Mesin Injeksi Plastik.Secara umum mesin injeksi plastik tipe horisontal terdiri dari beberapa bagian unit dan sistem, antara lain.

1. Mold Clamp Unit [Unit Pencekam Cetakan]. Unit ini berfungsi untuk menggerakkan Mold dengan gerakan membuka dan menutup. Gerakan ini terbagi dalam 3 setting kecepatan dan 1 setting tambahan, baik untuk gerakan Menutup maupun gerakan Membuka. Untuk gerakan Menutup terdiri atas gerakan : 1. Perlahan 2. Cepat 3. Perlahan dan 4. Mencekam Mold. Sedangkan untuk gerakan Membuka terdiri atas gerakan : 1. Melepas Cekam Mold 2. Perlahan 3. Cepat 4. Perlahan. Lalu dilanjutkan dengan gerakan Ejector untuk mendorong Produk keluar dari Mold, yaitu dari sisi Core.

Pada saat Mencekam Mold, Mesin harus mampu menahan Gaya Membuka [Open Force] ketika proses injeksi berlangsung. Karena proses injeksi juga adalah kekuatan Hidrolik yang cukup besar. Jika Mesin tidak mampu menahan, maka Mold akan sedikit terbuka sehingga material cair plastik akan luber dari cetakannya. Ada 2 tipe Mold Clamp Unit, yaitu Straight Hydrolic Type [Tipe Hidrolik Langsung] dan Toggle Type [Tipe Togel] yang terdiri dari rangkaian batang, baik yang disupport oleh Sistem Hidrolik maupun Sistem Servo Motor [Mechatronic].

Dengan menggunakan dasar rumus yang sama, yaitu : F = P x A.

Dimana F adalah Gaya [Force] dalam satuan kg atau ton, P adalah Tekanan Hidrolik [Hydrolic Pressure] dalam satuan kg/cm, dan A adalah Luas Penampang [Area] dalam satuan cm.

Maka kita bagi 2 menjadi : F1 dan F2. Sehingga F1 = P1 x A1. Untuk F1 adalah Gaya Cekam Mold, P1 adalah Setting Tekanan Hidrolik, dan A1 adalah Luas Penampang Batang Silinder Hidrolik Mesin. Dan : F2 = P2 x A2. Untuk F2 adalah Gaya Membuka Mold Ketika Proses Injeksi berlangsung, P2 adalah Setting Tekanan Injeksi, dan A2 adalah Luas Penampang Produk secara keseluruhan dengan arah tekanan yang mengakibatkan Membuka Mold. Maka : Hasil perhitungan F1 harus lebih besar dari hasil perhitungan F2. Biasanya angka tipe mesin mengacu pada perhitungan maksimum F1. Misalnya mesin Nissei FV860, maka angka 860 adalah maksimum F1 dalam satuan ton [dimana 1 ton = 1000 kg]. Demikian juga untuk mesin Toshiba IS850E atau IS850GT, maka angka 850 adalah maksimum F1 nya.

2. Injection Unit [Unit Injeksi]. Disinilah pengolahan Polimer Plastik berlangsung, yang dimulai dengan masuknya Polimer dalam bentuk Pellet [Granule], kemudian dipanaskan didalam Tungku [Barrel] dengan suhu lumer Plastik yang bersangkutan sambil diperlakukan adukan [Mixing] oleh bentuk Screw di dalam Tungku. Dengan bentuk yang sedemikian rupa sehingga Screw ini berfungsi sebagai Feeder dan juga Sebagai Mixer Plastik cair agar pencampuran warna plastik menjadi rata dan seimbang [konstant].

Lalu dari unit inilah di Injeksikan atau disuntikkan ke dalam cetakan [Mold] dengan setting yang melibatkan Tekanan Hidrolik [Hydrolic Pressure] dalam satuan kg/cm, Kecepatan [Velocity] dalam satuan %, Posisi [Limit Switches] dalam satuan mm, Waktu [Time] dalam satuan detik, dan Suhu [Temperature] dalam satuan C.

Unit Injeksi akan melakukan Proses Injeksi Plastik setelah ada konfirmasi dari Unit Mold Clamp berupa sinyal dari PS1 [Pressure Switch 1] dengan minimum Tekanan 100 kg/cm, kemudian Unit Injeksi akan menyentuhkan Nozle ke Sprue Bush Mold juga dengan tekanan minimum 100 kg/cm sebagai konfirmasi PS2 [Pressure Switch 2] . Tekanan ini untuk mencegah terjadinya kebocoran material plastik cair dari celah antara Nozle dan Sprue Bush Mold. Setelah ada sinyal PS2, maka Proses Injeksi berlangsung.

3. Sistem Penggerak [Drive System]. Saat ini masih umum dengan media Oli, atau yang biasa disebut dengan Sistem Hidrolik [Hydrolic System], baik untuk mesin tipe Straight Hydrolic maupun tipe Toggle. Namun dewasa ini untuk tipe Toggle sudah banyak meng-aplikasikan Servo Motor [Full Electric System]. Kelebihan mesin yang sudah mengaplikasikan Servo Motor gerakan mesin lebih tenang, tidak gedebak-gedebuk seperti tipe Straight Hydrolic. Juga tentunya tidak berisik, dan cenderung lebih bersih karena tidak menggunakan banyak Oli, yang mana untuk sistem Hidrolik ada celah kecil saja akan terjadi kebocoran yang mengakibatkan area mesin terdapat genangan-genangan Oli.Namun bukan berarti untuk mesin-mesin baru tidak lagi menggunakan sistem Hidrolik. Untuk sebagian pengguna merasa lebih cocok dengan tipe Hidrolik, sehingga pembuat mesin injeksi plastik masih mengeluarkan mesin tipe hidrolik yang tentunya beberapa bagian sudah di design ulang untuk memperbaiki performanya.

4. Sistem Kontrol [Control System]. Adalah sistem penjamin bahwa urutan cara kerja mesin harus benar dan sesuai dengan program yang sudah dibuat oleh pembuat mesin. Sehingga setiap gerakan, setiap perubahan, sinyal-sinyal sensor yang bisa ratusan jumlahnya bisa saling mengikat, saling berhubungan dan saling mengunci dan sehingga kinerja mesin tetap terjaga. Apalagi yang berhubungan dengan sistem keamanan dan keselamatan pengguna mesin, maka dibuat berlapis, sehingga bisa menghilangkan resiko karena resiko human error pengguna mesin itu sendiri.

Injection molding

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Belum DiperiksaLangsung ke: navigasi, cari

Injection molding adalah metode pembentukan material termoplastik dimana material yang meleleh karena pemanasan diinjeksikan oleh plunger ke dalam cetakan yang didinginkan oleh air sehingga mengeras.

Meskipun banyak variasi dari proses dasar ini, 90 persen injection molding adalah memproses material termoplastik. Injection molding mengambil porsi sepertiga dari keseluruhan resin yang dikonsumsi dalam pemrosesan termoplastik. Sekarang ini bisa dipastikan bahwa setiap kantor, kendaraan, rumah, pabrik terdapat barang-barang dari plastik yang dibuat dengan cara injection molding, misalnya pesawat telepon, printer, keyboard, mouse, rumah lampu mobil ,dashboard, reflektor, roda gigi, helm, televisi, sisir, roda furnitur, telepon seluler, dan masih banyak lagi yang lain.

Daftar isi

1 Sejarah 2 Proses 3 Jendela proses 4 Gas Assisted Injection Molding 5 Mesin injection molding

5.1 Komponen utama 5.2 Jenis-jenis mesin injection molding 6 Referensi 7 Daftar pustaka 8 Pranala luar

Sejarah

Mesin injection molding tercatat telah dipatenkan pertama kali pada tahun 1872 di Amerika Serikat untuk memproses celluloid. Berikutnya pada tahun 1920-an di Jerman mulai dikembangkan mesin injection molding namun masih dioperasikan secara manual dimana pencekaman mold masih menggunakan tuas. Tahun 1930-an ketika berbagai macam resin tersedia dikembangkan mesin injection molding yang dioperasikan secara hidraulik. Pada era ini kebanyakan mesin injection moldingnya masih bertipe single stage plunger. Pada tahun 1946 James Hendry membuat mesin injection molding tipe single-stage reciprocating screw yang pertama. Mulai tahun 1950-an relay dan timer mulai digunakan untuk pengontrolan proses injeksi nya.

Mesin injection molding ukuran kecil, tampak hopper, nozzle dan clamping unit

Proses

Termoplastik dalam bentuk butiran atau bubuk ditampung dalam sebuah hopper kemudian turun ke dalam barrel secara otomatis (karena gaya gravitasi) dimana ia dilelehkan oleh pemanas yang terdapat di dinding barrel dan oleh gesekan akibat perputaran sekrup injeksi. Plastik yang sudah meleleh diinjeksikan oleh sekrup injeksi (yang juga berfungsi sebagai plunger) melalui nozzle ke dalam cetakan yang didinginkan oleh air. Produk yang sudah dingin dan mengeras dikeluarkan dari cetakan oleh pendorong hidraulik yang tertanam dalam rumah cetakan selanjutnya diambil oleh manusia atau menggunakan robot. Pada saat proses pendinginan produk secara bersamaan di dalam barrel terjadi proses pelelehan plastik sehingga begitu produk dikeluarkan dari cetakan dan cetakan menutup, plastik leleh bisa langsung diinjeksikan.

Jendela proses

Molding area diagram

Jendela proses atau juga disebut Molding Area Diagram adalah sebuah indikator seberapa jauh kita bisa memvariasikan proses dan masih bisa membuat produk yang memenuhi syarat. Idealnya jendela proses cukup lebar sehingga bisa mengakomodasi variasi alami yang terjadi selama proses injeksi. Jika jendela proses terlalu sempit maka ada risiko menghasilkan produk yang cacat akibat variasi proses injeksi berada di luar jendela. Jendela proses berbeda-beda untuk tiap resin karena masing-masing resin memiliki titik leleh (temperatur transisi gelas, Tg) yang berbeda-beda.

Jika temperatur proses terlalu rendah maka ada kemungkinan material tidak meleleh dan jika meleleh maka viskositasnya sangat tinggi sehingga memerlukan tekanan injeksi yang sangat tinggi. Jika tekanan injeksi terlalu tinggi maka akan menimbulkan flash atau burr pada garis pemisah cetakan akibat gaya pencekaman lebih kecili dari tekanan injeksi. Dan jika temperatur proses terlalu tinggi maka material akan mengalami kerusakan atau terbakar.

Gas Assisted Injection Molding

Gas Assisted Injection Molding melibatkan penggunaan gas bertekanan tinggi dalam proses injeksi. Ketika mold baru terisi sebagian material plastik leleh (1), gas bertekanan tinggi diinjeksikan. Gas ini akan mendorong plastik leleh ke arah dinding-dinding cetakan (2). Tekanan gas tetap dipertahankan untuk memberikan tekanan pemadatan sementara produk mengalami pendinginan (3). Gas yang biasa dipakai adalah gas Nitrogen karena bersifat inert.

Keuntungan[1]:

1. Leluasa dalam mendesain bentuk-bentuk produk berongga, berdinding tipis ataupun tebal dan berbentuk batang atau pipa

2. Kekakuan produk lebih tinggi akibat adanya ruang kosong (momen inersia polar lebih tinggi)

3. Memerlukan jumlah gate lebih sedikit sehingga mengurangi weldline4. Tidak ada cacat sinkmark pada produk-produk yang tebal

5. Tekanan injeksi dan pemadatan yang lebih rendah

6. Distribusi tekanan pemadatan lebih merata

7. Siklus injeksi lebih cepat akibat waktu pendinginan yang lebih singkat.

8. Produk yang lebih ringan

Mesin injection molding

Komponen utama

1. Unit injeksi - bagian dari mesin injection molding yang berfungsi untuk melelehkan material plastik, terdiri dari hopper, barrel dan screw.

2. Mold - bagian dari mesin injection molding dimana plastik leleh dicetak dan didinginkan

3. Unit pencekam - bagian dari mesin injection yang berfungsi untuk mencekam mold pada saat penginjeksian material ke dalam cetakan sekaligus menyediakan mekanisme pengeluaran produk dari mold

Sebuah mold akan dipasang ke mesin injection molding

Jenis-jenis mesin injection molding

1. Berdasarkan metode pencekaman cetakan

1. pencekam toggle2. pencekam hidraulik

2. Berdasarkan proses pelelehan bijih plastik

1. single-stage plunger

2. two-stage screw-plunger

3. single-stage reciprocating-screw3. Berdasarkan tonase - Mesin injection molding dibedakan berdasarkan besarnya gaya pencekaman maksimum yang bisa diberikan. Kisarannya mulai dari 5 ton untuk menghasilkan produk seberat 10 gram sampai dengan 5000 ton untuk menghasilkan produk seberat 50 kilogram.[1]

Mesin injection molding 1300 ton dengan tambahan robot di bagian atas mesin untuk pengambilan produk dari mold

Referensi

1. ^ a b Anonymous; et al. (2002). The Injection Molding of Quality Parts - Process Engineering Alternatives and Process Selection (ed. 1st). Bayer AG - Plastics Business Group, D-51368 Leverkusen. hlm.18.

Daftar pustaka

(Inggris) Strong, A. Brent (2006). "Plastics: Materials and Processing". Pearson Prentice Hall ISBN 0-13-114558-4 (Inggris) R.J. Crawford (2002). Plastic Engineering. Buttenworth-Heinemann ISBN 0-7506-3764-1 (Inggris) Anonym (1995). The Wordsworth Dictionary of Science & Technology. Wordsworth Reference ISBN 1-85326-351-6 (Inggris) Charles A. Harper (2000). Modern Plastic Handbook. McGraw-Hill, ISBN 0-07-026714-6Pranala luar

(Inggris) Close mold fabrication (Inggris) Society of Plastic Engineer (Inggris) Injection Molding (Grand Valley State University)mesin cetak injeksi bekerja: dengan suntikan dengan jarum suntik yang mirip dengan itu adalah penggunaan sekrup (atau plunger) dorong, akan memiliki cair yang Baik Plastik (yaitu aliran viskos) dari plastik disuntikkan ke Baik ditutup rongga, dibentuk oleh proses pasca-curing untuk mendapatkan produk.

2, Injection molding adalah proses siklik, dengan siklus masing-masing termasuk: dosis? Peleburan plastik? tekanan injeksi? Mengisi keren? Kai-mode pickup. Hapus plastik demi satu Cetakan tertutup, siklus berikutnya.

3, injection molding item operasi mesin: mesin cetak injeksi termasuk operasi kontrol keyboard, operasi sistem kontrol listrik dan operasi dari tiga sistem hidrolik. Tindakan injeksi proses yang terpisah, tindakan makan, injeksi tekanan, injeksi kecepatan, pilihan atas jenis, laras bagian dari regulasi suhu pemantauan tekanan, injeksi tekanan dan kembali dan sebagainya.

4, umumnya injeksi sekrup proses mesin adalah: pertama bergabung dengan barel plastik mesin butiran atau bubuk, dan dengan memutar sekrup dan dinding barel untuk memanaskan plastik cair, dan kemudian mesin cetakan injeksi dan Blok gabungan ke depan, sehingga nozzle erat menyejajarkan gerbang jamur, dan menambah tekanan pada minyak untuk obligasi ke silinder injeksi, sekrup ke depan untuk tekanan yang sangat tinggi dan kecepatan yang lebih cepat daripada suhu akan mencair ke dalam cetakan tertutup rendah, dan tekanan dari waktu ke waktu untuk mempertahankan (atau tekanan memegang) , pendingin, dipadatkan cetakan, cetakan dapat dihapus produk (tekanan memegang rongga cetakan untuk mencegah lelehan aliran anti-, bahan rongga Model tambahan, dan untuk memastikan produk memiliki kepadatan tertentu dan toleransi). Persyaratan dasar adalah bahwa injection molding plastik, injeksi dan moulding. Produk cetakan plastik untuk mencapai dan menjamin kualitas premis, tetapi untuk memenuhi persyaratan molding, injeksi harus memastikan bahwa tekanan yang cukup dan kecepatan. Sementara itu, karena tekanan injeksi yang tinggi, yang sesuai dihasilkan dalam rongga tekanan tinggi (rata-rata tekanan rongga umumnya antara 20 ~ 45MPa), sehingga harus ada cukup kekuatan penjepit besar. Ini menunjukkan bahwa perangkat cetakan injeksi adalah perangkat Hop komponen mesin injection molding kunci.

5, evaluasi produk plastik terutama tiga aspek, pertama adalah penampilan kualitas, termasuk kilau integritas,, warna, dll; kedua adalah antara ukuran dan akurasi posisi relatif, ketiga, dan menggunakan sifat fisik yang sesuai, sifat kimia, kinerja listrik. Persyaratan kualitas ini sesuai dengan produk yang berbeda menggunakan kesempatan itu untuk meminta skala berbeda. Produk, terutama dalam cetakan cacat desain, manufaktur presisi dan keausan dan sebagainya. Namun pada kenyataannya, pabrik pengolahan plastik cenderung menderita dari muka staf teknis untuk menggunakan teknologi untuk menebus masalah yang disebabkan oleh keberhasilan cetakan terbatas cacat situasi yang sulit.

6, regulasi teknologi proses produksi untuk meningkatkan kualitas produk dan sarana penting produksi. Sebagai injection molding siklus itu sendiri sangat singkat, jika kondisi buruk ditangani, limbah akan ada habisnya. Dalam proses penyesuaian kapan waktu terbaik hanya untuk mengubah suatu kondisi untuk mengamati beberapa kali, jika tekanan, temperatur, waktu dan selaras dengan semua kata-kata, mudah untuk menyebabkan kebingungan dan kesalahpahaman, ada sesuatu yang salah tidak tahu apa alasan . Langkah-langkah proses penyesuaian, berarti banyak. Sebagai contoh: untuk memecahkan masalah ketidakpuasan Catatan produk sebanyak selusin solusi yang mungkin, untuk memecahkan inti dari masalah untuk memilih satu atau dua program utama, benar-benar dapat memecahkan masalah. Selain itu, solusi juga harus memperhatikan hubungan dialektis. Sebagai contoh: produk muncul depresi, kadang-kadang untuk menaikkan suhu bahan, kadang-kadang untuk mengurangi suhu materi, kadang-kadang meningkatkan jumlah makan, dan kadang-kadang untuk mengurangi jumlah makan. Membalikkan langkah untuk mengenali kemungkinan untuk memecahkan masalah.

INJECTION MOLDING dan PENERAPANNYA di INDUSTRI MANUFAKTURDewasa ini, terjadi pertumbuhan yang sangat pesat pada penggunaan produk plastik di industri manufaktur karena sangat serbaguna dan memiliki nilai ekonomis yang tinggi. Dukungan ilmu pengetahuan dan teknologi sangat diperlukan khususnya untuk pemanfaatan dan pengolahan polimer, sehingga dapat dihasilkan produk plastik dengan kuantitas yang cukup tinggi dan kualitas yang baik. Salah satu teknik yang cukup efektif dan banyak dipergunakan untuk pengolahan bahan thermoplastic adalah injection molding. Injection Molding banyak dipilih karena memiliki beberapa keuntungan diantaranya : kapasitas produksi yang tinggi, sisa penggunaan material (useless material) sedikit dan tenaga kerja minimal. Sedangkan kekuranganya, biaya investasi dan perawatan alat yang tinggi , serta perancangan produk harus mempertimbangkan untuk pembuatan disain moldingnya.Keyboard, mouse, panel TV, pesawat telepon merupakan hasil pengolahan plastik dengan menggunakan teknik injection molding. Teknik ini pertama kali dikenalkan oleh John Wesley Hyatt pada tahun 1868, dengan melakukan injeksi celluloid panas ke dalam mold, untuk membuat bola billiar. Bersama saudara perempuannya Isaiah, dia mematenkan mesin injection mold untuk penyedot debu tahun 1872. Tahun 1946 James Hendri untuk pertama kalinya membuat mesin screw injection mold, sehingga terjadi perubahan besar pada industri plastik. Dan 95% mesin molding saat ini mengikuti teknik ini, untuk menghasilkan efisiensi panas, efisiensi campuran dan injeksi plastik ke molding.Pada tulisan ini, mesin injection molding tipe screw yang akan dipergunakan dalam pembahasan, karena tipe ini lebih banyak diaplikasikan di industri manufaktur, untuk pengolahan plastik. DEFINISI Mold dapat didefinisikan sebagai cetakan, atau proses yang dipergunakan dalam industri manufaktur untuk mencetak material. Sedangkan Injection Molding merupakan salah satu teknik pada industri manufaktur untuk mencetak material dari bahan thermoplastic. Material thermoplasctic yang biasa dicetak dengan teknik Injection Molding : Polystyrene, Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS), PMMA (Polymethyl Methacrylatic) dll.MESIN INJECTION MOLDING (Type Screw)

1. PRINSIP KERJAMaterial plastik dalam bentuk granular atau powder dimasukkankedalam hooper. Pada saat screw berputar searah jarum jam, makaraw material plastik yang ada didalam hopper akan turun kedalambarrel, yang selanjutnya masuk kedalam ruang antara screw dandinding barrel. Akibat putaran screw, maka material yang sudahberada didalam barrel akan terdorong kedepan oleh sirip dari profilulir screw menuju nozzle.Putaran screw ini digerakkan oleh motor listrik melalui suatu transmisiroda gigi/belt.Pada dinding sebelah luar barrel dipasang beberapa electrical heaterdengan pengaturan kapasitas kalor adalah semakin kedepansemakin tinggi kapasitas kalornya, sehingga temperature padadaerah ujung nozzle sudah mencapai tingkat melting plastik.Dengan demikian ruangan antara ujung screw dan ujung barrel akanterisi material plastik leleh. Karena volume plastik pada ruangandidepan ujung screw makin lama makin banyak akibat putaran screw,maka hal ini mengakibatkan screw akan terdorong kebelakangsampai suatu saat berhenti karena menyentuh control switch.Pangkal screw dihubungkan dengan piston yang terdapat didalamsilinder hydraulic. Apabila hydraulic oil dengan tekanan tertentudimasukkan kedalam silinder, maka piston akan bergerak mendorongscrew sehingga plastik leleh yang ada didalam ruangan antara ujungscrew dan ujung barrel akan terinjeksikan kedalam mould cavitymelalui nozzle

Setelah rongga cavity terisi penuh dengan plastik yang diinjeksikan,maka tekanan piston di holding beberapa saat, setelah itu tekananpiston dihentikan.Selanjunya screw diputar kembali sehingga terjadi lagi prosespemasukan material; plastik dari hopper kedalam ruangan antaraujung screw dan ujung barrel.Material plastik yang mengisi rongga cavity pada kondisi leleh,sehingga untuk dapat dikeluarkan dari cetakan dalam bentuk produk,maka harus dilakukan proses pendinginan. Periode prosespendinginan yang diperlukan untuk membekukan material plastikleleh yang diinjeksikan hingga cukup kuat untuk dikeluarkan tanpaterjadi deformasi disebut cooling time.Setelah proses cooling selesai maka moving plate (male plate) akanbergerak mundur, plate-plate dari mould akan membuka dimanabeberapa komponen ikut bergerak dengan moving plate (termasukproduk) dan sebagian tetap diam bersama fix plate.Pada saat mould membuka, produk akan mencengkeram core padamoving plate akibat faktor penyusutan pada saat proses cooling.Setelah langkah moving plate membuka maka stripper plate dan/atauejector pin akan mendorong produk lepas dari core/male plate danjatuh keluar mould.Moving plate selanjutnya bergerak maju dan mould kembali menutupuntuk melakukan proses injeksi pada siklus berikutnya

JENIS DAN KOMPONEN UTAMA MESIN INJECTON

Posted by Djendrals Jack 0 comments

Komponen utama

1. Unit injeksi bagian dari mesin injection molding yang berfungsi untuk melelehkan material plastik, terdiri dari hopper, barrel dan screw.

2. Mold bagian dari mesin injection molding dimana plastik leleh dicetak dan didinginkan

3. Unit pencekam bagian dari mesin injection yang berfungsi untuk mencekam mold pada saat penginjeksian material ke dalam cetakan sekaligus menyediakan mekanisme pengeluaran produk dari mold

Jenis-jenis mesin injection molding

1. Berdasarkan metode pencekaman cetakan

1. pencekam toggle

2. pencekam hidrolik

2. Berdasarkan proses pelelehan bijih plastik

1. single-stage plunger

2. two-stage screw-plunger

3. single-stage reciprocating-screw

3. Berdasarkan tonase Mesin injection molding dibedakan berdasarkan besarnya gaya pencekaman maksimum yang bisa diberikan. Kisarannya mulai dari 5 ton untuk menghasilkan produk seberat 10 gram sampai dengan 5000 ton untuk menghasilkan produk seberat 50 kilogram.

Definisi Plastic Injection Molding

Plastic Injection Molding ( PIM ) merupakan metode proses produksi yang cenderung menjadi pilihan untuk digunakan dalam menghasilkan atau memproses komponen-komponen yang kecil dan berbentuk rumit, dimana biayanya lebih murah jika dibandingkan dengan menggunakan metode-metode lain yang biasa digunakan (Boses, 1995). Gambar 2.1 memperlihatkan kemampuan pemrosesan dan tingkat ketelitian komponen yang dihasilkan dengan PIM dibandingkan dengan proses-proses lain. Proses ini mampu menghasilkan bentuk rumit dalam jumlah besar maupun kecil pada hampir semua jenis bahan termasuk logam, keramik, campuran logam dan plastik.

Salah satu keistimewaan proses PIM ialah kemampuannya dalam menggabungkan dan menggunakan kelebihan-kelebihan teknologi seperti kemampuan pembentukan bahan plastik, ketepatan dalam proses pencetakan dan kebebasan memilih bahan. Hal ini digambarkan pada gambar 2.2. Komponen yang dihasilkan dengan teknologi PIM kini banyak digunakan dalam industri otomotif, kimia, penerbangan, listrik, komputer, kedokteran dan peralatan militer.

Keistimewaan Proses Plastic Injection Molding ( PIM )Secara umum proses PIM dibagi menjadi beberapa tahap seperti pada gambar diatas. Proses ini dimulai dengan mencampur serbuk dan bahan pengikat. Kemudian campuran ini dibutirkan lalu disuntik ke dalam cetakan ( mould) sesuai dengan bentuk yang diinginkan. Komponen yang dihasilkan dari proses injeksi disebut Green Compact. Bahan pengikat yang digunakan kemudian dipisahkan melalui proses yang disebut sebagai proses pemisahan (debinding). Komponen yang telah dibuang bahan pengikatnya disebut Brown Compact, yang selanjutnya dipanaskan pada suhu di bawah titik didih bahan utama plastik yang digunakan. Proses ini disebut proses pemanasan (sintering). Komponen hasil pemanasan lalu didinginkan.

Tahapan Proses Plastic Injection Molding ( PIM ) (German 1990 )

Masalah biaya sering menjadi kendala dalam usaha pengembangan teknologi manufaktur. Hal ini juga terjadi pada proses PIM. Biaya bahan mentah yang terdiri dari serbuk plastik dan bahan pengikat diperkirakan hampir 25,36 % dari biaya keseluruhan. Sedangkan bahan pengikat diperkirakan 40% dari biaya bahan mentah tersebut dan ini relatif tinggi, sehingga dianggap penting untuk menemukan pengganti bahan pengikat tersebut dengan biaya yang lebih ekonomis dan mempunyai sifat-sifat yang diinginkan.

Pengenalan Bahan Baku Plastik adalah bahan sintetis yang dapat diubah bentuk dan dapat mempertahankan perubahan bentuk serta dikeraskan tergantung pada strukturnya.

Pada dasarnya plastik secara umum digolongkan ke dalam 3 (tiga) macam dilihat dari temperaturnya yakni :

1. Bahan Thermoplastik (Thermoplastic) yaitu akan melunak bila dipanaskan dan setelah didinginkan akan dapat mengeras. Contoh bahan thermoplastik adalah : Polistiren, Polietilen, Polipropilen, Nilon, Plastik fleksiglass dan Teflon.

2. Bahan Thermoseting (Thermosetting) yaitu plastik dalam bentuk cair dan dapat dicetak sesuai yang diinginkan serta akan mengeras jika dipanaskan dan tetap tidak dapat dibuat menjadi plastik lagi. Contoh bahan thermosetting adalah : Bakelit, Silikon dan Epoksi.

3. Bahan Elastis (Elastomer) yaitu bahan yang sangat elastis. Contoh bahan elastis adalah : karet sintetis.

Berikut pembagian polymer secara umum :

( sumber : Pengetahuan Dasar Plastik, penerbit : PT. Tri Polyta Indonesia, tbk )

Polimer memiliki beberapa karakteristik untuk menggambarkan sifat fisik dan sifat kimianya. Sifat-sifat tersebut akan mempengaruhi aplikasi penggunaan polimer tersebut.

Karakteristik polimer antara lain :

1. Crystallinity (kristalinitas)

Struktur polimer yang tidak tersusun secara teratur umumnya memiliki warna transparan. Karakteristik ini membuat polimer dapat digunakan untuk berbagai aplikasi seperti pembungkus makanan, kontak lensa dan sebagainya. Semakin tinggi derajat kristalisasinya, semakin sedikit cahaya yang dapat melewati polimer tersebut.

2. Thermosetting dan Thermoplastic (Daya tahan terhadap panas)

Berdasarkan ketahanannya terhadap panas, polimer dibedakan menjadi polimer thermoplastic dan thermosetting. Polimer thermoplastic dapat melunak bila dipanaskan, sehingga jenis polimer ini dapat dibentuk ulang. Sedangkan polimer thermosetting setelah dipanaskan tidak dapat dibentuk ulang. Ketahanan polimer terhadap panas ini membuatnya dapat digunakan pada berbagai aplikasi antara lain untuk insulasi listrik, insulasi panas, penyimpanan bahan kimia dan sebagainya.

3. Branching (percabangan)

Semakin banyak cabang pada rantai polimer maka densitasnya akan semakin kecil. Hal ini akan membuat titik leleh polimer berkurang dan elastisitasnya bertambah karena gaya ikatan intermolekularnya semakin lemah.

4. Tacticity (taktisitas)

Taktisitas menggambarkan susunan isomerik gugus fungsional dari rantai karbon. Ada tiga jenis taktisitas yaitu isotaktik dimana gugus-gugus subtituennya terletak pada satu sisi yang sama, sindiotaktik dimana gugus-gugus subtituennya lebih teratur, dan ataktik dimana gugus-gugus subtituennya terletak pada sisi yang acak.

Beberapa keuntungan plastik (Ilham, 2007) adalah :

1. Massa jenis rendah (0,9 - 2,2 [g/cm3])

2. Tahan terhadap arus listrik dan panas, memiliki sedikit elektron bebas untuk mengalirkan panas dan arus listrik.

3. Tahan terhadap korosi kimia karena tidak terionisasi untuk membentuk elektron kimia. Pada umumnya tahan terhadap larutan kimia, dan logam juga sangat sukar untuk larut.

4. Mempunyai permukaan dan penampakan yang sangat baik dan mudah diwarnai.

Kerugian plastik (Ilham, 2007) adalah :

1. Modulus elastisnya rendah.

2. Mudah mulur (Creep) pada suhu kamar.

3. Maksimum temperatur nominalnya rendah.

4. Mudah patah pada sudut bagian yang tajam.

Secara umum Thermoplastic tidak tahan terhadap temperatur tinggi, kecuali Teflon. Bahan-bahan Thermoplastic akan meleleh bila dipanaskan pada temperatur tinggi, sedangkan pada bahan-bahan Thermosetting tidak terbakar tapi akan terpisah dan hancur.

Temperatur pelelehan dan pemisahan untuk bahan-bahan plastik jauh lebih rendah dibandingkan baja. Plastik akan memanjang (Creep) pada temperatur kamar. Kecenderungan bahan plastik akan mulur bila temperaturnya naik menunjukkan bahwa perubahan kecil saja pada temperatur dapat mempengaruhi sifat-sifat fisik bahan. Pengaruh temperatur dan laju regangan pada tegangan tarik harus dievaluasi dengan baik bila plastik akan digunakan. Pertama terjadi deformasi elastis seketika, diikuti deformasi melar, setelah waktu tertentu apabila tegangan hilang dari benda uji sebagian akan kembali ke bentuk semula setelah waktu yang lama. Cara deformasi seperti ini banyak ditemukan, suatu garis pendekatan yang sering

dipakai untuk berbagai bahan mempergunakan empat model unsur kombinasi pegas dan peredam. Injection Molding Machine A. Pengenalan injection molding machineInjection Molding adalah metode material termoplastik dimana material yang meleleh karena pemanasan diinjeksikan oleh plunger ke dalam cetakan yang didinginkan oleh air dimana material tersebut akan menjadi dingin dan mengeras sehingga bisa dikeluarkan dari cetakan. Sedangkan injection molding machine adalah mesin yang digunakan untuk membuat plastik dengan sistem cetakan injeksi.Enam langkah utama yang biasanya dilakukan pada proses Injection Molding : 1. Pengapitan Suatu mesin injeksi memiliki tiga bagian utama, yaitu cetakan, pengapit dan unit penyuntik. Unit pengapit adalah pemegang cetakan yang mengalami tekanan selama proses penyuntikan dan pendinginan. Pada dasarnya, pengapit ini memegang kedua belah cetakan bersama-sama. 2. Suntikan Pada saat penyuntikan, material plastik umumnya dalam bentuk butiran/pellet, diisi kedalam suatu wadah saluran tuang (hopper) yang terdapat bagian atas unit mesin. Butir/pellet ini disuap ke dalam silinder untuk dipanaskan hingga mencair. Di dalam silinder (barrel) terdapat mesin screw (berputar) yang mencampur bahan butiran/pellet cair dan mendorong campuran ke bagian ujung silinder. Ketika material yang dikumpulkan di ujung screw telah cukup, proses penyuntikan dimulai. Plastik yang dicairkan dimasukkan kedalam cetakan melalui suatu nozzle injector, ketika tekanan dan kecepatan diatur oleh screw tersebut. Sebagian mesin injeksi menggunakan suatu pendorong sebagai pengganti screw3. Penenangan Tahap ini adalah waktu penenangan sesaat setelah proses penyuntikan. Plastik cair telah disuntik kedalam cetakan dan tekanan dipertahankan untuk meyakinkan segala sisi rongga cetakan telah terisi secara sempurna. 4. PendinginanPlastik didinginkan didalam cetakan untuk mendapatkan bentuk padatnya didalam cetakan. Pada proses ini sekaligus pengisian ulang bahan plastik dari hopper ke dalam barrel dengan screw yang berputar. 5. Cetakan DibukaUnit pengapit dibuka, yang memisahkan keduabelah cetakan6. Pengeluaran Pena dan plat ejector mendorong dan mengeluarkan hasil cetakan dari dalam cetakan,. Geram dan sisa pada sisi-sisi hasil cetakan yang tidak dipakai dapat didaur ulang untuk digunakan pada pencetakan berikutnyaB. Bagian Pada Mesin1. Mold Clamp Unit [Unit Pencekam Cetakan].clamping unit berfungsi utuk memegang dan mengatur gerakan dari mold unit, serta gerakan ejector saat melepas benda dari molding unit, pada clamping unit lah kita bisa mengatur berapa panjang gerakan molding saat di buka dan berapa panjang ejektor harus bergerak. Ada 2 macam clamping unit yang dipakai pada umumnya, yaitu toggle clamp dan hidrolik clampUnit ini berfungsi untuk menggerakkan Mold dengan gerakan membuka dan menutup. Gerakan ini terbagi dalam 3 setting kecepatan dan 1 setting tambahan, baik untuk gerakan Menutup maupun gerakan Membuka. Untuk gerakan Menutup terdiri atas gerakan : 1. Perlahan 2. Cepat 3. Perlahan dan 4. Mencekam Mold [lihatdetail gerakan menutup Mold].Sedangkan untuk gerakan Membuka terdiri atas gerakan : 1. Melepas Cekam Mold 2. Perlahan 3. Cepat 4. Perlahan. Lalu dilanjutkan dengan gerakan Ejector untuk mendorong Produk keluar dari Mold, yaitu dari sisi Core.2. Injection Unit [Unit Injeksi]. Disinilah pengolahan Polimer Plastik berlangsung, yang dimulai dengan masuknya Polimer dalam bentuk Pellet [Granule], kemudian dipanaskan didalam Tungku [Barrel] dengan suhu lumer Plastik yang bersangkutan sambil diperlakukan adukan [Mixing] oleh bentuk Screw di dalam Tungku. Dengan bentuk yang sedemikian rupa sehingga Screw ini berfungsi sebagai Feeder dan juga Sebagai Mixer Plastik cair agar pencampuran warna plastik menjadi rata dan seimbang [konstant].Lalu dari unit inilah di Injeksikan atau disuntikkan ke dalam cetakan [Mold] dengan setting yang melibatkan Tekanan Hidrolik [Hydrolic Pressure] dalam satuan kg/cm, Kecepatan [Velocity] dalam satuan %, Posisi [Limit Switches] dalam satuan mm, Waktu [Time] dalam satuan detik, dan Suhu [Temperature] dalam satuan C.bagian dari inejction unit adalah :motor dan transmission gear unitbagian ini berfungsi untuk menghasilkan daya yang digunakan untuk memutar screw pada barel, sedangkan tranmisi unit berfungsi untuk memindahkan daya dari putaran motor ke dalam secrew, selain itu transmission unit juga berfungsi untuk mengatur tenaga yang di salurkan sehingga tidak pembebanan yang terlalu besar.Cylinder screw rambagian ini berfungsi untuk mempermudah gerakan screw dengan menggunakan momen enersia sekaligus menjaga perputaran screw tetap konstan, sehingga di dapat di hasilkan kecepatan dan tekanan yang konstan saat proses injeksi plastik dilakukan.Hopperadalah tempat untuk menempatkan material plastik, sebelum masuk ke barel, biasanya untuk menjaga kelembapan material plastik, digunakan tempat penyimpanan khusus yang dapat mengatur kelembapan, sebab apabila kandungan air terlalu besar pada udara, dapat menyebabkan hasil injeksi yang tidak bagus.Barrel adalah tempat screw, dan selubung yang menjaga aliran plastik ketika di panasi oleh heater, pada bagian ini juga terdapat heater untuk memanaskan plastik sebelum masuk ke nozzle.Screwreciprocating screw berfungsi untuk mengalirkan plastik dari hopper ke nozzle, ketika screw berputar material dari hopper akan tertarik mengisi screw yang selanjutnya di panasi lalu di dorong ke arah nozzle.Nonreturn valvevalve ini berfungsi untuk menjaga aliran plastik yang telah meleleh agar tidak kembali saat screw berhenti berputar.3. Sistem Penggerak [Drive System]. Saat ini masih umum dengan media Oli, atau yang biasa disebut dengan Sistem Hidrolik [Hydrolic System], baik untuk mesin tipe Straight Hydrolic maupun tipe Toggle. Namun dewasa ini untuk tipe Toggle sudah banyak meng-aplikasikan Servo Motor [Full Electric System]. Kelebihan mesin yang sudah mengaplikasikan Servo Motor gerakan mesin lebih tenang, tidak gedebak-gedebuk seperti tipe Straight Hydrolic. Juga tentunya tidak berisik, dan cenderung lebih bersih karena tidak menggunakan banyak Oli, yang mana untuk sistem Hidrolik ada celah kecil saja akan terjadi kebocoran yang mengakibatkan area mesin terdapat genangan-genangan Oli.Namun bukan berarti untuk mesin-mesin baru tidak lagi menggunakan sistem Hidrolik. Untuk sebagian pengguna merasa lebih cocok dengan tipe Hidrolik, sehingga pembuat mesin injeksi plastik masih mengeluarkan mesin tipe hidrolik yang tentunya beberapa bagian sudah di design ulang untuk memperbaiki performanya.4. Sistem Kontrol [Control System]. Adalah sistem penjamin bahwa urutan cara kerja mesin harus benar dan sesuai dengan program yang sudah dibuat oleh pembuat mesin. Sehingga setiap gerakan, setiap perubahan, sinyal-sinyal sensor yang bisa ratusan jumlahnya bisa saling mengikat, saling berhubungan dan saling mengunci dan sehingga kinerja mesin tetap terjaga. Apalagi yang berhubungan dengan sistem keamanan dan keselamatan pengguna mesin, maka dibuat berlapis, sehingga bisa menghilangkan resiko karena resiko human error pengguna mesin itu sendiri.Pengontrolan pada Injection Molding Machine menggunakan suatu controller bernama cdc88. Cdc88 adalah suatu multi function computer yang digunakan untuk mengatur semua proses injeksi molding.

Pada mesin injeksi molding ini, peran cdc88 ebagai pusat kegiatan produksi yang akan dilakukan. Cdc88 sebagai controller pada mesin ini memiliki banyak kelebihan untuk menunjang fungsinya sebagai pengendali. Mulai dari pengaturan pemanasan pada dinding-dinding barrel, kecepatan injeksi, tekanan injeksi, waktu injeksi, waktu pencetakan serta beberapa fungsi lainnya.Mold Clamp Unit Of Injection Molding Machine Unit Pencekam Mold pada Mesin Injeksi Plastik. Dengan melihat skema Mesin Toshiba IS850E, maka bagian-bagian utama dari Unit Pencekam Mesin Injeksi Plastik adalah sebagai berikut.1. Stationary Platen [Platen Tetap], tempat diikatnya Mold Mounting Plate dari sisi Cavity2. Moving Platen [Platen Bergerak], tempat diikatnya Mold Mounting Plate dari sisi Core3. Clamp Cylinder [Silinder Cekam]4. Tie Bar [Batang Pengikat], berjumlah 4 buah dipasang diagonal simetris5. Clamp Bar [Batang Cekam]6. Close Moving Booster Cylinder [Silinder Booster untuk Gerakan Menutup Cetakan]. Misalkan Diameter [] Silinder Booster sebesar 15 cm, tekanan pompa hidrolik maksimal 190 kg/cm [tergantung spesifikasi pompa yang digunakan mesin], sehingga bila kita atur 12% dari kemampuan maksimal pompa maka didapat tekanan sebesar 23 kg/cm. Untuk mencari besaran gaya yang dihasilkan, kita menggunakan rumus dasar F = P x A. F adalah Force atau Gaya [dalam satuan kg atau ton], P adalah tekanan hidrolik yang berasal dari pompa hidrolik [dalam satuan kg/cm], dan A adalah luas penampang [dalam satuan cm][Untuk penampang bulat : ( x D)/4] dimana adalah 3,14 dan D adalah Diameter [dalam satuan cm]. Sehingga dari hasil perhitungan tersebut didapat gaya [F] sebesar 4000 kg [4 ton]. Gaya sebesar ini juga dimanfaatkan untuk menghisap Oli dari Tangki ke dalam ruang Clamp Cylinder.7. Open Moving Booster Cylinder [Silinder Booster untuk Gerakan Membuka Cetakan]. Bila Diameter Silinder Cekam sebesar 76 cm, pada tekanan Pompa Hidrolik maksimum 190 kg/cm dengan menghasilkan Gaya sebesar 850 ton. Dan Diameter Batang Cekam sebesar 70 cm, sehingga selisih besaran penampang [A] antara Diameter 76 cm dan 70 cm adalah 627 cm. Maka 10% dari Tekanan Hidrolik [P] sebesar 19 kg/cm akan menghasilkan Gaya [F] sebesar 11 ton.8. Hydrolic Oil Tank [Tanki Oli Hidrolik]. Nissei Plastic mengeluarkan rekomendasi Oli Hidrolik untuk General Type yang digunakan adalah Mobil Hyd Oil 38, Mobil Hyd Oil 48LP, Esso Telesso 46, Shell Tellas Oil 56, Caltex Rand Oil 46. Dan untuk Anti Wear Type adalah Mobil DTE 25, Esso Nuto H 46, Shell Tellas Oil 46, dan Caltex Rand Oil 46.9. Open/Close Limit Switch Line [Rangkaian Saklar Sensor untuk gerakan Membuka dan Menutup]10. Locating, untuk menetapkan posisi Locating Ring dari sebuah Cetakan11. Ejector Cylinder [Silinder Ejektor], untuk menggerakkan Batang Ejektor12. Ejector Rod [Batang Ejektor], untuk mendorong produk dari cetakannya13. Pressure Gauge [Pengukur Tekanan Hidrolik], untuk memperlihatkan tekanan aktual14. Pressure Switch 1 [Saklar dengan Tekanan bagian pertama], sebagai Konfirmasi Cekam15. Clamp Valve [Katup Cekam]16. Hydrolic Control System. Di dalamnya terdapat Hydrolic Solenoid Valve System yang mengatur arah aliran Hidrolik, Regulator Control System yang mengatur Tekanan Hidrolik hingga beberapa tingkat, dan Hydrolic Flow Rate Control System yang mengatur Debit Aliran Hidrolik dalam beberapa tingkatan.17. Hydrolic Pump [Pompa Hidrolik]. Spesifikasi pompa dengan kemampuan menghasilkan tekanan mulai dari 120 kg/cm hingga 190 kg/cm, tergantung spesifikasi pompa yang digunakan.Stay Tun Sahabat Plastik Injection Unit of Injection Molding Machine Unit Injeksi pada Mesin Injeksi PlastikAdapun bagian-bagian dari Unit Injeksi berdasarkan skema tersebut adalah.1. Hydrolic Motor [Motor Hidrolik], untuk memutar Screw2. Injection Cylinder [Silinder Injeksi], untuk menggerakkan Screw maju dan mundur3. Hopper, sebagai wadah Material Plastik sebelum masuk ke Barrel. Beberapa aplikasi menempatkan Hopper Dryer di atas Injection Unit ini.4. Screw, berfungsi sebagai Feeder untuk menyupai material dari arah belakang atau dari Hopper, dan juga berfungsi sebagai pengaduk material plastik dalam keadaan cair sehingga pencampuran warna lebih merata. Untuk Screw standard bawaan mesin kurang begitu maksimal di dalam proses pencampuran warna, sehingga kita perlu Screw dengan pesanan khusus, atau juga bisa ditambah alat mixing yang dipasang dibagian Hopper. Lebih lanjut mengenai Screw akan dibahas terpisah.5. Barrel [Tungku], yang berfungsi memanaskan material plastik hingga mencair6. Torpedo dan Check Ring atau Check Valve, yang berfungsi membuka aliran material pada saat Charging dan menutup aliran material plastik pada saat injeksi berlangsung7. Heater Band, pemanas elektrik dengan bentuk sabuk8. Cylinder Head [Kepala Silinder], penghubung antara Nozle dan Barrel9. Nozle10. Carriage [Pembawa], sebagai dudukan unit injeksi dan juga ia sendiri duduk pada rel slider11. Injection Unit Cylinder [Silinder Unit Injeksi], berfungsi menekan Nozle kepada Sprue Bush dari cetakan terpasang12. Pressure Switch 2 [Saklar bertekanan bagian 2], aktif pada tekanan minimal 100 kg/cm sebagai konfirmasi untuk melakukan proses injeksi dan juga untuk memastikan material plastik tidak akan bocor pada saat proses injeksi berlangsung