BAB II

PERTIMBANGAN DESAIN

2.1 Perancangan

Perancangan mekanik adalah perancangan dalam berbagai hal dan system dari

suatu mesin mekanik alami , produk, struktur, alat, dan instrument.(Shigley,1984)

Perencanaan adalah suatu bentuk kreasi untuk mendapatkan suatu hasil akhir dengan

mengambil suatu tindakan yang jelas, atau suatu kreasi atas sesuatu yang mempunyai

kenyataan fisik (Zainun, 2006 ).

Dalam bidang teknik proses perancangan menyangkut suatu proses yaitu

prinsip - prinsip dan alat - alat teknik yang dipakai, untuk menghasilkan suatu

rancangan yang dapat memenuhi kebutuhan manusia.

Pada dasarnya manusia memiliki sifat yang tidak mudah puas terhadap apa

yang dihasilkannya dan selalu berinovasi selama hidupnya, untuk mendapatkan yang

lebih baik lagi dari apa yang pernah dihasilkan. Selain itu kebutuhan manusia akan

suatu produk alat bantu juga menjadi salah satu faktor pendorong yang menyebabkan

meningkatnya keinginan seorang manusia untuk terus berinovasi dan merancang

peralatan yang lebih baik dari sebelumnya. Oleh karena itu kegiatan perancangan

tidak dapat kita pisahkan dari kehidupan kita.

Pada masyarakat tradisional aktifitas merancang dan membuat suatu peralatan

adalah sebuah proses yang perancangannya dilakukan secara bersamaan dengan

proses pembuatan. Tapi pada masyarakat modern aktifitas perancangan haruslah

dilaksanakan sampai tuntas sebelum dilakukan proses pembuatan. Sehingga aktifitas

perancangan adalah suatu proses untuk mengisi deskripsi tentang peralatan yang akan

dibuat dan disusun selengkap – lengkapnya dengan memuat informasi tentang seluruh

proses pembuatan tersebut. Dalam proses perancangan perlu adanya gambar teknik

yang berfungsi untuk media komunikasi sehingga informasi lengkap tentang

pembuatan peralatan akan dibuat dapat dipahami oleh pihak yang akan membuatnya.

Disamping itu pula proses perancangan memerlukan tahapan – tahapan urutan

pembuatan dari sebuah ide menjadi sebuah mesin yang dapat beroperasi.

2.2 Tahapan Perancangan

Suatu ide perancangan mesin penutup gelas plastik ini pertama kali muncul

dari sebuah gagasan untuk membantu para pengusaha minuman home Industri dan

untuk mengatasi membeludaknya produk impor dari luar yang lebih mahal dan

memberatkan para pengusaha minuman lokal, terutama para pengusaha yang baru

merintis usahanya dan home industri, agar mampu meningkatkan jumlah produksinya

maupun kualitas produknya, serta melihat kebanyakan sistem yang digunakan

didalam produk yang sudah ada terlalu rumit bahkan melibatkan mekanisme yang

masih dapat disederhanakan sehingga penulis memutuskan merancang mesin ini.

Setelah melewati tahap perumusan masalah, proses perancangan mesin memasuki

tahap analisa dan tahap sintesis. Pada tahap perumusan masalah, akan muncul

beberapa pilihan perancangan atau desain untuk dapat dipertimbangkan sehingga

dalam tahap analisa dapat dipilih salah satu perancangan yang terbaik.

Adapun tahapan perancangan dari awal hingga akhir menurut shigley

digambarkan pada suatu diagram alir sebagai berikut :

Pada awal tahap perencanaan adalah pengenalan kebutuhan, yang mana secara

umum telah dibahas pada BAB I yaitu pada perumusan masalah. Setelah perumusan

masalah, langkah selanjutnya adalah sintesa dari jawaban yang optimum. Sintesa

tidak mungkin dilakukan tanpa disertai dengan analisa dan optimasi (analisis dan

optimation), Karena sistem yang direncanakan harus dianalisa untuk mengetahui

apakah hasil yang direncanakan dapat mencapai tujuan perancangan.

Tujuan perancangan secara umum dikelompokkan menjadi dua, yaitu:

1. Kriteria wajib (must) yaitu ketentuan yang harus dipenuhi dalam rancang

bangun.

Kriteria wajib pada rancang bangun mesin penutup gelas plastik kapasitas 400

gelas/jam dengan penggerak motor listrik harus dapat memenuhi kriteria sebagai

berikut :

a. Mampu mengisi air kedalam gelas.

b. Mampu menutup gelas dengan plastik yang ada dengan waktu yang relatif

cepat dan hasil yang lebih baik daripada secara manual.

c. Mesin harus mudah dan aman dalam pengoperasian.

2. Kriteria harapan (wish) yaitu ketentuan yang diinginkan terdapat pada hasil

rancang bangun.

Kriteria harapan pada rancang bangun mesin penutup gelas plastik diharapkan

dapat dipenuhi kriteria sebagai berikut :

a. Perawatan dan perbaikan mudah.

b. Harga pembuatan mesin murah di banding dengan harga mesin yang ada di

pasaran.

c. Komponen-komponen yang dibutuhkan oleh mesin diharapkan dapat dengan

mudah didapat dipasaran atau dibuat dengan biaya yang terjangkau.

d. Penampilan atau estetika mesin menarik.

2.3 Alternatif Pemecahan Masalah

Didasarkan pada permasalahan yang ada maka penyusun menyediakan

beberapa alternatif desain yang dapat dijadikan pertimbangan penyelesaian masalah

untuk kemudian dipilih sebagai alternatif terbaik.

2.3.1 Alternatif Desain 1

Alternatif Desain mesin 1 adalah sebagai berikut :

Gambar 2.2. Alternatif Desain 1

Keterangan :

1. Rangka mesin

2. Motor penggerak poros

utama

3. Tempat gulungan plastik

4. Motor penggerak pemanas

5. Saluran air

6. Pemegang gelas ( Jig )

7. Roda gigi paying

8. Poros penerus putaran ke

penggulung plastik

9. Reduser

10. Poros utama

11. Stopper

12. Batang pemegang gelas

( Jig )

3

4

2

7

51

6

8 910

11

12

Cara Kerja Desain Alternatif 1:

Pada alternatif desain mesin yang pertama ini penggerak poros utama

dan penggulung plastik dilakukan dengan menggunakan satu motor. Roda gigi

payung digerakkan oleh motor yang dihubungkan ke poros utama dan poros

penerus putaran untuk penggulung plastik.

Cara pengoperasian dari desain mesin alternatif pertama yaitu : Gelas

plastik diletakkan pada pemegang gelas (jig), kemudian batang pemegang

gelas (jig) berputar, digerakkan oleh motor yang sekaligus memutar bagian

penggulung plastik dan membawa gelas ke bagian pengisian air untuk diisi

dengan volume air tertentu (240 ml). Sesudah diisi, selanjutnya batang

pemegang gelas (jig) berputar lagi dan membawa gelas yang sudah terisi

dengan air tersebut ke bagian pemanas untuk ditutup dengan menggunakan

lembaran plastik yang sudah disediakan sebagai penutup gelas tersebut.

Setelah itu pemanas turun dan mengepres sekaligus memotong plastik penutup,

pemanas naik kembali dengan disusulnya batang pemegang gelas (jig) yang

berputar membawa gelas yang sudah ditutup ke bagian peletakan gelas.

Kemudian operator mengambil gelas yang telah terisi dan menggantinya

dengan gelas yang kosong.

Kelebihan Alternatif Desain 1 :

1. Pengesealan dilakukan secara otomatis.

2. Proses produksi cepat.

3. Pemakaian listrik yang digunakan kecil.

Kekurangan Alternatif Desain 1 :

1. Mekanisme rumit karena memakai roda gigi payung untuk membagi

arah putaran motor.

2. Dimensi alat lebih kecil yaitu (70 x 70 x 70) cm

3. Pengambilan dan peletakan gelas masih dilakukan secara manual.

4. Sisa plastik penutup tidak digulung kembali.

5. Motor menggunakan reduser untuk menurunkan putaran, sehingga

biayanya lebih mahal.

6. Proses pengerjaaan mesin sulit.

2.3.2 Alternatif Desain 2

Alternatif Desain mesin 2 adalah sebagai berikut :

Gambar 2.3. Alternatif Desain 2

Keterangan :

1. Rangka mesin

2. Kotak mesin kontrol panel

3. Unit konveyor

4. Unit pengisi air

5. Unit pompa

6. Unit pengemas

Cara Kerja Desain Alternatif 2:

Pada alternatif desain mesin yang kedua ini proses perpindahan gelas

dilakukan dengan menggunakan unit konveyor. Dengan proses kerja yaitu

gelas diletakkan pada unit konveyor, kemudian diisi oleh unit pengisi air.

Sesudah diisi, selanjutnya unit konveyor membawa gelas yang sudah terisi

dengan air ke unit pengemas untuk ditutup dengan menggunakan lembaran

plastik yang sudah disediakan sebagai penutup gelas. Setelah itu pemanas

turun dan mengepres sekaligus memotong plastik penutup, pemanas naik

kembali dengan disusulnya unit konveyor berputar sehingga gelas akan jatuh

sendiri.

Kelebihan Alternatif Desain 2:

1. Dimensi alat lebih kecil yaitu (60 x 45 x 60) cm

2. Dari segi estetika lebih enak dipandang dan lebih rapih.

3. Gelas dapat jatuh sendiri.

Kekurangan Alternatif Desain 2 :

1. Dari segi harga lebih mahal, karena menggunakan bahan yang banyak

dan mahal seperti bahan stanless.

2. Proses pembuatan lebih sulit, terutama pada bagian unit konveyor.

3. Mekanisme rumit.

2.3.3 Alternatif Desain 3

Alternatif Desain mesin 3 adalah sebagai berikut :

Gambar 2.4. Alternatif Desain 3

1

2

3

4

6

5

7

8

9

Keterangan :

1. Rangka

2. Piringan pemegang gelas

(jig)

3. Pemegang gelas (jig)

4. Tempat gulungan plastik

5. Motor penggerak pemanas

6. Motor penggulung sisa plastik

7. Tempat gulungan sisa plastik

8. Pengarah plastik penutup

9. Pengangkat gelas

Keterangan:

1. Motor pengerak poros

utama

2. Poros utama

3. Roda

4. Pengarah pemanas

5. Pemanas

6. Pipa

7. Pompa

Cara Kerja Desain Alternatif 3:

1 2

7

5

46

3

Gelas platik diletakkan pada pemegang gelas (jig), kemudian piringan

pemegang gelas (jig) berputar dengan penggerak motor dan membawa gelas

ke bagian pengisian air untuk diisi dengan volume air tertentu (240 ml).

Sesudah diisi,selanjutnya piringan pemegang gelas (jig) berputar lagi dan

membawa gelas yang sudah terisi dengan air tersebut ke bagian pemanas

untuk ditutup dengan menggunakan lembaran plastik yang sudah disediakan

sebagai penutup gelas tersebut. Setelah itu pemanas turun dan mengepres

sekaligus memotong plastik penutup, sesudah pemanas mengepres dan

memotong plastik penutup, pemanas naik kembali dengan disusulnya piringan

pemegang gelas (jig) yang berputar membawa gelas yang sudah ditutup ke

bagian peletakan gelas. Kemudian operator mengambil dan meletakkan gelas

kosong ke pemegang gelas (jig) pada bagian peletakan.

Kelebihan Alternatif Desain 3:

1. Dari segi estetika lebih enak dipandang dan lebih rapih.

2. Pengesealan dilakukan secara otomatis.

3. Proses produksi cepat.

4. Mekanisme sederhana.

5. Pengerjaan mesin mudah.

6. Sisa plastik penutup digulung kembali.

Kekurangan Alternatif Desain 3:

1. Peletakan dan pengambilan gelas masih dilakukan secara manual.

2. Pemakaian daya listrik lebih banyak.

3. Dimensi alat lebih besar yaitu (70 x 70 x 70) cm

3.4 Penilaian dan Pemilihan Desain Alternatif Terbaik

Dari Ketiga alternatif desain yang ada harus dipilih desain terbaik yang

mampu memenuhi spesifikasi yang telah ditentukan guna memenuhi tuntutan

keinginan konsumen dengan berdasarkan penilaian. Desain yang memiliki nilai

terbanyak dianggap sebagai desain terbaik yang mampu memenuhi kriteria yang

diharapkan. Kriteria penilaian terhadap alternatif desain diatas antara lain adalah

berdasakan hal-hal sebagai berikut :

A. Unjuk kerja

B. Kekuatan

C. Tampilan

D. Proses pembuatan dan biaya

E. Kemudahan dalam perawatan

Tabel 2.1 Kriteria Penilaian Prioritas

Kriteria A B C D E Jumlah Bobot (K)

A - 1 1 0,5 0,5 3

B 0 - 1 0,5 0,5 2

C 0 0 - 0 0,5 0,5

D 0,5 0,5 1 - 0,5 2,5

E 0,5 0,5 0,5 0,5 - 2

Jumlah 10 1

Rumus :

Nilai awal untuk menentukan harga K dengan rumus

Jumlah nilai =

=

= 10

Keterangan :

n = Jumlah criteria

Untuk membandingkan kriteria bobot, salah satu caranya adalah dengan

membandingkan setiap kriteria yang ada. Dalam membandingkan kriteria - kriteria

tersebut, kriteria yang lebih penting diberi nilai 1, sedangkan kriteria yang kurang

penting diberi nilai 0, dan apabila kriteria satu dengan kriteria yang satunya dianggap

sama penting, maka diberi nilai 0,5 untuk tiap-tiap kriteria. Kemudian nilai yang

diperoleh setiap kriteria dijumlahkan. Jumlah yang diperoleh dari setiap kriteria

tersebut digunakan untuk menentukan prosentase kriteria terhadap semua jumlah

nilai kriteria yang ada. Selanjutnya prosentase kriteria ini digunakan untuk

menentukan bobot.

Setelah prosentase dapat ditentukan dari tiap-tiap aspek penilaian, langkah

selanjutnya adalah menentukan penilaian mekanisme pemelihan alternative desain

dengan bobot sesuai dengan prosentase diatas.

Tabel 2.2 Penilaian Pemilihan Alternatif Desain

KriteriaBobot

(K)

Alternatif 1 Alternatif II Alternatif III

Nilai (N) N x K Nilai (N) N x K Nilai (N) N x K

A 0,3 7 2,1 7 2,1 8 2,4

B 0,2 8 1,6 8 1,6 8 1,6

C 0,05 7 0,35 6 0,3 7 0,35

D 0,25 7 1,75 6 1,5 7 1,75

E 0,2 6 1,2 7 1,2 7 1,4

Jumlah 7,00 6,7 7,5

Keterangan nilai :

0 = sama sekali tidak menyelesaikan masalah

1 = sangat tidak cukup menyelesaikan masalah

2 = sangat sedikit menyelesaika masalah

3 = sedikit menyelesaikan masalah

4 = lumayan menyelesaikan masalah

5 = cukup menyelesaikan masalah

6 = cukup baik menyelesaikan masalah

7 = baik menyelesaikan masalah

8 = sangat baik menyelesaikan masalah

9 = baik sekali menyelesaikan masalah

10 = sempurna

(Cross, Nigel, 1995:128)

3.5 Analisis Pengembangan Alternatif Desain

Dari hasil penilaian ketiga alternatif mesin tersebut diperoleh hasil bahwa

alternatif desain 3 memperoleh nilai paling tinggi menurut kriteria penilaian desain

diatas, maka alternatif desain 3 yang dipilih sebagai rancangan yang akan digunakan.

Namun tidak menutup kemungkinan apabila nanti dikemudian hari ada

penyempurnaan dari desain yang telah ada atau adanya alternatif desain yang lebih

sempurna untuk aplikasi mesin pengisian dan pengemasan gelas plastik, sehingga

dapat meningkatkan efektifitas kinerja mesin menjadi lebih baik dan berguna

khususnya sebagai alat bantu pengisian dan pengemasan gelas plastik untuk home

industri.

Pada bagian selanjutnya muncul perhitungan - perhitungan berdasarkan desain

alat yang dipilih berdasarkan penyaringan perhitungan-perhitungan yang muncul

adalah :

1. Perhitungan daya motor yang dibutuhkan

2. Perhitungan lengan/piringan pemegang gelas (jig)

3. Perhitungan laju aliran fluida pada pengisian air

4. Perhitungan diameter poros dan kekuatan poros

3.6 Evaluasi

Evaluasi bertujuan untuk menilai hasil mesin pengisian dan pengemasan gelas

plastik sesuai yang diharapkan meliputi :

1. Hasil pengisian dan pengemasan

2. Interval waktu proses pengisian dan pengemasan

3. Perbandingan harga yang lebih murah dari harga pasaran