Yogyakarta — Produksi tabung suntik plastik sekali pakai dapat dibuat lebih efisien melalui desain cetakan injeksi 12 rongga berbasis simulasi aliran material. Temuan ini dilaporkan Cahyo Budiyantoro dan Anggie Apriandanu dari Universitas Muhammadiyah Yogyakarta dalam penelitian yang dipublikasikan tahun 2026 di East Asian Journal of Multidisciplinary Research. Studi tersebut menunjukkan bahwa optimalisasi sistem saluran material mampu menurunkan tekanan produksi, mempercepat waktu siklus, dan mengurangi limbah plastik pada proses manufaktur alat kesehatan.
Tabung suntik plastik merupakan komponen utama alat suntik medis sekali pakai yang harus diproduksi dalam jumlah besar dengan presisi tinggi. Ketidakseimbangan aliran material selama proses pencetakan dapat menyebabkan cacat produk seperti deformasi bentuk, rongga udara, atau ketidakteraturan dimensi yang berpotensi memengaruhi keamanan penggunaan di bidang medis.
Selama ini, teknologi injection molding menjadi metode utama dalam produksi tabung suntik karena mampu menghasilkan produk dalam jumlah besar dengan kualitas seragam. Namun desain cetakan yang kurang optimal sering menyebabkan distribusi material tidak merata sehingga meningkatkan tekanan injeksi, memperpanjang waktu produksi, dan menambah pemborosan bahan baku plastik.
Penelitian yang dilakukan tim Universitas Muhammadiyah Yogyakarta berfokus pada pengembangan desain cetakan injeksi dengan 12 rongga menggunakan sistem three-plate mold. Sistem ini memungkinkan pemisahan otomatis antara produk dan saluran sisa material tanpa proses tambahan manual, sehingga meningkatkan efisiensi produksi pada skala industri.
Simulasi dilakukan menggunakan perangkat lunak Moldflow untuk mengevaluasi distribusi aliran plastik cair di dalam cetakan sebelum proses produksi dilakukan secara nyata. Dua variasi tata letak saluran material dibandingkan untuk menentukan desain paling optimal dalam menghasilkan tabung suntik berkualitas tinggi dengan waktu produksi lebih singkat.
Hasil simulasi menunjukkan bahwa tata letak runner pertama memberikan performa paling stabil dibandingkan alternatif kedua. Desain tersebut menghasilkan waktu pengisian cetakan sekitar 0,5577 detik dengan tekanan injeksi 49,50 MPa, lebih rendah dibandingkan desain alternatif yang mencapai 54,89 MPa. Tekanan yang lebih rendah berperan penting dalam mengurangi risiko cacat produk selama proses pencetakan.
Selain itu, desain runner pertama menunjukkan stabilitas dimensi produk yang lebih baik dengan tingkat penyusutan volumetrik sekitar 13,90 persen. Temperatur maksimum produk juga lebih rendah dibandingkan alternatif kedua sehingga risiko deformasi akibat panas dapat ditekan secara signifikan.
Efisiensi penggunaan material menjadi keunggulan lain dari desain yang diusulkan. Limbah saluran material hanya sekitar 25,95 gram, lebih kecil dibandingkan desain alternatif yang menghasilkan limbah hingga 30,80 gram. Pengurangan limbah ini berkontribusi langsung terhadap efisiensi biaya produksi sekaligus mendukung praktik manufaktur yang lebih ramah lingkungan.
Penelitian ini juga menggunakan material polypropylene medis jenis Polyflam RPP1058UHF yang memiliki transparansi tinggi dan kompatibilitas dengan standar keamanan perangkat kesehatan. Material tersebut memungkinkan tenaga medis melihat volume cairan secara jelas di dalam tabung suntik serta mengurangi risiko kesalahan dosis saat penggunaan.
Selain optimalisasi jalur aliran plastik, penelitian juga merancang struktur cetakan menggunakan kombinasi material baja SUJ 2 dan S 55 C. Material SUJ 2 digunakan pada komponen yang mengalami gesekan tinggi karena memiliki ketahanan aus yang baik, sedangkan material S 55 C digunakan pada bagian struktur utama cetakan karena kekuatan mekanisnya tinggi dan lebih ekonomis untuk produksi industri.
Menurut Cahyo Budiyantoro dari Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, penggunaan simulasi desain sebelum proses produksi memungkinkan industri memprediksi potensi cacat produk sejak tahap perancangan. Pendekatan ini membantu produsen alat kesehatan meningkatkan kualitas produk sekaligus menekan biaya produksi secara signifikan.
Temuan ini menjadi penting bagi industri perangkat medis yang membutuhkan produksi massal dengan standar presisi tinggi. Optimalisasi desain cetakan tidak hanya meningkatkan kecepatan produksi, tetapi juga menjaga konsistensi kualitas tabung suntik yang digunakan dalam pelayanan kesehatan.
Selain berdampak pada sektor industri, penelitian ini juga memperlihatkan pentingnya integrasi teknologi simulasi dalam pendidikan teknik manufaktur modern. Pendekatan berbasis simulasi memungkinkan proses perancangan produk dilakukan secara lebih efisien dan akurat sebelum masuk tahap produksi nyata.
Ke depan, penelitian lanjutan masih diperlukan untuk mengevaluasi pengaruh parameter lain seperti temperatur cetakan, kecepatan injeksi, tekanan penahanan, dan sistem pendinginan terhadap kualitas akhir tabung suntik. Pengembangan lanjutan ini diharapkan dapat semakin meningkatkan stabilitas produksi dalam skala industri besar.
Cahyo Budiyantoro dan Anggie Apriandanu merupakan peneliti dari Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
0 Komentar