BAB II
LANDASAN TEORI
2.1Pendahuluan
Dewasa ini plastik tidak dapat dipisahkan dari kehidupan kita,sebagai bahan yang mudah didapatkan,praktis,modern,ringan sehingga sangat membantu berbagai keperluan.
Lepas dari kesulitan dalam penanganan daur ulang sampah plastik agar lebih ramah lingkungan,plastik merupakan material yang mempunyai banyak keuntungan.Material plastik banyak dipelajari mengenai sifat-sifatnya,,struktur material,kekuatan terhadap gaya,panas,dan sifat kimia lainnya.Untuk memenuhi tuntutan manusia yang semakin beragam maka diadakan penelitian untuk mendapatkan konstuksi plastik yang lebih kompetitif dan lebih komplek dalam pemakaian.
2.2Pengertian Plastik Moulding
Ada dua macam maerial plastik kita kenal yaitu:
Thermosetting,material yang akan mengalami perubahan secara kimiawi(chemis),apabila dipanaskan,dan juga mengalami perubahan
bentuk.Contohnya:Phenolformaldehyde,melamine formalde-hyde,alkyd,silicon,epoxy dll.
Thermoplastic,material akan menjadi lunak bila dipanaskan,dan mengeras bila didinginkan,dan akan dapat dilunakkan dengan memberinya panas lagi.Contohnya:polystyrene,styrene butadiene,polyvinylchloride,polyethylene,nylon (polyamide),polyacetal dll.
Dari kedua material plastik tersebut diatas,maka untuk memprosesnya menjadi suatu bentuk yang kita inginkan untuk kebutuhan konstruksi tertentu,kita akan pelajari beberapa cara nantinya kita sebut sebagai plastik moulding.
Secara umum yang dimaksud dengan plastic moulding adalah proses pembentukan benda kerja dengan wujud tertentu dari material kompon (plastic/compound articles) dengan menggunakan alat bantu berupa cetakan,yang dalam pelaksanaannya menggunakan perlakuan panas dan pemberian tekanan.
2.3Pengolahan Plastik
Ada beberapa alasan dalam pengolahan plastik menjadi suatu produk,antara lain: Biaya produksi rendah dengan kapasitas yang tinggi.
Material plastik masih banyak dan mudah didapatkan. Serbaguna dalam berbagai aspek kehidupan manusia. Dapat di daur ulang.
Agar plastik dapat digunakan dalam kehidupan dan siap pakai maka dari awal biji plastik dilakukan pemrosesan.Awal mula plastik hanya berupa bulatan bulatan kecil atau yang sering disebut sebagai granulat.Dari bijih plastik ini akan kita dapatkan produk plastik sesuai dengan model,bentuk,dan keinginan kita.
Model dan bentuk produk plastik beragam dan memiliki porses pembentukan yang beragam pula.Pembentukan produk plastik tergantung dari proses pembuatan dan juga betuk produk itu sendiri.Proses pembentukan plastik diantaranya dengan menggunakan metode : Compression,Extrusion,Blow,Injection Moulding.
2.3.1Compression Moulding
Proses yang paling banyak kita jumpai dan paling sederhana dalam pembuatan produk plastic.Compression memanfatkan adanya tekanan dan panas yang disalurkan pada cetakan(mould).
Pada proses ini plastik diletakkan dalam mould yang dipanaskan.Setelah plastik kompon yang berupa lembaran menjadi lunak dan bersifat elastis,maka cetakan atas akan digerakkan turun dan menekan lembaran plastik kedalam cetakan bawah sehingga akan terbentuk produk.Apabila panas dan tekanan diteruskan ,maka akan menghasilkan reaksi kimia yang bisa mengeraskan material thermosetting tersebut.
Compression mould sendiri memiliki 4 macan proses mould:
Flash type mould : bentuk paling sederhana dari proses produksi compression mould.Mould akan diisi material sepenuhnya sehingga akan terjadi luapan seusai dengan batasan yang ditentukan.
Positive Mould : terdiri dari rongga cavity dengan sebuah plunger yang mamadatkan pada bagian bawah mould.Proses ini memerlukan persiapan dalam menetukan besarnya material plastik yang akan digunakan.
Landed Positive Mould : memiliki kesamaan dengan positive mould akan tetapi dilengkapi dengan pembatasan pada area bukaan mould.Karena material dikontrol dengan baik,kepadatan benda kerja tergantung dari dosis pengisian yang diberikan. Semi Positive Mould : merupakan proses kombinasi antara flash type dengan landed positive mould.
Gb.2.1 Compression mould 2.3.2Extrusion Mould
Extrusion mould merupakan proses pengolahan plastik untuk produk dengan bentukan profil tertentu yang panjang.Aplikasi untuk porses ini adalah pembuatan tabung,pipa,lembaran plastik,film,kabel terbungkus,dan produk lainnya.
Hasil produk tergantung dari cetakan yang terpasang pada ujung silinder pemanas mesin.Cetakan yang dipasang dapat diganti sesuai dengan produk yang dikehendaki.Material dari cetakan ini tentunya harus terbuat dari baja pilihan yang sesuai dan tahan terhadap panas yang ditimbulkan mesin.
Gb.2.2 Mesin Extrusion Mould
Cara kerja mesin extrusion mould yaitu apabila bijih plastik yang telah disiapkan kita masukkan melalui hoper.Dari hoper ini matrial langsung jatuh pada screw kemudian oleh putaran screw kebagian tengah pemanas dengan suhu lebih tinggi sehingga membuat cair material plastik tersebut.Plastik cair selanjutnya mengalir sampai pada cetakan dan terus terdorong karena adanya material yang terdorong screw.Oleh cetakan material dibentuk sesuai dengan cetakan yang digunakan.
Pendinginan benda kerja dilakukan dengan menyemprotkan udara pada profil yang berjalan sehingga bisa merata keseluruh bagian produk yang dihasilkan.Apabila panjang dan betuk produk telah jadi maka akan dipotong dengan menggunakan pemotong pada mesin extrusion tersebut.
2.3.3Blow Moulding
Metode blow moulding adalah metode tiupan yang memanfaatkan tenaga angin bertekanan yang digunakan sebagai tenaga dalam mendorong material plastik.Material plastik yang digunakan mempunyai tekanan tinggi dan kondisi material plastik masih panas dan mudah untuk dibentuk.
Pada prinsipnya blow moulding merupakan cara cetak benda kerja berongga,dengan menggunakan cetakan yang terdiri dari dua belahan mould yang tidak menggunakan inti sebagai pembentuk rongga tersebut.Material yang berupa pipa secara perlahan turun dari sebuah extruder head,dan setelah cukup panjang akan ditangkap oleh cetakan.Dari bagian bawah akan dimasukkan angin bertekanan yang akan membuat plastik tersebut mengembang dan membentuk sesuai cetakan.
Mould ini juga dilengkapi dengan pendingin pada kedua belah cetakan sehingga akan membuat plastik cepat dingin dan mengeras sehingga tidak akan berubah bentuk saat cetakan dibuka.
2.3.4Injection Mould.
Metode injeksi plastik atau dengan cara menyuntikkan plastik cair dan panas ke dalam cetakan dengan tekanan tinggi yang kemudian didinginkan di dalam cetakan dan dibiarkan membeku didalamnya.Setelah membeku cetakan dibuka dan kita bisa mendapatkan hasil produk plastik yang sesuai dengan cetakan yang di inginkan.
Proses ini sangat sesuai untuk thermoplastic,karena dengan pemanasan material ini akan melunak dan sebaliknya akan mengeras lagi bila didinginkan.Perubahan perubahan disini hanya bersifat physic,jadi bukan perubahan shemis(kimia).artinya proses pelunakan dan pengerasan kembali bisa diulang ulang setiap saat,sehingga memungkinkan mendaur ulang material thermoplastic sesuai kebutuhan.
Material plastik yang berbentuk granulat / butiran ditempatkan kedalam suatu hoper yang memaksanya masuk kedalam silinder injeksi.Sejumlah material yang akan
diproses akan didosis/ukur tepat dan didorong dengan torak piston dalam silinder pemanas.Material yang sudah dipanasi dan berubah menjadi lunak seperti bubur ini akan terus didorong melalui nozzle dan sprue bushing ke dalam cetakan yang sudah terpasang pada mesin.Setelah beberapa saat didinginkan, mould akan dibuka dan benda jadi yang sudah mengeras akan dikeluarkan dengan ejector.
Material plastik yang dipindahkan dari silinder pemanas memiliki suhu berkisar antara350º -525º F ( 177º-274º ).Semakin panas suhunya ,plastik itu akan encer sehingga semakin mudah diinjeksi,disemprotkan kedalam cetakan.Setiap moulding memiliki suhu karakteristik
Kebanyakan mould selalu didinginkan, karena untuk mempercepat proses pengerasan/ pembekuan material yang telah di injeksi ke dalam cavity, sehingga cepat bisa di keluarkan dari mould tanpa rusak/cacat, berarti memperpendek cycle time-nya. Hal ini dikerjakan dengan mengalirkan air pendingin yang mengelilingi cavity dalam mould frame/ plate. Kadang-kadang juga diperlukan pemanasan mould plate (menjaganya pada suhu tertentu) misalnya sampai dengan 340ºF atau 170ºC terutama untuk pekerjaan – pekerjaan khusus . Untuk menjaga suhu mould ini ada banyak alat yang dijual secara komersial dipasaran .
2.4 Mesin Injeksi Plastik.
Mesin injeksi plastik yang sering kita jumpai merupakan type mesin injeksi horizontal.Mesin ini banyak digunakan karena memiliki kapasitas yang bervariasi.Tergantung dari besarnya produk yang akan dibuat maka kapasitas mesin berbanding lurus dengan besarnya cetakan.
Gb.2.3 Mesin Injeksi Mould
Secara umum mesin injkesi plastik horizontal terdiri dari beberapa bagian utama dan juga memiliki system control yang canggih.Mesin Injeksi plastik terdiri dari:
Unit Clamping Mould
Unit ini berfungsi untuk menggerakkan mould,membuka dan menutup mould dan menjaganya dengan menyediakan tekanan penahan ( Clamping Pressure ) terhadap
mould,supaya tidak akan terbuka pada saat proses injeksi berlangsung.
Biasanya setiap mesin injeksi mencantumkan kapasitas menutup cetakan dalam satuan ton.Misalnya 150 ton,350 ton,500 ton,hingga 850 ton bahkan ada yang lebih besar lagi.
Unit Injeksi
Disinilah pengolahan polimer berlangsung,yang dimulai dengan masuknya polimer dalam bentuk material granulat yang dipanaskan hingga mecair dan siap untuk dialirkan (disuntikkan) dengan tekanan tinggi kedalam cetakan.
Sistem Penggerak
Umumnya media oli atau yang biasa disebut dengan system hidrolik.Namun dewasa ini ada yang seluruhnya system penggeraknya adalah tenaga listik dengan motor penggerak
servo.Kelebihan system penggerak listrik ini tentunya lebih tenang,tidak berisik,dan lebih bersih karena tidak menggunakan oli sebagai media penggeraknya.Tetapi sampai saat ini kebanyakan perusahaan injeksi plastic di Indonesia masih menggunakan system penggerak dengan media oli (hydrolik ).
Sistem Kontrol
Adalah system penjamin bahwa kinerja dari mesin sudah benar,sesuai dengan yang telah kita program dan juga setiap langkah kerja yang dilakukan mesin tetap terkontrol.Biasanya system control ini berlapis,apalagi menyangkut keamanan dan juga keselamatan kerja.
2.4.1Langkah serta urutan proses injeksi Langkah I
Gb.2.4 Kondisi cetakan tertutup
Permulaan mendosis, ulir berputar dan mendorong material plastik kedalam ruang pengumpul. Dalam ulir itu ulir tergeser kebelakang.Pada akhir mendosis material,putaran ulir distop.
Langkah II
Gb.2.5 Material mulai disemprotkan kedalam cetakan High
Clamp
MOLD MENUTUP
High Clamp
Dengan mendorong ulir yang tidak berputar lagi, dibantu piston hydrolik bertekanan tinggi, material berhasil diinjeksikan dengan sangat cepat melewati sprue bush kedalam rongga
mould (cavity).
Langkah III
Gb.2.6 Material dipadatkan dan ditahan.
Proses ini merupakan puncak dari pengisian material kedalam cetakan dan ditahan sampai batas waktu yang telah diatur sesuai dengan jenis material yang digunakan untuk produksi.Dalam proses ini pula material plastik mengalami pendinginan serta mesin melakukan pendosisan guna proses inject berikutnya.
Langkah IV
PEMADATAN & PENAHANAN
Gb.2.7 Cetakan dalam keadaan terbuka High
Clamp
Rongga cetakan telah terisi material plastik yang padat,proses berikutnya mould membuka dan produk siap untuk dikeluarkan dari dalam cetakan (cavity).
Langkah V
Gb.2.8 Proses pengeluaran produk
Produk dilepaskan dari dalam cetakan melalui proses eject dengan menggunakan
ejector plate yang didorong oleh knock out pin pada mesin inject.
Langkah VI
Gb.2.9 Produk lepas dari dalam cetakan
Proses siklus pembuatan suatu produk telah selesai dengan produk jatuh serta mould ejector plate kembali pada posisi semula.Proses berikutnya sesuai dengan langkah I sampai langkah VI begitu seterusnya.
2.5 Injection mould
Ada banyak macam material baja yang sering di gunakan untuk membuat bagian-bagian mould ini, misalnya untuk bagian cavity (rongga) maupun core (inti)-nya. Mould yang digunakan untuk membuat artikel-artikel / produk massal sering menggunakan material baja yang berkualitas tinggi, material yang tidak mudah mengalami deformasi bila dikeraskan, dan tidak berkarat. Baja-baja yang di temper lebih dulu digunakan untuk cavity, core atau insert, sehingga tidak akan terganggu (rusak) selama proses heat treatment.
Apabila perlakuan serta pemeliharaan mould dilakukan secara benar dan sesuai kemampuannya maka baja-baja seperti ASSAB 8407, antinit KW 35, Amutit, cukup baik (cocok) untuk produksi massal. Bagian cavity sering memakai beryllium copper yang direkatkan secara sentrifugal mengelilingi mandrel yang dikeraskan atau bentuk secara electroplating. Untuk bentu-bentuk yang sifatnya dekoratif dan yang dikeraskan atau dibentuk secara electroplating. Untuk bentuk-bentuk yang sifatnya dekoratif dan detail yang sukar dalam cavity yang cukup banyak, maka cara tersebut banyak di anjurkan. Sedangkan untuk detail cavity yang memerlukan kehalusan serta toleransi yang presisi digunakan electroplating dari material nikel. Jadi bisa dikatakan proses pengerjaan bagian cavity dan core dari suatu injection mould itu merupakan pekerjaan yang paling inti (pokok) dan sekaligus mahal.
Desain yang mencetak benda-benda kerja yang berupa ulir, undercut,insert, dan lubang-lubang samping telah banyak di kembangkan dengan menyita cukup banyak waktu dan tenaga. Namun ternyata masih saja sering dijumpai samaan,
ketidak-seragaman bentuk dan ukuran produk. Jadi orang masih selalu mengadakan perbaikan di sana sini pada mould yang baru, sehingga akhirnya betul-betul bisa bekerja sebaik mungkin. Artinya, orang bisa mengoptimalkan mould setelah melakukan beberapa pengalaman praktis di lapangan, misalnya: ukuran minimum berapa yang baik untuk sprue bush, runner atau gate sehingga akan menghasilkan aliran material yang lancar dan menghasilkan produk yang bagus tanpa cacat seperti misalnya terjadi adanya shrink/sink marks, weld lines, over packing dll.
2.5.1. Sprue, runner & gate
Material plastik yang di panaskan dalam silinder injeksi akan di semprotkan keluar melalui nozzle masuk kedalam mould melalui sebuah lubang konus yang disebut sprue bush. Lubang konus (taper 3°-5°) ini dipoles halus, bagian diameter taper yang kecil berada di dekat nozzle, sedang diameter yang besar ada dibagian mould-nya.
Sprue adalah material plastik yang menghubungkan benda kerja dengan nozzle (merupakan sarana / jalan sampainya material ke dalam cavity menjadi produk yang di inginkan ), yang bentuknya taper karena dikeluarkan dari sprue bush. Jadi bukan merupakan bagian dari produknya, karena akan di buang. Setiap selesai injeksi, sisa material yang semula merupakan jalan menuju lubang cavity itu harus segera di keluarkan dari rongganya, agar jalan yang ada segera siap dilalui oleh material baru untuk proses selanjutnya.
Runner adalah bagian pembagi yang berupa kanal, bentuknya sering mempunyai banyak cabang yang menghubungkan sprue dengan gate yang menuju ke masing-masing rongga/cavity mould, terutama untuk mould dengan banyak cavity.
Bentuk penampang runner yang paling baik adalah bulat /lingkaran, karena memiliki gesekan permukaan yang kecil. Namun karena untuk membuat bentuk setengah lingkaran pada masing-masing belahan mould yang nantinya membentuk lingkaran penuh kalau mould ditutup memerlukan memerlukan ketelitian pengerjaan, maka dibuat bentuk kompromisyaitu trapezium atau sirkular yang dikerjakan pada salah satu sisi/blok dari mould. Untuk bentuk runner yang panjang dan bercabang-cabang, juga diperlukan runner lock pin dan ejector pin yang dipasang dibawahnya, sehingga bisa mengeluarkan/melepaskan runner dari kanalnya. Pada mould dengan jumlah cavity yang banyak sering diperlukan perhitungan yang baik agar bisa lebih meyakinkan terjadinya keseragaman bentuk disetiap cavity.
Gate adalah bagian yang langsung berhubungan dengan benda kerja, tempat mulainya penyemprotan / injeksi atau masuknya material kedalam cavity (benda kerja).
Gate ini adalah merupakan bagian akhir massa material yang biasanya paling panas yang akan memasuki rongga mould, yang memberikan finishing & pengelasan yang baik. Orang biasa menempatkan gate sedekat mungkin pada permukaan benda kerja, dan sepraktis mungkin untuk bisa dengan mudah dipisahkan terhadap benda kerjanya.
Ada beberapa macam type/jenis gate yang kita kenal dalam injection mould antara lain :
¾ Standard gate : umum digunakan untuk material acetat, terutama untuk mould yang memiliki beberapa cavity yang kecil yang bisa mengurangi
¾ Fan type gate : cocok untuk benda kerja yang tipis,rata tetapi besar/lebar. Sering disebut juga sebagai band gate (film gate)
¾ ring tipe gate :sesuai untuk benda-benda kerja yang berbentuk silender dan berlubang, karena bentuk runner dan gate-nya mengililingi core, dan masuk kedalam cavity secara bersama, sehingga menghilangkan proses pengelasan yang sebaiknya selalu dihindari.
¾ Disk gate : digunakan benda kerja yang berbentuk annular dan rata. Bagian seprue-nya langsung kebentuk disk / piringan dan material mengalir dari pusat kesegala arah menuju cavity untuk menghindari pengelasan. Jadi merupakan kebalikan dari system ring gate yang memasukan material dari pinggir lingkaran menuju benda kerja. Pekerjaan finishing tinggal mermotong bentuk disk-nya yang membentuk gate.
¾ tabe gate( flash & square ) : cocok untuk material acrylic dan vinyl. Gate kecil antara dinding dan ujung runner yang berbentuk bulat penuh itu akan menaikkan suhu / temperature dari material, dan menyebabkan plastik panas itu mudah masuk kedalam cavity. Biasanya menghasilkan bentuk yang bagus, mengurangi pengelasan dan “sink mark “ ( kerutan akibat ketebalan material yang tidak sama ), sehingga juga memperbaiki stabilitas ukuran benda kerja.
¾ Pin point gate : cocok untuk material polystyrene . bentuk runner-nya adalah bulat dan ujungnya berbentuk bola dan diteruskan oleh gate tersebut masuk kedalam cavity.
¾ Tunnel/sub marine gate : bentuknya menyerupai terowongan kerucut dari runner kedalam cavity. Tujuannya adalah untuk memisahkan produk dengan runner secara otomatis pada saat produk didorong keluar , sehingga sangat mengurangi ( waktu ) pekerjaan finishing. Untuk itu perlu dicermati konstruksi dan ukuran dari runner , gate dan sudut kemiringannya.
2.5.2. Ejection & venting
Untuk mengeluarkan produk hasil cetakan dari dalam rongga mould / cavity, maka diperlukan alat mendorong yang sering kita sebut sebagai ejector. Adapun bentuk yang paling mudah dan murah adalah silindris atau bulat menyerupai pin, sehingga dikenal sebagai ejector pin bentuk lainnya bisa berupa sleeve, square, setripper plate,ataupun stripper disk. Biasanya bentuknya disesuaikan dengan bentuk produk yang dibuat. Proses pengeluaran produk yang dibuat. Proses pengeluaran produk dari cavity ini disebut dengan “ejection “ (auswerven ).
Adapun yang dimaksud dengan venting ( Entluftung ) adalah memberi jalan keluarnya udara yang dimampatkan karena desakan material plastic yang ditekan mengisi rongga mould ( cavity ). Pada rongga mould dengan tingkat kepresisian yang tinggi, memungkinkan udara yang semula ada pada rongga mould tidak bisa keluar dengan mudah. Saat plastic mengisi ruangan, sehingga udara terjebak didalamnya. Hal ini akan menimbulkan panas yang tinggi dan akan membakar material plastic sehingga menyebabkan cacat pada produk yang dihasilkan,sehingga tidak seperti yang kita inginkan.
Untuk mengatasi hal ini biasanya dibuat air VENTING (saluran keluar udara).Bentuknya bisa berupa alur didekat cavity. Kedalaman air venting kira-kira 0.05 mm dan lebarnya sekitar 3 mm dan ditempatkan pada pojok cavity dari salah satu parting plain yang diperkirakan merupakan tempat terjebaknya udara oleh material plastic.
Disarankan ditempat dimana kemungkinan udara yang terjebak (Trapped air),disitu ditempatkan ejector pin, yang memungkinkan udara lewat melalui sekeliling lubang ejector atau kita bisa menempatkan posisi gate yang sesuai, sehingga aliran material bisa sempurna, tidak menimbulkan udara dan cavity, misalnya dengan menghindari membuat dua tempat gate.
2.5.3. Penyusutan (shrinking)
Pada setiap pembuatan mould designer harus memperhitungkan adanya penyusutan material setelah produk keluar dari cetakan (membeku) hal ini terjadi adanya perubahan fase dari material cair menjadi padat,pasti akan mengalami perubahan volume. Jadi jika dibandingkan dengan ukuran pada mould maka ukuran produknya akan berbeda, yaitu ukuran luar benda kerja akan lebih kecil dibanding ukuran rongga cavity demikian pula ukuran lubang yang harus pada benda kerja akan lebih kecil dibandingkan ukuran dari core. Demikian pula ukuran lubang yang harus ada pada benda kaerja akan lebih kecil dibandingkan ukuran dari core/inti pembentuknya. Misalnya kita mempunyai rongga mould dengan ukuran 100 x 50 x 5mm, maka produk yang dihasilkan mempunyai ukuran 98,4 x 49.2 x 4.92 mm. Kalau didalamnya ada lubang diameter 10 maka hasilnya sebesar 9.84 mm. Meskipun inti pembentuknya sudah dibuat ukuran 10mm.
Jadi bisa ditarik kesimpulan bahwa material itu mengalami penyusutan 1.6/100 mm. Biasanya penyusutan material dinyatakan dalam persen , misalnya pada contoh tersebut besarnya material shrinkage 1.6%
Jadi bisa dirumuskan.dengan : SHRINKAGE = ΔΙ/L (%)
Arah penyusutan material adalah menuju kesebuah titik referensi didalam benda kerja, artinya tidak boleh mengambil bidang atau garis yang ada didalam benda kerja. Untuk mengamati arah penyusutan itu lebih jelas, kita perhatikan dua gambar ilustrasi berikut ini.
Gb.2.10contoh shrinkage
Gb. A. menunjukan tafsiran arah penyusutan yang keliru, karena pada kenyataannya hasil lubang pada benda kerja bukannya tambah lebih besar, tetapi justru menjadi lebih kecil. Jadi referensi pengamatan bukannya merupakan sebuah garis atau bidang didalam benda kerja tersebut.
Gb. B. menunjukan tafsiran arah penyusutan yang benar, yaitu bahwa semua titik yang ada pada benda kerja akan menyusut menuju ketitik referensi P. Jadi hasil lubang pada kerjapun juga akan menyusut lebih kecil ke arah titik P.
Pandangan tentang besarnya serta arah penyusutan/ shrinking seperti ini perlu diyakini dan dipahami benar oleh para konstruktor, agar dalam menentukan ukuran cavity maupun core dari mould yang direncanakan bisa tepat. Biasanya orang akan menghitung besarnya ukuran cavity ataupun core dengan cara mengalikan ukuran pada produk (benda kerja) dengan suatu faktor yang sudah ditetapkan/dihitung,jika besarnya shrinkage dari suatu material plastic diketahui, yaitu dengan cara melihat tabel shrinkage.
Faktor shrinkage : f = (1 + ∆I )
Contoh: Dari tabel/daftar shrinkage untuk material PS (Polystyrene/polystyrol) = 0.4 – 0.6 %
Maka dari perhitungan factornya adalah f = ( 1 + 0.5% ) = 1.005
Misalnya kita akan membuat produk dari material PS (polystyrene) berbentuk pelat dengan ukuran jadi :38 × 52 × 3.5 mm yang mempunyai dua lubang diameter 6 mm yang jaraknya 26 mm, maka ukuran pada mould yang direncanakan adalah sebagai berikut :
Ukuran cavity : 38.190 × 52.260 × 3.518 mm
Ukuran core : 6.030 mm
Dalam contoh perhitungan factor shrinkage diatas, kita ambil harga shrinkage rata-rata yaitu 0.5% (dari daftar antara 0.4-0.6%) dengan pertimbangan bahwa kita andaikan kondisi moulding yang optimal.
Namun pada mould yang mempunyai bentuk yang tidak sederhana, ukuran-ukuran yang exstrim, misalnya panjang dan tipis , atau mempunyai banyak perbedaan ketebalan dengan adanya bulatan/tonjolan untuk tempat ulir dsb, maka penentuan factor ini menjadi lebih sukar. Pada kasus semacam ini kita akan mengenal adanya istilah penyusutan kearah memanjang maupun melintang (longitudinal & transversal shrinkage) terhadap benda kerjanya, sehingga perhitunganya menjadi semakin komplek.
Faktor lain yang bisa mempengaruhi besarnya penyusutan adalah : jumlah dan penempatan gate, ada tidaknya rib penguat pada benda kerja,besarnya tekanan injeksi & tekanan penahan injeksi (holding pressure / nachdruck), reinforcement/penguat pada material yang biasanya terdiri dari bahan glasfiber dll.
Maka untuk benda-benda kerja yang mempunyai tuntutan kesetabilan bentuk serta harus berpasangan (matcing) dengan benda lain , sebaiknya dipilih bahan yang ada dalam daftar material mempunyai harga shrinkage yang kecil , sehingga perubahan ukuran tidak terlalu besar.
Dari uraian diatas bisa kita simpulkan bahwa untuk merencanakan mould yang baik tentu saja dibutuhkan pengalaman yang banyak,mengingat bahwa hanya dalam perhitungan shrinkage saja kita harus memperhatikan banyak hal tersebut diatas. 2.6 Jenis Konstruksi Mould .
Menentukan jenis konstruksi mould injeksi plastik sangat tergantung dari produk yang akan dibuat.Faktor lain yang juga menentukan dan memepengaruhi diantaranya ketersediaan mesin,kapasitas mesin,permodalan,jenis material plastik yang akan dibuat dan masih banyak faktor lain yang juga berpengaruh.
Faktor produk merupakan faktor utama dalam menentukan konstruksi mould yang akan digunakan.Setiap produk mempunyai karakteristik yang berbeda dan memerlukan desain yang berbeda pula,seperti dimensi,toleransi,letak undercut,bentuk geometri secara umum dan fungsi dari mould yang akan digunakan.Misalnya mould yang akan digunakan untuk membuat sebuah gayung dengan empat buah gayung sekaligus akan berbeda,contoh lain mould yang akan digunakan untuk mencetak casing laptop sangat berbeda jauh dengan mould radiator tank.
Berikut adalah jenis konstruksi dasar dari mould injeksi,perbedaan konstruksi dasar berikut berdasarkan konstruksi bukaan mould dan cara melepaskan undercut dalam produk.
2.6.1Standard Mould.
Standard mould adalah jenis konstruksi mould plastik tipe dasar,dalam tipe mold dasar ini merupakan jenis minimum untuk pembuatan produk plastik yang sederhana.Mould standar memiliki stationary side dimana locating ring,sprue bush terpasang dan bagian ini pula pada saat mould bekerja tidak bergerak.
Bagian berikutnya yaitu moving plate,merupakan susunan plate baja yang terdiri dari cavity atau core dan juga adanya ejector.Ejector berfungi sebagai alat pendorong produk dari dalam cetakan setelah proses injeksi selesai.
Standard mould dibuat dengan satu bukaan ,runner dan produk dilepas dari mould secara bersamaan dalam bukaan yang sama,karena itulah biasanya untuk standard mould digunakan jenis runner seperti side gate,submarine gate,fan gate,dan sejenisnya.
Gb.2.11 Standard Mould 2.6.2 Slider Mould.
Slider mould adalah konstruksi mould yang digunakan ketika produk yang akan dibuat tidak dapat dibuat dengan system bukaan saja.Pada produk terdapat bentukan dimana bentukan tersebut menimbulkan undercut,misalnya adanya lubang disamping suatu produk.
Gb.2.12 Contoh produk undercut
Gerakan bukaan slider memanfaatkan bukaan utama cavity dan core dengan menggunakan pin yang dipasang menyudut antara 18°-20°.Dengan adanya pin yang membentuk sudut,slider dapat bergerak secara horizontal,sehingga bagian produk yang undercut bisa dibentuk.Pin yang digunakan untuk mennggerakkan slider dikenal dengan angular pin.
Gb.2.13 Slider Mould
2.6.3 Three Plate Mould.
Three plate Mould mempunyai karakteristik tersendiri,yaitu antara runner dan produk dapat dipasahkan secara langsung ketika mould dibuka.Runner dapat terlepas dari produk tanpa adanya proses tambahan setelah proses injeksi.Pada jenis ini terdapat tiga bukaan plate yaitu:
Bukaan pemutus sprue,bukaan ini merupakan bukaan terakhir setelah bukaan produk.Proses bukaan pada plat terjadi karena tertarik oleh tension link.
Bukaan runner,bukaan pertama setelah injeksi selesai dilakukan dan mould mulai dibuka.
Bukaan produk dibuka oleh baut yang diletakkan mulai dari plate satu sampai plat cavity.
Susunan bukaan pada three plate mould akan berbeda apabila penghubung bukaan antara plate cavity dan core tidak menggunakan tension link,tetapi menggunakan magnet block.
Gb.2.14 Three Plate Mould
Beberapa produk plastik yang menggunakan system three plate diantaranya roda gigi,pulley,ballpoint,air filter,casing hp dan lain sebagainya.Three plate mould menggunakan pin point gate sebagai penyalur material dari sprue menuju produk.
2.6.4 Split Cavity Mould
Bagaimanakah konstruksi mould apabila produk mempunyai undercut sepanjang produknya sedangkan bentuk produknya memanjang,misalnya sebuah timba yang
mempunyai lubang di sepanjang sisinya,atau tempat sampah yang sisinya berlubang.Untuk kasus seperti ini split mould cavity dapat kita gunakan.Konstruksi mould pada system ini mirip dengan slider namun semua bagian sampingnya bergerak membuka saat melepas produk setelah injeksi.
Gb.2.15 Split Cavity Mould
Untuk menggerakkan bagian cavity yang bergerak kesamping dapat juga disambungkan dengan hidrolik.Bagian-bagian dasar lainnya seperti ejector
2.6.5 Unscrewing Mould
Mold dengan konstuksi berikut banyak digunakan untuk pembuatan produk produk plastik yang berbetuk ulir.Konstruksi khusus untuk jenis ini adalah terdapat bagian berputar ketika mould dibuka yang berfungsi untuk mengeluarkan produk.
Mould konstuksi unscrewing digunakan apabila pada produk tidak dikehendakai adanya bekas bentukan plastik yang menyebabkan produk rusak terutama pada bagian yang diulir.Mould tidak menggunakan ejector karena dengan adanya putaran motor listik yang terhubung pada cetakan menyebabakan produk lepas dengan sendirinya.Beberapa produk plastik yang biasanya dibuat seperti pada tutup botol,drainplug pada radiator,dan lain sebagainya.
2.6.6 Stripper Ejector Mould.
Bentuk dasar keenam adalah striper ejector mould,pada konstruksi mould jenis ini memepunyai bentuk special pada ejector yang digunakan yaitu umumnya ejector terbuat dari plat yang dibuat melingkar sepanjang sisi dari produk yang akan dikeluarkan.Contoh produk yang sering kita jumpai seperti bak dan timba.
Gb.2.17 Stripper Ejector Mould
Mould jenis ini sangat cocok apabila diaplikasikan untuk produk yang besar sehingga produk akan terdorong merata.Disamping hal tersebut penggunaan ejector yang terletak pada sisi produk mengurangi kegagalan terbentuknya produk.Bekas bentukan produk plastik tidak akan kelihatan,sehingga produk plastik lebih rapi.
