-benda berukuran besar yang relatif tipis. Bahkan bisa menyebabkan terjadinya keretakan disana-sini. Disamping itu, sistem pendinginan yang kurang baik bisa juga menyebabkan mahalnya ongkos proses molding karena menjadikan cycle time-nya lebih lama. Pemberian ukuran dalam sistem pendinginan ini memang diakui bukan merupakan pekerjaan yang mudah, sesuatu yang bagi kebanyakan perencana mold (mold designer) masih terasa asing. Tugasnya sangat kompleks, sehingga didalam kebanyakan literatur teknikpun masih sulit dijumpai jawaban yang memuaskan untuk kasus semacam itu. Persamaan atau rumus-rumus pemindahan panas pada bagian-bagian mold sudah lama diketahui, dan sekarang bahkan bisa dibantu dengan software untuk membantu menghitungnya. Namun untuk menguraikan permasalahannya secara baik dan mencukupi, sering masih dijumpai kesulitan dengan adanya beberapa faktor yang mempengaruhinya, misalnya dinding rongga/cavity mold itu secara periodik dipanaskan oleh cairan plastik yang diijeksikan. Dan sebagai hasilnya, perbedaan temperatur antara mold dengan air pendingin naik, dan aksi pendinginannya membesar. Setelah mold terbuka dan produk hasilnya dikeluarkan, rongga/cavity-nya akan mendapat pendinginan tambahan dari udara disekelilingnya. Dengan 3
demikian suhu / temperatur dari permukaan cavity akan berubah-ubah terus secara periodik. Persoalan lainnya adalah bahwa cairan material plastik itu hanya besinggungan dengan sebagian dari moldnya (bagian cavity saja) sedangkan mold itu didinginkan secara menyeluruh kearah tinggi dan lebarnya melalui lubang pendingin (cooling channels). Tambahan lagi, air pendingin akan menjadi panas pada saat air itu mengalir melalui lubang-lubang pendingin, sehingga perbedaan temperatur mold dengan air pendinginnya berubah lagi. 1.3 Batasan masalah Analisa pada proses ini dilakukan dengan menggunakan air biasa sebagai zat fluidanya. Untuk mencari korelasinya penulis hanya menghitung besar kalor yang yang merambat ke dalam material molding yang berasal dari material plastik leleh lalu panas dari meterial tersebut akan dialirkan atau dibuang melalui saluran pendingin yang sudah disiapkan. 1.4 Tujuan penulisan Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah Untuk mengetahui pengaruh pendinginan terhadap penyusutan produk dari proses injection, dimana penulis merasa bahwa pengaruh penyusutan akan sangat berpengaruh terhadap kualitas dari produk dan juga berpengaruh terhadap dimensi dari produk yang dihasilkan. 1.5 Metodologi penelitian Alur proses penelitian pada analisa pengaruh pendinginan terhadap penyusutan pada injeksion untuk produk base holder ini bisa dilihat pada flow chart berikut. 4
FLOW CHART PENGAMBILAN DATA Mulai Tahap persiapan Study pustaka Survei lapangan Design CAD Mold Pembuatan Mold Eksperimen injeksi plastik Tanpa pendinginan Dengan pendinginan Analisa Hasil Kesimpulan Selesai Gambar 1.1. Flow Chart pengambilan data (Sumber : gambar pribadi) 5
Pada penelitian ini akan dilakukan eksperimen untuk mengetahui pengaruh pendinginan terhadap besarnya penyusutan dimensi pada proses injeksi plastik. Untuk mempermudah jalannya eksperimen dilakukan dengan beberapa tahap yaitu: 1. Dimulai dari tahap persiapan Tahap persiapan dengan studi pustaka dan survei lapangan untuk mengetahui faktor-faktor yang yang menyebabkan cacat shrinkage. Studi pustaka menggunakan literatur dari buku dan jurnal, sedangkan survei lapangan dengan menyaksikan langsung di bengkel pembuatan mold. 2. Desain mold dengan auto CAD Sebelum mold dibuat terlebih dulu didesain dengan auto CAD dalam bentuk gambar 2D maupun 3D. Desain dimulai dari penentuan ukuran produk base holder yang akan dibuat. Pembuatan mold berdasarkan ukuran dari base holder yang akan dibuat. 3. Pembuatan mold Pembuatan mold sesuai dengan desain yang dibuat dengan auto CAD. Gambar mold yang sudah jadi di serahkan ke bengkel untuk dibuat benda aslinya. 4. Eksperimen injection molding untuk memperoleh data penyusutan dimensi. a. Injection molding tanpa pendinginan. Injection molding tanpa pendinginan dimana setelah plastik cair disuntikkan ke dalam cavity didiamkan tanpa dilakukan pendinginan secara paksa dengan air yang dialirkan melalui saluran pendingin di dalam mold. b. Injection molding dengan pendinginan. 6
Injection molding dengan pendinginan dimana setelah plastik cair disuntikkan ke dalam cavity segera dilakukan pendinginan dengan mengalirkan air ke dalam saluran pendingin di dalam mold. 5. Melakukan analisa penyusutan dimensi produk Analisa penyusutan dilakukan dengan mengukur tinggi dan diameter produk base holder yang kemudian dibandingkan dengan ukuran mold, sehingga bisa diambil kesimpulan akhir. Untuk lebih jelasnya digambarkan dalam diagram alir penelitian yang dapat memudahkan pengertian atau tata cara perencanaan sehingga urut-urutan dalam penelitian menjadi jelas. 1.6 Waktu dan Tempat Penelitian Waktu penelitian kurang lebih satu bulan di tempat Proses Produksi PT.Pratama abadi industri divisi moldshop dan PT.Anugrah pelita industri. 1.7 Sistematika penulisan Adapun sistematika penulisan adalah sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Pada bab pendahuluan ini berisi tentang hal-hal menyangkut dengan topik yang kami bahas, seperti berisi : latar belakang penulisan, pembatasan masalah, tujuan penulisan, metodologi penelitian dan sistematika penulisan. 7
BAB II LANDASAN TEORI Pada bab ini akan diuraikan teori yang mendukung pendinginan pada molding. Sesuai dengan tujuan penulisan maka teori mengenai kalor dan fluida adalah bagian utama pembahasannya. Oleh karena itu penulis membagi landasan teori pada bab ini meliputi proses pada molding, air dan cooling chanel BAB III DATA DAN ANALISA Di dalam bab tiga ini berisi pembahasan tentang data yang berhasil dikumpulkan penulis yang selanjutnya akan dijadikan sebagai acuan untuk melakukan analisa dari hasil percobaan yang telah kami lakukan, yaitu analisa mengenai pengaruh pendinginan terhadap penyusutan dengan menggunakan beberapa metode setting yang kami lakukan pada saat proses penginjeksian, yang selanjutnya hasil produk dari beberapa metode proses itu penulis gunakan untuk memperhitungkan nilai penyusutan dari produk yang ada. BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN Di dalam bab ini akan diberikan suatu kesimpulan dan suatu saran yang didapat dari proses analisa yang telah dilakukan, yaitu tentang hal-hal yang menyangkut dengan pengaruh pendinginan terhadap pennyusutan produk di dalam suatu cetakan (mold) 8