injection unit
Post on 14-Apr-2018
222 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
7/30/2019 Injection Unit
1/47
1. PRINSIP KERJA
M a t e r i a l p l a s t i k d a l a m b e n t u k g r a n u l a r a t a u p o w d e r
d i m a s u k k a n kedalam hooper. Pada saat screw berpu tar searah jarum jam,
makar aw m at er ia l p la st ik y an g a da d id al am h op pe r a ka n t ur un
k e d a l a m b a r r e l , y a n g s e l a n j u t n y a m a s u k k e d a l a m r u a n g a n t a r a s c r e w
d a n d i n d i n g b a r r e l . A k i b a t p u t a r a n s c r e w , m a k a m a t e r i a l y a n g
s u d a h berada didalam barrel akan terdorong kedepan oleh sirip dari profil ulir
screw menuju nozzle.Putaran screw ini digerakkan oleh motor listrik melalui suatu
transmisiroda gigi/belt.Pada dinding sebelah luar barrel dipasang beberapa electrical
heater d e n g a n p e n g a t u r a n k a p a s i t a s k a l o r a d a l a h s e m a k i nk e d e p a n s e m a k i n t i n g g i k a p a s i t a s k a l o r n y a , s e h i n g g a
t e m p e r a t u r e p a d a daerah ujung nozzle sudah mencapai tingkat melting
plastik.Dengan demi ki an ruanga n ant ara ujung screw dan ujung ba rrel akan t e r i s i
mate r i a l p l as t ik l e l eh . Kare n a v o lu me p las t ik p ad a ru an g an didepan ujung
screw makin lama makin banyak akibat putaran screw,m a k a h a l i n i
m e n g a k i b a t k a n s c r e w a k a n t e r d o r o n g k e b e l a k a n g sampai suatu saat
berhenti karena menyentuh control switch.P a n g k a l s c r e w d i h u b u n g k a n d e n g a n
p i s t o n y a n g t e r d a p a t d i d a l a m s i l i n d e r h y d r a u l i c . A p a b i l a
h y d r a u l i c o i l d e n g a n t e k a n a n t e r t e n t u dimasukkan kedalam silinder, maka
piston akan bergerak mendorongscrew sehingga plastik leleh yang ada didalam ruangan
antara ujungs c r e w d a n u j u n g b a r r e l a k a n t e r i n j e k s i k a n k e d a l a m
m o u l d c a v i t y melalui nozzle.
Setelah rongga cavity terisi penuh dengan plast ik yang di in jeksikan,maka
t ekana n pis ton di holdin g be be rapa s aat , se te la h i tu t ek anan piston
dihentikan.S e l a n j u n y a s c r e w d i p u t a r k e m b a l i s e h i n g g a
t e r j a d i l a g i p r o s e s p e m a s u k a n m a t e r i a l ; p l a s t i k d a r i h o p p e r
ked ala m rua nga n an tar a ujung screw dan ujung barrel.M a t e r i a l p l a s t i k y a n g
m e n g i s i r o n g g a c a v i t y p a d a k o n d i s i l e l e h , sehingga untuk dapat
dikeluarkan dari cetakan dalam bentuk produk,m a k a h a r u s d i l a k u k a n
p r o s e s p e n d i n g i n a n . P e r i o d e p r o s e s p e n d i n g i n a n y a n g
d i p e r l u k a n u n t u k m e m b e k u k a n m a t e r i a l p l a s t i k l el eh y ang d ii nje ksi kan
hingga cukup kuat untuk dikeluarkan tanpa terjadi deformasi disebut cooling
-
7/30/2019 Injection Unit
2/47
time.Setelah p ro ses coo ling selesai maka mo ving p la te (male plat e)
akanb e r g e r a k m u n d u r , p l a t e - p l a t e d a r i m o u l d a k a n m e m b u k a
d i m a n a b eb er ap a k om po ne n i ku t b er ge ra k d en ga n m ov in g p la te
( t e r m a s u k produk) dan sebagian tetap diam bersama fix plate.Pada saat mould
membuka, produk akan mencengkeram core padamoving plate akibat faktor
p e n y u s u t a n p a d a s a a t p r o s e s c o o l i n g . Setelah langkah moving plate membuka
maka stripper plate dan/atauej ec to r p i n ak an me nd or on g pr od uk le pa s da ri
c o r e / m a l e p l a t e d a n jatuh keluar mould.Moving plate selanjutnya bergerak maju dan
mould kembali menutupuntuk melakukan proses injeksi pada siklus berikutnya.
Plastic Injection Molding Basics - YouTube.flv
Injection Unit
Beberapa bagian dari injection unit :
- Barrel (disebut juga cylinder) - Screw
- Valve satu arah - Nozzle
- End Cap - Heater Bands
- Hydraulic/Electric Screw Drive - Hopper
-
7/30/2019 Injection Unit
3/47
Injection unit adalah bagian paling penting dari mesin Injection Molding, jika terdapat
kegagalan dalam fungsi maka kualitas bagian molding plastik tidak dapat terjadi. Tidak
hanya Injection Unit yang memiliki tanggung jawab utama sebagai keberhasilan produk
plastik, hal tersebut berkontribusi secara signifikan terhadap molding proses. Injection Unit
menerima biji plastik, mengalirkan, memanaskan dan melelehkan biji plastik. Kemudian
plastik leleh tersebut di injeksikan melalui nozzle kedalam mold, dimana plastik tersebut
akan dibentuk. Setiap elemen dari Injection Unit berkontribusi terhada proses.
Hopper menampung biji plastik diturunkan dengan bantuan gravitasi melalui feed hole di
barrel. Screw memiliki ulir spiral, ketika screw berputar menyebabkan biji plastik maju
sampai barrel. Barrel sebagai tempat dari screw memlilii heater band disekitarnya, yang
memanaskan barrel dan biji plastik didalamnya, berdasarkan temperature yang dikontrol olehthermocouple yang letaknya berada di dinding barrel. Temperature control diatur sesuai
dengan spesifikasi temperature, dan thermocouple memberitahukan apakah temperature telah
dicapai atau belum. Jika temperature kurang maka thermocouple akan memberi sinyal kepada
pengontrol untuk menyuplai panas yang lebih. Sebagai parameter temperature dapat dilihat di
kontrol panel mesin.
Screw juga menghasilkan sebagian panas untuk melelehkan bijih plastik, dengan
menyebarkan dan membagi dengan setiap ulir screw, jadi bijih plastik maju kedepan. Ini
merupakan fungsi penting dari screw dan bagaimana screw di desain untuk menunjukkan
fungsinya. Penggerak putaran screw bisa dibagi menjadi hidrolik dan elektrik, walaupun
penggerak elektrik cukup umum. Keduanya fungsinya sama yaitu untuk mengubah energi
hidrolik atau listrik menjadi energi mekanik untuk menggerakkan screw.
Ketika screw bergerak maka bijih plastik leleh mengalir kedepan hingga mencapai ujung
barrel. Plastik leleh tersebut kemudian melewati katup satu arah dan end cap, menyebabkan
meningkatnya tekanan didepan screw, dan memaksa screw mundur. Putaran screw secara
tidak langsung menyebabkan screw mundur kwmbali kebelakang. Kontrol screw mesin
Injection Molding dapat diset seberapa jauh jarak pada saat mundur. Jarak tersebut bisa
disebut juga sebagai stroke dan diukur dalam milimeter ataupun inchi. Mesin Injection
Molding memiliki stroke maksimum screw yang kira-kira sama dengan 4 kali diameter
daripada silinder barrel.Ketika jarak spesifik screw tercapai sinyal diberikan dan screw
berputar, injection silinder dan katup satu arah mengeluarkan fungsi tambahannya.
-
7/30/2019 Injection Unit
4/47
Injection Unit tersebut kemudian menyelesaikan fungsi utamanya, dengan tekanan
hidrolik injection silinder maka screw itu maju kedepan, menyebabkan plastik mengalir
melalui nozzle ke dalam mold. Walaupun plastik tidak mengalir kedalam mold selama
putaran screw, injection sekarang memungkinkan karena plastik sebelumnya yang berada
didalam mold sudah di eject. Mold tersebut mengeject part dari mold sesaat setelah shot, dan
menutup sesaat sebelum memulai shot baru. Shot itu merupakan istilah yang digunakan untuk
menghitung banyaknya jumlah material plastik yang diinjek kedalam mold. Shot size adalah
jumlah material yang diinjek kedalam mold, yang dihitung dalam ons atau gram.
Sistem hidrolik mendorong Screw keposisi maju yang mengakibatkan material masuk
kedalam cavity dan proses tersebut terjadi berulang ulang sesuai waktu interval yang telah
ditentukan. Proses tersebut dimulai dengan screw maju kedepan kemudian screw tersebutmundur kembali, setelah mundur screw tersebut berjenti menunggu mold terbuka dan proses
ejection kemudian screw maju kembali untuk menginject material untuk shot selanjutnya.
Proses ini dapat disebut dengan cycle time. Cycle time dapat terjadi dalam bebrapa detik atau
beberapa menit tergantung dari produk yang akan dibuat dan beberapa faktor yang
mempengaruhinya.
Pergerakan screw berpengaruh terhadap beberapa fungsi dan efisiensi proses dan kualitas
dari plastik yang dilelehkan, pergerakan screw dapat mempengaruhi forward pressure. Ketika
screw berputar menyebabkan tercampurnyamaterial didalam barrel dan terjadinya pergeseran
material didalam barrel.
2.2.1 Barrel
Barrel berbentuk silinder dimana didalam barrel adalah tempat screw berputar dan dapat
disebut juga rumah dari screw tersebut. Semua mesin injection mempunyai feed hole yang
terletak didekat ujung belakan dari barrel dan dibawah hopper. Feed hole tempat untuk
memasukan bijih plastik yang belum meleleh yang dipengaruhi oleh gaya grafitasi.
Kemudian material tersebut masuk kedalam bagian bagian screw. Disepanjang barrel
diletakan termocouple sebagai sensor dan berfungsi sebagai pengontrol temperatur pada
barrel. Beberapa sel barrel terbuat dari aloy steel seri 4000 type 4140 atau 4150 sesuai dengan
standar AISI. Dan terdapat jenis dari sel barrel yaitu nitrided barrel, cast bimetallic barrel dan
tool steel-lined barrel.
-
7/30/2019 Injection Unit
5/47
2.2.5 Screw
Screw terletak didalam barrel dan terdiri dari shank dan fighted lenght. Shank dibuat untuk
menggerakan screw yang terdiri dari mekanisme putar, maju selama proses injection dan
mundur selama proses plastcizing. Panjang fighted lenght sekitar 80% dari total panjang
screw. Bagian ini yang menerima bijih plastik dari feed hole
-
7/30/2019 Injection Unit
6/47
Material dari hopper masuk melewati feed hole ke area feed zone pada screw akibat
gaya grafitasi. Kemudian screw berputar material dialirkan ke matering zone. Ketika bijih
plastik melalui transision section material mengalami tekanan hingga mencapai metering
zone. Penekanan terhadap bijih plastik menyebabkan panas meningkat sebagai akibat dari
pergeseka antara bijih plastik terhadap flight, didalam barrel dan terhadap material plastik
yang lain. Pergerakan panas dari screw tergabung dengan konduktivitas panas dari heater
band yang ada di sekeliling barrel, menyebabkan bijih plastik tersebut berubah wujud dari
solid menjadi melt. Plastik leleh melewati valve ketika valve itu terbuka, dan meningkatkantekanan didepan valve. Tekanan tinggi tersebut menyebabkan screw bergerak kebelakang
yang dilanjutkan dengan gerakan berputar.
Jika screw didesain dengan sesuai, dan heater band diset mencapai temperature yang sesua,i
sekitar 50% energi panas datang dari pergerakan screw dan 50% dari konduktivitas heater
band. Jadi kita dapat mengetahui bahwa screw merupakan faktor penting dalam melelehkan
material plastik yang benar
-
7/30/2019 Injection Unit
7/47
2.2.3 Heater Band
Elektrik heater band digunakan untuk memanaskan barrel dan nozzle, heater band
berukuran 1 inch sampai 14 inch atau lebih. Beberapa heater band diposisikan di sekeliling
barrel dan merespon terhadap settingan suhu yang didasarkan dari hasil pembacaan
thermocouple di barrel, atau biasanya dibaca set temperature dan actual temperature pada
control gauge.
Tipe umum dari heater band adalah mica-insulated dan dapat beroperasi sampai suhu
371o C (atau lebih dibawah kondisi optimum) dengan rekomendasi wattage antara 20-35
watts per inch2. Dapat diandalkan, efisien dan banyak pilihan sesuai dengnan karakteristik
konstruksi, dan electrical ratings. Daya tahan dari mica-insulated biasanya tidak tahan lama
tidak seperti ceramic atau mineral-insulated band.
heater band ceramic-insulated memperbaiki efisiensi dan daya tahan juga meningkatkan
operasi temperature sampai dengan 815 c. Jangkauan watt yang direkomendasikan antara 25-
70 watts per inch2,dalam beberapa kondisi bisa mencapai 100 watts per inch2. Mineral-
insulated heater band mempunyai temperature dan rating hampir sama dengan ceramic
-
7/30/2019 Injection Unit
8/47
insulate band. Heater band juga dibentuk dengan material lain termasuk alumunium cast,
bronze or brass
2.2.4 Non Return Valve
Katup ini terletak dari screw injection pada injection molding. Hal ini memungkinkan
material untuk mengalir dalam satu arah dan menutup untuk mencegah alian kembali. Ketika
screw maju selama injection time katup ini akan menutup, ketika screw berputar kebelakang
katup terbuka untuk mengalirkan material menuju area di depan screw. Terdapat beberapa
tipe dari katup yang digunakan dari injection molding, umumnya tipe yang digunanakan
adalah ring valve. ring ini terdorong kebelakang oleh pressure material leleh didepan stud
yang mencegah material kembali kebelakang selama screw maju dalam posisi injek, dan
katup maju pada saat screw berputar mundur.
Gambar 2.6 Tiga Bagian Tipe Ring dari Non Return Valve
Non return valve diilustrasikan pada gambar diatas. Ketika screw maju ring tersebut mundurkebelakang dan menutup katup. Ketika katup terbuka dengan ring didepan dan screw betputar
-
7/30/2019 Injection Unit
9/47
kebelakang material plastik yang telah dilelehkan mengalir kedepan melewati rear seat,
didalam ring dan melalui flutes.
2.2.2 End Cap dan Nozzle
Untuk lebih mudah mengerti fungsi dari End Cap dan Nozzle perhatikan gambar
dibawah ini.
Gambar 2.4 Instalasi Nozzle, Cap dan Barrel
Gambar diatas menunjukan End Nozzle dari Injection Unit, termasuk Barrel, Screw,
Heater Band, End Cap dan Nozzle. Walaupun tidak ditunjukan secara detail namun
ditunjukan juga Non Return Valve.
End Cap disebut juga sebagai barrel adaptor yang terbuat dari baja yang sangat kuat
agar dapat menahan injection presure melt plastic yang meninggalkan barrel yang menuju
nozzle dan masuk kedalam mold. End Cap adalah titik transisi dimana shot of plastic terisi
diujung barrel. Karena tekanan yang tinggi diberikan selama proses injection dari level
normal 113 sampai 155 N/mm2.
Titik transisi ke 2 antara barrel dan mold adalah nozzle. Nozzle adalah tabung yang
menyediakan hubungan mekanik dan panas dari hot barrel ke injection mold yang lebih
dingin yang menyebabkan kerugian panas. Radius akhir dari nozzle tip (nozzle) yang masuk
kedalam mold disebut sprue bushing. Sangant penting bahwa pemasangan sprue bushing dan
nozzle harus benar. Jika pemasangan kurang pas, nozzle akan kembali selama terjadi tekanan
yang tinggi yang menyebabkan material bocor. Beberapa nozzle mempunyai bore yang lurus
dan bore yang agak tirus, tergantung kebutuhan material plasrtik selama proses. Nozzle
-
7/30/2019 Injection Unit
10/47
biasanya juga telah memiliki thermocouple dan small heater band untuk mengontrol
temperature material di nozzle.
Gambar 2.5 Ilustrasi Nozzle Tip dengan Sprue Bushing
Setidaknya ada tiga tipe nozzle yang biasa digunakan pada injection molding, yang
pertama yaitu tipe standar yang hanya memiliki open channel. Tipe yang kedua yaitu yang
melibatkan katup yang menuturp nozzle (setelah injection pressure berkurang) menggunakan
spring. Tipe ketiga yaitu yang memiliki shut-off nozzle yang menutup katup menggunakan
hidrolik atau pneumatik. Shut-off nozzle mencegah material meler. Umumnya nozzle yang
digunakan adalah tipe pertama.
Masalah Short Mold Karena Posisi Alignment Nozle. Untuk membuat suatu produk
yang baik pada proses injeksi plastik dibutuhkan beberapa faktor yang dapat kita atur
diantaranya adalah faktor Waktu, Kecepatan, Tekanan, Jarak atau Posisi dan Suhu.
Kecepatan keluarnya material cair effektif terkait dengan faktor Waktu dan sangat
berhubungan dengan setting parameter mesin terjadi pada lubang Nozzle, tepatnya di bagian
ujung lubang Nozzle. Faktor Waktu yang dimaksud adalah Waktu yang dibutuhkan sesingkat
mungkin untuk menghindari terjadinya material stuck atau macet sebelum seluruh ruang di
-
7/30/2019 Injection Unit
11/47
dalam Mold atau cetakan terisi penuh. Material stuck yang dimaksud adalah material tersebut
keburu membeku ditengah jalan selama proses, karena material plastik cair tersebut
bersentuhan langsung dengan suhu Mold yang berada jauh di bawah suhu leleh material
plastik.Lubang Nozzle tersebut memiliki dimensi dan terkait dengan aliran material cair yang
melewatinya dengan kecepatan tertentu. Cm3
Dik : Dnozzle = 3mm 0.3 cm
Valiran material = 1 meter / detik 100 cm/detik
Dit :a) volume material yang dikelurakan?
b) Bagaimana jika aligment nozzle bermasalah ?
Jawab :
a)
1 detik
Jika 5 detik 7 x 5= 35 cm3
B) Jika gara-gara posisi alignment Nozzle tidak sejajar atau tidak
lurus dengan lubang Sprue Bush hingga menutup setengahnya atau sekitar
50% dari lubang Nozzle, maka sebanding lurus dengan material yang
dikeluarkan menjadi 7 cm x 50% = 3,5 cm. Sehingga volume material yang
dikelauarkan dalam 5 detik total waktu injeksi adalah 3,5 x 5 = 17,5 cm.
-
7/30/2019 Injection Unit
12/47
Perhitungan diatas memang tidak absolut, karena belum termasuk
menghitung berbagai faktor yang sedikit banyak ikut mempengaruhi hasil
perhitungan. Namun secara umum kira-kira dapat mewakili opini atau
argumentasi terhadap masalah bersangkutan.
2.4.2 Hidro-Mechanical System
Sistem ini biasanya menggunakan lever arm, toggle atau peralatan mekanik lain untuk
menggabungkan tekanan yang diberikan oleh sistem hidrolik untuk mencapai clamping force
yang diinginkan. Biasanya sistem disebut sebagai sistem toggle clamp.
Gambar 2.10 Clamp Unit Mesin Injection Molding Tipe Toggle
Gambar diatas mengilustrasikan toggle clamping unit ganda. disebut toggle ganda
karena dua set dari link toggle memberikan tekanan terhadap moving platen, satu set diatas
dan yang lainnya diatas. Pada mesin yang lebih kecil dengan clamping force 50 ton atau
kurang, yang sering digunakan adalah singel toggle clamp. Karena tekanan mekanik
ditiadakan oleh toggle link, silinder hidrolik yang menyediakan tekanan tehadap toggle link
dapat menjadi lebih kecil daripada hidrolik clamp unit sebagai perbandingan. Keuntungan
mekanik mengurangi diameter dari silinder hidrolik diperlukan untuk mencapai clamp force.
Hal itu juga mengijinkan menggunakan tekanan hidrolik danminyak hidrolik yang diperlukan
lebih rendah.
Machine Type Clamp Force Kapasitas oli Hidrolik
Hidrolik 725 tons 498 gal.
-
7/30/2019 Injection Unit
13/47
Toggle 725 tons 235 gal.
Gambar 2.11 Toggle Clamp Dalam Kondisi Menutup
Mesin injection molding dapat diidentifikasi dari tonnase clampingnya, sebagai contoh
200 ton. Ini berarti bahwa clamp unit dapat dikembangkan 200 ton tekanannya untuk
mencengkram mold close selama injection dan holding stage.
Keduanya baik hidrolik maupun toggle clamp memiliki keuntungan dan kerugian,
sebagai hasil beberapa injection molding yang lebih besar, pembuat menawarkan kedua tipe
tersebut. Clamp force diperlukan untuk menahan injection pressure dari screw, tipe tekanan
ini antara 16,000 dan 22,000 (152 MPa). Ini berarti clamp forcenya sekitar 20,000 Psi ini
diperlukan untuk mengimbangi injection force.Satu lagi fakta menarik dari clamping unit
adalah efek dari clamping force di tie bar.
Plasticizing capacity adalah jumlah plastik yang dililihkan dan di homogenkan dengan
pemnasan di barrel per unit waktu.jika jika plasticizing terlalu rendah maka kan shot size dan
material tidak akan leleh,sebaliknya apabila terlalu tinggi suhunya akan menyebabkan plastik
terdegradasi .
Injection unit memiliki 2 fungsi dasar 1,melelehkan bijih plastik dan menyediakan
melt di depan screw di dalam barrel.
Beberapa hal yg harus dikontrol di injection unit
1.temperatur di barrel di setiap zona
2.kecepatan putar screw(screw rpm)
3 jarak scrow mundur ke belakang untuk menentukan shot size(screw stroke)
4.back pressure(yaitu jumlah teknan yang ditentukan oleh screw Memompa plastik ke
depan screw.
-
7/30/2019 Injection Unit
14/47
Routsis Plastics Training Online, Hands-On, Classroom - Home_2.mp4
Yang kedua fungsi dari injection adalah untuk memasukan resin ke dalam mold.
Bebrapa yang harus dari fungs tersebut1.injection pressure (tekanan hydroloc yg gunakan selma pengisian material ke dalam
. mold
2.holding pressure(teknan hidrolik yg digunakan setelah mold terisi penuh dan untuk
mengontrol pembentukn di cavity dan penyusutan di mold.
3.injection speed(rate dimna material di masukan ke dalam mold.
3.2 Control System
Sistem kontrol diatur dengan menggunakan kontrol panel yang fungsinya adalah
mengatur proses kerja mesin,menentukan agar tiap parameter mesin tetap konstan,dan untuk
mengatur langkah-langkah yang optimal dalam proses.parameter-parameter yang terdapat di
kontrol unit adalah:
1.barrel temperatur
2.inject stroke
3.holding stroke
4.inject time
5.holding time
6.cooling time
7.inject speed
8.inject pressure
9.holding pressure
-
7/30/2019 Injection Unit
15/47
3.2.1 Barrel Temperature
Dalam pembuatan produk brylcreem Pada kontrol panel krauss maffei KM 420-1900 cz
terdapat 11 pengatur dari barrel,dimana temperatur barrel zona 1 sampai zona berfungsi
mengatur temperatur barrel dan satu panel untuk mengatur temperature nozzle.
Temperatur barrel diatur berdasarkan material yang digunakan karena masing-masing
material mempunyai melting point yang berbeda-beda.pengaturan parameter akan
menghasilkan tingkat kecerahan warna yang berbeda-beda pada sutatu warna tertentu,selain
itu temperatur barrel mempengaruhi viscosity material yang mempengaruhi laju material
yang masuk ke mold,namun kedunya tidak mempengaruhi cycle time dan berat produk.
Grafik diatas merupakan grafik control panel pembuatan produk brylcreem pada
mesin Krauss maffei 450-1900 cz,pada garfik tersebut menggambarkan temperatur settingan
dan actual yang diterima mesin.pada pembutan brylcreem range temperaturenya 200-240oC
sesuai temperature rekomendasi untuk polystyrene, karena apabial temperatur terlalu tinggi
-
7/30/2019 Injection Unit
16/47
diatas temperatur standar polystyrene maka akan mempengaruhi kualitas warna selain tu
material akan cair sehingga akan menyebabkan lick melalui mold venting, sebaliknya
apabila temperatur terlalu rendah dibawah standar material polystyren maka akan viscosity
rendah dan memperberat kerja dari injection unit .temperature yang baik adalah temperature
mulai dari rendah hingga tinggi, karena apabila temperatur barrel di feed hole (hooper) tinggi
maka material akan tersumbat di hopper karena plastik meleleh namun tidak didorong oleh
screw.
Diagaram perbandingan antara keceptan screw terhadap keseragaman temperatur
leleh,..apabila kecepatan screw berputar semakin tinggi maka material dan resin yang
tercampur akan lebih cepat seragam dan sebaliknya.
Diagram perbandingan antra screw speed terhadap temperatur JIka screw speed tinggi maka
akan menyebabkan meningkatnya temperatur leleh plastik,apabila screw speed tinggi maka
temperatur leleh plastik meningkat sehingga kekentalan pun meningkat.
Shear rate (filling speed)
Shear rate (filling speed) kecepatan dari injection yang merupakan paling critical
kontrol di molding proses.ini karena kekentalan dari polymer berkurang drastis dengan
meningkatnya injection rate,ketika filling speed terlalu slow,maka akan terjadi shot.
-
7/30/2019 Injection Unit
17/47
Plastik bergeser diantara dua permukaan yaitu didalam barrel dan di batang screw.shear rate
meningkat ketika gegesekan di dua permukaan tu terjadi meningkat dan jarak antara
permukaan menjdi berkurang.shear rate berguna ketika terdapat problem yang menyebabkan
suhu leleh meningkat dan membakar material yg menyebabkan black spot.sedangkn jika sear
rate terlalu rendah dan menyebabkan kurangnunya pencampuran,temperatur leleh yang
rendah,dan material yag tidak meleleh,shear rate dapat di hitung dengan menggunakan rumus
Shear rate di feed zone
S=
S=
S=23.6 second
Shear rate di metering zone
-
7/30/2019 Injection Unit
18/47
-
7/30/2019 Injection Unit
19/47
Pembuatan brylcream di mesin krauss maffei 420-1900 cz ,memiliki ukuran diameter
screw 35 mm, berat produk 25 gram dengan material polystyrene (PS) maka inject strokenya
adalah
D screw = 63 mm r =31.5 mm
A = 3.14 x 31.52 =3,115.66 mm2
Berat produk (W) = 25 gram
Berat jenis polystyren = 0.96 g/cm3=0.00096 g/mm3
Jarak plasticizing :
L = W/(w x A)2
=25/(0.00096 x 961.625)
=25/0.92
=27.2 mm
Ditambah melt cushion = 67+32,5 =99.5 + 10% =109,45
Maka sesuai aktual di monitor
Beberapa manfaat dari penggunaan screw
-
7/30/2019 Injection Unit
20/47
1.high shearing rate mengurangi kekentalan,sehingga material mudah mengalir
2.pencampuran atau mengadukan oleh screw membuat material menjadi homogen
3. panas di suplai ke material selain oleh hetaer band namun oleh screwscrew
4.maximum injection pressure di screw biasnya 20000 psi =1406 kg/cm2
Keuntungan menggunakan small LID
1.mengurangi residence time di bareel ,menjaga pans material pada temperatur leleh
dengan waktu yang lebih pendek,sehingga menguramgi terjadinya degradasi
2.biaya investasi yang kecildalam penggantian part.
Keuntungan large LID
1.screw di desainuntuk menghasilkan output produk yang seragam dan pengadukan
yang mixing
2.screw di desain untuk pressure yang besar
3.screw di desain untuk titik leleh yang besar dengan less shear dan konduktivitas yg
tinggi di bareel.
Compresion ratio
Di gunakan untuk menhghitung compress atau sequess plastik
screw dengan dimeter 63 mm
CR=3.45
-
7/30/2019 Injection Unit
21/47
3.2.3 Holding Stroke
Parameter holding stroke berpengaruh pada kepadatan brylcream yang dproduksi sertakekuatan brylcream tersebut,yang berpengaruh terhadap berat produk yang diakibatkan
semakin padatnya produk.pada pembuatan berylcream holding strokenya 35 mm ,merupakan
jarak yang cukup panjang karena produk brylcream dituntut tingkat kekerasan serta beratnya
oleh costumer yaitu 25 gram dan led test minimal 250 KN
-
7/30/2019 Injection Unit
22/47
untuk mesin yang hanya memiliki 1 Tingkat Holding Pressure [beserta Holding Time], maka
fungsinya menjadi rangkap jabatan, yaitu selain berfungsi untuk Pembentukan Akurasi
Dimensi Produk, juga sekaligus Menahan Aliran balik dari material cair yang telah
dimasukkan ke dalam Mold.
Secara teori Fisika. Yang bisa dimampatkan atau dikompresikan pada saat proses Holding ini
adalah Udara dan Gas, sedangkan zat cair, dalam hal ini material plastik cair, tidak dapat
dimampatkan. Faktor Udara berasal dari rongga di dalam Mold, dimana rongga-rongga ini
adalah bentuk cetakan terhadap produk plastik yang akan kita buat. Sedangkan Gas berasal
dari asap dan uap material plastik cair itu sendiri karena panas yang menyertainya.
Besaran setting Holding Pressure yang dibuat selain tidak boleh terlalu kecil, juga tidak boleh
terlalu besar. Dibandingkan dengan besaran Fill Pressure, maka setting yang dibuat lebihrendah, sekitar 15% sampai 50%, tergantung material plastik yang digunakan [Plastic
Specification atau Plastic Properties]. Setting yang terlalu kecil akan Short Mold atau Sink
Mark atau Dimensi produk yang terlalu kecil [secara keseluruhan]. Sedangkan setting yang
terlalu besar akan membuat masalah Flash. [Lebih lanjut mengenai Flash dan Sink Mark akan
dibahas terpisah].
Patokan besaran Holding Pressure secara visual bisa dilihat dari mulai timbulnya Flash pada
produk yang dihasilkan, maka dapat disimpulkan bahwa setting yang kita buat sudah Over
-
7/30/2019 Injection Unit
23/47
Limit. Sedikit demi sedikit kita setting lebih rendah hingga didapat setting yang dianggap
normatif. Mengenai dimensi yang belum tercapai pada setting yang dianggap normatif, maka
yang harus dilakukan adalah memperbaiki Mold nya, dan fokus kepada tujuan dimensi yang
akan diperbaiki, bila lebih dari satu, maka terlebih dahulu kita petakan posisi-posisinya
sehingga akan lebih jelas dan clear soal treatment yang akan kita lakukan. Namun demikian,
konstruksi Mold hendaknya memiliki ketahanan terhadap Holding Pressure yang tinggi
sehingga memiliki tingkat kepadatan material plastik yang tinggi, kalo sudah demikian
produk akan lebih tahan terhadap fisikal test yang akan dibebankan kepadanya
Holding pressure harus lebih rendah 15 sampai 50% di banding fill pressure
3.2.7 Injection Speed
Parameter injection speed berfungsi untuk mengatur injeksi material tiap mm/detik-
nya.semakin cepat inject speed dapat menyebabkan produk dapat kelebihan
material(flash),sebaliknya apabila injection speed terlalu lemah maka akan menyebabkan
kurang short.
Material yang tidak dapat mengatasi hambatannya akan berakibat pada kecepatan yang
kurang dari yang diperlukan, hal ini diperlihatkan oleh garis Actual Line 1. Sebelum
mencapai V-P Change Over, perjalanan material sudah mencapai titik atau masuk phase
pembekuan dimana material sudah mulai mengeras dan sulit untuk dialirkan. Phase
pembekuan di gambarkan pada garis R. Sebaliknya material yang berhasil mangatasi
-
7/30/2019 Injection Unit
24/47
hambatannya akan memliki kecepatan yang diinginkan sehingga bisa melewati V-P Change
Over sebelum masuk phase pembekuan.
Setting Kecepatan Pengisian pada mesin injeksi terdiri dari beberapa langkah dan
tingkatan. Kita ambil contoh untuk mesin yang memiliki 4 tingkat kecepatan, atau 6 tingkat
kecepatan tetapi 2 kecepatan terakhir kita buat off. Tingkatan 1 [pertama] adalah
pembentukan Runner. Karena kita tidak membutuhkan Runner untuk kita kemas, kita buat
saja settingan dengan kecepatan tinggi.
Tingkatan 2 [kedua] adalah disaat material cair menjelang Gate. Kita buat setting
rendah untuk menghindari masalah Silver, dan Jetting pada produk terutama disekitar Gate.
[Masalah Sliver dan Jetting akan dibahas terpisah].
Tingkatan 3 [ketiga] adalah masuk ke dalam pembuatan produk. Kembali kita buat
dengan kecepatan agak tinggi. Tingkatan 4 [keempat] adalah menjelang posisi V-P Change
Over. Dengan tidak meng-aktifkan Hold Pressure, produk yang dihasilkan harus dalam
keadaan sedikit Short Mold. Poinnya adalah, ketika Hold Pressure di aktifkan. Maka produk
yang dihasilkan adalah baik, dalam arti kata tidak Short Mold.
Keadaan tidak normal adalah walaupun Hold Pressure di aktifkan, tetapi produk yang
dihasilkan terdapat Short Mold. Maka kita harus cek setting kecepatan pada tingkat berapa
yang dibutuhkan untuk setting yang lebih tinggi. Adapun yang kita buat setting kecepatan
http://1.bp.blogspot.com/_CgDFuMBNKmc/Sz2lHKolrsI/AAAAAAAAADA/BG2HkiQN7Mk/s1600-h/Fill+Pressure+Graph.jpg -
7/30/2019 Injection Unit
25/47
untuk proses ini adalah Debit Pompa Hidrolik nya. Misalkan suatu mesin injeksi memiliki
Pompa Hidrolik dengan Debit yang dihasilkan maksimum sebesar 40 ml/detik atau 40
cm/detik. Adapun Debit Pompa Hidrolik = Debit Material Cair yang Mengalir Masuk ke
Dalam Mold.
Bila kita buat setting kecepatan 30% rata-rata [dari 4 tingkatan settingan yang disebut di
atas], maka Debit material cair yang mengalir ke dalam Mold adalah 40 cm/detik x 30% =
12 cm/detik. Pada waktu yang dibutuhkan selama 5 detik, maka jumlah material yang telah
dimasukkan ke dalam Mold adalah 12 cm/detik x 5 detik = 60 cm.
Sebagai perbandingan bila kita buat kecepatan 70% rata-rata, maka Debit material cair
yang mengalir ke dalam Mold adalah 40 cm/detik x 70% = 28 cm/detik. Pada waktu yangdibutuhkan sama, yaitu 5 detik, maka jumlah material yang telah dimasukkan ke dalam Mold
adalah 28 cm/detik x 5 detik = 140 cm. Dari dua perhitungan tersebut sudah sangat jelas
perbedaannya, mudah-mudahan ini memudahkan kita dalam membuat setting kecepatan pada
proses Injeksi Plastik
Dik : Q = debit pompa hidrolik
Qn =debit aliran yang keluar dari nozzle
Qm =debit aliran yang masuk kedalam mold
Q=Qm=Qn(ml/s)
Pembentukan produk membutuhkan 200 ml.
Qmak hidrolik mesin = 40 ml/detik(100%)
Sehingga butuh 5 detik untuk mencapai 200 ml/detik
Dit : kecepatan injeksi 70%..apa yang terjadi?
Jawab :40 ml/detik x 0.7=28 ml/detik
-
7/30/2019 Injection Unit
26/47
Sehingga untuk mencapai 200 diperlukan waktu 7 detik
Apabila kita setting waktu filling dengan kecepatan injeksinya 70% maka
ml (produk short)
3.2.8 Inject Pressure
Parameter injection pressure berfungsi untuk mengatur tekanan injeksi ,parameter iniadalah salah satu parameter yang harus diatur untuk mengatur proses injeksi slain mengatur
inject time dan inject speed.injection presseru injection molding harus lebih kecil dibanding
clamping force di molding sehingga clamping force akan tercapai.
Injection unit fwd. speed 1 30.0 [mm/s]
Change-over pt. inj. Unit fwd 10.0 [mm]
Injection unit fwd. speed 2 10.0 [mm/s]
Inj. Unit return speed 1 30.0 [mm/s]
Change-over pt.inj unit ret 10.0 [mm]
Inj. Unit return speed 3 10.0 [mm/s]
Tabel 3.9 control system injection speed KM 420-1900 cz
-
7/30/2019 Injection Unit
27/47
Diagram perbandingan antara injection pressure terhadap berat produk,semakon
tinggi teknan injection semakin padat produk sehingga semakin berat produk yang di
hasilkan.
Material Plastik cair yang disuntikkan ke dalam Mold akan mengalami berbagai
hambatan, seperti melewati celah-celah dan ruang yang sempit, alur yang berilku-liku,
pembuatan bentuk produk yang sulit disertai banyaknya bentuk sirip, dll, disamping material
itu bersinggungan dengan suhu Mold yang lebih dingin. Dapat dikatakan juga bahwa material
cair tersebut harus cepat mengisi seluruh ruang di dalam Mold sebelum terjadi
pembekuan/pengerasan material karena bersinggungan dengan suhu Mold yang lebih dingin.
Untuk itulah dibutuhkan setting Fill Pressure yang cukup kuat untuk men-Support laju
kecepatan material sehingga material akan mengalir melewati hambatan-hambatan tersebut
dengan tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap hasil produk.
http://1.bp.blogspot.com/_CgDFuMBNKmc/Sz2lHKolrsI/AAAAAAAAADA/BG2HkiQN7Mk/s1600-h/Fill+Pressure+Graph.jpg -
7/30/2019 Injection Unit
28/47
Grafik diatas merupkan grafik hubungan antara injection pressure dengan panjang
aliran.semakin panjang flow length diperlukan injection pressure yang semakin besar pula
karena Fill Pressure yang cukup kuat untuk men-Support laju kecepatan material sehingga
material akan mengalir melewati hambatan-hambatan tersebut dengan tidak memberikan
pengaruh yang signifikan terhadap hasil produk.
Posisi 171 adalah posisi Injection Ready.Posisi 12 adalah setting V-P Change Over
[perubahan dari proses Filling ke Proses Holding], posisi ini didapat dari Injection Ready
dikurangi Shoot Size [l], yaitu 171 159 = 12.Maka, jika setting Pull Back adalah 5
[perkiraan gas], maka Holding Proses akan berhenti di sekitar 7.
Note : Apabila actualnya tidak seperti yang diperhitungkan, berarti hampir dipastikan adanyamasalah pada diameter lubang Barrel, diameter Screw, atau pada Torpedo.
Problem Bisa kita lihat pada mesin yang compatible menampilkan grafik proses, atau
dengan kita memperhatikan Pressure Gauge selama proses berlangsung. Grafik
memperlihatkan bahwa garis actual [Actual Line] bersentuhan dengan garis setting [Setting
Line], hal ini memberikan pernyataan bahwa sebenarnya garis actual lebih tinggi dari garis
setting. Dikarenakan setting yang tersedia untuk proses Filling actual dipatok atau dibatasi
hanya setinggi garis setting tersebut sehingga ketika menghadapi hambatan diperjalanan
proses Filling tidak bisa berbuat banyak.
OK. Grafik memperlihatkan bahwa garis actual tidak pernah bisa menyentuh garis setting.
Fluktuasi yang terjadi yang menunjukkan adanya hambatan selama proses Filling pun masih
di bawah garis setting. Ini menunjukkan bahwa Filling Pressure yang kita setting sudah dapat
meng-cover hambatan-hambatan yang telah disebutkan di atas.
Material yang tidak dapat mengatasi hambatannya akan berakibat pada kecepatan yang
kurang dari yang diperlukan, hal ini diperlihatkan oleh garis Actual Line 1. Sebelum
mencapai V-P Change Over, perjalanan material sudah mencapai titik atau masuk phase
pembekuan dimana material sudah mulai mengeras dan sulit untuk
Phase pembekuan di gambarkan pada garis R. Sebaliknya material yang berhasil mangatasi
hambatannya akan memliki kecepatan yang diinginkan sehingga bisa melewati V-P Change
Over sebelum masuk phase pembekuan.
-
7/30/2019 Injection Unit
29/47
Buatlah Setting Fill Pressure lebih tinggi dari Actual Fill Pressure, agar proses Filling tidak
terpengaruh terhadap hambatan-hambatan yang ada. Pada mesin Nissei type PS, setting Fill
Pressure pada : P1.
Back pressure
Menyebabkan peningkatan tercampurnya material,mengontrol back pressure dan
meningkatkan leleh plastik,color dispersion dan kualitas output.
Selama screw berputar dan plastik leleh dbwah tekanan ,pencampuran plastik tercpai
sepanjang temperatur meningkat.back pressure adalah perpindahan screw selama persiapan
shot selanjutnya.biasanya back pressure .biasanya back pressure 50 sampai 30 psi .
Diagram diatas merupakan diagram perbandingan antara screw back pressure
terhadap melt temperature,semakin tinggi back pressure maka temperature leleh akan
meningkat
1.backflow
Backflow terjadi karena adanya celah diantara Check Valve dan Screw Head, yang
dalam kondisi normal hal ini sangat tidak diperbolehkan. Tidak boleh adanya Backflow
selama proses injeksi berlangsung. Adanya Backflow pada proses berarti ada masalah pada
Silinder Barrel dan Screw Sistem.
-
7/30/2019 Injection Unit
30/47
Bagaimana mengetahui ada tidaknya Backflow pada proses injeksi bisa dilakukan
dengan sangat sederhana. Ambil sebuah balok kayu dan ditempatkan pada Stationary
Platen tepat didepan Nozle, majukan Nozle hingga menekan balok kayu tersebut. Hal ini
dimaksudkan utk menyumbat lubang Nozle dengan cara yang paling mudah dan cepat.
Kemudian lakukan isi ulang (Charging), yaitu proses berputarnya Screw sehingga
mengalirkan material plastik cair dari Screw, melewati Check Valve, hingga berada didepan
Torpedo. Karena memiliki tekanan, maka Screw akan terdorong mundur kebelakang yang
terindikasi pada nilai posisi Screw yang bertambah nilainya, hingga berhenti pada nilai atau
posisi Shot Size ditambah Pull Back. Lalu lakukan Injeksi secara manual sambil
memperhatikan posisi Screw, dalam 2 detik berselang apakah maju (yang terindikasi pada
nilai posisi Screw yang berkurang nilainya) atau diam ditempat. 2 detik tersebut untuk
memberi waktu kepada Check Valve untuk reposisi, dari posisi rapat ke Torpedo ke posisi
rapat ke Screw Head. Selang 5 detik kemudian injeksi manual dihentikan.
Apabila selama proses injeksi setelah selang 2 detik injeksi posisi Screw bergerak
maju dan terus maju, maka dapat disimpulkan adanya Backflow. Seberapa besar Backflow
terjadi dapat kita hitung sebagai berikut
Dik : injection total = 7 s dan 2 detik di abaikan
Selama 5 s = screw bergerak sepanjang 20 cm
Dscrew = 40 mm = 4 cm
Dit : Vbackflow ?
: persentasi backflow(%) ?
: Abackflow terhadap Ascrew ?
Jawab : Ascrew : 3.14 x 22 =13 cm2
Vbackflow : 13 cm2 x 20 =260 cm3 5 detik
-
7/30/2019 Injection Unit
31/47
Jika kapasitas injeksi maksimum(100%) mencapai 500
cm3/detik dengan backflow sebesar 260 cm3/5 detik atau 52
cm3/detik.
% backflow
Abackflow terhadap Ascrew = 13 cm2 x 10 %=1,4 cm2
ungsi kerja injeksi adalah kondisi atau keadaan Screw Sistem, dimana posisi
Check Ring merapat pada Screw Head (bagian paling depan Screw). Persyaratan
dari kondisi ini adalah tidak adanya celah antara Check Ring dan Screw Head.
Berarti kondisi abnormal adalah sebaliknya, yaitu terdapat celah diantara keduanya.Bagaimana celah itu terjadi ? Celah tersebut terjadi disebabkan beberapa faktor,
antara lain.
Yang pertama. Adanya material asing yag berada diantara Check Ring dan Screw
Head. Material ini tidak ikut leleh pada suhu leleh plastik pada kisaran suhu 250~300
C, mengganjal diantara Check Ring dan Screw Head sehingga membuat celah
bocoran. Dan biasanya material asing ini berasa dari bahan besi atau metal lainnya.
Tang kedua. Adanya retakan atau kerusakan pada Screw Head ataupun pada
Check Ring. Hal inipun tak lepas dari akibat adanya material asing yang berupa besi
atau bahan metal lainnya, sehingga mengakibatkan kerusakan tersebut. Tindakan
sementara jelas harus dilakukan penggantian dengan Spare Part yang baru, namun
tindakan lebih lanjut agar tidak terulang dikembalikan kepada pihak manajemen
perusahaan untuk memperbaiki sistem kerja dan pengaturan secara menyeluruh
dan untuk bisa membangkitkan rasa memiliki yang kuat, spirit, komitmen, dan
motivasi pada karyawan agar selalu berfikir positif atas kelangsungan operasi,
sehingga tidak hanya sekedar melakukan tugas semata, tetapi lebih kepada ikut
menjaga.
Fungsi kerja Charging adalah kondisi atau keadaan dimana posisi Check
Ring merapat ke Torpedo. Dengan bentuk sedemikian rupa, walaupun rapat tetapitetap harus ada celah diantara keduanya agar material dapat mengalir dari belakang
-
7/30/2019 Injection Unit
32/47
Screw Head sampai ke depan Torpedo. Jadi disini celah memang harus ada, tidak
perlu dipermasalahkan.
Grafik hubungan teemperatur dengan injection pressure,dengan meningkatnya injection
pressure maka melt temperatur akan meningkat karena prinsip suatu zat apbila diberi tekanan
di ruang tertutup maka akan mengalami panas,ditinjau dari segi termodinamika tidak ada
sistem yang bertukar(adibiatis),diameter nozzle pun mempengaruhi karena semakin besar
diameter nozzle semakin besar penyebaran suhu sehingga suhu akan decrease.begitupun
dengan screw speed semakin meningkat kecepatan putaran screw maka semakin meningkat
suhu karena ketika screw berputar maka terjadi gaya geser(shear rate) antara screw dengan
barrel.
-
7/30/2019 Injection Unit
33/47
2.7 Plastik
Terdapat dua jenis platik yang digunakan pada injection molding kebanyakan
menggunakan material termoplastik, tetapi beberapa injection menggunakan thermoset
keduanya terdapat perbedaan.
2.7.1 Polimer termoplastik
Polimer termoplastik adalah polimer yang mempunyai sifat tidak tahan terhadap panas.
Jika polimer jenis ini dipanaskan, maka akan menjadi lunak dan didinginkan akan mengeras.
Proses tersebut dapat terjadi berulang kali, sehingga dapat dibentuk ulang dalam berbagai
bentuk melalui cetakan yang berbeda untuk mendapatkan produk polimer yang baru.
Polimer termoplastik memiliki sifat sifat khusus sebagai berikut :
- Berat molekul kecil
- Tidak tahan terhadap panas.
- Jika dipanaskan akan melunak.
- Jika didinginkan akan mengeras.
- Mudah untuk diregangkan.
- Fleksibel.
- Titik leleh rendah.- Dapat dibentuk ulang (daur ulang).
-
7/30/2019 Injection Unit
34/47
-
7/30/2019 Injection Unit
35/47
2.7.1.3 Karakteristik leleh
Poin umum proses pertama yang membedakan crystalline dan amorphous material
dalam hal titik leleh, ketika diberi panas kedua tipe material tersebut lebih halus awalnya
tetapi material amorphous kelanjutannya lebih halus ketika mengalir. Titik kehalusan disebut
sebagai glass transition temperature (Tg), material amorphous tidak memilik titik leleh.
Berlawanan dengan hal diatas material crystalline ketika panas dia akan relative
menjadi solid. Solid poin tadi disebut Tm. Perbedaan leleh material merupaka factor penting
dalam bagaimana material tersebut dicetak.Daftar dibawah mengendikasikan apakan material
itu crystalline (C) atau Amorphous (A).
Nama Symbol Tipe
Polyethylene PE C
Polypropylene PP C
Polystyrene PS A
Acrylontrile Butadiene Styrene ABS A
Polyamide (nylon) PA C
Polycarbonate PC A
Polymethylmethacrylate (acrylic) PMMA A
Polyoxymethylene (accetal) POM C
Polyvinylchoride PVC A
Styrene Acrylonitrile SAN A
2.7.1.4 Konduktivitas Panas
Adalah kemampuan plastic untuk menyerap panas, dalam menyerap panas plastic
memiliki kemampuan menyerap panas yang rendah lebih kecil daripada metal.Penyerapan
panas yang rendah mempengaruhi kecepatan plastic menjadi panas, leleh dan dibentuk.Poin
penting kedua yang menarik bagaimana plastic terbentuk adalah bagaiamana kemampuan
menyerap panas antara crystalline dan amorphous. Material amorphous kemampuan
menyerap panasnya lebih sedikit daripada crystalline, faktanya jika crystallinitas meningkat
maka kemampuan menyerap panas juga meningkat
Kita tidak bisa menambahkan panas lebih dari amorphous dan menjadikan titik leleh
amorphous menjadi lebih cepat.Faktanya jika panas berlebih diberikan pada material
-
7/30/2019 Injection Unit
36/47
amorphous maka terbakar dan terdegradasi.Gambar dibawah mengilustrasikan perbedaan
antara crystalline dan amorphous dalam menyerap panas.
2.24 Karakteristik penyerapan panas crystalline dan amorphous
2.7.1.5 Shear Sensitivity
Material amorphous lebih sensitive dalam bergerak shear terjadi ketika bijih plastic
ditekan. High Shear menyebabkan temperature material cepat meningkat selama
pembentukan, material amorphous sebaiknya menerima panas secara bertahap jika mengubah
dari solid ke leleh.terlalu banyak Temperature leleh dari beberapa material (khususnya
material amorphous) dapat menyebabkan residu selama pendinginan yang mengurangi
kekuatan mekanik dari produk.Tanpa disengaja di banyak kasus kehilangan mekanikal
property seperti impact strength tidak dapat ditentukan hingga produk dilakukan impact tes,
atau gagal ketika produk tersebut digunakan.
2.7.1.6 Viscosity (Melt Index)
property lainnya antara material crystalline dan amorphous, yang berpengaruh
terhadap pembentukan produk adalah kekentalan atau viscosity. Kekentalan dapat dipastikan
sebagai perlawanan fluida untuk mengalir dalam kata lain titik leleh plastic dianggap kental,
seperti molasses dan tidak mudah untuk mengalir. Kekentalan dari titik leleh plastic dapat
dihitung dan diberi rating yang disebut melt index (MI). melt index yang tinggi berarti bahwa
titik leleh plastic seperti air dan mempunyai viskositas rendah. Semakin rendah melt index,
semakin kental materialnya dan sedikit dulit untuk mengalir. Kekentalan plastic sangat
-
7/30/2019 Injection Unit
37/47
penting dalam proses pembentukan. Material dengan MI yang sangat tinggi atau kekentalan
rendah akan lebih sulit untuk dibentuk.
Kekentalan dan temperatur
Jika sebuah cairan di panaskan,maka kekentalan
berkurang.kekentalan leleh termoplastik tidak hanya tergantung dari
shear rate ,tapi juga dari temperatur.
Kekentalan berkurang jika temperatur meningkat,jadi plastick leleh mulai
mengalir jika kekntalanya berkurang.semakin encer semakin ringan
energi yang di butuhkan untuk mengalirkan material.selain dari
kekentalan ,faktor lainya yang berpengaruh terhadap proses plastik di
injection molding d tunjukan tabel dibawah .
-
7/30/2019 Injection Unit
38/47
Termoplastik terdiri dari macromolekul yang terdiri dari 10.000 ikatan
element kimia.termoplastik tidak bisa disebut sebagai liquid seperti
air,termoplastik yang disipakan atau dapat di injejksikan seperti madu.
-
7/30/2019 Injection Unit
39/47
Material harus homogen sepenuhnya dengan cara diaduk ,granul harus di
adauk dengan colorant ,sehingga akan seragam.
2.8 Polimer termoseting
Polimer termoseting adalah polimer yang mempunyai sifat tahan terhadap panas. Jika
polimer ini dipanaskan, maka tidak dapat meleleh. Sehingga tidak dapat dibentuk ulang
kembali. Susunan polimer ini bersifat permanen pada bentuk cetak pertama kali (pada saat
pembuatan). Bila polimer ini rusak/pecah, maka tidak dapat disambung atau diperbaiki lagi.
Polimer termoseting memiliki ikatan ikatan silang yang mudah dibentuk pada waktu
dipanaskan. Hal ini membuat polimer menjadi kaku dan keras. Semakin banyak ikatan silang
pada polimer ini, maka semakin kaku dan mudah patah. Bila polimer ini dipanaskan untuk
kedua kalinya, maka akan menyebabkan rusak atau lepasnya ikatan silang antar rantai
polimer.
Sifat polimer termoseting sebagai berikut.
- Keras dan kaku (tidak fleksibel)
- Jika dipanaskan akan mengeras.
- Tidak dapat dibentuk ulang (sukar didaur ulang).
- Tidak dapat larut dalam pelarut apapun.
- Jika dipanaskan akan meleleh.
- Tahan terhadap asam basa.
- Mempunyai ikatan silang antarrantai molekul.
Contoh plastik termoseting :
Bakelit = asbak, fitting lampu listrik, steker listrik, peralatan fotografi, radio,
perekatplywood.
2.9Additives
-
7/30/2019 Injection Unit
40/47
Terdapat komposisi lain selain resin dan masterbatch yaitu additive, yang termasuk
dalam additive yaitu plasticizers, fillers, reinforcements, stabilizer, flame retardants,
colorants, lubricants, dan banyak lagi. Walaupun tidak terlalu penting untuk mengingat
semua additive ini penting bahwa kita mengerti fungsi dari additive dan pengaruhnya
terhadap proses molding.
2.9.1 Filler and Reinforcements
Filler dan Reinforcements ditambahkan dalam plastic yang berfungsi untuk
meningkatkan kekakuan and atau sifat mekanik lainnya dari produk biasanya disebut
reinforcements. Umunya filler termasuk calcium carbonate (biasanya berbentuk bubuk
limestone), talc (bubuk lain yang digunakan sebagai pelicin), carbon black(biasanya sebagai
pewarna hitam dan lebih pentingnya sebagai pelindung dari radiasi sinar UV), silica.
Walaupun diklasifikasikan sebagai fillers, calcium carbonat, dan silica dalam beberapa
bentuk mungkin dianggap sebagai reinforcements dan cukup abrasive terhadap permukaan
metal di injection unit dan di mold. Satu kemungkinan lagi penambahan additive terhadap
plastic dapat meningkatkan kekentalan material dan secara signifikan berpengaruh terhadap
proses pembentukan dan penyusutan.
Kebanyakan dari reinforcements ditambahkan kedalam plastic dalam bentuk fiberkecil, bubuk, dan serpihan. Bentuk umum reinforcements adalah glass fiber seperti
monofilament yang sangat halus (0.009 sampai 0.013 mm diameternya).
2.9.2 Plasticizers
Berlawan dengan filler plasticizers mengurangi kekakuan dari produk membuat produk
lebih fleksibel.Dan mencapai fleksibilitas yang tinggi plasticizers mungkin mengurangi
kekentalan dari material leleh.
2.9.3 Flame Retardants
Karena banyak produk dan peralatan yang digunakan manusia setiap hari dan terbuat
dari plastic, maka plastic yang tidak mudah terbakar sangat penting.Sebagai contoh pada
peralatan rumah itu harus tahan bakar.Flame retardants ditambahkan pada plastic untuk
mengontrol efek yang tidak diinginkan yang dapat menyebabkan kebakaran. Secara tidaksengaja additives ini bersifat corrosive terhadap permukaan metal yang dikenakan oleh flame
-
7/30/2019 Injection Unit
41/47
retardants, sehingga diperlukan pelapisan khusus di unit injeksi dan mold. Additives ini juga
mempercepat degradasi resin dan membatasi pemanasan.
2.9.4 Colorants
Additives ini digunakan dalam plastic tidak hanya pada permukaan saja melainkan
keseluruhan bagian plastic tersebut. Untuk mencapai hal tersebut pigments dan pewarna
ditambahkan kedalam plastic sebagai campuran dari bijih plastic tersebut. Colorants atau
liquid yang ditambahkan setelah masuk kedalam injection unit. Pigments tidak larut kedalam
plastic leleh tetapi hanya tercampur oleh proses disperse.
2.9.5 Penambahan Additive
Kebanyakan additives ditambahkan biasanya kedalam virgin material oleh additives
feeder atau blender. Terdapat perbedaan tipe dari feeder dan blender yang digunakan di
proses pembentukan. Beberapa dapat mencampurkan dan menambahkan hanya dua material
yang berbeda, ada pula yang dapat mencampurkan dan menambah hingga lima tipe material,
termasuk pellet, powder, granuled material dan bahkan cairan. Kebanyakan dari unit ini
dipasang langsung pada mesin injection molding, biasanya pada hopper dan menggunakan
pneumatic untuk mencampur material kedalam mesin.
3.1 Material
Polystyrene adalah sebuah polimer dengan monomer stirena, sebuah hidrokarbon cair
yang dibuat secara komersial dari minyak bumi. Pada suhu ruangan, polistirena biasanya
bersifat termoplastik padat, dapat mencair pada suhu yang lebih tinggi.Polistirena padat
murni adalah sebuah plastik tak berwarna, keras dengan fleksibilitas yang terbatas yang dapat
dibentuk menjadi berbagai macam produk dengan detil yang bagus.
-
7/30/2019 Injection Unit
42/47
Gambar 3.1polystyrene
Material yang digunakan dalam proses injection molding adalah material termoplastik
dan termoset Material yang digunakan untuk membuat produk brylcreem adalah
polysetyrene,polysetyrene merupakan golongan material termoplastik dan merupakan
amorphous
Gambar 3.2 Klasifikasi material polimer beserta golonganya
-
7/30/2019 Injection Unit
43/47
-
7/30/2019 Injection Unit
44/47
3.1.1 karakteristikpolystyrene
Polystyrene memiliki karakteristik sebagai berikut
1. Warna dasarnya putih transparan seperti kaca.
2. Dapat dibentuk ulang (daur ulang).
3. Tingkat kekerasannya tinggi ,pada produk berylcream hasil dari lid test mencapai 250
kN.
4. Sangat kaku, rapuh, kecuali dimodifikasi.
5. Sifat-sifat isolator listriknya prima/sangat baik.
-
7/30/2019 Injection Unit
45/47
6. konduktivitasnya panasnya rendah karena tergolong sebagai amorphous.
7. berdasarkan ASTM D-1238 memiliki melt flow(melt indeks) 15/10 min.
8. memiliki shear sensivitivi yang tinggi sehingga dalam proses diperlukan panas bertahap.
9. penyusutannya(shrinkage) sangat rendah yaitu 0,45 -0,6 %.
Tabel 3.1 Karakteristik polystyrene
Caps brylcreem yang di jadikan objek pengamatan berwarna abu-abu yang di hasilkan
proses percampuran resin dengan masterbatch dengan perbandingan 98:2 dalam satuan
persen tanpa menggunakan additive,resin yang digunakan adalah HIPS STYRON A-TECH
1300 Natural dengan masterbatch MB MBE 913109 GREY.
Type
equation here.
-
7/30/2019 Injection Unit
46/47
Gambar 3.3 masterbach 913109 GREY
3.1.2 Jumlah material yang digunakan
Dik : w = 25 gram berat rata-rata produk
Ct = 29.8 second cycle time
Nc = 8 cavity
1 shift =8 jam
Dit : jumlah materil dalam satu shift?
Jawab :
Hitung terlebih dahulu standar output yang digunakan dalam
setelah diketahui jumlah produk dalam satu shift maka dapat
diketahui jumlah material polystyrene dalam satu shift
jadi jumlah material yang digunakan dalam satu shift 193,275 gram
-
7/30/2019 Injection Unit
47/47
top related