Perancangan Mekanik Mesin Injeksi Plastik Portabel

Ahmad Rafi' Ghoni Alifianda, Ir. Ignatius Aris Hendaryanto, S.T., M.Eng., IPM

2026 | Tugas Akhir | D4 TEKNOLOGI REKAYASA MESIN

Mesin injeksi plastik yang banyak digunakan di industri pada umumnya berukuran besar dan berharga mahal. Perancangan mekanik mesin injeksi plastik portabel ini bertujuan untuk menghasilkan alat yang mampu melakukan proses pencetakan plastik berskala kecil secara efisien dan mudah dipindahkan. Proses perancangan mesin ini mengikuti metode Pahl & Beitz, mulai dari mengidentifikasi kebutuhan, membuat konsep, merancang bentuk awal, hingga menyusun desain detail. Pada bagian injeksi, mesin menggunakan motor stepper NEMA 34 sebagai penggerak utama. Putaran motor diteruskan melalui sistem belt dan pulley GT2 ke ball screw tipe SFU1605. Dengan cara ini, putaran motor dapat diubah menjadi gaya aksial yang dibutuhkan untuk menekan dan menginjeksikan material termoplastik ke dalam cetakan. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa sistem transmisi mampu menghasilkan gaya injeksi maksimum sebesar 1,6 kN dengan tekanan teoritis mencapai 8 MPa, sedangkan hasil simulasi Solidworks Plastics pada material polypropylene (PP) hanya memerlukan tekanan sebesar 6 MPa untuk proses filling yang optimal. Selain itu, sistem pengunci (clamping system) yang dirancang mampu memberikan gaya sebesar 15,7 kN, sehingga mampu menahan tekanan injeksi tanpa menyebabkan kebocoran pada parting line cetakan. Berdasarkan hasil analisis tersebut, rancangan mekanik mesin injeksi plastik portabel ini telah memenuhi kriteria perancangan dari segi kekuatan struktur dan kapasitas tekanan. 

Plastic injection machines commonly used in industry are generally large and expensive. The mechanical design of this portable plastic injection machine aims to produce a device capable of performing small-scale plastic molding processes efficiently and with high mobility. The design process of this machine follows the Pahl & Beitz methodology, starting from identifying requirements, developing concepts, creating preliminary designs, and finally producing detailed designs. In the injection section, the machine uses a NEMA 34 stepper motor as the main actuator. The motor’s rotation is transmitted through a GT2 belt and pulley system to an SFU1605 ball screw. This mechanism converts the motor’s rotational motion into the axial force needed to press and inject thermoplastic material into the mold. Calculation results show that the transmission system is capable of generating a maximum injection force of 1,6 kN with a theoretical pressure of up to 8 MPa, while SolidWorks Plastics simulation using polypropylene (PP) material requires only 6 MPa for optimal filling. In addition, the designed clamping system is able to provide a force of 15,7 kN, ensuring that the injection pressure can be sustained without causing leakage at the mold’s parting line. Based on these analyses, the mechanical design of this portable plastic injection machine meets the design criteria in terms of structural strength and pressure capacity. 

Kata Kunci : mesin injeksi plastik portabel, gaya clamping, gaya injeksi.