Training Operation Machine Injection

(1)

Injection Moulding

Lakukan Inovasi atau Mati !

Let’s Be No.1 OSTEC PT. Ostec Indonesia

Innovation

School Education

Content

Machine Injection Knowledge

Date :

Dept : Factory Innovation.

Reporter :

(2)

Let’s Be No.1 OSTEC

(3)

1.1 Pengertian Dasar :

Injection molding adalah sebuah proses pemanasan butiran-butiran thermoplastic atau

bahan pellet ke dalam sebuah silinder sampai butiran-butiran tersebut berbentuk cair dan kemudian

menginjeksikan cairan yang panas tersebut kedalam mold yang relatif lebih dingin, setelah itu

dibekukan dan menjadi bentuk sesuai dengan cetakan pada rongga mold.

(4)

1.2. Mekanisme Mesin Injection Molding

a. Material plastik yang telah dicampur dengan bahan pellet dan pewarna untuk bahan plastic dimasukkan ke dalam hopper. Lalu material plastik akan memasuki rongga ulir pada screw.

b. Screw bergerak mundur dan berputar berlawanan dengan arah jarum jam membawa butiran-butiran plastik yang jatuh dari hopper. Biji plastik ini dipanaskan oleh gesekan yang terjadi dari pemanas tambahan dari barrel, sehingga butiran-butiran plastik tersebut meleleh. Screw sampai batas yang telah ditentukan ( bersama dengan material yang maju kedepan bilik screw oleh karena putaran mundur dari screw tersebut ) dan putaran screw tersebut berhenti.

(5)

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 di injekkan mengalami pengerasan oleh karena bersentuhan dengan dinding yang dingin dari mold. Dibawah pengaruh holding pressure, lelehan material dari tekanan screw ditambahkan untuk mengimbangi kepadatan volume dari material ketika dingin.

(6)

e. Setelah proses pendinginan dan kekakuan yang cukup 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 sistem ejector semi otomatis, maka ejector mendorong produk tetapi tidak sampai keluar dari mold sehingga diperlukan tenaga operator untuk mengeluarkan produk.

f. Setelah produk tersebut keluar / dikeluarkan oleh operator, maka siap untuk dilakukan proses finishing / penginjekan berikutnya sesuai dengan alur yang telah diuraikan diatas.

(7)

1.3. Mesin Injection Molding

Umumnya, mesin Injection Molding terdiri dari 3 kesatuan fungsi, yaitu : a. Injection Unit

b. Clamping Unit c. Control System

Setiap unitnya akan dibahas pada keterangan dibawah ini ( Gambar mesin injection molding secara keseluruhan dapat dilihat pada gambar dibawah ini ).

(8)

Untuk mold pada mesin injection molding sangatlah bervariasi terhadap berbagai produk plastik, sehingga diperlukan mold khusus untuk masing- masing produk, tetapi mesin injection molding dapat dipergunakan untuk berbagai macam mold yang berbeda dengan ukuran yang sesuai dengan spesifikasi dimensi pada mesin.

(9)

1.4. Injection Unit

Fungsi dari Injection Unit adalah:

a. Untuk memanasi dan melelehkan biji plastik yang masuk melalui hopper.

b. Untuk menginjeksi biji plastik yang sudah meleleh kedalam rongga mold.

c. Untuk menambahkan tekanan sehingga terdapat tekanan tambahan selama proses pendinginan.

d. Untuk bergerak maju dan mundur ( untuk mendapatkan kontak dengan ring mold (mold bushing) atau menarik kembali dari mold bushing ).

e. Untuk menyambungkan / menghubungakn nozzle dengan sprue.

(10)

a. Hopper

Hopper merupakan tempat menampung biji plastik dan pintu masuk menuju ke barrel. Beberapa hal yang harus dimiliki hopper adalah dapat menurunkan biji plastik ke dalam barrel sampai habis, tidak mudah dimasuki debu atau kotoran dan mudah dibersihkan. Hopper pada umumnya memiliki jendela yang berfungsi menunjukkan tingkat volume hopper sehingga mempermudah operator untuk melakukan control.

Elemen-elemen yang paling penting dari sebuah Injection Unit adalah:

(11)

b. Screw

Berfungsi untuk mengantar dan mencampur biji plastik kedalam barrel, serta melakukan injeksi dan holding selama pendinginan mold.

Proses kerjanya adalah pada saat mengisi barrel, screw bergerak mundur dan berputar berlawanan arah jarum jam, sehingga biji plastik akan mengalir ke dalam barrel dan pada waktu melakukan injeksi, screw tidak berputar.

Secara umum screw dibagi dalam tiga zona (dapat dilihat pada gambar disamping ) yaitu :

 Feeding zone, bagian yang menerima biji plastik dari hopper.

 Compression zone, bagian yang mengantarkan biji plastik menuju barrel dan selama itu mulai terjadi pemanasan karena sudah melewati elemen pemanas pada barrel.

 Metering zone, bagian dimana biji plastik sudah mencapai melting point, sehingga siap diinjeksi.

(12)

c. Nonreturn Valve ( katup kontrol )

Katup ini berada pada kepala screw, dimana akan membuka bila screw melakukan pengisian sehingga biji plastik dapat masuk ke dalam barrel, dan akan menutup bila screw melakukan injeksi sehingga biji plastik yang sudah meleleh tidak akan kembali atau keluar melalui screw.

d. Nozzle

Bagian terakhir dari barrel yang berfungsi untuk keluarnya lelehan biji plastik dari barrel dan masuk ke dalam mold pada saat dilakukan injeksi. Pada nozzle terdapat elemen pemanas, yang berfungsi untuk menjaga agar lelehan plastik tidak mengeras di nozzle sehingga tidak menghambat lelehan plastik yang masih ada dalam barrel.

• Heater Bands ( elemen-elemen pemanas )

Pada barrel terdapat 6 elemen pemanas, dimana lima elemen berfungsi untuk melelehkan biji plastik, yaitu zona 1 hingga 5 dan satu elemen berfungsi sebagai pemanas nozzle agar tidak terjadi pembekuan plastik di nozzle.

(13)

1.5. Clamping Unit

Berfungsi untuk membuka mold setelah selesai proses pendinginan dan menutup mold untuk injeksi yang berikutnya. Karena Polymer diinjeksi dengan tekanan yang tinggi kedalam mold, maka clamping unit harus dapat menahan mold hingga rapat selama proses injeksi dan holding. Clamping Pressure harus lebih besar dari tekanan injeksi agar tidak terjadi Flash atau keluarnya material dari mold. Clamping unit digerakkan dengan sistem Double-acting hydraulic cylinder/ Double-toggle lever system (biasanya digunakan untuk mesin yang besar). Sistem clamping unit dapat dilihat pada gambar berikut:

(14)

1.6. Control System

Sistem kontrol diatur oleh kontrol unit, dimana fungsinya adalah mengatur proses kerja mesin, menentukan agar tiap parameter mesin tetap konstan dan untuk mengatur langkah-langkah optimal dalam proses, Parameter-parameter umum yang dapat dikontrol dalam control unit adalah :

a. Barrel Temperature b. Inject Pressure

c. Screw Speed d. Holding Pressure e. Holding Time f. Injection Time g. Cooling Time

h. Mold Open and Close

Sistem kontrol juga terlibat dalam mengoptimalkan proses injeksi untuk menghindari terjadinya Flashing/keluarnya material dari rongga mold.

(15)

2. Waktu Siklus (Cycle Time)

Waktu siklus (cycle time) adalah waktu yang dibutuhkan oleh suatu mesin untuk membuat suatu produk (lihat gambar dibawah) Waktu siklus injection molding terbagi dalam beberapa phase yang saling berhubungan yaitu:

a. Closing the mold

Male mold bergerak ke arah female mold (proses menutupnya mold).

• Injection time

Waktu yang dibutuhkan screw untuk menekan material plastik yang telah dilelehkan masuk kedalam mold cavity. Injection time ini dipengaruhi oleh injection stroke dan injection pressure.

• Cooling time

Waktu yang diperlukan untuk mendinginkan mold dan produk. Pendinginan mold sebenarnya sudah berlangsung terus menerus, karena air sebagai media pendingin selalu bersikulasi, sehingga waktu pendinginan mold ini hanya berfungsi selama mold sudah terisi material dan diatur bersamaan dengan waktu holding time.

(16)

Let’s Be No.1 OSTEC PT.TOP SUN PLATEC