Injection moulding adalah proses pengerjaan pencetakan plastik dengan
sistem injeksi. Pada saat ini teknologi injection moulding banyak digunakan dalam industri manufaktur plastik. Hal ini karena proses pengerjaannya relatif mudah, dapat membuat barang jadi dengan sekali proses dan tidak membutuhkan mesin dan alat yang besar dan kompleks.
3.7.1. Mesin Injection Moulding
Untuk bahan termoplastik, mesin cetak injeksi bertugas untuk mengubah bahan baku yang berupa butiran kecil atau butiran berbentuk pellet menjadi suatu bentuk yang dicetak melalui kegiatan peleburan, injeksi, pemadatan, dan siklus pendinginan. Waktu keseluruhan proses injeksi berlangsung atau waktu yang diperlukan oleh mesin injeksi untuk mengubah bahan baku menjadi produk jadi yang dicetak dinamakan waktu siklus (cycle time). Untuk tahapannya dapat dilihat pada gambar berikut ini :
Cycle Time
Opening/ejection Machine set cooling time
Closing of the mould Injection unit forwards
Injection
Holding pressure
Injection unit backwards
Plastification
Real cooling time
Sumber : Manual Hand Book Injection Moulding, PT. Jasa Putra Plastik.
Gambar 3.4. Waktu Siklus Mesin Injeksi
Secara umum mesin cetak injeksi terdiri dari lima komponen berikut : 1. Sistem Injeksi (Injection System)
Sistem injeksi terdiri atas hopper, reciprocating screw, barrel, dan injection
nozzle. Sistem ini membatasi dan membawa bahan baku dalam perjalanannya
melewati tahap feeding, compressing, degarsing, melting, injection, dan tahap
packing. Komponen sistem injeksi, yaitu :
a. Hopper
Bahan baku termoplastik dimasukkan ke dalam mesin cetak injeksi melalui
hopper ketika masih berbentuk butiran kecil. Hopper mempunyai bentuk yang
menyerupai gabungan antara tabung dengan dasar berbentuk kerucut. Hopper mempunyai posisi pada bagian atas mesin injeksi dan bertugas untuk
menampung butiran-butiran kecil ini. Butiran-butiran ini akan secara otomatis masuk ke dalam barrel dan reciprocating screw.
b. Reciprocating screw
Berbentuk sekrup pemutar dan digunakan untuk mengkompresi atau memadatkan, meleburkan dan mendorong bahan baku. Reciprocating screw terdiri atas tiga bagian, yaitu feeding zone, compressing zone, dan melting
zone. Reciprocating zone dapat digerakkan dengan tenaga hidrolik maupun
tenaga motor. Ukuran kedalamannya akan mengecil pada compressing zone. Area ini akan mengkompresi bahan baku terhadap diameter bagian dalam
barrel dan menyebabkan panas. Panas ini yang bertanggung jawab untuk
menjaga proses peleburan bahan baku. Beberapa heater band diluar barrel berfungsi untuk menjaga agar material tetap berada pada keadaan lebur atau cair. Secara umum sebuah mesin cetak dapat memiliki tiga atau lebih heater
band ataupun area-area dengan pengaturan suhu yang berbeda. Kecepatan
putaran reciprocating zone dinyatakan dalam satuan rpm (rotation per
minutes). Pada reciprocating zone, kecepatan putaran permukaannya lebih
penting daripada kecepatan putarannya, dan kedua hal itu tergantung pada ukuran diameter reciprocating zone.
c. Barrel
Barrel mempunyai bentuk seperti silinder bulat yang terletak secara
berada di dalamnya. Tugasnya adalah untuk menyangga reciprocating zone dan untuk menjaga suhu barrel, maka barrel dipanasi oleh beberapa pelat gelang pemanas (Electric Band Heaters) dengan tenaga listrik di sekeliling luar barrel tersebut. Electric Band Heaters menyediakan pemanas awal kepada bahan baku dan juga menyediakan pemanasan ketika terjadi peleburan bahan baku.
d. Nozzle
Berbentuk seperti mulut pipa dan berada pada bagian ujung barrel. Fungsinya adalah untuk menghubungkan kepada sprue brushing dan menjadi penyetel antara barrel dengan cetakan temperatur dari nozzle. Ketika barrel berada dalam posisi maju untuk pemrosesan, maka nozzle harus menempel dan menyegel pada jarak lekukan pada sprue bushing dengan sebuah lingkaran sasaran saat proses pembersihan barrel dilakukan. Barrel akan keluar mundur dari sprue, sehingga sisa bahan baku dapat jatuh dari nozzle dan nozzle kembali menjadi bersih.
2. Sistem Hidrolik (Hydraulic System)
Fungsinya adalah untuk menyediakan tenaga untuk membuka dan menutup cetakan, menyiapkan dan menahan tonasi kempa, memutar reciprocating zone, memberi tenaga pada ejector pins dan memindahkan cetakan inti.
3. Sistem Cetakan (Mold System)
Terdiri atas tie bars, perlengkapan lainnya dan moving plate, cetakan, sprue,
runner system, ejector pins dan saluran pendingin. Cetakan sangat penting
sebagai penukar panas setelah bahan baku termoplastik membentuk pola dan dimensi yang diinginkan sesuai dengan rongga cetakan. Sebuah sistem cetakan adalah rakitan dari silinder (platens) dan silinder cetakan (moulding platens) yang pada umumnya terbuat dari baja. Sistem cetakan membentuk pola plastik di dalam rongga cetakan dan mengeluarkan hasil cetakan.
4. Saluran pendingin cetakan
Saluran pendingin adalah jalur yang terletak pada rongga cetakan, sehingga medium pendingin seperti air, uap atau oli bersirkulasi. Hal ini berfungsi untuk pengatur suhu pada permukaan cetakan. Saluran pendingin dapat juga dikombinasikan dengan alat pengendali suhu lain seperti bafflers, bubblers, dan
thermal pins atau pipa saluran panas.
5. Sistem Kempa (Clamping System)
Berfungsi untuk membuka dan menutup cetakan, mendukung dan membawa unusur pokok dari cetakan dan menciptakan kekuatan yang cukup untuk mencegah cetakan terbuka. Kekuatan kempa dapat diciptakan melalui kekuatan mekanik, kekuatan hidrolik dan atau kombinasi dari dua hal tersebut.
6. Sistem Kendali
Sistem kendali menyediakan konsistensi dan pengulangan di dalam operasi mesin. Sistem kendali mempunyai fungsi untuk memonitor dan mengendalikan parameter-parameter termasuk suhu, tekanan injeksi, dan kecepatan injeksi. Sistem kendali memiliki peranan penting pada kualitas barang yang diproduksi dan keekonomisan proses produksi. Sistem kendali ini dapat bervariasi dari sirkuit on atau off sampai alat micro processor yang rumit.
Sumber : http://islnotes.cps.msu.edu/trp/inj/int_what.html.
Gambar 3.5. Mesin Injection Moulding