ANALISIS DESAIN PISAU SHREDDER DENGAN SIMULASI FINITE ELEMENT METHOD

Oleh :
Rosyid Dwi Kurniawan - I0422134 - Fak. Teknik

Pengelolaan limbah plastik berjenis Polypropylene (PP) yang ulet menghadapi kendala ketersediaan mesin pencacah yang umumnya berskala industri berdaya tinggi atau berskala kecil namun rentan kegagalan mekanis. Perancangan ini bertujuan mengembangkan mesin pencacah plastik PP skala UMKM dengan keandalan tinggi, berdaya maksimal 1000 Watt, berkapasitas 3-4 kg/jam, dan menghasilkan ukuran luaran 5 mm. Metode perancangan menggunakan pendekatan sistematik yang meliputi seleksi konsep MADM-SAW, perhitungan analitik, dan evaluasi kekuatan menggunakan pendekatan numerik Finite Element Method (FEM) pada komponen kritis. Konsep desain terpilih mengimplementasikan mekanisme poros tunggal (single shaft) yang digerakkan oleh motor AC 1 HP melalui sistem transmisi rantai. Hasil simulasi FEM menunjukkan bahwa desain awal pisau berbahan plat Hardox 500 memiliki konsentrasi tegangan kritis mencapai 545,53 MPa pada sudut tajamnya, yang berpotensi memicu kegagalan lelah (fatigue). Melalui optimasi geometri berupa penambahan radius fillet sebesar 3 mm pada area leher pisau, tegangan kerja maksimum berhasil diturunkan secara signifikan menjadi 86,39 MPa. Modifikasi struktural ini mampu meningkatkan faktor keamanan dinamis di atas 15 dan mencapai kriteria umur pakai tak terhingga (infinite life). Rancangan akhir ini kemudian diverifikasi melalui fabrikasi purwarupa fungsional skala 1:1, yang membuktikan bahwa integrasi komponen dan mekanisme poros heksagonal self-locking dapat beroperasi secara presisi, sehingga menghasilkan solusi teknologi daur ulang yang fungsional, aman, dan dapat dimanufaktur.