Hartono, Moh. (2020) Pengendalian Kualitas Produk Plastik Serta Daur Ulangnya Untuk Mengurangi Cacat Sebagai Masukan Sistem Kontrol Adaptif Pada Industri Plastik. Doctor thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Kualitas produk merupakan kebutuhan setiap perusahaan untuk dapat bertahan dan memenangkan persaingan. Untuk menghasilkan produk yang berkualitas, maka tiap perusahaan melakukan berbagai metode pengendalian kualitas (quality control) terhadap produknya. Pelaksanaan pengendalian kualitas dapat dilakukan dengan cara on-line quality control dan off line quality control. Pengendalian kualitas on-line dilaksanakan bersamaan dengan proses produksi, sedangkan pengendalian kualitas off-line dilaksanakan pada tahap prototype atau pada saat proses produksi yang sesungguhnya belum dimulai.. Sejalan dengan perkembangan teknologi industri dan informasi, terjadi pergeseran implementasi pengendalian kualitas menjadi off-line quality control berupa simulasi dan desain eksperimen dengan perangkat lunak tertentu. Tahapan ini dinamakan dengan Desain Parameter yaitu merancang beberapa parameter faktor yang dapat mempengaruhi kualitas produk. Umumnya dilaksanakan dalam bentuk desain eksperimen. Beberapa pakar kualitas di dunia menyebutnya dengan istilah Perancangan Kualitas (quality by design). Penelitian ini bertujuan untuk menjelaskan mekanisme pengendalian kualitas secara off-line dalam proses cetak plastik agar dapat mengidentifikasi serta meminimasi cacat dan limbah dengan memanfaatkan material daur ulang. Disamping itu untuk menjelaskan bagaimana karakterisasi hasil proses cetak plastik dapat digunakan sebagai masukan (input) bagi penerapan konsep kontrol adaptif dalam proses cetak plastik. Sistem kontrol tersebut, parameter-parameter kontrolnya dapat beradaptasi dan menyesuaikan diri dengan perubahan yang terjadi baik lingkungan internal maupun eksternalnya antara lain berupa gangguan dari luar atau adanya perubahan karakter dari internal sistem yang dikontrol agar dapat mempertahankan kinerja dan stabilitas sistem serta dapat meningkatkan produktivitasnya. Metode penelitian menggunakan berbagai variasi desain eksperimen sebagai bagian dari pengendalian kualitas secara off-line, antara lain Metode Taguchi, Metode Permukaan Respon (Response Surface Methodology) Central Composite Design dan Box Behnken serta Desain Eksperimen Faktorial. Untuk mengetahui lebih banyak karakter dari output berbagai desain eksperimen ini, dilakukan 4 (empat) kali penelitian menggunakan material Polypropilene (PP) bijih plastik murni (virgin), material PP daur ulang. Tujuan eksperimen adalah untuk mengamati perubahan efek dari setting parameter terkontrol, dilanjutkan dengan penelitian untuk mengamati karakter desain parameter terhadap berat produk. Penelitian eksperimen ini diakhiri dengan analisis sensitivitas terhadap kombinasi PP virgin dan daur ulang dan dampaknya terhadap kekuatan tarik plastik. Hasil dari semua eksperimen tersebut berupa karakterisasi setting parameter pada proses cetak plastik guna menjadi sumber database informasi bagi konsep kontrol adaptif yang akan dikembangkan pada mesin cetak plastik.Hasil penelitian menunjukkan bahwa untuk minimasi cacat dari material Polypropilene virgin antara lain dengan mensetting parameter temperatur injeksi pada suhu 255C, tekanan injeksi disekitar 90 bar, kecepatan injeksi di sekitar 97% menyesuaikan dengan dimensi produk yang dicetak, waktu penahan antara 6-8 detik. Untuk material Polypropilene daur ulang, faktor atau parameter yang signifikan adalah Temperatur Injeksi, dan tekanan Injeksi. Temperatur Injeksi mempengaruhi secara linear dan kuadratik, Tekanan Injeksi hanya berpengaruh secara linear, Kecepatan injeksi dan clamping force berpengaruh secara kuadratik. Terdapat pengaruh interaksi secara signifikan antara tekanan injeksi dan temperatur injeksi. Disamping itu terdapat perbedaan dengan material virgin pada aspek temperatur injeksi ini dimana dengan material daur ulang diperlukan setting temperatur yang lebih tinggi sebesar 10-20 C daripada temperatur virgin. Untuk dapat meminimasi berat produk maka setting parameter yang signifikan adalah waktu penahan (holding time) dan temperatur injeksi. Makin lama holding time menyebabkan produk makin berat. Untuk produk kemasan makanan (bucket), holding time disetting pada 0,3 detik dan temperatur injeksi pada suhu 260-262,5C. Karakterisasi untuk material campuran PP virgin dan daur ulang, komposisi idealnya pada 85% virgin dan 15% daur ulang yang menghasilkan kekuatan tarik terbesar. Karakterisasi tersebut dapat merupakan database informasi atau bank data untuk sistem kontrol adaptif bagi mesin injection moulding. Hasil penelitian disertasi ini masih bisa dikembangkan. Rekomendasi untuk pengembangan penelitian berikutnya adalah mekanisme memanfaatkan database hasil penelitian sebagai sensor masukan dan umpan balik bagi sistem kontrol adaptif yang dibantu dengan simulasi pemodelan Jaringan Saraf Tiruan (Artificial Neural Network/ANN) back propagation. Model ini nantinya akan dieksekusi secara otomatis oleh sistem panel kontrol dalam smart injection moulding di masa mendatang.
English Abstract
The product quality is the need of every company to survive and win the competition. To produce quality products, each company carries out various methods of quality control of its products. The company may either do on-line or off line quality control but both can be applied as well. On-line quality control is carried out simultaneously with the production process, while off-line quality control is carried out at the prototype stage or when the actual production process has not yet begun. In line with developments in industrial and information technology, there has been a shift in the implementation of quality control to become off-line quality control in the form of simulation and experimental design with certain software. This stage is called the Parameter Design that is designing several parameter factors that can affect product quality. Generally carried out in the form of experimental design. Some quality experts in the world call it the term quality by design. The research aims at explain the mechanism of off-line quality control in the plastic moulding process in order to identify and minimize defects and waste by utilizing recycled materials. Besides that, to explain how the characterization of the results of the plastic injection moulding process, can be used as input for the application of the concept of adaptive control in the plastic moulding process. Adaptive control system is a control system that has control parameters that can be adapted. These control parameters adapt to changes in the surrounding environmental conditions, such as interference, as well as changes in the internal character of the system being controlled in order to maintain system performance and stability and can increase productivity. The research method uses a variety of experimental designs as part of offline quality control, including Taguchi Method, Central Composite Design and Box Behnken Response Surface Methodology and Factorial Experiment Design. To find out more characters from the outputs of these various experimental designs, 4 (four) studies were conducted using Polypropilene (PP) pure plastic ore (virgin), recycled PP materials. The aim of the experiment is to observe changes in the effect of the controlled parameter settings, followed by research to observe the character design parameters on product weight. This experimental research concludes with a sensitivity analysis of the combination of PP virgin and recycling and their impact on the tensile strength of plastics. The results of all these experiments are in the form of characterization of parameter settings in the plastic moulding process in order to be a source of information database for the concept of adaptive control to be developed on a plastic moulding machine. The results showed that to minimize defects of Polypropilene virgin material, among others, by setting the injection temperature parameters at 255 ° C, injection pressure around 90 bar, injection speed around 97% adjusting to the dimensions of the moulded product, holding time between six to eight seconds . For recycled Polypropilene material, significant factors or parameters are InjectionTemperature, and Injection pressure. Injection temperature affects linearly and quadratically, Injection Pressure only affects linearly, injection speed and clamping force affect quadratically. There is a significant interaction effect between injection pressure and injection temperature. Besides that, there is a difference with virgin material in the aspect of injection temperature where the recycled material requires a higher temperature setting of 10-20 C than that virgin temperature. To be able to minimize product weight, the significant parameter settings are holding time and injection temperature. The longer holding time causes the product to get heavier. For food packaging products (bucket), holding time is set at 0.3 seconds and injection temperature at 260-262.5 ° C. Characterization for PP virgin and recycled mixture materials, the ideal composition is 85% virgin and 15% recycled which produces the greatest tensile strength This characterization can be an information database or a data bank for adaptive control systems for injection moulding machines. The results of this research can still be developed. The recommendation for the next research development is the mechanism to utilize the database of research results as a sensor for input and feedback for the adaptive control system which is assisted by modeling simulation of Artificial Neural Networks (ANN) back propagation. This model will be automatically executed by the control panel system in future smart injection moulding.
Other obstract
-
| Item Type: | Thesis (Doctor) |
|---|---|
| Identification Number: | 0620070006 |
| Uncontrolled Keywords: | Pengendalian Kualitas off-line, desain eksperimen, cetak plastik, kontrol adaptif adaptive control, experimental design, off-line quality control, plastic injection moulding, |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 668 Technology of other organic products > 668.4 Plastics |
| Divisions: | S2/S3 > Doktor Teknik Mesin, Fakultas Teknik |
| Depositing User: | Bambang Septiawan |
| Date Deposited: | 28 Feb 2021 04:22 |
| Last Modified: | 20 Sep 2024 02:13 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/183714 |
![[thumbnail of 0620070006-Moh. Hartono.pdf]](http://repository.ub.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text
0620070006-Moh. Hartono.pdf Download (13MB) |
Actions (login required)
 |
View Item |