injection unit

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


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


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.


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.


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


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


7/47

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


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


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


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


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.


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.


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.


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


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


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.


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


18/47


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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.


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.


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


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


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.


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).


34/47


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


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


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 .


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.


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


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


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.


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


43/47


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.


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.


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


47/47

injection unit

Documents