Upload
buidien
View
217
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 5
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Injection Molding
2.1.1. Pengertian Dasar
Secara umum pengertian injection molding adalah proses pembentukan
suatu benda atau produk dari material plastik dengan bentuk dan ukuran tertentu
yang mendapat perlakuan panas dan pemberian tekanan dengan menggunakan alat
bantu berupa cetakan atau mold, Mold plastik pada prinsipnya adalah suatu alat
(tool) yang digunakan untuk membuat komponen – komponen dari material
plastik dengan sarana mesin cetak plastik, metode dasar plastik molding untuk
mendapatkan produk yang sesuai dengan sifat-sifat fisik yang diinginkan bentuk
desain produk, luas penampang, ketebalan, insert yang panjang, tuntutan ukuran
(toleransi) yang harus dipenuhi dan pemilihan material merupakan faktor yang
berpengaruh.
Proses injection molding merupakan proses pembentukan benda kerja dari
material thermoplastic berbentuk butiran yang ditempatkan kedalam suatu
hopper/torong dan masuk kedalam silinder barrel injeksi yang kemudian
didorong oleh mekanisme screw melalui nozzle mesin dan sprue bushing masuk
kedalam rongga (cavity) cetakan yang sudah pada kondisi tertutup. Setelah
beberapa saat didinginkan, mold akan dibuka dan produk akan dikeluarkan dengan
mekanisme ejector. Material yang sangat sesuai adalah material thermoplastik, hal
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 6
ini di sebabkan karena pemanasan material ini dapat melunak dan sebaliknya akan
mengeras lagi bila di dinginkan. Perubahan-perubahan yang terjadi hanya bersifat
fisik, jadi bukan perubahan secara kimiawi sehingga memungkinkan mendaur
ulang material sesuai dengan kebutuhan yang diinginkan.
Material plastik yang dipindahkan dari silinder pemanas temperature suhunya
berkisar antara 175 ºC hingga 290 ºC.Semakin panas suhunya, plastik material itu
akan semakin cair/encer (rendah viskositasnya) sehingga semakin mudah
diinjeksikan/disemprotkan masuk kedalam mold. setiap material memiliki
karakteristik suhu molding. Semakin lunak formulasinya, yang berarti kandungan
plastis tinggi, membutuhkan temperature rendah, sebaliknya yang memeiliki
formulasi lebih keras butuh temperatur tinggi. Bentuk-bentuk partikel yang sulit,
besar dan jumlah cavity yang banyak serta runner yang panjang menyebabkan
tuntutan temperatur yang tinggi atau naik.
Untuk mempercepat proses pengerasan atau pembekuan material yang telah
di injeksikan kedalam cavity mold maka mold selalu didinginkan sehingga produk
dapat cepat dikeluarkan dari mold tanpa rusak atau cacat, dengan demikian
pendinginan mold yang baik dapat memperpendek Cycle time-nya. Hal ini
dilakukan dengan cara mengalirkan cooling yang mengelilingi cavity dan core
dalam mold plate dengan suhu cooling antara 18 ºC hingga 70 ºC. untuk
pekerjaan-pekerjaan khusus kadang-kadang juga diperlukan perlakuan panas pada
mold plate (menjaganya pada suhu tertentu)sampai dengan 170 ºC.
Pembuatan mold injeksi membutuhkan tooling cost atau biaya peralatan yang
tinggi namun memiliki cycle time atau waktu produksi yang lebih cepat
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 7
dibandingkan dengan proses yang lainnya. Dengan pertimbangan waktu produksi
yang cepat maka biaya tiap bagiannya menjadi lebih murah jika berjalan secara
otomatis dan berkesinambungan. Proses injeksi plastik paling banyak di gunakan
untuk material Thermoplastics, Elastomers dan Thermosets.
Gambar 2.1 Clamping unit, menunjukan proses injeksi dari nozzle ke
Sprue,dan terdapat ejector untuk mengeluarakan produk
Sumber : http://anifmaterial.blogspot.com/2007/01/injection-molding-dan-
penerapannya-di.html
2.1.2. Mesin Injection Molding
Umumnya, mesin Injection molding terdiri dari 4 kesatuan fungsi, yaitu:
a. Mold Clamp Unit
b. Injection Unit
c. Molding unit
d. Control System
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 8
Setiap unitnya akan dibahas pada keterangan dibawah ini untuk mold pada
mesin Injection Molding sangatlah bervariasi terhadap berbagai produk
plastik, sehingga diperlukan mold khusus untuk masing-masing produk, tetapi
mesin Injecion Molding dapat dipergunakan untuk berbagai macam mold yang
berbeda dengan ukuran yang sesuai dengan spesifikasi dimensi pada mesin.
a. Mold Clamp Unit [Unit Pencekam Cetakan].
Clamping unit berfungsi untuk memegang dan mengatur gerakan dari
mold unit, serta gerakan ejector saat melepas benda dari molding unit, pada
clamping unit-lah kita bisa mengatur berapa panjang gerakan molding saat di buka
dan berapa panjang ejector harus bergerak.
Ada 3 macam clamping unit yang dipakai pada umumnya,yaitu:
1. Mechanism Toggle Clamp, yaitu mekanisme gerakan mesin membuka dan
menutup mold dengan menggunakan mekanisme gerakan toggle seperti
engsel pada lengan manusia, contohnya ; Mesin Niigata, Hyundai, dll.
2. Mechanism Hydraulik clamp, Mekanisme gerakan mesin dengan
menggunakan mekanisme electric motor dan pompa hydraulic sebagai
mekanisme penggerak utamanya, contohnya ; Mesin Aarbug, Mitsubishi,
dll.
3. Mechanism Servo Motor, Mekanisme gerakan utama mesin dengan
menggunakan system electric/servo motor yang memiliki variabel speed
yang diatur dengan program logic, pada mekanisme ini terjadi perubahan
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 9
dari gaya radial akibat putaran motor menjadi gaya aksial,contohnya ;
Mesin Fanuc, Mitsubishi, dll.
Gambar 2.2 Mekanisme clamping unit (mechanism toggle & hydraulic clamp)
Sumber : http://www.sinotech.com/Tutorial:injection molded part.
Unit ini berfungsi untuk menggerakkan mold dengan gerakan membuka dan
menutup. Gerakan ini terbagi dalam 3 setting kecepatan dan 1 setting tambahan,
baik untuk gerakan Menutup maupun gerakan Membuka. Untuk gerakan Menutup
terdiri atas gerakan :
1. Perlahan 3.Perlahan
2. Cepat 4. Mencekam Mold.
Sedangkan untuk gerakan membuka terdiri atas gerakan :
1. Melepas Cekam Mold 3.Cepat
2. Perlahan 4.Perlahan.
Lalu dilanjutkan dengan gerakan ejector untuk mendorong produk keluar dari
mold, yaitu dari sisi core.
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 10
b. Injection Unit [Unit Injeksi].
Disinilah pengolahan Polimer Plastik berlangsung, yang dimulai dengan
masuknya Polimer dalam bentuk Pellet [Granule], kemudian dipanaskan didalam
Tungku [Barrel] dengan suhu lumer Plastik yang bersangkutan sambil
diperlakukan adukan [Mixing] oleh bentuk Screw di dalam tungku. Dengan bentuk
yang sedemikian rupa sehingga Screw ini berfungsi sebagai Feeder dan juga
Sebagai Mixer Plastik cair agar pencampuran warna plastik menjadi rata dan
seimbang [konstant].
Lalu dari unit inilah di injeksikan atau disuntikkan ke dalam cetakan [Mold]
dengan setting yang melibatkan tekanan hidrolik [Hydrolic Pressure] dalam
satuan kg/cm², Kecepatan [Velocity] dalam satuan %, Posisi [Limit Switches]
dalam satuan mm, Waktu [Time] dalam satuan detik, dan Suhu [Temperature]
dalam satuan 0C. Bagian dari injection unit adalah :
Motor dan transmission gear unit
Bagian ini berfungsi untuk menghasilkan daya yang digunakan untuk
memutar screw pada barrel, sedangkan tranmisi unit berfungsi untuk
memindahkan daya dari putaran motor ke dalam screw, selain itu transmission
unit juga berfungsi untuk mengatur tenaga yang di salurkan sehingga tidak
pembebanan yang terlalu besar.
Cylinder screw ram
Bagian ini berfungsi untuk mempermudah gerakan screw dengan
menggunakan momen enersia sekaligus menjaga perputaran screw tetap konstan,
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 11
sehingga di dapat di hasilkan kecepatan dan tekanan yang konstan saat proses
injeksi plastik dilakukan.
Hopper
Adalah tempat untuk menempatkan material plastik, sebelum masuk ke
barrel, biasanya untuk menjaga kelembapan material plastik, digunakan tempat
penyimpanan khusus yang dapat mengatur kelembapan, sebab apabila kandungan
air terlalu besar pada udara, dapat menyebabkan hasil injeksi yang tidak bagus.
Barrel
Adalah tempat screw, dan selubung yang menjaga aliran plastik ketika di
panasi oleh heater, pada bagian ini juga terdapat heater untuk memanaskan
plastik sebelum masuk ke nozzle.
Screw
Reciprocating screw berfungsi untuk mengalirkan plastik dari hopper ke
nozzle, ketika screw berputar material dari hopper akan tertarik mengisi screw
yang selanjutnya di panasi lalu di dorong ke arah nozzle.
Nonreturn valve
Valve ini berfungsi untuk menjaga aliran plastik yang telah meleleh agar
tidak kembali saat screw berhenti berputar.
Sistem Penggerak [Drive System].
Saat ini masih umum dengan media oli, atau yang biasa disebut dengan
Sistem Hidrolik [Hydrolic System], baik untuk mesin tipe Straight Hydrolic
maupun tipe toggle. Namun dewasa ini untuk tipe toggle sudah banyak meng-
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 12
aplikasikan Servo Motor [Full Electric System]. Kelebihan mesin yang sudah
mengaplikasikan Servo Motor gerakan mesin lebih tenang, tidak gedebak-gedebuk
seperti tipe Straight Hydrolic. Juga tentunya tidak berisik, dan cenderung lebih
bersih karena tidak menggunakan banyak oli, yang mana untuk sistem hidrolik
ada celah kecil saja akan terjadi kebocoran yang mengakibatkan area mesin
terdapat genangan-genangan oli. Namun bukan berarti untuk mesin-mesin baru
tidak lagi menggunakan sistem hidrolik. Untuk sebagian pengguna merasa lebih
cocok dengan tipe hidrolik, sehingga pembuat mesin injeksi plastik masih
mengeluarkan mesin tipe hidrolik yang tentunya beberapa bagian sudah di design
ulang untuk memperbaiki performanya.
Gambar 2.3 Injection unit (Barrel, screw, non-return valve (check ring) dan nozzle)
Sumber : Atas perkenan PT Biggy Cemerlang.
c. Molding Unit
Pada molding unit sebenarnya adalah bagian lain dari mesin injection
plastic, molding unit adalah bagian yang membentuk benda yang dibuat, secara
garis besar molding unit memiliki dua (2) bagian utama yaitu bagian cavity dan
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 13
core, bagian cavity adalah bagian cetakan yang berhubungan dengan nozzle pada
mesin, sedangkan core adalah bagian yang berhubungan dengan ejector.
Gambar 2.4 Molding unit
Sumber:http://www.ok.or.id
d. Sistem Kontrol [Control System]
Adalah sistem penjamin bahwa urutan cara kerja mesin harus benar dan
sesuai dengan program yang sudah dibuat oleh pembuat mesin. Sehingga setiap
gerakan, setiap perubahan, sinyal-sinyal sensor yang bisa ratusan jumlahnya bisa
saling mengikat, saling berhubungan dan saling mengunci dan sehingga kinerja
mesin tetap terjaga. Apalagi yang berhubungan dengan sistem keamanan dan
keselamatan pengguna mesin, maka dibuat berlapis, sehingga bisa
menghilangkan resiko karena resiko human error pengguna mesin itu sendiri.
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 14
Pengontrolan pada injection molding machine menggunakan suatu
controller bernama Cdc88. Cdc88 adalah suatu multi function computer yang
digunakan untuk mengatur semua proses injeksi molding. Pada mesin injeksi
molding ini, peran Cdc88 sebagai pusat kegiatan produksi yang akan dilakukan.
Cdc88 sebagai controller pada mesin ini memiliki banyak kelebihan untuk
menunjang fungsinya sebagai pengendali. Mulai dari pengaturan pemanasan
pada dinding-dinding barrel, kecepatan injeksi, tekanan injeksi, waktu injeksi,
waktu pencetakan serta beberapa fungsi lainnya.
Gambar 2.5 Mesin Injection Molding Jenis FANUC ROBOSHOT S-2000 iB
Sumber : Atas Berkenan PT BIGGY CEMERLANG
2.1.3 Mekanisme Mesin Injection Molding
a. Material plastik yang telah dicampur dengan bahan pellet dan pewarna
untuk bahan plastik dimasukan kedalam hopper. Lalu material plastik akan
memasuki rongga plastik pada ulir screw.
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 15
b. Screw bergerak mundur dan berputar berlawanan dengan arah jarum jam
membawa butiran-butiran plastik jatuh dari hopper. Biji plastik ini
dipanaskan oleh gesekan yang terjadi dan pemanas tambahan dari barrel,
sehingga butiran - butiran plastik tersebut meleleh. Screw mundur sampai
batas yang telah ditentukan ( bersamaan dengan material yang maju kedepan
bilik screw, oleh karena putaran mundur dari screw tersebut ) dan putaran
screw tersebut berhenti.
c. Langkah berikutnya adalah menutup mold. Kemudian screw didorong maju
oleh gerakan piston, mendorong lelehan plastik dari bilik screw( screw
chamber) melalui nozzle masuk kedalam rongga mold (dalam tahap ini
screw hanya bergerak maju saja, tanpa berputar).
d. Lelehan plastik yang telah diinjekkan mengalami pengerasan, oleh karena
bersentuhan dengan dinding yang dingin dari mold. Di bawah pengaruh
holding pressure, lelehan material dari tekanan screw ditambahkan untuk
mengimbangi kepadatan volume dari material ketika dingin.
e. Setelah proses pendinginan dan kekakuan dari produk yang telah dibentuk,
screw akan mundur untuk melakukan pengisian barrel. Pada saat itu
clamping unit akan bergerak untuk membuka mold. Produk dikeluarkan
oleh ejector yang telah ada dalam mold. Jika system ejector semi otomatis,
maka ejector mendorong produk tetapi tidak sampai keluar dari mold
sehingga diperlukan tenaga operator untuk mengeluarkan produk.
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 16
f. Setelah produk tersebut keluar/ dikeluarkan oleh ejector, maka siap untuk
dilakukan penginjekan berikutnya sesuai dengan alur yang telah diuraikan
diatas.
Bagian – bagian mesin injection molding dan mekanismenya ini dapat dilihat pada
gambar 2.6 dan 2.7 di bawah ini sehingga dapat membayangkan lebih jelas lagi.
Gambar 2.6 Bagian – bagian Mesin Injection Molding
Sumber : http://anifmaterial.blogspot.com/2007/01/injection-molding-dan-
penerapannya-di.html
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 17
Gambar 2.7 Mekanisme Mesin Injection Molding
Sumber : http://injeksiplastik.blogspot.com/2009/11/proses-injeksi-plastik.html
Penjelasannya adalah sebagai berikut:
1. Menutup Cetakan (Mold Close).
Dalam 1 siklus kerja proses injeksi, diawali oleh proses Menutup Cetakan.
Istilah mold dalam dunia injeksi plastik adalah cetakan untuk proses injeksi
plastik. Mold itu sendiri terdiri dari 2 bagian besar yaitu sisi “Core” dan sisi
“Cavity”. Sisi Cavity diikat pada “Stationery Platen” Mesin Injeksi. Sedangkan
sisi Core diikat pada “Moving Platen” mesin, bagian inilah yang bergerak
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 18
membuka dan menutup. Pada proses menutup terbagi menjadi 4 urutan proses,
yaitu :
a.) Gerakan menutup pada kecepatan perlahan dengan tekanan rendah. (Low
Mold Close Velocity & Low Mold Close Pressure). Tekanan yang dimaksud
adalah tekanan hidrolik. Posisi awal cetakan adalah “terbuka penuh” yang
diatur sedemikian rupa sehingga memungkinkan produk yang dihasilkan
nantinya dapat dikeluarkan atau diambil dengan mudah. Dari posisi ini
bergerak hingga posisi tertentu yang tidak terlalu jauh dari posisi “terbuka
penuh” tadi. Gerakan ini dimaksudkan untuk mereduksi getaran mesin yang
juga sekaligus merawat mesin itu sendiri, terutama system hidroliknya yang
rentan terhadap tekanan hidrolik yang tiba-tiba. Contoh kerusakan yang
paling ringan adalah kebocoran oli hidrolik yang dikarenakan pecahnya
selang hidrolik, belum lagi kerusakan lain yang berupa kerusakan mekanis
yang membutuhkan biaya lebih besar untuk memperbaikinya, sehingga biaya
perawatan mesin akan tinggi.
b.) Gerakan menutup pada kecepatan tinggi dengan tekanan rendah. (High Mold
Close Velocity & Low Mold Close Pressure). Memulai gerakan ini pada
posisi yang tidak jauh dari posisi “terbuka penuh”, dimana untuk gerakan
lebih cepat sangat memungkinkan. Hal ini bertujuan untuk menghemat waktu
proses secara keseluruhan.
c.) Gerakan menutup pada kecepatan perlahan dengan tekanan rendah. (Low
Mold Close Velocity & Low Mold Close Pressure). Sebelum cetakan menutup
dengan rapat, maka cetakan harus bergerak perlahan dengan tekanan yang
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 19
rendah untuk menghindari tumbukan. Hal inipun bertujuan untuk menjaga
kondisi cetakan dan juga kondisi mesin agar selalu dalam performa yang baik
dan dapat ber-produksi dengan lancar.
d.) Menghimpit Cetakan dengan Tekanan Tinggi (High Mold Clamp). Posisi
pada proses ini harus dibuat se-limit mungkin pada posisi menutup rapat
setelah gerakan sebelumnya. Hal ini juga untuk menghindari tumbukan
karena tekanan hidrolik yang relatif tinggi untuk menghimpit cetakan.
Tekanan tinggi ini dibutuhkan untuk menahan proses injeksi atau apa yang
disebut “Cavity Force During Injection” nantinya.
2. Injeksi Pengisian (Fill Injection)
Setelah dipastikan mold dihimpit dengan tekanan tinggi. Maka Unit
injeksi yang terdiri dari nozzle, barrel, dan screw dan seterusnya. Bergerak
mendekati mold hingga nozzle bersentuhan dengan mold, juga dengan tekanan
tinggi. Gambar di atas menunjukkan nozzle sudah bersentuhan dengan mold.
Bagian mold yang bersentuhan langsung dengan nozzle disebut “Sprue Bush”.
Kemudian mesin melakukan proses injeksi pengisian, yaitu menyuntikkan
plastik cair ke dalam mold. Pada proses ini melibatkan beberapa parameter yang
bisa kita atur sedemikian rupa mengikuti tingkat kesulitan produk yang akan kita
buat, yaitu :
a.) Tekanan Pengisian (Fill Pressure).
Mesin-mesin keluaran saat ini memiliki variasi tingkat tekanan pengisian
lebih dari 2 tingkat, dan juga diikuti dengan variasi posisi dari tiap-tiap tekanan
pengisian tersebut. Sehingga kita dapat menentukan di posisi manakah ketika
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 20
plastik cair membentuk produk membutuhkan besaran tekanan pengisian
“sekian” nilainya, dan di posisi lain dengan masih produk yang sama
membutuhkan besaran tekanan pengisian “sekian”, dan seterusnya. Besarnya
tekanan pengisian (Filling Pressure) yang kita atur sekedar lebih tinggi dari
tekanan pengisian sesungguhnya, atau sekitar 30%. Tekanan ini untuk
menghadapi fluktuasi tekanan ketika proses pengisian berlangsung. injeksi, atau
yang ditunjukkan pada layar monitor bagi yang sudah digital. Fluktuasi tekanan
ini akibat adanya hambatan-hambatan aliran plastik cair di saat mengalir atau
memasuki ruang-ruang di dalam mold, dan tekanan pengisian tidak boleh
dikalahkan oleh hambatan ini.
b.) Kecepatan Pengisian (Fill Velocity).
Terdapat variasi tingkat kecepatan yang bisa kita atur dan dibutuhkan untuk
menghindari adanya kondisi hasil produk yang tidak diinginkan. Posisi-posisi
tingkat kecepatan inipun bisa kita atur disesuaikan dengan posisi aliran plastik
ketika membentuk produk. Pada mesin sekarang, setidaknya terdapat 3 tingkat
kecepatan dengan 3 posisinya, atau bahkan lebih. Hasil produk dari proses ini
masih belum sempurna dengan menyisakan sedikit, dan akan disempurnakan
pada proses selanjutnya. Jaminan terhadap kestabilan proses berkelanjutan
berada di bagian ini, sehingga juga menentukan kestabilan hasil produk yang
dibuat. Untuk mesin-mesin terdahulu yang hanya menyediakan 1 tingkat
Tekanan Pengisian dan 1 atau 2 tingkat Kecepatan Pengisian. Hal ini tentu saja
membatasi kemampuan mesin ketika menghadapi produk dengan tingkat
kesulitan tertentu, walau proses setting parameternya relatif mudah dan cepat.
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 21
3. Injeksi Menahan (Holding Injection)
Penyempurnaan hasil produk berada pada bagian proses ini. Sengaja harus
dibuat seperti itu agar pada proses penyempurnaan nantinya hanya akan
membutuhkan nilai yang benar-benar efisien. Pada proses ini tidak lagi
melibatkan kecepatan di dalam setting parameternya, hanya besaran tekanan
yang kita atur beserta waktu yang kita butuhkan untuk itu. Pada mesin sekarang
terdapat 2 atau lebih Tekanan Holding dengan 2 atau lebih setting waktu yang
disediakan. Misalkan : 1. PH1 dengan besaran 40 kg/cm² dengan waktu (TPH1)
0.5 second. 2. PH2 dengan besaran 30 kg/cm² dengan waktu (TPH2) 1 second. 3.
PH3 dengan besaran 20 kg/cm² dengan waktu (TPH3) 2 second. Ketepatan
besaran Tekanan sangat menentukan hasil produk yang dibuat, terlalu besar akan
masalah. Begitu juga bila kita buat terlalu kecil. Kebutuhan tingkat Tekanan
Holding harus berdasarkan pertimbangan kebutuhan terhadap hasil produk. Bila
produknya relatif sederhana cukup kita aktifkan 1 saja tingkat Tekanan Holding
nya, dan bisa tambahkan bila ternyata tidak cukup untuk produk yang lain. Pada
mesin terdahulu hanya menyediakan 1 saja tingkat Tekanan Holding dengan 1
tingkat waktu yang dibutuhkan.
4. Isi Ulang dan Pendinginan (Charging & Cooling)
Isi ulang (Charging) plastik cair untuk siap disuntikkan pada siklus
selanjutnya, bersamaan waktunya perhitungan waktu Pendinginan pun (Cooling)
dimulai. Parameter yang direkomendasikan adalah waktu Pendinginan (Cooling
Time) harus lebih lama dari waktu Isi Ulang (Charging Time). Bila waktu
Charging yang lebih lama, maka yang terjadi adalah tumpahan material plastik
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 22
dari nozzle ketika Mold Terbuka pada proses berikutnya. Proses Charging sendiri
adalah berputarnya Screw dengan bantuan Motor Hidrolik ke arah putaran yang
telah ditentukan, sehingga plastik pellet masuk ke dalam Barrel, digiling oleh
Screw, dan sampai di depan Torpedo sudah dalam keadaan cair dan siap untuk
disuntikkan ke dalam Mold. Tentu saja dengan bantuan suhu Barrel yang dapat
kita atur sesuai spesifikasi jenis plastik yang digunakan. Dengan kondisi adanya
aliran dari belakang Torpedo menuju bagian depan Torpedo, dan tertutup ketika
ada usaha aliran plastik cair dari depan ke belakang Torpedo. Jadi alat ini
berfungsi sebagai katup satu arah.
5. Membuka Cetakan (Mold Open).
Pada proses ini terdapat 5 urutan kerja, yaitu :
1. Melepas Himpitan pada Cetakan (Mold Clamp Release). Yaitu dengan
mengembalikan ke tekanan normal pada system hidrolik yang bekerja untuk
menghimpit cetakan yang sebelumnya bertekanan tinggi.
2. Gerakan membuka pada kecepatan perlahan dengan tekanan rendah. (Low
Mold Open Velocity & Low Mold Open Pressure). Dari keadaan rapat, membuka
secara perlahan untuk menjaga kondisi cetakan yang rentan terhadap kerusakan
akibat gesekan yang terjadi antara sisi Core dan sisi Cavity.
3. Gerakan membuka pada kecepatan tinggi. (High Mold Open Velocity).
Membuka dengan cepat dengan posisi yang memungkinkan setelah lepas dari
pergesekan antara Core dan Cavity, hal ini juga untuk menghemat waktu proses.
4. Gerakan membuka pada kecepatan rendah. (Low Mold Open Velocity).
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 23
Sebelum posisi cetakan terbuka penuh, maka gerakan membuka cetakan harus
perlahan agar tidak terjadi overlap atau posisi terbuka yang “kelebihan”.
Kecepatan rendah ini juga dimasudkan agar posisi terbuka penuh adalah stabil
posisinya dari satu siklus ke siklus kerja berikutnya. Hal ini untuk mempermudah
kerja Robot disaat mengambil produk dari dalam cetakan.
6. Gerakan melepas produk dari dalam cetakan (Ejection).
Ejector mendorong produk dari sisi Core agar mudah diambil, tentu saja
produk harus menempel pada sisi Core ketika cetakan terbuka, dan bukan
menempel pada sisi Cavity. Walaupun bisa saja dibuat produk nya menempel
pada sisi Cavity, tentu aja dengan pertimbangan produk dan design cetakan yang
dirancang demikian. Proses Ejection ini pun terdapat parameter yang dapat kita
atur, yaitu : Jarak, tekanan hidroliknya, kecepatan, dan berapa kali mendorongnya.
Parameter ini tentu saja tergantung kebutuhan dan bentuk produknya. Maka 1
siklus Proses Injeksi Plastik telah selesai, atau juga biasa di sebut 1 Shot. Dalam
keadaan operasi Full Auto dengan menggunakan Robot sebagai pengambil
produk, maka akan kembali ke proses 1 yaitu menutup cetakan dan seterusnya
berulang-ulang, atau terus menerus hingga plastik pellet habis. Atau proses
produksi telah dimulai untuk menghasilkan jumlah produk yang banyak,
tergantung pesanan.
2.1.4 Parameter proses injection molding
Untuk memperoleh benda cetak dengan kualitas hasil yang optimal, perlu
mengatur beberapa paramater yang mempengaruhi jalannya proses produksi
tersebut. Parameter-parameter suatu proses tentu saja ada yang berperan sedikit
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 24
dan adapula yang mempunyai peran yang signifikan dalam mempengaruhi hasil
produksi yang diinginkan. Biasanya orang perlu melakukan beberapa kali
percobaan
hingga ditemukan parameter-parameter apa saja yang cukup berpengaruh terhadap
produk akhir benda cetak. Adapun parameter-parameter yang berpe-ngaruh
terhadap proses produksi plastik melalui metoda injection molding adalah:
a. Temperatur leleh (melt temperature)
Melt temperature adalah batas temperatur dimana bahan plastik mulai
meleleh kalau diberikan enegi panas.
b. Batas tekanan (pressure limit)
Pressure limit adalah batas tekanan udara yang perlu diberikan untuk
menggerakkan piston guna menekan bahan plastik yang telah dileleh-kan. Terlalu
rendah tekanan, maka bahan plastik kemungkinan tidak akan keluar atau terinjeksi
ke dalam cetakan. Akan tetapi jika tekanan udara terlalu tinggi dapat
mengakibatkan tersemburnya bahan plastik dari dalam cetakan dan hal ini akan
berakibat proses produksi menjadi tidak efisien.
c. Waktu tahan
Waktu Tahan adalah waktu yang diukur dari saat temperatur leleh yang di-
set telah tercapai hingga keseluruhan bahan plastik yang ada dalam tabung
pemanas benar-benar telah meleleh semuanya. Hal ini dikarenakan sifat rambatan
panas yang memerlukan waktu untuk merambat ke seluruh bagian yang ingin
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 25
dipanaskan. Dikhawatirkan jika waktu tahan ini terlalu cepat maka sebagian bahan
plastik dalam tabung pemanas belum meleleh semuanya, sehingga akan memper-
sulit jalannya aliran bahan plastik dari dalam nozzle
d. Waktu Penekanan
Waktu penekanan adalah durasi atau lamanya waktu yang diperlukan
untuk memberikan tekanan pada piston yang mendorong plastik yang telah leleh.
Pengaturan waktu penekanan bertujuan untuk meyakinkan bahwa bahan plastik
telah benar-benar mengisi ke seluruh rongga cetak. Oleh karenanya waktu
penekanan ini sangat tergantung dengan besar kecilnya dimensi cetakan (mold).
Makin besar ukuran cetakan makin lama waktu penekan yang diperlukan.
e. Temperatur cetakan (mold temperature)
Mold Temperature yaitu temperatur pemanasan awal cetakan sebelum dituangi
bahan plastik yang meleleh.
f. Kecepatan injeksi (injection rate)
Injection rate yaitu kecepatan lajunya bahan plastik yang telah meleleh
keluar dari nozzle untuk mengisi rongga cetak. Untuk mesin-mesin injeksi tertentu
kecepatan ini dapat terukur, tetapi untuk mesin-mesin injeksi sederhana kadang-
kadang tidak dilengkapi dengan pengukur kecepatan ini.
g. Backpressure (Tekanan balik)
Backpressure adalah tekanan yang terjadi dan sengaja dibuat atau di adjust
untuk menahan mundurnya Screw pada saat proses Charging berlangsung.
TUGAS AKHIR 2014
Program Teknik Mesin Universitas Mercubuana Page 26
Backpressure ini aktif atau diaktifkan pada mode operasi Semi-Auto atau Full-
Auto. Bila diaktifkan pada saat Manual Charging, maka yang terjadi adalah
Drolling, yaitu keluarnya material plastik cair dari lubang Nozzle tanpa
mundurnya Screw atau Screw mundur tetapi memakan waktu lama untuk
mencapai Shot Size.
Back Pressure berfungsi sebagai :
1. Pencampuran atau Mixing material menjadi lebih baik, homogen, kualitas
kepadatan material plastik cair lebih baik dan siap untuk proses injection.
2. Shot Size yang konsisten, atau tetap, atau stabil sebagai jaminan untuk Shot-
Shot berikutnya dengan kondisi yang sama besar Volume materialnya, berat
produk, dan dimensi produk yang dihasilkan.
3. Pencampuran warna Pigmen yang lebih baik.
4. Menghilangkan Gas atau udara yang ikut dalam proses Charging.
Efek samping Backpressure adalah :
1. Terjadi peningkatan suhu Barrel dari setting suhu yang kita buat.
2. Peningkatan waktu Charging sehingga Cycle Time menjadi lebih panjang.
3. Dapat berakibat Drolling pada saat Mold Open.