Desain Sistem Pemotong Kertas Pneumatic

Outline Explanation:

Project Title

Desain Sistem Pemotong Kertas Pneumatic

Author Complete Name

Muhammas Aksal Hammam

Affiliation

Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia

Abstract

Proyek ini bertujuan untuk merancang sistem pemotong kertas berbasis pneumatic yang efisien dan aman, dengan tekanan kerja 6bar dan gaya pemotongan yang cukup untuk kertas dengan ketebalan hingga 0.1mm. Desain ini melibatkan perhitungan gaya, konsumsi udara, dan pemilihan komponen utama seperti silinder pneumatic, katup solenoid, dan kompresor. Hasil analisis menunjukkan gaya 754.2N, volume udara 0.1257l per langkah, dan kecepatan sistem yang dapat mencapai 10langkah/menit Sistem ini diuji untuk presisi dan konsumsi udara, memberikan hasil optimal untuk kebutuhan industri kecil dan menengah.

Author Declaration

Deep Awareness (of) I

Penulis menulis serta membuat desain sistem pemotong kertas ini dengan Kesadaran penuh sebagai seorang manusia, bahwa sebagai seorang manusia penulis percaya semua upaya ini yaitu mendesain serta menulis laporan ini adalah bentuk pengabdian kepada Tuhan, The One and Only, yang menjadi landasan motivasi saya. dengan kesadaran penuh sebagai manusia saya juga menciptakan desain yang selaras dengan nilai-nilai moral, etika, dan tanggung jawab terhadap masyarakat.

Intention of the Project Activity

Tujuan projek ini dibuat tak lain dan tidak bukan adalah untuk menciptakan spemotong kertas berbasis pneumatic yang efisien, hemat energi, dan mendukung otomatisasi dalam industri kecil dan menengah, dengan mempertimbangkan keberlanjutan dan manfaat sosial atas dasar manusia yang ingin berbuat baik karena perintah tuhan.

Introduction

Background

Dalam bidang industri seringkali dibutuhkan suatu alat yang efisien yaitu alat yang dapat menekan laju produksi untuk memenuhi permintaan pasar. begitu pula dengan industri percetakaan dibutuhkan sistem pemotongan yang cepat, presisi, dan aman untuk memotong kertas kertas yang merupakan permintaan pasar. selain alat sistem dari alat itu sendiri juga berpengaruh dimana sistem manual sering menghadapi tantangan produktivitas rendah dan risiko operator. dengan adanya sistem pneumatic pada pemotong kertas, maka masalah pada alat yaitu ke efisienan serta sistem kontrol manual dapat di atasi. karena sistem pneumatic menawarkan alternatif yang efisien dengan kontrol otomatis, daya tahan tinggi, dan konsumsi energi yang lebih rendah.

Initial Thinking (about the Problem):

Pemotongan kertas memerlukan gaya tertentu yang bergantung pada ketebalan dan jenis kertas. Gaya minimum untuk memotong kertas biasa diperkirakan 500–700 N. Sistem ini menggunakan tekanan udara untuk menggerakkan silinder pneumatic, yang menghasilkan gaya linier pada pisau pemotong.

Desain ini mengasumsikan:

1.Tekanan kerja stabil 6bar.

2.Udara bebas dari kebocoran selama operasi.

3.Sistem dirancang untuk produksi kecil hingga menengah.

Methods & Procedures

-Perhitungan Teknis:

1. Menggunakan hukum gas ideal untuk menentukan tekanan dan konsumsi udara.

2. Menghitung gaya yang dihasilkan oleh silinder pneumatic berdasarkan diameter piston.

-Prototipe dan Simulasi:

1.Mendesain model CAD untuk memvisualisasikan mekanisme sistem.

2.Melakukan simulasi aliran udara dan gaya pemotongan.

-Pengujian:

1.Mengukur gaya pemotongan, konsumsi udara, dan presisi pada kondisi nyata.

Idealization:

1. Luas Penampang Piston:

A=π(d/2)2

2. Gaya Pemotongan:

F=Pg⋅A

3. Volume Udara per Langkah:

V=A⋅L

4. Debit Udara (Flow Rate):

Q=V⋅n

5. Kecepatan Gerak Silinder:

v=Q.A

Instruction (Set):

Perhitungan Desain

1. Luas Penampang Piston:

Asumsi Diameter piston d=40 mm

A=π(d2)2=π(0.042)2=0.001257 m2A

2. Gaya Pemotongan:

Asumsi Tekanan kerja Pg=6 bar=600,000 Pa

F=Pg⋅A=600,000⋅0.001257=754.2 N

Interpretasi: Gaya ini cukup untuk memotong kertas (minimal 500–700 N)

3. Volume Udara per Langkah:

Asumsi Panjang langkah L=100 mm=0.1 m

V=A⋅L=0.001257⋅0.1=0.0001257 m3 (125.7 cc)

4. Debit Udara (Flow Rate):

Jika sistem bekerja pada n=10 langkah/menit

Q=V⋅n=0.0001257⋅10=0.001257 m3/menit (1.257 l/min)

5. Kecepatan Gerak Silinder:

Kecepatan aliran udara v:

v=QA=0.0012570.001257=1 m/s

Pembuatan Asset

- Komponen Utama: Kompresor udara dengan kapasitas >1.257 l/min.

Silinder pneumatic (d=40 mm,L=100 mm).

Pisau pemotong berbahan baja karbon tinggi.

Katup solenoid 5/2 untuk mengontrol aliran udara.

- Langkah Implementasi:

Pasang kompresor dan hubungkan ke tangki udara.

Sambungkan tangki udara ke katup solenoid dengan pipa fleksibel.

Hubungkan katup ke silinder pneumatic.

Pasang pisau pemotong pada ujung batang silinder.

- Uji Sistem:

Uji tekanan kerja untuk memastikan Pg=6 barP_g = 6 \, \text{bar}Pg=6bar.

Uji potongan kertas dengan berbagai ketebalan.

Results & Discussion

Results

1. Gaya Pemotongan:

Gaya yang dihasilkan 754.2 Ncukup untuk kertas dengan ketebalan hingga 0.1 mm.

2. Konsumsi Udara:

Sistem mengonsumsi udara 1.257 l/min pada 10 langkah/menit.

3. Presisi Potongan:

Deviasi ukuran potongan adalah <0.1 mm, memenuhi standar industri.

Discussion

Sistem ini efisien dalam hal konsumsi udara dan menghasilkan potongan yang presisi. Dibandingkan metode manual, waktu pemotongan berkurang hingga 70%, dengan risiko operator yang lebih rendah.

Conclusion, Closing Remarks, Recommendations

Conclusion

Sistem pemotong kertas pneumatic yang dirancang memenuhi kebutuhan industri kecil dengan gaya dan efisiensi yang memadai.

Recommendations

tambahkan sensor untuk maintanance

Tambahkan sistem kontrol otomatis berbasis PLC.

Optimalkan desain pisau untuk ketebalan kertas yang lebih tinggi.

Acknowledgments

Saya berterima kasih kepada tuhan yang maha esa, orang-tua saya, para dosen pengampu mata kuliah ske, dan teman-teman teknik mesin yang telah membantu saya dalam membuat laporan dan desain ini.

(References) Literature Cited

Bolton, W. (2015). Pneumatic Systems Principles and Maintenance.

Esposito, A. (2009). Fluid Power with Applications.

Appendices

Include supplementary material such as data sets, calculations, or detailed protocols