BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Diagram Alir Penelitianeprints.ums.ac.id/60751/6/BAB III.pdfkompresor berguna untuk mengisi tekanan angin kemesin injeksi hydrolik pneumatik. 36

31

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Diagram Alir Penelitian

Gambar 3.1.Diagram Alir Penelitian

Selesai

Studi lapangan dan tinjauan pustaka

Persiapan alat dan bahan

Desain cetakan (mold) menggunakan

solidwork

Pembuatan pendingin conformal

dengan softtooling dan cetakan

dengan CNC

Percobaan injection molding

dengan polypropylene

Pengujian fisik shortshot Pengambilan foto

produk

Pengolahan data

kesimpilan

Suhu 150° Suhu 155° Suhu 160° Suhu 165° Suhu 170°

Mulai

32

Pada penelitian ini akan dilakukan eksperimen untuk menganalisa

pengaruh parameter waktu tahan terhadap cacat warpage pada

produk injection molding. Metodologi penelitian yang digunakan

sebagai berikut ( Lihat Gambar 3.1).

1. Studi pustaka dengan mencarijurnal penelitian yang

berhubungan dengan penelitian yang akan dilakukan dan survei

lapangan dengan datang langsung ketempat penelitian untuk

meninjau alat penelitian yang akan digunakan.

2. Pada tahap selanjutnya mempersiapkan alat dan bahan yang

akan di gunakan

3. Selanjutnya pembuatan cetakan (mold) yang akan digunakan

untuk membuat spesimen. Langkah awal dalam pembuatan

cetakan dengan membuat sebuah rancangan desain berupa

sebuah gambar desain yang dibuat dengan bantuan software

solidwork. Kemudian dari gambar desain tersebut dijadikan

sebagai alat komunikasi dengan operator pengerjaan cetakan di

tempat produksi. Bahan yang digunakan untuk pembuatan

cetakan menggunakan besi khusus mold dan diproses

mengunakan mesin CNCmilling untuk mendapatkan akurasi

dimensi seperti yang diharapkan.

4. Pembuatan pendingin cetakan dengan metode softtooling

dengan saluran pendingin conformal. Pembuatan pendingin

dibuat dengan mencampurkan serbuk aluminium dengan epoxy

perbandingan campuran 2:1. Dilakukan pengadukan antara

serbuk aluminium dan epoxy agar campuran benar-benar

merata. Selanjutnya pencetakan pendingin diwadah plat yang

sudah disediakan dan saluran pipa tembaga conformal dicetak

didalam serbuk aluminium. Pengeringan dibiarkan di udara ruang

selama 24 jam agar cetakan pendingin benar-benar kering dan

keras.

33

5. Menyatukan cetakan dan pendingin menjadi satu bagian cetakan

dengan menggunakan baut. Selanjutnya cetakan dipasang pada

mesin injeksi kemudian dilakukan penyetingan dan penyesuaian

dengan mesin injeksi yang digunakan.

6. Pembuatan spesimen dengan parameter suhu setiap suhu ada

tiga spesimen yang dibuat.

7. Pengambilan gambar menggunakan kamera smartphone

Microsoft lumia 535.

8. Pengukuran area short shot melalui pemprosesan gambar

dengan bantuan software solidwork.

9. Pengolahan data dan menganalisi data untuk membuat sebuah

kesimpulan dari penelitian yang dilakukan.

3.2. Tempat Penelitian Lapangan

Lokasi penelitian dilakukan di dua tempat, yakni:

a. Pembuatan produk mengunakan mesin injection molding yang

dilakukan dibengkel ruang produksi Bp. Bambang Waluyo

Febriantoko, ST, MT. yang beralamat di desa windan RT 03/03

Gumpang, Sukoharjo.

b. Proses pembuatan mold menggunakan plat baja sebagai wadah

dan silinder baja khusus sebagai cavity dan core. Pembuatan

mold dilakukan dengan proses CNC yang bertempat di bengkel

SMK Muhammadiyah Kartasura dengan Bp. Joko Widado

selaku kepala bengkel dan staf pengajar.

34

3.3. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini diantaranya:

3.3.1. Mesin Injeksi Plastik

Gambar 3.2. Mesin injeksi plastik

Keterangan :

1. Hidrolikpneumatic

Hidrolikpneumatic digunakan untuk menginjeksikan lelehan

plastic kedalam cetakan(mold).

2. Thermocontrol

Thermocontrol digunakan mengetahui dan mengatur

temperature didalam barel, temperatur yang dapat dikontrol

sampai 300°C.

3. Screw

Screw digunakan sebagai pendorong lelehan plastic didalam

barel menuju kedalam cetakan (mold).

35

4. Barel

Barel digunakan sebagai wadah atau penampungan lelehan biji

plastic, kapasitas barel 500 ml.

5. Heater

Heater berfungsi sebagai pemanas yang melelehkan biji plastic

yang berada didalam barel.

6. Cavity

Cavity adalah bagian yang membentuk plastic yang akan

dicetak.

7. Puli

Puli berfungsi sebagai tempat penahan dan menaik turunkan

core ke dalam cavity.

8. Core

Core adalah bagian yang ikut memberikan membentuk plastik

Yang dicetak.

9. Unit pendinginan mold

Unit pendinginan mold berguna untuk mendinginkan produk

dengan cepat, pendinginan tersebut berguna untuk

mempertahankan bentuk produk yang sesuai dengan cetakan

(mold). Semakin besar perbedaan suhu semakin besar laju

aliranya.

10. kompresor

kompresor berguna untuk mengisi tekanan angin kemesin

injeksi hydrolik pneumatik.

36

3.3.2. Alat dan Bahan Penelitian

1. Thermometer

Thermometer digunakan untuk mengukur temperatur heater,

cetakan dan temperatur air pendingin.

Gambar 3.3. Thermometer

2. Thermocontrol

Thermocontrol digunakan mengetahui dan mengatur

temperature didalam barel, temperatur yang dapat dikontrol

sampai 300°C.pada penelitian ini input temperature diangka

190°C dan setting temperature leleh plastic diangka 150°C.

Gambar 3.4.Thermocontrol

37

3. Thermocouple

Thermocouple digunakan untuk mengetahui temperature pada

heater 1, heater 2 dan mold cavity.

Gambar 3.5. Thermocouple

4. Gelas ukur

Gelasukur digunakan untuk mengukur volume epoxy danvolume

air pendingin.

Gambar 3.6. Gelas ukur

38

5. Jangka sorong digital

Jangka sorong digital ini memiliki ketelitian 0,01 mm yang

digunakan untuk mengukur ketebalan produk.

Gambar 3.7.Jangka sorong digital

6. Stopwatch

stopwatch digunakan untuk mengetahui waktu siklus pada

injeksi plastik pada saat proses injection molding.

Gambar 3.8.Stopwatct

7. Pompa dan slang air

Pompa dan slang air berguna untuk jalanya sirkulasi air ke

cetakan (mold).

39

8.

Gambar 3.9.pompadan slang air

8.peralatan kunci

Peralatan kunci ini digunakan untuk memasang dan

melepaskan baut dan sekrup, kunci yang lainnya sebagai alat

bantu yang digunakan dalam penelitian.

Gambar 3.10. peralatan kunci

9. Gerinda

Gerinda sebagai alat potong dan menghaluskan plat.

Gambar 3.11.Gerinda

40

10. Ember

Ember di gunakan untuk tempat wadah air yang akan digunakan

untuk pendinginan cetakan (mold).

Gambar 3.12. Ember

11. Bor tangan

Bor tangan digunakan untuk memuat dan memperbesar lubang

pada plat.

Gambar 3.13.Bor tangan

41

12. Kamera handphone

Kamera handphone digunakan untuk dokumentasi kegiatan

yang dilakukan selama penelitian.

Gambar 3.14.Kamera handphone

13. Serbuk atau gram alumunium

Gram alumuniumini sebagai bahan untuk pengisian cetakan di

dalam ruang mold pendingin conformal soft tooling yang di

campur dengan resin epoxy.

Gambar 3.15.Serbuk/gram alumunium

42

14. Resinepoxy

Resinepoxy ini sebagai perekat gram alumunium untuk mengisi

pada cetakan (mold).

Gambar 3.16. Resinepoxy

15. Pipa tembaga

Pipa tembaga digunakan sebagai pendingin pada cetakan untuk

jalannya air yang melingkari cetakan (mold).

Gambar 3.17.Pipa tembaga

3.4. Dasar Pemilihan Bahan Baku

Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah plastic

thermoplastic tipe polypropylene (pp).Pemilihan bahan baku untuk

penelitian ini didasari dari beberapa hal berikut:

1. Polypropylene memiliki keuntungan, yakni:

Lebih kuat dan ringan.

Daya tembus uap yang rendah.

Ketahanan yang baik terhadap lemak.

43

Stabil pada suhu tinggi.

Cukup mengkilap.

Harga rendah.

Gambar 3.18.Biji polypropylene (pp)

2. Polypropylene memiliki sifat-sifat sebagai berikut:

Kekuatan tarik lebih besar di banding PE.

ringan, mudah dibentuk, transparan dan jernih.

Lebih kaku dari PE.

Tidak mudah sobek dalam penanganan dan distribusi.

Fleksibilitas uap air rendah, fleksibilitas gas sedang.

Pada suhu rendah akan rapuh.

Tahan pada suhu tinggi sampai 165°C, sehingga dapat

digunakan sebagai pengemas produk pangan.

Tahan pada asam kuat, basa dan minyak.

Polypropylene (densitasnya 946 kg/m³ = 0,946 g/cm³).

3.5. Proses Pembuatan Cetakan (mold)

Tahapan awal dari proses pembuatan cetakan adalah

penentuan spesifikasi produk yang akan dicetak. Dari spesifikasi

yang telah ada digunakan untuk perhitungan bagian-bagian dari

cetakan.

44

3.5.1. Desain cetakan (mold) yang direncanakan

Gambar 3.19. desainmold yang direncanakan

Tahapan dalam pembuatan mold core cavity sistem pendingin

conformal soft tooling sebagai berikut:

1. Dimensi mold dirancang dengan panjang 150mm, lebar

150mm dantinggi 50mm. mold disusun dari beberapa plat

baja yang dibentuk persegi, kemudian dilas dan di CNC

untuk membentuk cetakan pada plat baja.

Gambar 3.20.Dimensi mold

2. Untuk system pendingin menggunakan sitem soft tooling

yaitu pipa tembaga yang di bentuk pada ruang cetakan

pendingin di beri serbuk alumunium di campur dengan

resin epoxy.

45

Perbandingan resin epoxy 1:1

Perbandingan resin epoxy dengan serbuk

Alumunium adalah 2:1

Penuangan serbuk yang dicampur resin

kedalam cetakan

Pengeringan cetakan selama 24 jam.

Gambar 3.21. proses pembuatan pendingin

46

Gambar 3.22. core

3.5.2. Bentuk Spesimen Yang Direncanakan

Setelah desain cetakan (mold) sudah jadi, maka

selanjutnya pembuatan produk atau spesimen sesuai dengan

desain yang telah dirancang.

Gambar 3.23.spesimen yang direncanakan

Tabel 3.1. Spesifikasi spesimen yang direncanakan

Diameter luas atas D 26mm

Diameter luas bawah D1 28mm

Diameter dalam atas D2 20mm

Diameter dalam bawah D3 22mm

Kemiringan core M 1°

Tinggi/panjang T1 45mm

Tebal T2 3mm

47

3.6. Diagram Alir Prosedur Pembuatan Produk

Gambar 3.24. prosedur pembuatan produk

Setting temperatur melt pada

thermocontrol

Pemasangan core ke cavity

Parameter temperatur

1500 C

Produk jadi

Analisa cacat short

shot

Penginjeksian plastik kedalam

cetakan (mold)

Pemasukan material plastik

kedalam barel

1550 C

1600 C

1650 C

1700 C