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