Rancang Bangun Cetakan Spesimen untuk Menganalisa Shringkage Material Plastik Sesuai Standard ASTM D955

Pemakaian plastik dari peralatan rumah tangga hingga tingkat manufaktur semakin meningkat dan mempengaruhi peningkatan permintaan bahan baku plastik. Di dalam negeri material plastik tersebut merupakan produk impor dan biaya material relatif mahal, sehingga memacu kita untuk mencari material alternatif plastik. Di Lab Perancangan dan Pengembangan Produk Teknik Mesin ITS mengembangkan material biokomposit sebagai material alternatif dengan campuran 85% polypropylene (PP), 5% Maleic Anhydride Polypropylene (MAPP), 10% serat sisal dan campuran 85% PP, 5% MAPP, 10% sekam padi. Material tersebut akan digunakan sebagai bahan baku pada proses injeksi plastik namun penentuan dimensi dan geometri produk hasil cetak dipengaruhi oleh sifat penyusutan (shringkage) material biokomposit sehingga diperlukan studi eksperimen untuk menentukan besarnya faktor penyusutan dengan cara material biokomposit dicetak pada cetakan tertentu. Penelitian ini dimaksudkan untuk merancang cetakan yang dapat digunakan untuk menganalisa penyusutan material biokomposit dengan mengacu pada standarad spesimen shringkage ASTM D599 sehingga dapat membantu dalam penentuan dimensi dan geometri produk hasil cetak material biokomposit. Proses perancangan cetakan diawali dengan memilih bentuk spesimen shringkage kemudian ditentukan layout pada area insert cetakan. Setelah itu menentukan saluran injeksi, ejektor pin, besarnya pressure drop dan besarnya clamping force kemudian dilakukan simulasi injeksi dengan menggunakan software moldflow adviser. Hasil rancangan tersebut harus sesuai dengan spesifikasi mesin injeksi yang digunakan yaitu HAITIAN MA 900/260e sehingga rancangan cetakan aman dan mesin mampu mencetak spesimen. Setelah tahapan perancangan, dibuat gambar detail cetakan dan gambar perakitan cetakan sebagai panduan dalam proses pembuatan dan perakitan. Kemudian dibuat perencanaan proses manufaktur dengan menentukan jenis proses serta cutter yang digunakan pada mesin CNC YCM MV-106A. Dari hasil perancangan mesin injeksi HAITIAN MA 900/260e dapat mencetak 2 spesimen dengan besar clamping force sebesar 7079.5 kg, tekanan injeksi 86.1 Mpa dan waktu injeksi 0.35 s. Terdapat 9 komponen cetak yang perlu diproses manufaktur menggunakan mesin CNC YCM MV-106A, masing-masing telah ditentukan rancangan proses manufaktur sehingga mesin dapat digunakan. Setelah komponen dari cetakan dibuat dan dirakit kemudian dilakukan percobaan cetak pada mesin injeksi menggunakan material polypropelene dan biokomposit. Hasil percobaan cetak tersebut didapatkan spesimen yang dapat dianalisa penyusutannya namun terdapat beberapa kekurangan pada sistem ejeksi produk sehingga cycle time tidak optimum dan diperlukan beberapa perbaikan dengan penambahan spring dan penghalusan pada area ejeksi. ============== The usage of plastics from household appliances to manufacturing levels is increasing and affecting the demand for plastic raw materials. In domestic, these materials are imported products and costs are relatively expensive thus compeling us to find alternative plastic raw materials. In Product Design and Development Laboratory of Mechanical Engineering ITS has been developed biocomposite material as an alternative material with mixture of 85% polypropylene (PP) , 5% Maleic Anhydride Polypropylene (MAPP), 10% sisal fiber and 85% PP, 5% MAPP, 10% husk rice. Those materials will be used as alternative plastic raw material in plastic injection process. The determination of the dimensions and geometry product is affected by the shringkage bahavior of biocomposite material so an experimental study is needed to determine the amount of the shrinkage factor by injecting biocomposite material to a custom mold. This research is intended to design mold which can be used to analyze shringkage of biocomposite materials refer to the standard shringkage specimens from ASTM D955 hence the product’s dimension and geometry from biocomposite material could be determined. The mold design process begins by selecting the shape of the specimen shringkage then determine the layout on the insert area of the mold. The determination of dimension of injection channel, ejector pin, the amount of pressure and clamping force then, performed injection simulation using software moldflow adviser. Result of design process must be within the specification of plastic injection machine HAITAIN MA 900/260e hence mold is safe and machine is able to inject the specimen. After the design proses, detailed technical drawing of mold and assembly drawings are made. Then manufacturing process plans is made by determining the type of process and cutter that used in CNC YCM MV-106A machine. The result of design is plastic injection machine HAITIAN MA 900/260e could produce 2 spesimens with amount of clamping force 7079.5 kg, injection pressure 86.1 Mpa and injection time 0.35 s. There ware 9 components of mold which need manufactured using CNC YCM MV-106A and each had a manufacturing process thus machine able to used. After the mold’s components are made and assembled, then injection experiments on HAITIAN MA 900/260e plastic injection machine was done by using polypropelene and biocomposite materials. The results of the injection experiments show that specimen’s shringkage can be analyzed but there are some deficiencies in the product ejection system thus cycle time is not optimum and some improvement with the addition of spring and smoothing on ejection area are needed