5. Injection
Molding
Injeksi molding adalah metode pembentukan material termoplastik
di mana material yang meleleh karena pemanasan diinjeksikan oleh
plunger ke dalam cetakan yang didinginkan oleh air sehingga
mengeras. Injection Molding merupakan salah satu teknik pada
industri manufaktur untuk mencetak material dari berbahan
thermoplastik. Injection Molding merupakan metode proses produksi
yang cenderung digunakan dalam menghasilkan atau memproses
komponen-komponen yang kecil dan berbentuk rumit, dimana
biayanya lebih murah jika dibandingkan dengan menggunakan
metode-metode lain yang biasa digunakan.
6. Injection Molding
Proses kompleks yang ada pada mesin injeksi merupakan serangkaian
langkah kerja yang dimulai dari memasukan biji plastik kedalam hopper,
setelah itu plastik masuk kedalam barrel yang didalamnya terdapat screw
untuk mengalirkan lelehan plastik yang sudah dipanaskan menuju nozle,
kemudian dari nozle lelehan plastik tersebut masuk kedalam cetakan yang
tertutup mulai masuk melewati sprue kemudian masuk ke runner, dari runner
masuk ke gate dan yang terakhir masuk kedalam rongga cetak (Cavity) yang
berbentuk sesuai dengan produk yang diinginkan. Proses pengisian cetakan
injection molding ditunjukan pada gambar berikut
9. Dalam proses injection molding terdapat
lima komponen penting, yaitu bagian
injection unit, molding unit, clamping unit,
tempering system, dan mesin pengendali
sistem. Kelima komponen ini merupakan
satu kesatuan yang saling berhubungan
secara otomatis.
BAGIAN-BAGIAN MESIN
10. Injection unit memiliki tiga fungsi utama, yang
pertama yaitu untuk memanaskan dan melelehkan
bahan baku yang akan masuk melalui bagian
hopper. Setelah meleleh, bahan baku tersebut
kemudian diinjeksikan ke dalam cavity. Fungsi
yang terakhir adalah untuk memberikan tekanan
selama proses pendinginan plastik. Ketiga fungsi
utama ini juga mendukung proses injection unit
untuk bergerak ke depan dan ke belakang pada
saat berhubungan dengan mold, serta untuk
memutuskan hubungan nozzle dengan tekanan
yang tepat.
INJECTION UNIT
11. Hopper Rotating Drive
Hopper digunakan untuk menempatkan material
plastik sebelum masuk ke barrel. Biasanya untuk
menjaga kelembaban material plastik, digunakan
tempat penyimpanan khusus yang dapat mengatur
kelembaban, sebab apabila kandungan air terlalu
besar pada udara, dapat menyebabkan hasil injeksi
yang tidak bagus. Pada umumnya hopper
mempunyai semacam jendela yang digunakan oleh
operator untuk memeriksa pengisian bahan dengan
mudah.
Bagian ini berfungsi untuk menghasilkan
daya yang digunakan untuk memutar
screw pada barrel, sedangkan
transmission unit berfungsi untuk
memindahkan daya dari putaran motor ke
dalam screw, selain itu transmission unit
juga berfungsi untuk mengatur tenaga
yang disalurkan sehingga tidak terjadi
pembebanan yang terlalu besar.
KOMPONEN-KOMPONEN
INJECTION UNIT
12. Cylinder Screw Chamber Screw
Bagian ini berfungsi untuk mempermudah
gerakan screw dengan menggunakan
momen inersia sekaligus menjaga
perputaran screw tetap konstan, sehingga
dapat dihasilkan kecepatan dan tekanan
yang konstan saat proses injeksi plastik
dilakukan.
Reciprocating screw berfungsi untuk
mengalirkan plastik dari hopper menuju ke
nozzle. Ketika screw berputar, material dari
hopper akan tertarik mengisi screw yang
selanjutnya dipanaskan dan kemudian
didorong ke arah nozzle.
KOMPONEN-KOMPONEN
INJECTION UNIT
13. Nonreturn Valve Nozzle
Valve ini berfungsi untuk
menjaga aliran plastik
yang telah meleleh agar
tidak kembali saat screw
berhenti berputar.
Proses plasticating berakhir
pada nozzle. Pada nozzle ini
terjadi perputaran silinder pada
sprue brushing yang terletak
pada mold. Jika dibutuhkan,
silinder tersebut tertutup pada
saat proses plasticating dan
fase pendinginan.
KOMPONEN-KOMPONEN
INJECTION UNIT
Barrel Tempering
Alat ini merupakan tempat
screw dan selubung yang
menjaga aliran plastik ketika
dipanasi oleh heater, pada
bagian ini juga terdapat heater
untukmemanaskan plastik
sebelum masuk ke nozzle.
14. Mold adalah elemen kunci pada proses injection molding.
Molding unit sebenarnya adalah bagian lain dari mesin plastic
injection. Molding unit adalah bagian yang membentuk benda
yang dibuat, secara garis besar molding unit memiliki dua bagian
utama yaitu bagian cavity dan core, bagian cavity adalah bagian
cetakan yang berhubungan dengan nozzle pada mesin,
sedangkan bagian core adalah bagian yang berhubungan dengan
ejector. Ejector adalah bagian dari mesin yang digunakan untuk
melepas produk plastik yang sudah jadi dari cetakkannya. Mold
harus dapat mendistribusikan melt, membentuk melt tersebut
menjadi bentuk yang diinginkan, mendinginkan melt dan
kemudian mengeluarkan (eject) produk yang sudah jadi. Selain
cavity dan core, mold juga terdiri dari runner system, dan ejector
system.
MOLD
15. Runner System
Fungsi dari runner system adalah untuk mengeluarkan melt panas dari
nozzle pada plasticating unit dan kemudian mendistribusikannya pada
cavity. Pada saat proses injeksi bagian nozzle berhubungan dengan sprue
brushing dan menekan melt panas ke bagian sprue. Pada mesin mold
yang memiliki beberapa cavity, melt tersebut kemudian didistribusikan
melalui runner dan gate menuju ke cavity-cavity yang ada. Gate tersebut
terhubung dengan saluran kecil yang menghubungkan runner dan cavity.
Fungsi saluran ini adalah untuk mengurangi kecacatan pada saat runner
dilepas dan untuk menambahkan gesekan panas yang dibutuhkan apabila
melt tersebut mulai dingin pada saat mengalir melewati sistem runner
KOMPONEN-KOMPONEN MOLD
16. Cavity
Fungsi cavity adalah mendistribusikan melt, membentuknya
dan memberikan sentuhan akhir pada produk yang dihasilkan.
Cavity mewakili bagian negatif dari dinding molding. Mesin
injection molding seringkali merupakan bentuk geometri yang
kompleks. Dalam beberapa kasus, harus berada pada bagian
dinding mold yang bergerak yang kemudian kembali ke posisi
awal pada saat mold menutup.
KOMPONEN-KOMPONEN MOLD
17. Clamping unit berfungsi untuk memegang dan
mengatur gerakan mold unit, serta gerakan
ejector saat melepas benda dari molding unit,
pada clamping unit lah kita bisa mengatur berapa
panjang gerakan molding saat dibuka dan
seberapa panjang ejector harus bergerak.
CLAMPING UNIT
18. Fungsi utama dari tempering system
adalah untuk mengendalikan suhu,
tekanan dan waktu yang berhubungan
dengan proses injection molding.
Tempering system ini sangatlah penting
karena dapat mempengaruhi kualitas
produk jadi dan waktu pendinginan
maupun pemanasan.
Tempering System
19. Mesin injection molding memiliki serangkaian alat pengendali
yang digunakan untuk menjaga supaya proses tetap terkendali
sesuai dengan prosedur. Proses yang harus dikontrol antara
lain adalah temperatur plasticating unit dan mold, posisi
plasticating unit, screw, dan mold, kecepatan screw selama
injeksi dan pada saat mold menutup, serta tekanan pada saat
fase injection dan clamping. Pada mesin-mesin yang sudah
modern, pengendalian ini dilakukan secara otomatis yang
dilengkapi komponen digital. Proses yang ada dikendalikan
dengan komputerisasi dan menggunakan sensor.
Control System
21. Cara Kerja Inject Molding
Mold Closed
Menutup cetakan adalah langkah pertama dalam proses mesin injeksi plastik.
Cetakan tunggal ini berarti adalah cetakan yang mempunyai 2 bagian yaitu “inti”
dan “rongga”. Sisi-sisi inti terkait pada pelat bergerak, bagian yang berfungsi
untuk membuka dan menutup sementara rongga dengan melampirkan stationary
platinum.
Pengisian (Injection)
Setelah cetakan dihimpit dengan tekanan tinggi, langkah selanjutnya adalah
proses injeksi. Unit injeksi terdiri dari nozzle, laras dan sekrup bergerak
mendekati cetakan; sehingga nozzle bersentuhan dengan cetakan pada tekanan
tinggi hingga 100 kg / cm2. Kemudian, mesin membentuk injeksi / pengisian ke
dalam cetakan.
Holding Injection (Menahan Injeksi)
Diatur sedemikian rupa sehingga proses penyempurnaan akan memberikan hasil
penyelesaian yang efektif dari proses ini. Dalam proses ini, lebih menekankan
pada kecepatan dalam pengaturan parameter; hanya jumlah tekanan yang kita
tempatkan bersama-sama dengan waktu yang kita butuhkan. Dalam mesin ini,
ada dua atau lebih tekanan holding dengan dua atau lebih untuk mengatur waktu
yang dijadwalkan.
22. Cara Kerja Inject Molding
Charging dan Cooling
Metode 4 dalam pengoperasian mesin cetak injeksi plastik adalah pengisian
ulang dan proses pendinginan. Tujuannya adalah mengisi ulang plastik cair
ke dalam cetakan pada tahap berikutnya. Sedangkan pendinginan disebut
waktu pendinginan dan proses pengisian berjalan. Direkomendasikan jika
waktu lebih lama pendinginan dari waktu pengisian. Karena jika proses
dibalik, akan ada lelehan plastik dari nosel ketika cetakan dibuka pada siklus
berikutnya.
Membuka Mold
Langkah terakhir dalam proses mesin injeksi plastik adalah membuka
cetakan itu sendiri. cetakan memiliki empat tahapan proses utama yang
menghilangkan cetakan penjepitan, pembukaan cetakan dengan kecepatan
dan pada tekanan rendah, pembukaan Gerakan dengan kecepatan tinggi,
dan ejeksi atau penghapusan produk dari cetakan.
24. Jenis-jenis Mesin Injection Molding
Sesuai cara pencekaman cetakan
● pencekam toggle
● pencekam hidraulik
Sesuai bagian pelelehan bijih plastik
● single-stage plunger
● two-stage screw-plunger
● single-stage reciprocating-screw
Sesuai tonase
● Mesin injection molding dibedakan sesuai akbarnya gaya pencekaman
maksimum yang bisa diberikan. Kisarannya mulai dari 5 ton untuk memproduksi
produk seberat 10 gram mencapai dengan 5000 ton untuk memproduksi produk
seberat 50 kilogram.
25. Jenis-jenis Mesin Injection Molding
BERDASARKAN KEBUTUHAN INDUSTRI INJEKSI PLASTIK :
● INJEKSI TUNGGAL
untuk produk cetakan yang menggunakan satu bahan untuk satu siklus
pencetakan.
● INJEKSI MULTI
untuk meningkatkan efisiensi produksi dari dua atau multi material
kombinasi bagian. Proses Injeksi Multi Material dan pembuatan cetakan
lebih rumit dibandingkan dengan teknik injeksi satu bahan dan satu warna.
● BAHAN KHUSUS
dibuat secara khusus untuk mengeluarkan plastik berdasarkan spesifikasi
bahkan membuat salinan yang identik.
26. Jenis-jenis Mesin Injection Molding
Mesin Hydraulic Injection Molding
Mesin injection molding dengan tenaga hidrolik merupakan jenis mesin yang pertama kali dan
paling umum digunakan sebelum mesin injection molding elektrik diperkenalkan oleh Nissei
Plastic Industrial Co., LTD pada tahun 1983.
Mesin injection molding ini menggunakan silinder hidrolik untuk menjepit dua bagian mold
dengan tekanan tinggi. Mesin injection molding hidrolik saat ini mampu mengontrol gaya
penjepit hingga dan melebihi 8.000 ton dan dapat membuat komponen plastik dengan bobot
lebih dari 22 kg. Mesin ini merupakan pilihan populer untuk industri otomotif, yang
membutuhkan produksi komponen plastik berukuran besar dan berat seperti bumper.
27. Jenis-jenis Mesin Injection Molding
Mesin Electric Injection Molding
Seperti yang telah disinggung sebelumnya, mesin injection molding bertenaga listrik pertama kali
tersedia pada tahun 1980an dan menjadi populer digunakan secara cepat.
Kelebihan
●Kebutuhan energi yang lebih efisien, 30% hingga 70%.
●Kecepatan injeksi mencapat 800 mm/detik.
●Beroperasi lebih bersih karena tidak menggunakan oli.
●Lebih tidak bising jika dibandingkan dengan mesin hidrolik.
Kekurangan
Meskipun lebih cepat, bersih, dan hemat energi, mesin ini tidak dapat mencapai gaya penjepit sebesar
yang dihasilkan oleh mesin hidrolik dan juga harganya relatif lebih mahal.
28. Jenis-jenis Mesin Injection Molding
Mesin Hybrid Injection Molding
Mesin hybrid injection molding merupakan mesin yang menggabungkan keunggulan kekuatan
penjepitan mesin hidrolik dengan presisi, efisiensi energi, dan pengurangan kebisingan dari mesin
electric.
Hal ini membuat mesin hybrid mampu menghasilkan produk plastik dengan dinding tipis maupun tebal
dengan performa yang lebih baik.
Kelebihan
● Desain produk yang lebih leluasa.
● Proses loop tertutup dengan waktu respons yang lebih cepat.
● Mencapai ROI lebih cepat karena sangat efisien.
● Membutuhkan waktu cooling yang lebih singkat.
Kekurangan
● Karena semua hybrid berbeda, akan cenderung sulit untuk mencocokkan spesifikasi mesin
yang sesuai dengan desain produk. Selain itu, jika ada perawatan mesin yang diperlukan,
supervisor perlu memiliki pengetahuan tentang mesin hidrolik dan electric.
29. CREDITS: This presentation template was created by Slidesgo, and
includes icons by Flaticon and infographics & images by Freepik
Thanks!
