Di suatu kota yang tumbuh pesat, permasalahan limbah plastik, khususnya botol plastik, telah menjadi tantangan serius yang dihadapi oleh masyarakat dan lingkungan sekitar. Seiring dengan peningkatan gaya hidup konsumerisme dan kebutuhan akan kemasan yang praktis, penggunaan botol plastik sebagai wadah minuman dan barang konsumsi sehari-hari menjadi semakin masif. Namun, di balik kenyamanan yang ditawarkan oleh botol plastik ini, tersembunyi dampak lingkungan yang signifikan. Dampaknya pun tak hanya terbatas pada lingkungan darat, tetapi juga menjangkiti ekosistem laut, membahayakan kehidupan laut, dan menciptakan masalah yang serius.
Masalah manajemen limbah plastik semakin memburuk dengan kurangnya infrastruktur daur ulang yang memadai dan minimnya kesadaran masyarakat terhadap pentingnya daur ulang. Botol plastik yang seharusnya dapat didaur ulang kembali ke dalam siklus produksi, seringkali berakhir di tempat pembuangan sampah, menambah beban limbah yang sulit diurai. Namun, di tengah tantangan ini, muncul harapan baru dalam bentuk mesin pultrusi. Mesin ini tidak sekadar menjadi perangkat teknologi, tetapi juga menjadi solusi kreatif terhadap permasalahan limbah botol plastik. Dengan menggunakan teknologi pultrusi, botol plastik bekas dapat diubah menjadi produk yang memiliki kegunaan baru. Proses ini menciptakan peluang untuk mengurangi jumlah limbah plastik sambil memberikan nilai tambah pada produk hasil daur ulang.
Mengenal Mesin Pultrusi
Mesin pultrusi atau bahasa Inggrisnya adalah pultrusion machine dapat digunakan dalam mengolah limbah botol plastik bekas menjadi filamen 3D printing yang kemudian dapat dibentuk sesuai keinginan pengguna. Merupakan gabungan dari dua kata, yaitu “pull” (tarik) dan “extrusion” (ekstrusi), “pull” merujuk pada penarikan plastik botok bekas yang telah dipotong seperti pita, sedangkan “extrusion” mengacu pada proses ekstrusi di mana material pita plastik dicetak membentuk filamen dengan dimensi bulat melalui blok pemanas nozzle 3d printing. Prosesnya kurang lebih adalah sebagai berikut:
Prinsip kerja mesin pultrusi adalah nozzle yang dilubangi khusus sehingga memungkinkan proses pultrusion filamen dengan diameter 1,75 mm. Pita plastik melewati blok pemanas yang diplastisisasi kemudian dibentuk oleh nozzle menjadi filamen. Berdasarkan hasil penelitian yang telah diterbitkan di jurnal Teknologi Rekayasa Teknik Mesin (JTRAIN), temperatur yang diperlukan untuk memanaskan blok adalah 205°C sedangkan kecepatan penggulungan filamen adalah 30 rpm.
Dalam bentuk mesin yang dapat dibuat sendiri, mesin pultrusion filamen dapat diatur menggunakan Arduino Uno. Arduino Uno berfungsi sebagai pengatur sensor kecepatan putaran penggulungan filamen dan pengatur setingan suhu pemanas. Keunggulan perangkat Arduino terletak pada kemampuannya untuk mengendalikan banyak komponen dalam satu rangkaian dan mempermudah proses pengaturan mesin. Dengan pengaturan terpusat pada satu mikrokontroler, perangkat mesin pultrusi bisa bekerja dengan membaca input dari sistem komponen yang akan diteruskan ke pin Arduino. Hasilnya, perangkat mengeluarkan perintah output dalam bentuk data, meningkatkan efisiensi proses pengaturan mesin.
Jika ingin membuat mesin pultrusi sendiri, berikut adalah skema dan bahannya:
Berikut nama-nama komponen yang terdapat pada mesin pultrusi di atas sebagaimana hasil riset yang telah terbit di jurnal Teknologi Rekayasa Teknik Mesin (JTRAIN):
- Saklar
- Arduino
- Controller
- Papan LCD 128 x 64
- Cutter Housing
- Cutter A-300
- Baut Ɵ 10mm
- Poros Ɵ 10 mm
- Plastic Roll
- Housing Ɵ 10 mm
- Nozzle
- Fan
- Wood
- Filamen Roll
- Gear Transmisi Ɵ 40 mm
- Gear Transmisi Ɵ 60 mm
- Kaki Penyangga
- Motor Stepper DC
Sementara itu, jika ingin lebih ringkas dan komponennya lebih sedikit, berikut adalah desain mesin pultrusi sebagai mana telah dipublikasikan di International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research.
Dari hasil pengujian pada limbah botol plastik berukuran 1,5 L, ditemukan bahwa panjang filamen yang dihasilkan mencapai 7,8 m dengan berat 15 gram. Standar massa filamen yang biasanya dijual untuk 3D printer adalah satu gulungan (roll) memiliki massa 1 kg. Oleh karena itu, untuk mencapai standar tersebut, limbah botol bekas perlu memiliki panjang filamen sekitar 520,02 m, yang setara dengan 67 botol plastik berukuran 1,5 L. Filamen yang dihasilkan melalui mesin pultrusi dapat memiliki diameter seragam, warna yang berkilau, dan permukaan yang halus, menjadikannya sesuai untuk melalui proses cetak produk.
Bagaimana menarik sekali bukan? Tidakkah Sahabat Warstek tertarik untuk membuat mesin ini?
Daftar Pustaka
Taufik, M., Lubis, G. S., & Ivanto, M. Rancang Bangun Mesin Pultrusion Pembuat Filamen 3D Printing Berbasis Limbah Plastik Botol PET. JTRAIN: Jurnal Teknologi Rekayasa Teknik Mesin, 4(1), 01-08.
Tylman, I., & Dzierżek, K. (2020). Filament for a 3D Printer from Pet Bottles-Simple Machine. International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research, 9(10), 1386-1392.
