Proses Injeksi Plastik


Proses Injeksi Plastik, Plastic Injection Molding Process.

Pada Proses Injeksi Plastik (Plastic Injection Molding Process) terdapat 2 bagian besar metode dan tipe mesin yang digunakan, yaitu : Mesin Injeksi Plastik Vertikal (Vertical Injection Molding Machine) dan Mesin Injeksi Plastik Horisontal (Horizontal Injection Molding Machine). Tulisan saya ini hanya akan membahas mengenai proses Mesin Injeksi Plastik Horisontal dengan pertimbangan aplikasi proses dari Mesin Horisontal yang lebih luas dan variatif. Seperti pada gambar di atas yang memperlihatkan simulasi Proses Injeksi Plastik Horisontal yang dibagi ke dalam 5 besar urutan kerjanya. 
Bisa dilihat juga Video Proses Injection Molding klik disini.

1. Menutup Cetakan (Mold Close). Dalam 1 siklus kerja proses injeksi, diawali oleh proses Menutup Cetakan. Istilah Mold dalam dunia Injeksi Plastik adalah cetakan untuk Proses Injeksi Plastik. Mold itu sendiri terdiri dari 2 bagian besar yaitu sisi “Core” dan sisi “Cavity”. Sisi Cavity diikat pada “Stationery Platen” Mesin Injeksi. Sedangkan sisi Core diikat pada “Moving Platen” mesin, bagian inilah yang bergerak membuka dan menutup. Pada proses menutup terbagi menjadi 4 urutan proses, yaitu : 1. Gerakan menutup pada kecepatan perlahan dengan tekanan rendah. (Low Mold Close Velocity & Low Mold Close Pressure). Tekanan yang dimaksud adalah tekanan hidrolik. Posisi awal cetakan adalah “terbuka penuh” yang diatur sedemikian rupa sehingga memungkinkan produk yang dihasilkan nantinya dapat dikeluarkan atau diambil dengan mudah. Dari posisi ini bergerak hingga posisi tertentu yang tidak terlalu jauh dari posisi “terbuka penuh” tadi. Gerakan ini dimaksudkan untuk mereduksi getaran mesin yang juga sekaligus merawat mesin itu sendiri, terutama system hidroliknya yang rentan terhadap tekanan hidrolik yang tiba-tiba. Contoh kerusakan yang paling ringan adalah kebocoran oli hidrolik yang dikarenakan pecahnya selang hidrolik, belum lagi kerusakan lain yang berupa kerusakan mekanis yang membutuhkan biaya lebih besar untuk memperbaikinya, sehingga biaya perawatan mesin akan tinggi. 2. Gerakan menutup pada kecepatan tinggi dengan tekanan rendah. (High Mold Close Velocity & Low Mold Close Pressure). Memulai gerakan ini pada posisi yang tidak jauh dari posisi “terbuka penuh”, dimana untuk gerakan lebih cepat sangat memungkinkan. Hal ini bertujuan untuk menghemat waktu proses secara keseluruhan. 3. Gerakan menutup pada kecepatan perlahan dengan tekanan rendah. (Low Mold Close Velocity & Low Mold Close Pressure). Sebelum cetakan menutup dengan rapat, maka cetakan harus bergerak perlahan dengan tekanan yang rendah untuk menghindari tumbukan. Hal inipun bertujuan untuk menjaga kondisi cetakan dan juga kondisi mesin agar selalu dalam performa yang baik dan dapat ber-produksi dengan lancar. 4. Menghimpit Cetakan dengan Tekanan Tinggi (High Mold Clamp). Posisi pada proses ini harus dibuat se-limit mungkin pada posisi menutup rapat setelah gerakan sebelumnya. Hal ini juga untuk menghindari tumbukan karena tekanan hidrolik yang relatif tinggi untuk menghimpit cetakan. Tekanan tinggi ini (Minimal 100 kg/cm²) dibutuhkan untuk menahan proses injeksi atau apa yang disebut “Cavity Force During Injection” nantinya. (Perhitungannya dibahas terpisah).

2. Injeksi Pengisian (Fill Injection). Setelah dipastikan Mold dihimpit dengan tekanan tinggi. Maka Unit Injeksi yang terdiri dari Nozzle, Barrel, dan Screw dan seterusnya. Bergerak mendekati Mold hingga Nozzle bersentuhan dengan Mold, juga dengan tekanan tinggi (Hingga 100 kg/cm²). Gambar di atas menunjukkan Nozzle sudah bersentuhan dengan Mold. Bagian Mold yang bersentuhan langsung dengan Nozzle disebut “Sprue Bush”. Kemudian mesin melakukan proses injeksi pengisian, yaitu menyuntikkan plastik cair ke dalam Mold. Pada proses ini melibatkan beberapa parameter yang bisa kita atur sedemikian rupa mengikuti tingkat kesulitan produk yang akan kita buat, yaitu : 1. Tekanan Pengisian (Fill Pressure). Mesin-mesin keluaran saat ini memiliki variasi tingkat Tekanan Pengisian lebih dari 2 tingkat, dan juga diikuti dengan variasi posisi dari tiap-tiap Tekanan Pengisian tersebut. Sehingga kita dapat menentukan di posisi manakah ketika plastik cair membentuk produk membutuhkan besaran Tekanan Pengisian “sekian” nilainya, dan di posisi lain dengan masih produk yang sama membutuhkan besaran Tekanan Pengisian “sekian”, dan seterusnya. Besarnya Tekanan Pengisian (Filling Pressure) yang kita atur sekedar lebih tinggi dari Tekanan Pengisian sesungguhnya, atau sekitar 30%. Tekanan ini untuk menghadapi fluktuasi tekanan ketika Proses Pengisian berlangsung dengan memperhatikan “Pressure Gauge” (alat ukur tekanan Hidrolik) yang tersedia pada bagian unit injeksi, atau yang ditunjukkan pada layar monitor bagi yang sudah digital. Fluktuasi tekanan ini akibat adanya hambatan-hambatan aliran plastik cair di saat mengalir atau memasuki ruang-ruang di dalam Mold, dan Tekanan Pengisian tidak boleh dikalahkan oleh hambatan ini. Misalkan pada suatu mesin terdapat 3 tingkat parameter Tekanan Pengisian yaitu : 1. PF1 dengan besaran 90 kg/cm² pada posisi (PFS1) 200 mm. 2. PF2 dengan besaran 120 kg/cm² pada posisi (PFS2) 150 mm. 3. PF3 dengan besaran 100 kg/cm² pada posisi (PFS3) 70 mm. 2. Kecepatan Pengisian (Fill Velocity). Terdapat variasi tingkat kecepatan yang bisa kita atur dan dibutuhkan untuk menghindari adanya kondisi hasil produk yang tidak diinginkan. Posisi-posisi tingkat kecepatan inipun bisa kita atur disesuaikan dengan posisi aliran plastik ketika membentuk produk. Pada mesin sekarang, setidaknya terdapat 5 tingkat kecepatan dengan 5 posisinya, atau bahkan lebih. Misalkan : 1. PV1 dengan besaran 40% pada posisi “Shot Size” 200 mm. 2. PV2 dengan besaran 60% pada posisi (PVS1) 170 mm. 3. PV3 dengan besaran 70% pada posisi (PVS2) 150 mm. 4. PV4 dengan besaran 50% pada posisi (PVS3) 70 mm. 5. PV5 dengan besaran 10% pada posisi (PVS4) 20 mm. 6. Berakhir pada posisi “V-P Change Over” 10 mm. Hasil produk dari proses ini masih belum sempurna dengan menyisakan sedikit, dan akan disempurnakan pada proses selanjutnya. Jaminan terhadap kestabilan proses berkelanjutan berada di bagian ini, sehingga juga menentukan kestabilan hasil produk yang dibuat. Untuk mesin-mesin terdahulu yang hanya menyediakan 1 tingkat Tekanan Pengisian dan 1 atau 2 tingkat Kecepatan Pengisian. Hal ini tentu saja membatasi kemampuan mesin ketika menghadapi produk dengan tingkat kesulitan tertentu, walau proses setting parameternya relatif mudah dan cepat.

3. Injeksi Menahan (Holding Injection). Penyempurnaan hasil produk berada pada bagian proses ini. Sengaja harus dibuat seperti itu agar pada proses penyempurnaan nantinya hanya akan membutuhkan nilai yang benar-benar efisien. Pada proses ini tidak lagi melibatkan kecepatan di dalam setting parameternya, hanya besaran tekanan yang kita atur beserta waktu yang kita butuhkan untuk itu. Pada mesin sekarang terdapat 2 atau lebih Tekanan Holding dengan 2 atau lebih setting waktu yang disediakan. Misalkan : 1. PH1 dengan besaran 40 kg/cm² dengan waktu (TPH1) 0.5 second. 2. PH2 dengan besaran 30 kg/cm² dengan waktu (TPH2) 1 second. 3. PH3 dengan besaran 20 kg/cm² dengan waktu (TPH3) 2 second. Ketepatan besaran Tekanan sangat menentukan hasil produk yang dibuat, terlalu besar akan masalah. Begitu juga bila kita buat terlalu kecil. Kebutuhan tingkat Tekanan Holding harus berdasarkan pertimbangan kebutuhan terhadap hasil produk. Bila produknya relatif sederhana cukup kita aktifkan 1 saja tingkat Tekanan Holding nya, dan bisa tambahkan bila ternyata tidak cukup untuk produk yang lain. Pada mesin terdahulu hanya menyediakan 1 saja tingkat Tekanan Holding dengan 1 tingkat waktu yang dibutuhkan.

4. Isi Ulang dan Pendinginan (Charging & Cooling). Isi ulang (Charging) plastik cair untuk siap disuntikkan pada siklus selanjutnya, bersamaan waktunya perhitungan waktu Pendinginan pun (Cooling) dimulai. Parameter yang direkomendasikan adalah waktu Pendinginan (Cooling Time) harus lebih lama dari waktu Isi Ulang (Charging Time). Bila waktu Charging yang lebih lama, maka yang terjadi adalah tumpahan material plastik dari nozzle ketika Mold Terbuka pada proses berikutnya. Proses Charging sendiri adalah berputarnya Screw dengan bantuan Motor Hidrolik ke arah putaran yang telah ditentukan, sehingga plastik pellet masuk ke dalam Barrel, digiling oleh Screw, dan sampai di depan Torpedo sudah dalam keadaan cair dan siap untuk disuntikkan ke dalam Mold. Tentu saja dengan bantuan suhu Barrel yang dapat kita atur sesuai spesifikasi jenis plastik yang digunakan, yaitu pada suhu titik cair nya. “Check Valve” yang terbuka, seperti pada gambar di atas. Dengan kondisi adanya aliran dari belakang Torpedo menuju bagian depan Torpedo, dan tertutup ketika ada usaha aliran plastic cair dari depan ke belakang Torpedo. Jadi alat ini berfungsi sebagai katup satu arah.

5. Membuka Cetakan (Mold Open). Pada proses ini terdapat 5 urutan kerja, yaitu : 1. Melepas Himpitan pada Cetakan (Mold Clamp Release). Yaitu dengan mengembalikan ke tekanan normal pada system hidrolik yang bekerja untuk menghimpit cetakan. Yang sebelumnya bertekanan tinggi. 2. Gerakan membuka pada kecepatan perlahan dengan tekanan rendah. (Low Mold Open Velocity & Low Mold Open Pressure). Dari keadaan rapat, membuka secara perlahan untuk menjaga kondisi cetakan yang rentan terhadap kerusakan akibat gesekan yang terjadi antara sisi Core dan sisi Cavity. 3. Gerakan membuka pada kecepatan tinggi. (High Mold Open Velocity). Membuka dengan cepat dengan posisi yang memungkinkan setelah lepas dari pergesekan antara Core dan Cavity, hal ini juga untuk menghemat waktu proses. 4. Gerakan membuka pada kecepatan rendah. (Low Mold Open Velocity). Sebelum posisi cetakan terbuka penuh, maka gerakan membuka cetakan harus perlahan agar tidak terjadi overlap atau posisi terbuka yang “kelebihan”. Kecepatan rendah ini juga dimasudkan agar posisi terbuka penuh adalah stabil posisinya dari satu siklus ke siklus kerja berikutnya. Hal ini untuk mempermudah kerja Robot disaat mengambil produk dari dalam cetakan. 5. Gerakan melepas produk dari dalam cetakan (Ejection). Ejector mendorong produk dari sisi Core agar mudah diambil, tentu saja produk harus menempel pada sisi Core ketika cetakan terbuka, dan bukan menempel pada sisi Cavity. Walaupun bisa saja dibuat produk nya menempel pada sisi Cavity, tentu aja dengan pertimbangan produk dan design cetakan yang dirancang demikian. Proses Ejection ini pun terdapat parameter yang dapat kita atur, yaitu : Jarak, tekanan hidroliknya, kecepatan, dan berapa kali mendorongnya. Parameter ini tentu saja tergantung kebutuhan dan bentuk produknya. Maka 1 siklus Proses Injeksi Plastik telah selesai, atau juga biasa di sebut 1 Shot. Dalam keadaan operasi Full Auto dengan menggunakan Robot sebagai pengambil produk, maka akan kembali ke proses 1 yaitu menutup cetakan dan seterusnya berulang-ulang, atau terus menerus hingga plastik pellet habis. Atau proses produksi telah dimulai untuk menghasilkan jumlah produk yang banyak, tergantung pesanan.

Catatan :
Detail Proses 1 sampai 5 akan muncul pada postingan berikutnya, dan Isya Allah juga disertai gambar-gambar visualisasi dan simulasi guna membantu pembaca memahaminya, untuk itu mohon bersabar. Dan mungkin akan saya buatkan link nya dari postingan ini. Tidak hanya itu, saya pun akan masuk ke pembahasan masalah produk dan solving-nya.

Stay tune sahabat plastik.

40 komentar:

  1. Pak, nanya lagi nih, saya belum pernah punya pengalaman untuk model injection vertical, apakah parameter setting sangat di pengaruhi oleh gravitasi? atau sudah ada anti gravitasinya?

    BalasHapus
  2. Pengaruh gravitasi hanya dipengaruhi oleh berat equipment nya itu sendiri, atau juga berat material plastiknya, hanya itu saja, dan itu bisa kita hitung. Tidak seberapa bila dibandingkan dengan setting kekuatan hidrolik.

    BalasHapus
  3. mas hadi mau nanya jurusan pendidikan yg cocok untuk bidang ini apa ya
    dan apa sudah ada yg membuka pelatihan di indonesia tentang bidang ini ?

    BalasHapus
  4. selamat malam pak,
    untuk proses injeksi plastik, bila dalam 1 mold ada banyak cavity dan ada satu atau produk yg lebih kecil outer diameter (produk bundar spt coin)kira2 apa penyebabnya.

    Terima kasih atas pencerahannya.

    salam

    BalasHapus
  5. Maaf nih maaf baru bisa bales. Untuk pendidikan yang cocok yang ada hubunganya dgn proses injeksi plastik yaitu Mold Designer bisa konform ke Polman ITB, ATMI Cikarang, atau ATMI Solo. Untuk Proses Injeksi Plastiknya sendiri cenderung ke Ilmu-ilmu Mesin Umum al Hidrolika, Pompa & Kompressor, Thermodinamika, Heat Exchanger, Mekanika Teknik, Mekanika Fluida. Untuk masalah outer dim, dengan melihat banyak cavity dlm 1 mold ada 2 kemungkinan. 1, Gate balance. 2, Cooling channel.

    BalasHapus
  6. mas kalau bahan baku plastik itu apa canmpurannya apa aja, kalau kita mau mendaur ulang plastik bagaimana caranya, terima kasih sebelumnya

    BalasHapus
  7. Mendaur ulang plastik harus sesuai dengan jenis (ABS, PP, PC, PPE, PET, dll) dan warnanya. Karena spesifikasi dan peruntukan tiap jenis plastik berbeda-beda.

    BalasHapus
  8. salam...saya kerja di mold plastik.saya mau tnya apa penyebab nya insert cavity mudah crak setelah beberapa kali shot,sehingga cooling bocor.

    www.seuntaicerita.blogspot.com

    BalasHapus
  9. Crack yg terjadi pd Cavity Insert akibat akumulasi dari proses open-close mold sebelumnya, jadi perhitungan touch point harus benar2 presisi. Faktor ke-ausan pada Guide Pin, Slider, dll harus menjadi pertimbangan krn ikut mempengaruhi ketahanan life time suatu mold. Crack bisa terjadi pula pd Slider, Core Block, Core Insert, Cavity Block.

    BalasHapus
  10. Selamat pagi pak,saya mo tanya kapan kira2 mo bahas tentang blow molding,blow inject sama vakum molding.Sekalian tenang kontruksi mold-nya pak.Saya lagi belajar tenang mold tersebut pak.Untuk injection mold sedikit2 sudah ada pengalaman.Trima kasih.
    Dwis
    Yogyakarta

    BalasHapus
  11. Assalaamu'alaikum Pak Hadi! Saya punya disain produk plastik yang saya ingin produksi massal. produknya kira2 kubus sebesar 10 cm x 15 cm. nah saya ingin tanya kira2 kalo diproduksi 1000 unit butuh modal berapa yah? oh iyah ini untuk produk plastik yg food grade. tolong di balas yah! pak ada FB nya ga? saya biasa OL di FB akun saya Ria Iskandaria

    BalasHapus
  12. eh lupa sebelumnya Terima Kasih...

    BalasHapus
  13. mas Hadi mau tanya dimana saya bisa mendapatkan info mengenai setting mesin injection plastik mengenai clam sett dan inject sett karena selama ini saya blm memahami nilai angka2 yg ada di settingan tersebut dengan fungsi yang sebenarnya. sebelumnya terima kasih

    BalasHapus
  14. Salam kenal Mas Hadi, Saya mau tanya berapa suhu ideal untuk plastik jenis PP dan HDPE terima hasih.

    BalasHapus
  15. Dear Pak Hadi, saya ingin mebuat satu produk bermaterial plastik, mungkin bisa diaplikasikan dengan teknik injeksi plastik, ada beberapa pertanyaan sbb :

    - untuk skala di bawah 100 pcs per sekali injeksi, apakah mungkin? agar produk startup saya tidak terlalu banyak memakan biaya?

    - saya ingin bahan tsb dari PP atau PC, di mana kah pabrikan yang biasa menerimanya?

    - jika saya membutuhkan jasa seorang desainer produk, ke mana saya harus mencarinya?

    terima kasih,
    M.Sirod

    BalasHapus
  16. pak...saya mahasiswa dari teknik mesin universitas riau..
    saya berencana membuat tugas akhir tentang mesin pelet plastik..jadi saya ingin menanyakan..
    bahan apa yang digunakan untuk barel mesin pelet plastik trsebut?? apakah bahan yg digunakan bahan yang anti lengket plastik?? terima kasih atas perhatian nya

    BalasHapus
  17. i cannot fully undrstnd indonesian language... can u trnlate it in english?

    BalasHapus
  18. Many-many tutor Injection Molding in English, u can find at Amazon.com or others...

    BalasHapus
  19. Material barrel mesin adalah yg biasa digunakan utk konstruksi mesin semisal s55c atau sekelas. Permukaan dalam tentunya harus halus dan presisi, maksimal 0.02mm celah antara screw dan Barrel. Pada saat panas, memang plastik sangat lengket, tapi begitu dingin dia sangat mudah lepas.

    BalasHapus
  20. 100 pcs/shot mungkin saja, tergantung ukuran moldnya dan ukuran produknya. PP atau PC bisa bapak googling. Designer bisa googling juga.

    BalasHapus
  21. Ms hadi salam kenal, q alumni epson jg lho..q dlu di epson batam. Mo nanya nih ms, klo mau beli mesin injeksi dmna ms?.

    BalasHapus
    Balasan
    1. Maaf, hanya sekedar informasi silahkan cek di www.global mesindo.com untuk kebutuhan mesin-mesin injek.
      Thanks.

      Hapus
  22. kalau rumus rumus mencarai masalah di atas ada ngak

    BalasHapus
  23. just share
    aplikasi untuk menghitung target produksi injection molding
    bisa diinstal di HP android

    http://rajinmampir.blogspot.com/2015/12/injection-molding-tool.html

    BalasHapus
  24. Mz contoh produk plastik didunia engineer yg pke sistem 3plat apa aja yah

    BalasHapus
  25. bnyk yang saya sudah belajar dari blog nie.. trima kasih... boleh tak admin terangkan mengenai teknik shot-shot..( first part try-run, first part verification and report writing). tq

    BalasHapus
  26. Selamat malam pak, saya mau nanya kalau penyebab terjadinya injection peak itu kenapa ya, entah itu di bawah std maupun diatas std, terima kasih

    BalasHapus
  27. Selamat malam pak, saya mau nanya kalau penyebab terjadinya injection peak itu kenapa ya, entah itu di bawah std maupun diatas std, terima kasih

    BalasHapus
  28. terimakasih kerana maklumat dari blog ni... maybe saya juga menyumbang pengalaman..cuma saya x pandai guna bahasa indonesia...

    BalasHapus
  29. Mas mau tanya alat yang otomatis bisa mengambil benda kerja pada mesin injeksi apa ya namanya ?

    BalasHapus
  30. Komentar ini telah dihapus oleh pengarang.

    BalasHapus
  31. Mohon direview artikel Estimasi biaya pembuatan mold apakah cara menghitungnya sudah benar?

    BalasHapus
  32. Apabila Anda mempunyai kesulitan dalam pemakaian / penggunaan chemical , atau yang berhubungan dengan chemical,oli industri, jangan sungkan untuk menghubungi, kami akan memberikan konsultasi kepada Anda mengenai masalah yang berhubungan dengan chemical.

    Salam,
    (Tommy.k)
    WA:081310849918
    Email: Tommy.transcal@gmail.com
    Management

    OUR SERVICE
    Boiler Chemical Cleaning
    Cooling tower Chemical Cleaning
    Chiller Chemical Cleaning
    AHU, Condensor Chemical Cleaning
    Chemical Maintenance
    Waste Water Treatment Plant Industrial & Domestic (WTP/WWTP/STP)
    Degreaser & Floor Cleaner Plant
    Oli industri
    Rust remover
    Coal & feul oil additive
    Cleaning Chemical
    Lubricant
    Other Chemical
    RO Chemical

    BalasHapus
  33. Pa hadi bisa nomor telpon nya

    BalasHapus
  34. ada di kanan atas, di bawah photo.

    BalasHapus
  35. Konten yang sangat menarik tentang Plastic Injection.
    Kunjungi website kami untuk info lebih 👇
    Plastic Injection Molding for Medical Device Market

    BalasHapus