Apa Itu Injeksi Molding dan Bagaimana Cara Kerja Injeksi Molding?

Apa itu injection molding? Injeksi molding adalah proses pembuatan yang biasa digunakan untuk membuat barang-barang mulai dari pernak-pernik plastik dan mainan hingga bagian tubuh otomotif, kotak ponsel, botol air, dan wadah. Pada dasarnya banyak bagian plastik yang kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari dicetak dengan injeksi. Injeksi molding adalah proses cepat untuk membuat sejumlah besar komponen plastik yang identik. Fleksibilitas dalam bentuk dan ukuran yang dapat dicapai dengan menggunakan cetakan injeksi telah secara konsisten memperluas batas-batas desain dalam plastik dan memungkinkan alternatif substansial pada bahan tradisional karena kebebasan desain dan bobotnya yang ringan.

Bagaimana cara kerja injeksi molding?

Mesin injeksi terdiri dari tiga komponen utama - bait hopper, screw dan barrel yang dipanaskan. Bagian butiran plastik dimasukkan ke dalam tong yang dipanaskan oleh hopper. Plastik yang ditempatkan di hopper biasanya dalam bentuk bubuk atau butiran meskipun beberapa resin, misalnya karet silikon, mungkin berupa cairan dan mungkin tidak memerlukan pemanasan. Kemudian, bahan tersebut dilebur menggunakan teknik gesekan dari sekrup bolak-balik disertai dengan pita pemanas. Plastik cair kemudian disuntikkan melalui nozzle dan ke dalam rongga cetakan - mungkin terlihat mudah, tetapi cetakan injeksi sebenarnya adalah proses yang sangat kompleks. Sementara di rongga cetakan, bahan mendingin dan membeku ke konfigurasi rongga. Ketika bagian telah mengeras, pelat cetakan yang dipasang terbuka dan dikeluarkan dengan menggunakan pin ejector.

Ukuran mesin cetak injeksi dapat beroperasi di mana saja dari 5 ton gaya penjepit hingga lebih dari 6000. Semakin tinggi tonase, semakin besar mesin. Bahkan, mesin cetak injeksi diklasifikasikan berdasarkan tonase, atau lebih tepatnya gaya penjepit atau tekanan.

Sebagai contoh, sebuah mesin yang mampu menghasilkan 110 ton tekanan penjepit diberi nilai 110 ton. Tekanan ini memastikan bahwa cetakan tetap tertutup selama proses injeksi. Terlalu sedikit atau terlalu banyak tekanan dapat menyebabkan masalah kualitas, di mana kelebihan material muncul di tepi bagian. Viskositas plastik yang digunakan juga dipengaruhi oleh tekanan. MFI atau Melt Flow Index adalah ukuran dari lelehan polimer termoplastik yang mudah mengalir. Faktor lain dalam menentukan ukuran mesin yang benar adalah ukuran bidikan dan dimensi cetakan.

Fungsi utama unit penjepit adalah untuk menutup dan membuka cetakan serta mengeluarkan bagian-bagiannya. Dua jenis klem yang paling umum adalah klem sakelar dan klem hidrolik. Toggle clamps dilalui oleh silinder hidrolik. Klem ini menggunakan koneksi mekanis untuk menghasilkan gaya yang lebih besar daripada silinder hidrolik dengan ukuran yang sama yang menggunakan koneksi langsung.

Injection molding digunakan untuk membuat banyak hal seperti gulungan kawat, kemasan , tutup botol , suku cadang dan komponen otomotif, mainan, sisir saku , beberapa alat musik (dan bagian-bagiannya), kursi one-piece dan meja kecil, wadah penyimpanan, bagian mekanik (termasuk roda gigi ), dan sebagian besar produk plastik lainnya tersedia saat ini. Cetakan injeksi adalah metode modern paling umum dalam pembuatan komponen plastik; sangat ideal untuk menghasilkan volume tinggi dari objek yang sama.

Injeksi molding menggunakan ram atau plunger tipe sekrup untuk memaksa bahan plastik cair ke dalam rongga cetakan; ini membeku menjadi bentuk yang sesuai dengan kontur cetakan. Ini paling umum digunakan untuk memproses polimer termoplastik dan termoseting, dengan volume yang digunakan sebelumnya jauh lebih tinggi.

Termoplastik lazim karena karakteristik yang membuatnya sangat cocok untuk cetakan injeksi, seperti kemudahan daur ulangnya, yang memungkinkan keserbagunaannya mereka untuk digunakan dalam berbagai aplikasi, dan kemampuan mereka untuk melunakkan dan mengalir saat pemanasan.

Termoplastik juga memiliki elemen keselamatan di atas termoset; jika polimer termoseting tidak dikeluarkan dari tabung injeksi pada waktu yang tepat, pengikatan silang kimia dapat terjadi yang menyebabkan sekrup dan katup berpotensi merusak mesin injeksi molding.

Injeksi molding terdiri dari injeksi tekanan tinggi dari bahan baku ke dalam cetakan yang membentuk polimer ke dalam bentuk yang diinginkan.

Cetakan dapat terdiri dari rongga tunggal atau banyak rongga. Dalam cetakan rongga ganda, setiap rongga bisa identik dan membentuk bagian yang sama atau bisa unik dan membentuk banyak geometri yang berbeda selama satu siklus tunggal.

Cetakan umumnya terbuat dari baja perkakas, tetapi baja tahan karat dan cetakan aluminium cocok untuk aplikasi tertentu. Cetakan aluminium biasanya tidak cocok untuk produksi volume tinggi atau bagian dengan toleransi dimensi sempit, karena mereka memiliki sifat mekanik yang lebih rendah dan lebih rentan untuk dipakai.

Namun, cetakan aluminium hemat biaya dalam aplikasi volume rendah, karena biaya pembuatan cetakan dan waktu sangat berkurang. Banyak cetakan baja dirancang untuk memproses lebih dari satu juta bagian selama masa pakainya dan dapat menghabiskan banyak biaya untuk membuat.

Ketika termoplastik dicetak, bahan baku yang dipelletisasi dimasukkan melalui hopper ke dalam tong yang dipanaskan dengan sekrup bolak-balik. Setelah masuk ke laras, suhu meningkat dan gaya Van der Waals yang menahan aliran relatif rantai individu melemah sebagai akibat dari peningkatan ruang antar molekul pada tingkat energi panas yang lebih tinggi.

Proses ini mengurangi viskositasnya, yang memungkinkan polimer mengalir dengan kekuatan penggerak dari unit injeksi. Sekrup memberikan bahan baku maju, mencampur dan homogen distribusi termal dan kental dari polimer, dan mengurangi waktu pemanasan yang diperlukan.

Ketika cukup banyak material telah terkumpul, material tersebut dipaksa pada tekanan dan kecepatan tinggi ke dalam bagian yang membentuk rongga. Jumlah penyusutan yang tepat adalah fungsi dari resin yang digunakan, dan dapat diprediksi secara relatif.

Untuk mencegah lonjakan tekanan, proses biasanya menggunakan posisi transfer yang sesuai dengan rongga penuh 95-98% di mana sekrup bergeser dari kecepatan konstan ke kontrol tekanan konstan. Sering kali injeksi berada di bawah 1 detik. Setelah sekrup mencapai posisi transfer, tekanan pengepakan diterapkan, yang melengkapi pengisian cetakan dan mengkompensasi penyusutan termal, yang cukup tinggi untuk termoplastik terhadap banyak bahan lainnya.