Peningkatan jumlah limbah plastik, khususnya botol PET, menuntut adanya teknologi pengolahan yang efektif, aman, dan mudah diterapkan. Salah satu tahapan penting dalam proses daur ulang adalah pencacahan plastik. Namun, komponen mata pisau pada mesin pencacah mengalami beban yang tinggi selama operasi sehingga perlu dirancang dengan kekuatan dan tingkat keamanan yang memadai. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan merancang mesin pencacah plastik berbasis sensor auto-stop serta menganalisis pengaruh variasi ketebalan mata pisau terhadap respons strukturalnya. Perancangan dilakukan melalui tahapan identifikasi kebutuhan pengguna, penyusunan House of Quality (HoQ), pengembangan dan seleksi konsep, perwujudan desain, serta analisis komponen kritis menggunakan metode Finite Element Method (FEM). Sistem yang dirancang terdiri atas rangka, sistem penggerak, sistem transmisi, mekanisme pencacah, dan sistem kontrol berbasis sensor auto-stop untuk meningkatkan keselamatan operasional. Analisis struktural difokuskan pada mata pisau pencacah dengan variasi ketebalan 2 mm, 4 mm, dan 6 mm. Hasil simulasi menunjukkan bahwa peningkatan ketebalan mata pisau menyebabkan penurunan tegangan dan deformasi serta peningkatan faktor keamanan. Ketebalan 2 mm menghasilkan tegangan von Mises maksimum sebesar 285,61 MPa dengan faktor keamanan minimum 0,88268 sehingga tidak memenuhi kriteria keamanan. Ketebalan 6 mm memberikan tegangan dan deformasi paling rendah serta faktor keamanan tertinggi sebesar 6,1401, namun menghasilkan desain yang lebih berat dan cenderung konservatif. Sementara itu, ketebalan 4 mm menghasilkan tegangan von Mises maksimum sebesar 90,639 MPa dengan faktor keamanan minimum 2,7814 sehingga telah memenuhi kriteria keamanan struktural sekaligus lebih efisien dibandingkan ketebalan 6 mm. Berdasarkan hasil analisis, ketebalan mata pisau 4 mm direkomendasikan sebagai desain optimum karena memberikan keseimbangan terbaik antara kekuatan struktur, faktor keamanan, efisiensi material, dan performa operasional. Secara keseluruhan, desain mesin pencacah plastik berbasis sensor auto-stop yang dikembangkan telah memenuhi kebutuhan fungsional, keselamatan, dan kelayakan teknis sehingga layak untuk dikembangkan lebih lanjut melalui proses manufaktur dan pengujian eksperimental.