1
p-ISSN 2085-8507
e-ISSN 2722-3280
TECHNOLOGIC
VOLUME 12 NOMOR 1 | JUNI 2021
POLITEKNIK MANUFAKTUR ASTRA
Jl. Gaya Motor Raya No. 8 Sunter II Jakarta Utara 14330
Telp. 021 651 9555, Fax. 021 651 9821
www.polman.astra.ac.id
i
DEWAN REDAKSI
Technologic
Ketua Editor:
Dr. Setia Abikusna, S.T., M.T.
Dewan Editor:
Lin Prasetyani, S.T., M.T.
Rida Indah Fariani, S.Si., M.T.I
Yohanes Tri Joko Wibowo, S.T., M.T.
Mitra Bestari:
Abdi Suryadinata Telaga, Ph.D.
(Politeknik Manufaktur Astra)
Dr. Eng. Agung Premono, S.T., M.T. (Universitas Negeri Jakarta)
Harki Apri Yanto, Ph.D.
(Politeknik Manufaktur Astra)
Dr. Ir. Lukas, MAI, CISA, IPM
(Universitas Katolik Indonesia Atma Jaya)
Dr. Sirajuddin, S.T., M.T.
(Universitas Sultan Ageng Tirtayasa)
Dr. Eng. Syahril Ardi, S.T., M.T.
(Politeknik Manufaktur Astra)
Dr. Eng. Tresna Dewi, S.T., M.Eng
(Politeknik Negeri Sriwijaya)
Administrasi:
Asri Aisyah, A.md.
Kristina Hutajulu, A.md.
Kantor Editor:
Politeknik Manufaktur Astra
Jl. Gaya Motor Raya No. 8 Sunter II Jakarta Utara 14330
Telp. 021 651 9555, Fax. 021 651 9821
www.polman.astra.ac.id
ii
EDITORIAL
Pembaca yang budiman,
Puji syukur kita dapat berjumpa kembali dengan Technologic Volume 12 No. 1, Edisi
Juni 2021.
Pembaca, Jurnal Technologic Edisi Juni 2021 kali ini berisi 10 manuskrip.
Atas nama Redaksi dan Editor, di tengah pandemi covid-19 yang masih belum usai, kami
do’akan semoga dalam keadaan sehat selalu, tetap menjaga Protokol Kesehatan, dan
kami haturkan terima kasih atas kepercayaan para peneliti dan pembaca, serta selamat
menikmati dan mengambil manfaat dari terbitan Jurnal Technologic kali ini.
iii
DAFTAR ISI
PENGARUH TEMPERATUR PREHEAT TERHADAP DISTORSI DAN STRUKTUR MIKRO
SAMBUNGAN LAS TAK SEJENIS ANTARA BAJA KARBON ASTM A36 DAN BAJA TAHAN KARAT
AUSTENITIK AISI 304 MENGGUNAKAN GMAW
1
Danny Wicaksono, Mochammad Noer Ilman
MODIFIKASI SISTEM KONTROL PROSES PRODUKSI PADA MESIN CBC GRAFIR DAN MESIN
AUTOLOADER BERBASIS PLC CJ1M
7
Lin Prasetyani, Rizqi Iman Yulianto
PENGEMBANGAN MODUL DAN ALAT PERAGA UNTUK MENGHILANGKAN VARIASI PROSES
PRAKTIK PADA MATA KULIAH PPM DI LABORATORIUM ERGONOMI POLMAN ASTRA
13
Heri Sudarmaji , Anisa Budiarti
MENURUNKAN LEAD TIME SERVICE BERKALA KELIPATAN 40.000 KM DENGAN MENURUNKAN
WAKTU PROSES PENGGANTIAN OLI TRANSMISI MANUAL DAN OLI DIFFERENTIAL
MENGGUNAKAN SST DI AUTO 2000 ABC
18
Setia Abikusna, Teguh Triantoro
MENAIKKAN PERFORMA UNIT BULLDOZER D155-6R DENGAN PERBAIKAN SISTEM
MAINTENANCE DI DISTRIK SANGATA KALIMANTAN TIMUR
23
Vuko A.T Manurung, Yohanes Trijoko, Laurentius Nandy K
MENINGKATKAN EFISIENSI MAN POWER LINE MACHINING AXLE SHAFT A MENGGUNAKAN
METODE PENYEIMBANGAN BEBAN KERJA OPERATOR DI PT INTI GANDA PERDANA
27
Nensi Yuselin, Hasbianto
PENGEMBANGAN DESAIN KONSTRUKSI MOLD MODULE BOX COVER DI POLITEKNIK
MANUFAKTUR ASTRA
33
Fitri Yuni Astuti, Eko Ari Wibowo
RANCANG BANGUN PORTAL WEB PELAPORAN KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA (K3)
MELALUI PENDEKATAN BUSINESS PROCESS IMPROVEMENT (BPI) DAN PURWARUPA (STUDI
KASUS PT PAMAPERSADA NUSANTARA)
39
Nindy Okta Novianti, Aisyah Milania, Suhendra
PERANCANGAN SISTEM INFORMASI TOKO BAJU SHIENA WEAR
45
Riesta Pinky Nurul Arifah, Rifqih Syahrial Anwar, Arie Kusumawati dan Indah Cyithia Devi
PERANCANGAN AUTOMATIC GUIDED VEHICLE (AGV) UNTUK MENUNJANG PROSES
PEMBELAJARAN DI POLITEKNIK MANUFAKTUR ASTRA
51
33
PENGEMBANGAN DESAIN KONSTRUKSI MOLD MODULE BOX
COVER DI POLITEKNIK MANUFAKTUR ASTRA
Fitri Yuni Astuti
1, Eko Ari Wibowo
21,2. Pembuatan Peralatan Perkakas Produksi, Polman Astra, Jakarta Utara, 14330, Indonesia E-mail: [email protected], [email protected] 2
Abstrak-- Mold atau cetakan adalah perkakas yang digunakan untuk mencetak produk plastik. Cara
kerjanya yaitu dengan memasang mold pada mesin plastic injection lalu mesin melakukan proses injeksi untuk memasukkan material plastik cair ke dalam mold. Dalam mold tersebut terdapat bentuk yang sesuai dengan bentuk produk yang akan dibuat. Sebelum menjadi mold yang dapat digunakan, tentunya ada proses perancangan dan pembuatan mold itu sendiri. Mold yang akan diproduksi di Politeknik Manufaktur Astra ini merupakan mold produk module box cover yang memanfaatkan konstruksi mold yang sudah ada. Pada saat memasuki tahap pembuatan mold ditemukan ketidaksesuaian antara desain konstruksi cetakan dengan
standard mold base. Setalah dilakukan pengamatan, hal yang dapat terjadi karena ketidaksesuaian pemilihan layout produk, sehingga perlu adanya perbaikan. Oleh karena itu, dilakukan perancangan konstuksi mold Module Box Cover dengan memodifikasi desain konstruksi cetakan yang sudah ada. Modifikasi ini dilakukan
dengan me-review dan memperbaiki beberapa rancangan/desain pada mold module box cover, seperti layout
produk, shrinkage, parting line, kontur core dan cavity, ejector hole, cooling system, dan feed system. Setelah
desain konstruksi mold module box cover dibuat, desain tersebut dapat diterapkan pada standard mold base yang ada dan dilanjutkan ke tahap machining.
Kata Kunci: Module box cover, mold module box cover, layout produk
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada projek mold plastic injection ini akan dilakukan proses machining untuk pembuatan mold
module box cover dengan menggunakan desain dan mold base two plate yang telah tersedia. Namun
berdasarkan data yang diperoleh dari lapangan, ditemukan ketidaksesuaian antara desain konstruksi cetakan dengan standard mold base. Sehingga desain tidak dapat diterapkan pada mold base yang ada. Oleh karena itu, pada penelitian ini akan dibahas perancangan konstruksi mold module box cover dengan memodifikasi desain konstruksi cetakan yang sudah ada. Terdapat beberapa perbedaan komponen
mold base yang ada dengan desain (standard mold base).
Gambar 1. Standard mold base
• Core
Datum pada gambar 2 dan 3 ditandai dengan arah panah berwarna kuning. Kedua gambar di bawah memperlihatkan adanya ketidaksesuaian, yaitu lubang eye bolt pada desain core terletak di area untuk lubang cooling, serta tidak adanya lubang return pin pada desain.
Gambar 2. Core pada mold base
Gambar 3. Desain core
Alasan dilakukan pemilihan layout dikarenakan adanya ketidaksesuaian posisi lubang eye bolt pada desain dapat menyulitkan saat handling dan dapat mengakibatkan posisi mold terbalik ketika dipasangkan pada mesin plastik injeksi. Kemudian
Area untuk lubang cooling Lubang eye bolt
Lubang return pin
Lubang cooling
Lubang eye bolt Tidak ada lubang
34
apabila desain tersebut diaplikasikan pada mold base, lubang return pin akan bertabrakan dengan layout
insert core, sehingga akan mempengaruhi bentuk dari insert core itu sendiri.
• Cavity
Datum pada gambar 4 dan 5 ditandai dengan arah panah berwarna kuning. Kedua gambar di bawah memperlihatkan adanya ketidaksesuaian lubang eye
bolt pada desain cavity yang terletak di area untuk
lubang cooling.
Gambar 4. Cavity pada mold base
Gambar 5. Cavity pada mold base
Ketidaksesuaian posisi lubang eye bolt pada desain dapat menyulitkan saat handling dan dapat mengakibatkan posisi mold terbalik ketika dipasangkan pada mesin plastik injeksi.
1.2 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini yaitu mengembangkan desain konstruksi mold module box cover agar sesuai dengan standard mold base sehingga dapat diterapkan
pada mold base yang tersedia guna memudahkan
proses produksinya.Keuntungan dari pengembangan
desain tersebut yaitu di harapkan dapan
mengefisiensikan proses pemesinan khususnya untuk bagian cavity dan core.
II. METODOLOGI PENELITIAN
Prosedur yang digunakan untuk merancang konstruksi mold module box cover menggunakan prosedur perancangan yang dibuat berdasarkan referensi dan disesuaikan dengan kebutuhan untuk merancang mold.
Gambar 6. Prosedur perancangan mold module box
cover
2.1. Analisis Akar Penyebab Masalah Tabel 1. Why-why analysis
MASALAH WHY 1 WHY 2 WHY 3
Ketidak-sesuaian desain konstruksi mold module box cover dengan standard mold base Posisi lubang
eye bolt dan cooling berbeda antara desain core dan cavity dengan mold base Posisi lubang
eye blot pada
desain berada di area untuk lubang cooling Ketidak-sesuaian pemilihan layout produk pada core dan cavity Tidak ada lubang return pin pada desain Tidak memungkinka n adanya lubang return pin pada desain core 2.2. Rencana Perbaikan
Hasil dari why-why analisys ditemukan penyebab dari masalah yang terjadi yaitu ketidaksesuaian pemilihan layout produk. Untuk mengatasi permasalahan tersebut dilakukan modifikasi pada desain kontruksi mold module box cover dengan mengubah layout pada core dan cavity.
Gambar 7. Layout 1, 2, dan 3 Lubang eye bolt
Area untuk lubang cooling
Lubang cooling Lubang eye bolt
35
Ada beberapa pertimbangan dalam pemilihan
layout, yaitu meliputi aspek luas area, clamping force,
dan perbedaan jarak antar komponen dengan pusat. Pertimbangan pertama yaitu luas area dari layout, dimana semakin kecil area yang digunakan maka semakin baik karena potensi untuk terjadinya penyimpangan akan semakin sedikit. Selain itu, luas area layout yang semakin besar mempengaruhi besarnya nilai clamping force, sehingga membutuhkan tenaga yang lebih besar lagi.
Pertimbangan yang kedua yaitu clamping force.
Clamping force ini dijadikan pertimbangan apakah mold sesuai atau tidak melebihi dari kapasitas mesin
yang tersedia, sehingga nilai clamping force yang semakin kecil maka semakin baik.
Pertimbangan ketiga, yaitu perbedaan jarak antar produk ke titik pusat dari layout. Semakin kecil perbedaannya maka dapat dikatakan bahwa layout produk semakin seimbangAda tiga alternatif desain
layout yang dibuat dengan referensi posisi sprue, gate,
dan ukuran insert sama. Berikut merupakan desain
layout produk module box cover:
Tabel 2. Pertimbangan pemilihan layout
Area Clamping Force Perbedaan Jarak Layout 1 37.330 mm² 134,3 tonf 17,7 mm
Layout 2 41.881 mm² 150,7 tonf 0,4 mm
Layout 3 33.085 mm² 119,1 tonf 0,6 mm Berdasarkan pertimbangan pada tabel 2 layout 3 memiliki signifikansi dibandingkan layout 1 dan
layout 2. Sehingga layout yang akan digunakan pada
konstruksi mold module box cover yaitu layout ketiga.
III. HASIL DAN DISKUSI
3.1. Layout Produk
Gambar 8. Proyeksi area produk Perhitungan Project Area
Keterangan:
A = luas proyeksi area [cm²] P = resin pressure [kg/cm²] N = jumlah cavity Sf = safety factor [...%] A = p x l (1) = 254,5 mm x 130 mm = 33020 mm2 = 330,2 cm2
Perhitungan Clamping Force
F = P x A (2) = 300 kg/cm2 x 330,2 cm² = 99060 kg ω = 99060 kg x 1,2 (3) = 118872 kg = 118,87 ton
Hasil perhitungan menunjukan besarnya
clamping force sebesar 118,87 ton, hasil tersebut lebih
kecil dari clamping force mesin injeksi yang dimiliki Polman Astra yaitu sebesar 160 ton. Maka mold
module box cover dapat diproduksi pada mesin injeksi
tersebut.
3.2. Penyusutan Produk
Vsf = volume shrinkage factor [mm³]
Vproduk = volume produk [mm³]
Vtotal produk = V produkbesar + V produkkecil (4)
= 45949,6 mm³ + 41485,4 mm³ = 87435 mm³
Vsf = Vtotal produk x (1 + Sf) (5)
= 87435 mm³ x (1 + 0,5%) = 87872,1 mm³
Hasil dari perhitungan di atas, didapatkan volume produk setelah dihitung dengan shrinkage
factor adalah 87872,1 mm³.
3.3. Parting Line
Gambar 9. Parting line module box cover
Gambar 10. Parting surface module box cover 3.4. Kontur Core dan Cavity
Data desain konstruksi yang diperoleh, ada beberapa bagian yang diperbaiki khususnya pada core dan cavity. Gambar 11 dan 12 memperlihatkan kontur
core dan cavity sebelum dan sesudah diperbaiki.
Gambar 11. Kontur Core
Sebelum Sesudah
Lubang eye bolt
Lubang cooling Lubang
return pin
36
Gambar 12. Kontur cavity
Gambar 13 menunjukkan kontur dari insert core
mold module box cover. Pada gambar tersebut
menunjukkan adanya undercut pada masing masing
insert.
Gambar 13. Insert core
Langkah untuk mengatasi undercut ini ada beberapa cara, yaitu dengan menggunakan slider,
lifter, dan membuat draft angle pada insert core.
Untuk menentukan langkah apa yang tepat, memerlukan beberapa pertimbangan agar mutu dari produk dapat terjaga. Arti mutu yang demikian komprehensif dan luas dalam sistem manajemen Total
Quality Control ini, dalam konsep dan operasionalisasinya dijabarkan dalam SQCDME (Safety, Quality, Delivery, Material, dan Environment) [6].
Tabel 3. Bobot penilaian SQCDME
Aspek Poin 1 3 5 Safety merusak produk sedikit kerusakan produk tidak merusak produk Quality geometri tidak sesuai geometri keluar sekali toleransi geometri masuk dalam toleransi Cost biaya pembuatan tinggi biaya pembuatan sedang biaya pembuatan rendah Delivery waktu pembuatan sangat lama waktu pembuatan cukup lama waktu pembuatan singkat Aspek Poin 1 3 5 Material material yang dibutuhkan sangat banyak material yang dibutuhkan cukup banyak material yang dibutuhkan sedikit Environment area pembebas yang diperlukan luas area pembebas yang diperlukan cukup luas tidak memerlukan area pembebas Tabel 4. Pertimbangan SQCDME untuk mengatasi
undercut Solving S Q C D M E Total Slider 5 5 1 3 3 1 18 Lifter 5 5 1 1 1 3 16 Draft angle 3 3 5 3 5 5 24
Berdasarkan pertimbangan tabel 4 menunjukkan bahwa langkah terbaik untuk mengatasi undercut pada
insert core yaitu dengan membuat draft angle sebesar
45° pada insert core tersebut. 3.4.1. Lubang Ejector
Gambar 14. Lubang ejector pada core Unit ejector yang terdapat pada kontur core sebelumnya berjumlah 28 unit, kemudian dikurangi menjadi 22 unit berdiameter 5 mm.
Perhitungan kemampuan tekuk atau buckling load (P) Keterangan:
F = Bucking Load
N = Konstanta straight ejector pin A = Luas penampang ejector pin [mm²] E = Modulus elastisitas [kgf/mm²]
Lubang cooling
Lubang eye bolt 90⸰
Sebelum Sesudah
37
K = Radius area putaran [mm] L = Panjang ejector pin [mm] P = Internal cavity pressure
F (6)
F F
Perhitungan tekanan yang diterima oleh ejector pin (compression load).
F1 = P x A (7)
= 11 x 19,625 = 215,88 kgf
Perhitungan safety factor yang dihasilkan oleh ejector pin.
S = 3,3 ≥ 2 (8)
Jika safety factor mendapatkan nilai ≥ 2, maka
ejector pin dikatakan memiliki angka keamanan yang
baik dan bisa digunakan.
3.4.2. Sistem Pendingin (Cooling System)
Gambar 15. Baffle Cooling
Gambar 16. U-type Cooling
Tabel 5. Jarak dan diameter saluran pendingin
Berdasarkan tebal rata-rata produk module box
cover yaitu 2 mm, sehingga diameter cooling system
Ø 8,5 mm dengan jarak antar sumbu cooling terhadap permukaan yaitu 15 mm.
3.4.3. Feed System Perhitungan dimensi sprue Keterangan:
Smax = tebal rata-rata [mm]
Df = diameter ujung terbesar sprue [mm]
Ds = diameter pangkal terkecil sprue [mm]
α = sudut tirus sprue […֯]
df = Smax + 1,0 mm (9) = 2 + 1,0 = 3 mm dS = dN + 1,5 mm (10) = 3 + 1,5 = 4,5 mm α = Tan-1 (-0,01°) α = 0,537° (11)
Hasil dari perhitungan dimensi sprue diperoleh sudut sprue sebesar 0,537°.
Perhitungan dimensi runner
D = diameter primer runner [mm] Smax = tebal maksimal produk [mm] K = konstanta 1,5 [mm] Ndonstream = 2 D = Saverage + K (12) = 2 + 1,5 = Ø 3,5 mm = Ø 2,48 mm Posisi gate
Gambar 17. Gate recomendation
Posisi gate produk ini terletak pada bagian yang ditunjukkan oleh tanda panah dan menggunakan jenis gate tipe fan gate.
Perhitungan dimensi gate Keterangan:
L = panjang gate (mm) t = tebal gate (mm)
38
w = lebar gate (mm) Smax = tebal produk (mm)
L = 1~1,5 x Smax (13) = 1,0 x 2 = 2,0 mm t = 0,15~0,30 x Smax (14) = 0,2 x 2 = 0,4 mm w = 2 x D (15) = 2 x Dsecondary runner = 2 x 2,5 = 5 mm
Hasil perhitungan di atas menunjukkan panjang
gate sebesar 2,0 mm, tebal gate sebesar 0,4 mm, dan
lebar gate sebesar 5 mm. 3.4.4. Keseimbangan Produk Keterangan: R = rasio VP = Volume produk VT = Volume total (16)
Produk ini dapat dikatakan efisien karena volume material yang terpakai (73,6%) lebih besar dari volume material yang tidak terpakai.
3.4.5. Perhitungan Pegas Berat yang diterima spring Keterangan: W = berat [kg] v = volume [cm³] F = gaya [N] G = grafitasi [kg.m/s²] ρ = massa jenis W plat ejector = 2 x (v x ρ) (17) = 2 x ((p x l x t) x 781) = 2 x ((35 x 22 x 2) x 7,81) = 24064,8 gr
W total = 24,054 kg + (22 ejct. pin)
= 24,054 kg + 0,179 kg
= 24,233 kg
Perhitungan gaya yang diterima spring Fnormal = W x g (18)
= 24,233 x 9,8
= 237,491 N
Beban yang diterima setiap spring
= 59,37 N (19)
Gambar 18. Dimensi spring
Spring yang digunakan sebanyak 4 unit dan
masing-masing spring menahan beban sebesar 59,37 N. Diameter return pin Ø25 mm, sehingga didapat tipe
spring yaitu SWY37-55.
IV. KESIMPULAN
Berdasarkan pengembangan yang telah dilakukan, yaitu dengan melakukan perubahan pada layout menggunakan layout 3. Perubahan layout ini juga mempengaruhi part lain sehingga beberapa part atau bagian ada yang perlu diubah, seperti mengubah
layout insert core pada core dan cavity, membuat
lubang return pin pada core, mengubah posisi lubang
eye bolt dengan lubang cooling pada core dan cavity,
mekanisme pembebas undercut menggunakan draft
angle, menggunakan U-type cooling system pada
konstruksi mold module box cover. Dengan dilakukannya pengembangan desain ini, maka desain konstruksi mold module box cover yang baru dapat diterapkan pada mold base yang tersedia.
V. DAFTAR PUSTAKA
[1] Bryce D. M., 1998, Plastic Injection Molding
Mold Design and Construction Fundamentals.
Michigan: Society of Manufacturing Engineers. [2] Menges, George, Walter Michaeli, Paul Mohren.
1999. How to Make Injection Mold. Munich. Hansher Publishers.
[3] Dubois, J. Harry. 1978. Plastics Mold
Engineering Book. New York. Van Nostrand
Reinhold.
[4] Misumi. 2012. Standard Component for Plastic
Mold. Tokyo: Misumi Corporation.
[5] Futaba. 2014. Futaba Standard Plastic Mold Components.
[6] Saputro Andre, Suef Mokh, Mokh Sukmono Rita. 2018. Development of QCDSM Best
Product for Increasing Competitive Advantage Case Study of Tenun Ikat SME of Kota Kediri.
International Journal of Bussiness and Economic Affairs (IJBEA).
