BAB II LANDASAN TEORI
2.1. Dasar Perancangan Produk
Proses perancangan produk adalah tahap paling awal, sekaligus penting ketika akan memulai sebuah proyek pembuatan cetakan. Dalam merancang sebuah cetakan, perlu memperhatikan banyak faktor yang menjadi dasar dalam perancangan itu sendiri. Faktor-faktor tersebut akan sangat mempengaruhi putusan-putusan teknis yang akan diambil ketika melakukan proses perancangan. Dengan
memperhatikan
factor-faktor
tersebut,
maka
diharapkan
dapat
meminimalisasi proses kesalahan yang bakal terjadi. Faktor-faktor yang dimaksud adalah sebagai berikut : 1. Faktor fungsional produk 2. Faktor teknis/proses pembuatan 3. Faktor nilai estetika dan ekonomis Ketiga faktor tersebut adalah dasar yang akan dipakai dalam melakukan perancangan. Diharapkan, dengan mengacu pada faktor-faktor tersebut, maka kita
8
dapat memenuhi tuntutan yang diminta oleh konsumen, dan tentunya menghasilkan produk yang berkualitas.
2.1.1. Faktor Fungsional Produk
Perancangan sebuah produk dikatakan berhasil jika dapat memenuhi tuntutan fungsi yang diminta. Sebagus apapun produk yang dibuat, jika nilai fungsinya tidak terpenuhi, sama saja bisa dianggap produk tersebut gagal. Demikian juga dalam perancangan produk sealware ini, kita pun mesti mengutamakan fungsi apa yang diharapkan dari produk tersebut. Nilai fungsi yang ingin didapat dari produk tersebut adalah sebagai berikut : 1. Dapat menyimpan dengan baik sesuai barang yang akan disimpan seperti makanan ringan yang terbungkus, produk-produk kemasan sachet, dan sebagainya. Barang yang disimpan tersebut harus dapat terlihat dari luar. 2. Antara wadah dan tutup terpasang dengan baik dan cukup kencang, 3. Tutup harus mudah dibuka dan ditutup pada wadahnya. 4. Mudah dibawa dan diletakkan pada tempat yang datar. 5. Bentuk terlihat menarik. Tuntutan-tuntutan di atas menjadi dasar yang harus dipenuhi dalam merancang. Dalam hal ini, bukan berarti seorang perancang dibatasi dalam berkreasi, tetapi agar hasil rancangannya tidak bertentangan dengan fungsi yang akan diinginkan.
9
2.1.2. Faktor Teknis/Proses Pembuatan
Dalam pembuatan produk plastik, ada bermacam-macam
teknik
pembuatannya, seperti pemadatan (compression), vacuum forming, tiup (blowing), extrution, atau juga suntik yang lebih kita kenal injeksi. Dalam perancangan produk sealware ini, kita menggunakan teknik diinjeksi. Proses injeksi itu sendiri yaitu plastik yang telah dilelehkan dengan panas tertentu diinjeksi dengan tekanan tertentu dari barrel menuju cetakan atau mold. Dalam pembuatan produk ini, seorang perancang cetakan harus dapat memastikan, agar nantinya produk yang akan dibuat cetakan, rancangan cetakannya dapat bekerja dengan baik, tanpa ada masalah saat cetakan naik di mesin injeksi. Dan tentunya, untuk perancang produk, juga harus memahami hal yang sama, khususnya menyangkut dimensi, kontur/bentuk produk, agar produk hasil rancangannya tidak lagi merupakan produk imajiner yang tidak bisa dicetak, tetapi sebaliknya, memungkinkan untuk dilakukan pencetakan. Untuk itu perlu komunikasi yang baik antara perancang produk dengan perancang cetakan, jika dua pekerjaan tersebut dilakukan oleh orang yang berbeda. Sebab itu, ada beberapa hal yang harus dimengerti oleh seorang perancang produk ketika merancang, yang harus dipertimbangkan. Hal-hal tersebut adalah : 1.
Ketebalan dinding produk (wall thickness) Produk plastik dituntut memiliki ketebalan yang hampir seragam, dan jika berbeda tidak boleh terlalu ekstrim. Hal ini agar memudahkan dalam proses pengisian material plastik pada saat proses injeksi terjadi, karena perbedaan ketebalan yang ekstrim akan mengakibatkan cetakan tidak
10
dapat terisi dengan baik, dimana akan muncul masalah-masalh seperti short shoot, sinkmark, flashing, permukaan busam, atau bahkan dapat terbakar.
Gambar 2.1 Wall thickness factor 2.
Garis Batas (parting line) Parting line adalah garis batas pada produk plastik yang terbentuk akibat sistem yang terdapat pada cetakan injeksi. Parting line ini akan selalu ada dalam produk plastik yang dibuat dengan cara injeksi. Sebisa mungkin parting line tersebut tidak terlihat dengan jelas bahkan jika memungkinkan disembunyikan karena akan mempengaruhi penampilan produk itu sendiri.
Gambar 2.2 Parting line
11
3.
Sudut Tajam (Sharp Angle) Sebisa mungkin hindari kontur-kontur yang menyudut, terutama sudut lancip karena dapat menyebabkan internal stress pada produk dan akan menghambat aliran material plastik pada saat proses injeksi terjadi. Apabila sudut tersebut merupakan permintaan konsumen, maka sebaiknya ditambahkan sedikit radius antara R0.1 – 1 mm pada bagian-bagian sudut tersebut, untuk mengurangi hambatan saat material plastik mengalir melalui sudut-sudut tersebut.
Gambar 2.3 Sharp angle factor
4.
Sudut Kebebasan (Draft Angle) Yaitu sudut kebebasan bukaan yang berfungsi untuk mengurangi atau menghindari terjadinya gesekan agar produk dapat keluar dengan mudah dari cetakan injeksi tanpa merusak permukaan produk yang telah terbentuk. Sudut tersebut dapat dibuat seminimum mungkin dan disesuaikan dengan panjang atau tinggi produk.
12
Gambar 2.4 Draft angle factor 5.
Luas Area Penampang Produk Perbandingan antara tebal dan panjang produk diusahakan tidak terlalu besar, karena akan mempengaruhi bentuk produk. Jika perbandingannya tidak wajar, bisa mengakibatkan produk bending, short shoot, sinkmark, melenting atau melengkung (warpage). Khusus untuk short shoot, terjadi karena cairan material plastik pada proses injeksi sulit mencapai area yang paling ujung (terjauh), untuk itu memerlukan tekanan injeksi yang besar serta waktu yang relatif lama.
Gambar 2.5 Faktor area luas penampang
13
6.
Penguat Produk (rib) Rib
yaitu
suatu
bentukan
pada
produk
untuk
memperkuat,
mempertahankan kondisi, dan kontur produk. Rib harus dibuat seefisien mungkin dan seminimal mungkin karena rib yang terlalu besar dan tebal akan mempengaruhi penampilan produk dan menambah biaya serta waktu produksi. Jika terlalu tebal dan besar, produk akan terlihat dekok pada bagian rib tersebut, karena pada waktu proses pendinginan akan terjadi penyusutan ke arah dalam.
Gambar 2.6 Rib factor
2.1.3. Faktor Nilai Estetika dan Ekonomis
Di samping faktor fungsional dan faktor teknis, perlu juga diperhatikan faktor estetika dan ekonomisnya. Faktor ini mempengaruhi kualitas produk, dikarenakan tuntutan konsumen akan selalu “kualitas yang tinggi, tetapi harga yang kompetitif”. Dengan tuntutan seperti itu, maka perlu beberapa hal berikut :
14
dipertimbangkan
Bentuk dan kontur produk Pada faktor ini perancang produk dituntut bisa merancang produk yang menarik dan disukai konsumen. Nilai ekonomis akan meningkat jika ditambahkan bentuk atau kontur yang menarik seperti penambahan radius, heksagonal kontur, logo emboss atau deboss.
Finishing produk Kualitas permukaan juga dapat menambah nilai estetika dan ekonomis produk, dimana penampilan produk akan menjadi lebih baik. Kekurangankekurangan pada produk akan bisa ditutupi melalui proses ini. Prosesproses finishing produk adalah seperti : 1. Permukaan produk high gloss/shiny, dimana permukaan produk benar-benar mengkilap, yang terbentuk karena adanya proses poles. 2. Penambahan tekstur pada permukaan seperti : sand blast, etching, EDM. 3. Proses sekunder, yaitu pelapisan permukaan produk dengan menambah logo, tulisan, ornament warna dengan corak tertentu. Proses tersebut dapat dilakukan dengan cara seperti : Printing process, yaitu pemberian logo, tulisan, gambar pada permukaan produk. Bisa dengan manual/sablon, pad print, round print, transfer print, inkjet print. Hot stamping, yaitu penambahan logo, tulisan, atau kontur dengan media aluminium foil. Biasanya berwarna emas atau perak.
15
Spray process, yaitu pelapisan permukaan dengan media cat. UV coating dan vacuum metalize, yaitu pelapisan dengan menggunakan serbuk aluminium pada ruang hampa udara.
2.2. Dasar Perancangan Cetakan Injeksi
Pada tahap ini, perancangan cetakan injeksi perlu memperhatikan hal mendasar mengenai prinsip kerja cetakan dan proses yang terjadi selama proses injeksi berlangsung. Hal ini akan memudahkan perancang untuk melakukan tahap-tahap perancangan
cetakan. Cetakan injeksi dapat dibagi menjadi 2
kelompok dasar, yaitu : Movable parts (kelompok bergerak), yaitu kelompok part yang terletak dan terikat pada movable platen pada mesin injeksi. Kelompok ini senantiasa bergerak mengikuti gerakan buka tutup cetakan. Pada kelompok ini terdapat movable plate sebagai plat yang akan diikat pada movable platen, ejector unit, dan bagian pembentuk produk plastik (core), serta bagian-bagian lain sebagai part pendukung. Fix parts (kelompok tetap), yaitu kelompok part yang terletak dan terikat pada fix platen pada mesin injeksi yang diam (tidak bergerak). Kelompok ini meliputi fix plate sebagai plat yang akan diikat pada fix platen mesin, bagian pembentuk produk plastik (cavity), serta bagian-bagian lain sebagai part pendukung.
16
Sedangkan prinsip kerja cetakan injeksi dan proses-proses yang terjadi selama siklus injeksi adalah sebagai berikut : 1. Closing dan clamping mold (penutupan cetakan) Dengan tekanan rendah, core bergerak maju menuju cavity, dan tepat sebelum cetakan menutup, maka dengan tekanan tinggi, cetakan akan menutup dengan kuat. Proses ini disebut clamping. 2. Injection Setelah clamping, maka unit injeksi akan bergerak maju, dan nozzle akan menempel (touch) pada sprue bush cetakan. Selanjutnya material plastik yang telah cair diinjeksikan ke dalam cetakan. Material plastik ini menjadi cair dikarenakan adanya proses pemanasan menggunakan pemanas yang telah diseting pada temperatur tertentu di dalam unit barrel. 3. Holding, cooling dan plasticity Setelah proses injeksi dan material plastik sudah memenuhi cetakan, maka diberikan tekanan penahan (holding pressure). Lalu dilakukan pendinginan (cooling time). Sementara material cair yang masuk cetakan didinginkan agar mengeras, di dalam unit injeksi terjadi proses plastisitas raw material , yaitu proses mencairkan plastik, seperti dijelaskan dalam tahap injeksi di atas. Plastik cair ini akan dipakai untuk produksi selanjutnya. Plastisitas (plasticity) adalah proses pencampuran (mixing) oleh unit screw di dalam barrel , dimana panas barrel terjadi karena adanya unit pemanas (band heater) yang dipasang pada bagian luar silinder barrel sehingga membuat material memiliki sifat plastisitas dan mencair. 4. Opening mold dan ejection
17
Setelah proses pencairan raw material dan proses pendinginan selesai, maka akan terjadi pembukaan cetakan. Sesudah cetakan terbuka seluruhnya, maka produk akan dikeluarkan dari dalam cetakan dengan mekanisme ejector. Secara umum mekanisme ejector ini bisa dalam bentuk ejector pin, stripper, maupun dorongan angin. Sampai proses ini, maka 1 cycle dikatakan telah selesai.
2.2.1. Pemilihan Material Plastik dan Faktor Shrinkage
2.2.1.1. Jenis-jenis material plastik injeksi Plastik merupakan salah satu bahan yang paling umum kita lihat dan gunakan. Bahan plastik secara bertahap mulai menggantikan gelas, kayu dan logam. Hal ini disebabkan bahan plastik mempunyai beberapa keunggulan, yaitu : ringan, kuat dan mudah dibentuk, anti karat dan tahan terhadap bahan kimia, mempunyai sifat isolasi listrik yang tinggi, dapat dibuat berwarna maupun transparan dan biaya proses yang lebih murah. Terdapat 2 jenis kelompok material plastik, yaitu thermoplastic dan thermoset. Hampir semua material thermoplastic bisa diproses dengan injeksi, sedangkan jenis material thermoset lebih sering diolah dengan cara kompresi. Berikut penjelasan kedua material tersebut :
Thermoplastics, yaitu kelompok plastik yang kalau dipanaskan akan menjadi lunak dan mencair. Pada penggunaannya dapat didaur ulang dan dapat
dikombinasikan
dengan
material
lainnya
sesama
material
thermoplastic menurut kebutuhan. Dan dapat juga ditambahkan dengan zat
18
pewarna serta material tambahan lainnya seperti zink stearate dan lubricant oil. Jika dilihat dari kristal pembentuknya, ada 2 jenis thermoplastic, yaitu crystal plastic dan non-crystal plastic. Distribusi molekul crystal plastic saat pengerasan terjadi secara beraturan dan membentuk kristal. Akan ditemui banyak kesulitan untuk mendapatkan kepresisian ukuran. Sedangkan non-crystal plastic, distribusi molekulnya saat pengerasan tidak beraturan, tidak membentuk kristal, dan hanya mengeras saja. Kepresisian ukuran cenderung lebih mudah dibandingkan crystal plastic. Selanjutnya material-material yang termasuk jenis thermoplastic secara umum adalah sebagai berikut : Polypropylene (PP), Nylon/Polyamide
(PA),
Polyethylene
(PE),
Polycarbonate
(PC),
Polysterene (PS), Polyvinyl chloride (PVC), Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS). Sedangkan jenis-jenis yang lain antara lain seperti : Polymethyl Mehtacrylate (PMMA), Polyacetal (POM), Polythylene Terephthalate (PET), Polybutyrene terephthalate (PBT).
Thermoset, yaitu kelompok plastik yang jika dipanaskan, maka akan menjadi lunak, tetapi tidak mencair. Penggunaannya tidak dapat dikombinasikan atau didaur ulang dengan material sejenisnya. Seluruh jenis material ini adalah non-crystal plastic, dan banyak yang tidak sesuai untuk proses injeksi. Material-material yang termasuk dalam jenis ini adalah seperti
Epoxy Putty (EP), Phenol Formaldehyde (PF), Urea
Formaldehyde
(UF),
Melamine
Polyurethane dan sebagainya.
19
Formaldehyde
(MF),
Polyester,
Thermoplastic memiliki keunggulan yang lebih banyak dibandingkan dengan jenis thermoset. Pada proses pembuatannya dapat dilakukan lebih cepat dan efisien serta lebih aplikatif. Oleh karena itu, plastik jenis tersebut banyak digunakan pada industri-industri manufaktur terutama industri pembuat kemasan. Material dasar plastik adalah berbentuk butiran-butiran/granulat kecil yang sebelum diinjeksikan masuk ke dalam cetakan, material tersebut harus dilelehkan dengan temperatur tertentu terlebih dahulu sampai menjadi plastik cair.
2.2.1.2. Faktor ratio penyusutan (shrinkage) Semua material plastik mengalami penyusutan selama proses pendinginan di dalam atau di luar cetakan, yang disebabkan oleh tekanan ataupun panas selama proses pencetakan. Penyusutan ini akan menyebabkan ukuran-ukuran produk yang dihasilkan mengalami perubahan dimensi. Untuk mengantisipasi hal tersebut dapat dilakukan dengan cara menambah ukuran cetakan menjadi lebih besar dari produk yang akan dibuat. Namun, sebelumnya harus diketahui terlebih dahulu material plastik yang akan digunakan beserta karakteristiknya, setelah itu baru dapat dilakukan/ditentukan penambahan ukuran. Penyusutan material plastik yang terjadi akan saling tarik-menarik antara dinding yang satu dengan dinding lainnya dan dapat mempengaruhi fungsi produk plastik tersebut serta penampilannya. Untuk itu perlu penanganan yang serius dalam perancangannya untuk mendapatkan kualitas produk yang baik nantinya. Dibandingkan plastik non kristal,
plastik kristal
memiliki rasio
penyusutan yang besar, dan fluktuasi perubahannya pun besar. Sedangkan material yang mengandung filler seperti glass fiber, karena rasio penyusutannya
20
kecil dan fluktuasi perubahannya pun kecil, maka cocok untuk penggunaan dengan tingkat kepresisian tinggi. Konsep rasio penyusutan adalah sebagai berikut : Apabila
rasio
penyusutan
plastik α, ukuran cetakan L0, T0, dan volume penyusutan ΔL, ΔT, maka :
ΔL = α x L ΔT = α x T Nilai α ditentukan berdasarkan Gambar 2.7 Shrinkage ratio
jenis material plastik.
Material plastic membutuhkan waktu penyusutan yang berbeda-beda dan tergantung pada ketebalan dan ukuran produk plastic tersebut. Dan kadangkala masih terjadi ukuran-ukuran yang menyimpang akibat faktor penyusutan ini, maka dapat dilakukan beberapa langkah untuk mengurangi perbedaan dimensi tesebut dengan cara :
Menaikan tekanan injeksi, holding pressure, dan waktu injeksi
Menaikan kecepatan injeksi
Menambah cooling time cetakan.
Menurunkan temperatur cetakan, memperbesar ukuran gate dan runner.
21
Tabel 2.1 Nilai rasio penyusutan (shrinkage) dan berat jenis beberapa material thermoplastics dan thermoset. Material Plastik
Penyusutan
Berat Jenis
(%)
(g/cm2)
Polyamide (PA) – Nylon 6
0.5 – 1.5
1.12 – 1.14
Polyamide (PA) – Nylon 6-6
0.8 – 2.0
1.13 – 1.15
Polypropylene (PP)
1.0 – 2.5
0.90 – 0.91
Polyethelene –Low Density (LDPE)
1.5 -5.0
0.91 – 0.925
Polyethelene –High Density (HDPE)
2.0 – 6.0
0.941 – 0.965
Acrylonitrile-Butadine-Styrene(ABS)
0.2 – 0.9
1.02 - 1.07
Polystyrene-General (GPPS)
0.2 – 0.7
1.03 – 1.09
Polystyrene-High impact (HIPS)
0.2 – 0.8
1.03 – 1.06
Polyvinyl Chloride (PVC) - Soft
1.0 – 5.0
1.35 – 1.6
Polyvinyl Chloride (PVC) - Hard
0.1 – 0.5
1.30 – 1.58
Polycarbonate (PC)
0.5 – 0.7
1.19 – 1.20
Styrene Acrylonitrile (SAN)
0.4 – 0.6
1.06 – 1.1
Polymethyl Methacrylate (Acrylic/PMMA)
0.45 – 0.5
1.18
Polyoxythylene (Acetal/POM)
1,5 – 2,0
1,41
Epoxy Putty (EP)-glass fiber
0.1 – 0.5
1.6 – 2.0
Phenol Formaldehyde (PF)
1.0 – 1.2
1.21 – 1.30
Polyurethane (PUR)
1,0 – 1,5
1,26
Cellulose acetate (CA)
0,5
1,3
Cellulose acetate butyrate (CAB)
0,5
1,2
Mold Design Mid., Nakazawa; How to Make Injection Mold, Menges/Mohren,202
22
2.2.2. Pemilihan Dimensi Mold Base
Dalam perancangan cetakan injeksi, penentuan dimensi mold base adalah hal yang harus diperhitungkan dengan sangat cermat. Ada beberapa faktor yang menjadi pertimbangan dan harus diperhatikan dalam pemilihan mold base, yaitu :
Lay out cetakan yang akan dibuat, yang mengacu pada jumlah cavity dan penampang luasan produk yang akan dibuat
Mesin injeksi yang ada dan yang akan digunakan
Faktor kapasitas produksi dan nilai ekonomis pembuatan cetakan
Mold base sebagai bahan dasar pembuatan cetakan injeksi biasa terdiri atas :
Movable Plate (lower)
Spacer Block
Ejector Back Plate
Ejector Holder Plate
Support Plate
Core Plate
Stripper Plate
Cavity Plate
Fix Plate (Upper)
Dari komponen di atas sudah terlihat jelas bahwa 1 unit mold base sudah lengkap bagi seorang perancang dalam merancang cetakan injeksi. Seorang perancang hanya akan menambahkan insert cavity dan atau insert core, penambahan slider, rel dan angular pin jika benar-benar dibutuhkan. Material mold base biasanya dibuat dari material jenis carbon steel (JIS : S250-S55C). 23
Bagian-bagian yang saling bergesekan, digunakan jenis material yang keras dan tahan aus. Biasanya menggunakan material pre-hardened (33-40 HRC), atau material jenis alloy tool steel yang dikeraskan dengan kekerasan tertentu sesuai dengan kebutuhan (bisa di atas 48 HRC). Konstruksi dasar cetakan injeksi terdiri dari beberapa macam, yaitu : two plate mold, three plate mold, runnerless (hot runner), dan cetakan yang dirancang khusus dimana memiliki karakteristik tersendiri.
Two Plate Mold Base Yaitu jenis cetakan injeksi yang hanya memiliki satu bukaan ke arah bukaan utama cetakan injeksi. Artinya parting line (PL) hanya ada satu saja, dimana cetakan terbagi menjadi dua bagian saja yaitu bagian core dan bagian cavity. Biasanya produk dengan saluran materialnya (gate, runner) masih menyambung dan belum terpisah (kecuali model submarine gate). Dibandingkan model three plate maupun runnerless, model cetakan injeksi ini konstruksinya merupakan cetakan yang paling sederhana.
Gambar 2.8 Konstruksi Two Plate Mold 24
Three Plate Mold Base Yaitu jenis cetakan injeksi yang memiliki 2 bukaan ke arah bukaan utama cetakan injeksi. Artinya terdapat 2 buah parting line (PL), yaitu PL untuk mengeluarkan produk dan PL untuk mengeluarkan runner. Pengeluaran runner dengan mekanisme kerja runner stripper plate. Dengan demikian, produk hasil injeksi langsung terpisah dari runner dan gatenya. Produk yang menggunakan cetakan system ini, biasanya menggunakan pin point gate sebagai aliran masuk materialnya, yang posisinya terdapat di tengahtengah produk (center of product) dan digunakan pada cetakan yang memiliki jumlah cavity lebih dari satu (multi cavity). Karena secara otomatis memisahkan antara produk dengan runner, maka cetakan jenis ini sangat cocok untuk otomatisasi produksi dalam jumlah besar. Hanya saja, tentunya konstruksinya lebih rumit, dan biaya pembuatannya lebih mahal.
Gambar 2.9 Konstruksi dan mekanisme kerja Three Plate Mold
25
Runnerless (Hot Runner) Kalau pada two plate mold dan three plate mold terdapat produk dan runner, maka pada jenis cetakan injeksi runnerless hanya akan ada produk saja. Sistem kerjanya yaitu dengan menambah pemanas pada cetakan. Pemanas ini berupa hot runner, insulation, manifold, hot spring pool, dan sebagainya. Intinya, sprue atau runner lebur oleh pemanas tersebut, yang memudahkan material plastic cair mudah masuk ke dalam rongga cetakan. Sangat cocok untuk otomatisasi, dan memiliki keuntungan lebih dalam memproduksi produk dalam jumlah besar karena adanya kestabilan temperatur material, dan juga tidak adanya runner yang dibuang. Hanya saja, cetakan dengan jenis ini akan jauh lebih mahal, karena perangkat pemanas yang digunakan memiliki harga yang mahal juga.
Gambar 2.10 Konstruksi dan mekanisme kerja Runnerless Mold
2.2.3. Pemilihan Mesin Injeksi
Di samping cetakan, mesin injeksi juga merupakan faktor utama dalam pembentukan produk plastik, karena dengan menggunakan mesin injeksi itulah
26
proses
penginjeksian
plastik
dilakukan.
Kualitas
mesin
injeksi
sangat
mempengaruhi hasil akhir produk plastik yang dibuat. Bagaimana dapat menghasilkan produk plastik yang baik jika mesin injeksinya sendiri tidak memenuhi standar dan kebutuhan produksi. Mesin injeksi plastik dapat dikelompokkan menurut klasifikasi berikut :
Berdasarkan Tonase Mesin (clamping force), yaitu kemampuan mesin menahan beban atau tekanan yang terjadi selama proses injeksi berlangsung, dibedakan menjadi : mesin 30 ton, 50 ton, 75 ton, 100 ton, 130 ton, 150 ton, 200 ton, 300 ton, 500 ton, 1000 ton, dan seterusnya. (Note : angka tonase akan berbeda-beda, tergantung dari pabrikan pembuat mesin injeksi. Misal, pabrikan Fanuc belum tentu mengeluarkan angka tonase yang sama dengan pabrikan Hyundai, atau Mitsubishi, atau Kawaguchi, atau Cincinnati, dan sebagainya).
Berdasarkan mekanisme penggerak clamping unit, dibedakan menjadi : 1. Tipe direct pressure, yaitu clamping cetakan secara langsung dengan penggerak hydraulic piston. 2. Tipe toggle, yaitu clamping cetakan menggunakan instalasi toggle link secara mekanikal.
Berdasarkan sumber tenaga penggeraknya, dibedakan menjadi : hydraulic motor dan servo motor.
Dalam pengoperasiannya, mesin injeksi dapat dioperasikan secara : 1. Manual Pengoperasian secara manual digunakan pada saat penyettingan cetakan dan setting awal proses injeksi.
27
2. Semi Otomatis Yaitu pengoperasian yang dilakukan pada saat produksi yang produknya tidak langsung bisa dijatuhkan ke bawah mesin injeksi. Dengan pengoperasian semi, operator diberi kesempatan untuk mengambil produk tersebut dari cetakan. Jalannya mesin kembali biasanya memanfaatkan sensor pada pintu mesin. 3. Otomatis Yaitu pengoperasian yang dilakukan pada saat produksi terus-menerus dengan ritme produksi yang tinggi. Digunakan pada cetakan yang produk dan runnernya langsung bisa jatuh ke bawah mesin injeksi.
2.2.4. Kapasitas Produksi
Untuk selanjutnya, harus diketahui kapasitas produksi yang diinginkan, sebagai acuan dalam perancangan cetakan. Kapasitas produksi menjadi masalah yang sangat vital dan harus menjadi pertimbangan dalam perancangan cetakan, karena akan mempengaruhi jumlah cavity cetakan, pemilihan jenis cetakan, mold base, insert, dan seterusnya. Setiap industri manufaktur pembuat plastik selalu menghitung agar kapasitas produksinya selalu dapat terpenuhi, sesuai tenggang waktunya. Karena hal itu mempengaruhi kredibilitasnya, maka tak segan-segan industri plastik akan berani membuat cetakan injeksi dengan biaya sedikit mahal asalkan kapasitas produksinya dapat terpenuhi. Namun, kapasitas produksi juga tidak hanya mengandalkan cetakan injeksi semata. Ada komponen dasar lain yang harus diperhatikan, yaitu mesin injeksi
28
dan operator mesin injeksi tersebut. Ketiga hal tersebut, harus benar-benar diperhatikan dan dipastikan kondisinya berjalan normal sehingga kapasitas pun dapat tercapai.
2.2.5. Mekanisme Cetakan Injeksi
Mekanisme cetakan injeksi plastik beraneka ragam tergantung dengan kebutuhan industri yang akan menggunakan cetakan injeksi plastik tersebut. Sebagaimana penjelasan pada point 2.2.2 tentang pemilihan dimensi mold base, ada bermacam-macam mekanisme cetakan. Ada cetakan injeksi yang disebut two plate mold, yang kemudian bisa dikembangkan menjadi two plate mold with slider, yang artinya ialah cetakan injeksi yang memiliki dua bukaan, yaitu satu bukaan ke arah bukaan utama dan satu bukaan slider (plate pembentuk produk). Selain itu ada pula yang disebut three plate mold, hot runner, hot sprue mold, dan masih banyak lagi. Bermacam-macamnya bentukan produk sangat mempengaruhi kompleksitas dan kerumitan cetakan injeksi yang dibuat dan jenis sistem yang akan dipakai. Seorang perancang cetakan injeksi harus paham betul dan menguasai mengenai cetakan injeksi baik dari yang sederhana sampai yang rumit, dari yang ukurannya kecil sampai yang paling besar sekalipun. Untuk jelasnya mengenai mekanisme cetakan akan dibahas satu per satu di bawah ini, yaitu sistem cetakan injeksi, sistem saluran masuk (gate system), sistem ejection, sistem pendinginan cetakan injeksi, sistem saluran buangan udara, dan perawatan cetakan.
29
2.2.5.1 Sistem Cetakan Penentuan sistem cetakan merupakan langkah pertama dalam menentukan mekanisme cetakan injeksi yang akan dibuat, sebelum masuk pada perancangan cetakan selanjutnya. Terdapat enam macam kategori dasar desain cetakan injeksi yang masing-masing memiliki karakteristik dan kelebihannya masing-masing yang tergantung pada tingkat kebutuhan pemakaian. Oleh karena itu, penentuan sistem cetakan injeksi yang akan digunakan harus tepat guna, efektif, dan efisien. Keenam kategori dasar itu adalah : 1). standard mold, 2). stripper mold, 3). slide mold, 4). split cavity mold, 5). mold with unscrewing device, dan 6). three-plate mold. Namun, keenam macam kategori dasar cetakan tersebut dapat dikembangkan lagi menjadi lebih banyak model menurut kebutuhan, seperti misalnya cetakan injeksi two plate mold (standard) with slider, stripper mold with unscrewing sistem, three plate mold with angular ejector, dan lain sebagainya.
2.2.5.2 Sistem Saluran Masuk Material (Gating) Saluran masuk material plastik pada cetakan injeksi mutlak dan harus ada. Saluran tersebut berupa sprue, runner, dan gate. Saluran tersebut sangat berpengaruh pada kualitas maupun harga produk. Untuk itu dalam perancangan dan pembuatannya memerlukan perlakuan yang tak kalah pentingnya dengan bagian yang lainnya. Pada proses injeksi, material plastik akan mengalir melalui sprue dan terus mengalir ke runner. Pada ujung bagian runner terdapat bentukan untuk menjebak udara panas. Selepas dari runner, baru kemudian plastik masuk ke dalam gate, dan mengisi rongga-rongga antara cavity dan core. Waktu melalui sprue dan runner, suhu cairan material menurun, menyebabkan viskositasnya
30
naik. Tetapi saat material melalui pintu yang lebih kecil yaitu gate, terjadilah gesekan yang menimbulkan panas (shear heating). Adanya panas menyebabkan viskositasnya turun, sehingga material mengalir lebih lancar dalam rongga cavity. Proses pembuatan gate dan runner dilakukan dengan proses machining dan setelah itu di polishing untuk menghilangkan alur-alur bekas machining tadi dan untuk memperlancar aliran material plastik. Jika saluran tersebut kasar, akan terjadi gesekan yang besar sehingga aliran material plastic akan terhambat dan mengering sebelum sampai pada rongga cavity dan core. Selain itu, akan memerlukan pressure yang lebih besar pada proses injeksi plastik dan runner menjadi lengket serta sulit keluar. Berikut penjelasan mengenai sprue, runner, dan gate, serta beberapa hal lain yang berhubungan dengan saluran material tersebut :
Sprue, yaitu saluran utama masuknya material plastik yang langsung berhubungan dengan nozzle mesin injeksi. Pada umumnya saluran ini terletak di tengah-tengah cetakan injeksi. Pada cetakan, sprue ini terbentuk pada komponen sprue bush pada cetakan, dimana sprue bush memiliki radius dan diameter lubang yang disesuaikan dengan spesifikasi mesin injeksinya.
Jika cairan plastik tersumbat di celah ini, maka sprue tidak bisa lepas
Gambar 2.11 Aturan radius pada sprue bush
31
Runner, saluran penghubung yang menghubungkan antara sprue dan gate. Bentuk, ukuran dan penempatan runner tergantung pada jumlah produk, dimana akan mempengaruhi pula tekanan injeksi, dan temperatur cairan plastik yang masuk ke cetakan injeksi plastik. Berikut penjelasan terkait dengan penentuan runner : 1. Bentuk potongan runner dipilih yang memiliki perlawanan arus paling rendah dan penurunan temperatur paling rendah pula pada saat cairan plastik mengalir ke dalam cavity. Dalam hal ini bentuk bulat paling ideal. 2. Penentuan ketebalan runner berdasarkan kualitas material dan bentuk produk. Artinya kalau runner terlalu besar, pengerasan memakan waktu lama. Runner yang terlalu besar berarti pembuangan material lebih banyak yang menyebabkan harga produk menjadi lebih mahal. 3. Apabila menggunakan multiple cavity, maka jarak dari runner ke masing-masing cavity dibuat sebisa mungkin sama panjang agar didapat tekanan injeksi yang sama, dan juga pengisian material yang merata. Pada ujung saluran runner setelah percabangan biasanya dilebihkan panjangnya, yang berfungsi sebagai penjebak udara (bubble) dan juga kotoran yang mungkin ikut terbawa masuk dalam aliran.
Gambar 2.12 Penampang potongan runner
32
Gate, saluran masuk dari runner menuju ke produk. Gate memiliki bermacam-macam jenis, yang dibedakan dalam 2 kategori. Kategori pertama adalah limited gate. Dalam limited gate, pintu masuk material ke dalam cavity dipersempit sehingga volume aliran plastik dapat dibatasi. Bekas gatenya kecil, dan akan menurunkan viskositas cairan material sehingga pengisian ke dalam cavity menjadi lebih lancar. Contoh limited gate adalah seperti pin point gate, side gate, submarine gate, fan gate, film gate, valve gate, dan sebagainya. Kategori kedua adalah unlimited gate, dimana pintu masuk ke dalam cavity tidak dipersempit, dan mengalir langsung dari sprue. Akibatnya tidak banyak kehilangan tekanan injeksi, tidak ada runner, dan bentuknya menjadi mudah dibuat. Kelemahannya, mudah terjadi retak pada produk karena timbulnya sisa tarikan. Jenis direct gate masuk dalam kategori ini.
Gambar 2.13 Beberapa contoh limited gate
Gambar 2.14 Contoh unlimited gate
33
Bagian tarikan runner (puller), yaitu bagian yang dibuat dengan tujuan untuk menarik aval (gate, runner, sprue) keluar dari cetakan injeksi pada saat ejecting process berlangsung.
2.2.5.3 Sistem Pendorong Cetakan (Ejection) Ejection system adalah sistem pada cetakan injeksi yang berfungsi untuk mengeluarkan produk dari cetakan, yang terjadi setelah proses injeksi, holding, dan cooling selesai. Sistem ini mutlak dan harus ada pada mekanime cetakan injeksi karena kecepatan proses dalam satu cycle time sangat ditentukan oleh baik tidaknya sistem ejecting. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kualitas sistem ejecting antara lain :
Penempatan posisi ejector tools, harus memperhatikan area undercut, kontur, locking, dan lain sebagainya.
Kepresisian suaian antara ejector tools dengan lubang, yaitu slidding fit.
Kualitas kekerasan ejector tools yang digunakan biasanya 45– 53 HRc.
Gambar 2.15 Bentuk sederhana ejector plate
34
Setiap cetakan injeksi pasti dilengkapi dengan sistem ejection. Walaupun jenis dan macamnya berbeda-beda, tetapi terdapat persamaannya yaitu bahwa komponen utamanya terdapat pada kelompok pelat yang bergerak (moving plate) yang terdiri atas ejector rod, ejector back plate, ejector holder plate, push back/return pin, dan pin pengarah ejector (ejector guide pin). Ejector memiliki berbagai macam bentuk dan kontur dimana ada sebagian ejector yang berfungsi ganda, yaitu sebagai tools untuk proses ejecting dan berfungsi juga sebagai pembentuk kontur produk. Jenis-jenis sistem ejecting yang banyak atau umum digunakan pada cetakan injeksi ialah sebagai berikut :
Pin Ejector Merupakan system ejector paling sederhana dan banyak digunakan pada cetakan injeksi, baik two plate maupun three plate, karena jenis ini paling aplikatif, harganya relatif murah, mudah dalam pengkonstruksiannya, efektif, dan efisien. Tipe ini biasanya berbentuk batangan bulat (rod), tetapi ada pula yang memiliki step, dan ada yang memiliki taper. Dimensi dan diameter yang umum digunakan dan banyak terdapat di pasaran berkisar antara :
Diameter 0.5 mm – 20 mm
Panjang 100 mm – 300 mm, dan seterusnya
. Gambar 2.16 Ejector pin 35
Sleeve Ejector Yaitu sistem ejector yang berbentuk silinder berlubang dan terdapat dibagian luar core, yaitu mengelilingi core tersebut. Cara kerja sistem ejector ini berbeda dengan sistem pin ejector, yaitu bagian core tetap (tidak bergerak) hanya bagian sarungnya saja (sleeve) yang bergerak maju mendorong produk keluar dari cetakan. Supaya mekanisme ejector dapat berfungsi dengan baik, maka bagian core dan sarung ejector harus benarbenar dalam suaian slidding. Sistem ini harus dibuatkan air venting agar tidak terjadi vacuum. Sangat efektif untuk konstruksi cetakan dengan ketebalan dinding produk yang tipis (thin wall), tetapi memerlukan perlakuan khusus dalam penggunaannya karena pada proses ejecting akan terus terjadi pergesekan dengan kondisi slidding.
Gambar 2.17 Ejector sleeve
Blade Ejector Blade Ejector adalah tipe ejector yang digunakan untuk mengeluarkan produk dengan permukaan atau bidang kontak yang tipis dan panjang. Prinsip kerjanya hampir sama dengan ejector pin, hanya saja bentuknya yang berbeda, yaitu pada bagian ujungnya berbentuk pipih (persegi) sehingga dapat berfungsi sebagai air venting. Blade ejector dapat
36
menyembunyikan ejector mark atau bekas ejector sehingga penampilan produk tetap baik dengan meminimalisasi ejector mark tersebut. Namun, tipe ini pun memiliki beberapa kendala, yaitu tidak mampu menahan beban kejut dan beban backling (hentakan) yang besar serta memerlukan pekerjaan khusus dalam pembuatannya.
Stripper Plate Ejector Stripper plate digunakan untuk mengeluarkan produk yang core-nya berbentuk taper. Pergerakannya dengan menggunakan pelat yang bergerak secara akurat di sekeliling core. Stripper ini merupakan solusi yang mahal karena dibutuhkan ketepatan ukuran agar tidak mudah terjadi flashing. Keuntungan dari tipe ini, yakni bekas ejector tidak nampak, karena menyesuaikan kontur produk.
Gambar 2.18 Mekanisme ejector stripper
Disc Ejector Yaitu sistem ejector berbentuk silinder panjang yang memiliki bentuk lempengan/disc yang membesar pada bagian ujungnya. Biasanya
37
digunakan pada produk plastik yang memiliki kedalaman lebih besar dari pada luas penampang produknya dan dinding produk yang relatif tipis. Tujuan penggunaan ejector tipe ini adalah menjaga kondisi produk plastik pada saat proses ejecting tidak melengkung/deform karena tekanan yang terjadi pada produk plastik merata keseluruh permukaan. Konstruksinya hampir sama dengan sistem pin ejector, hanya dimensinya saja yang berbeda karena biasanya satu produk hanya menggunakan satu disc ejector.
Gambar 2.19 Disc ejector
Air Ejection Yaitu sistem ejecting yang menggunakan udara bertekanan untuk mendorong produk keluar dari cetakan. Udara bertekanan ini terbuang bersamaan dengan selesainya proses ejecting, dan selanjutnya ejector akan kembali ke posisi semula dengan bantuan pegas. Ejector ini biasanya tidak berdiri sendiri, tetapi dikombinasikan dengan dengan sistem ejecting yang lain.
Gambar 2.20 Air ejector 38
Ejection dari injection side Yaitu sistem ejecting yang memanfaatkan gerakan bukaan cetakan utama. Jadi, sistem ini bersamaan gerakannya dengan gerakan bukaan cetakan. Digunakan
pada
cetakan
yang
konstruksinya
bertujuan
untuk
menyembunyikan gate mark. Sistem ini kurang efisien karena dapat menyebabkan gate yang berbentuk panjang. Biasanya posisi cavity dan core terbalik.
Gambar 2.21 Ejection from injection side
Angular Ejector Sistem ejector yang berfungsi ganda, yaitu sebagai pembentuk produk dan berfungsi sebagai pendorong keluarnya produk yang memiliki undercut dari cetakan injeksi. Angular ejector pada pengkonstruksiannya memiliki kemiringan sudut +/- 15º, gerakannya sama dengan sistem lainnya, hanya saja dengan kemiringan tersebut bagian undercut produk dapat keluar dengan mudah dari cetakan injeksi. Kondisi yang harus menjadi pertimbangan pada konstruksi ini adalah sebagai berikut :
39
1. Kondisi ejector dan lubang pengarah harus benar-benar dalam kondisi slidding fit dan smooth penggerakannya. 2. Harus ada push back ejector untuk memposisikan ejector dalam kondisi aman pada saat mold close. 3. Ejector harus terlumasi dengan baik.
Rod Ejector Sistem ejector yang memanfaatkan mekanisme ejector plate dari mesin injeksi. Biasanya dipakai pada cetakan yang menggunakan stripper. Rod dihubungkan langsung dari ejector plate pada mesin ke plate stripper. Dengan sistem ini, otomatis akan menghilangkan komponen cetakan ejector back plate, ejector holder plate, dan spacer block.
Gambar 2.22 Rod ejector 2.2.5.4 Sistem Pendinginan Cetakan (Cooling System) Temperatur cetakan sangat berpengaruh pada proses produksi, untuk itu perlu dipikirkan sebuah sistem untuk mendinginkan cetakan tersebut. Saluran pendinginan cetakan injeksi atau yang lebih dikenal dengan sebutan cooling
40
injection adalah suatu sistem saluran yang digunakan pada cetakan injeksi dengan dimensi tertentu dengan fungsi utama sebagai jalur aliran media pendingin. Adapun fungsi dan tujuan dibuatnya saluran pendingin tersebut adalah sebagai berikut : 1. Menjaga suhu kerja cetakan agar tetap stabil, sehingga shrinkage yang terjadi pada produk dapat optimal sebelum keluar dari cetakan injeksi. 2. Membantu proses pendinginan produk plastik agar lebih cepat sehingga cooling timenya diharapkan bisa secepat mungkin. Cooling time ini sangat mempengaruhi cycle time yang terjadi dalam satu kali proses injeksi. 3. Mencegah timbulnya masalah pada produk akibat perbedaan ketebalan produk, perbedaan penyusutan, dan juga adanya regangan (strain) pada produk. 4. Membantu
memperlancar
mekanisme
kerja
cetakan
injeksi
dan
memperpanjang umur pemakaian cetakan karena dapat mengurangi internal stresses pada cetakan. Proses pendinginannya adalah dengan mengalirkan cairan pada saluran pendingin cetakan. Cairan tersebut bisa menggunakan air atau oli di mana kedua cairan ini harus benar-benar bersih, dan bila perlu ditambahkan zat aditif seperti PH balance, radiator coolant atau bila perlu menggunakan air hasil sublimasi agar tidak membuat lapisan karat pada saluran pendingin cetakan injeksi yang akhirnya berkarat, tersumbat, dan tidak dapat berfungsi dengan baik. Faktor kondisi coolant yang harus diperhatikan adalah:
Kadar keasaman dan garam cairan harus dalam kondisi netral.
Bebas dari kotoran, lumpur, dan sebagainya.
41
Temperatur media pendingin minimal pada kondisi temperatur ruangan.
Selain itu, apabila suhu air yang dialirkan tidak memenuhi kebutuhan cetakan injeksi, maka dapat digunakan alat bantu yang berupa MTC (Mold Temperature Control) yang dapat menaikan dan menurunkan suhu media cooling. Dapat juga digunakan media air chiller, yaitu air yang telah didinginkan dengan perangkat mesin chiller sampai suhu tertentu sesuai dengan kebutuhan. Agar pendinginan lebih efektif, maka harus diusahakan saluran pendingin merata ke seluruh bagian cetakan terutama bagian core, cavity, dan stripper plate. Jarak antara saluran pun harus benar-benar terjaga dan diperhatikan. Ukuran diameter dan jarak antara lubang cooling yang satu dan dengan yang lainnya juga sangat menentukan. Untuk itu, perlu pertimbangan-pertimbangan yang matang karena cooling yang baik dan optimal dapat mempercepat cycle time. Berikut metode dasar yang dapat dijadikan acuan dalam pembuatan cooling system.
Gambar 2.23 Basic of cooling system
42
Berikut ini akan dijelaskan beberapa contoh kontur dan bentuk saluran pendingin pada cetakan injeksi, di mana saluran diusahakan sedekat mungkin dengan bentukan cavity dan core untuk mengefisienkan fungsi saluran tersebut dalam mendinginkan cetakan. Untuk menghindari kebocoran pada pengontruksiannya dapat digunakan seal sebab kebocoran akan merusak permukaan core dan cavity cetakan injeksi. Cooling system dapat dikelompokan menjadi beberapa kelompok berdasarkan bentuk dan alur cooling, yaitu:
Tipe Direct/Straight, tipe saluran langsung dan biasanya berbentuk lurus tetapi ada pula yang mengelilingi sisi area yang akan didinginkan tetapi pada prinsipnya media pendingin hanya 1 – 2 kali melewati area yang akan didinginkan.
Tipe Spiral, tipe cooling yang melingkar mengitari area yang akan didinginkan dapat berbentuk spiral datar dan ada pula yang berbentuk spiral kerucut. Pembuatannya relative lebih sulit tetapi pendinginan yang terjadi dapat berlangsung dengan efisien.
Tipe
Series,
tipe
saluran
pendingin
yang
dibuat
untuk
mendinginkan produk pada cetakan injeksi yang terdiri dari banyak/multi cavity, hasilnya kurang efisien karena cavity terakhir mendapat media pendingin yang temperaturnya sudah berubah (telah terjadi heat transfer).
Tipe Paralel, tipe saluran pendingin dengan satu input tetapi langsung melalui beberapa cavity sehingga media pendingin dapat merata ke seluruh permukaan produk, kendala utama dari sistem
43
ini adalah tekanan air yang digunakan harus besar karena didistribusikan secara bersamaan walaupun ada perbedaan jarak tempuh.
(a)
(b)
(c) Gambar 2.24 Beberapa macam aplikasi sistem cooling : (a). Tipe series dengan sekat pemisah buffle, (b). Tipe spiral, (c). Pada bagian cavity menggunakan tipe direct, sedangkan pada core memanfaatkan penggunaan media pendingin khusus berupa beryllium copper. 2.2.5.5 Sistem Ventilasi (Air Vent System) Sistem ventilasi pada cetakan injeksi adalah alur tipis yang disediakan pada cetakan yang digunakan untuk mengeluarkan udara dan atau gas panas yang
44
terjebak dari dalam cetakan agar dapat dengan mudah keluar dari cetakan. Dimensi celah/lubang ventilasi yang direkomendasikan :
Depth, kedalaman venting antara 0.02 – 0.025 mm, tergantung kepada jenis plastiknya.
Land, jarak antara venting dengan area bebas (undercut), yaitu berkisar 2 3 mm.
Width, lebar land venting antara 3 – 5 mm.
Dan jika melebihi ukuran tersebut di atas dapat menyebabkan flashing yang relatif besar dan dapat mengganggu tampilan produk dan memerlukan pekerjaan tambahan untuk proses rework (cut of flash).
Gambar 2.25 Desain venting
Akibat yang dapat ditimbulkan jika cetakan injeksi tidak memiliki ventilasi yang memenuhi standar di atas adalah:
Produk yang dihasilkan tidak penuh (sempurna) terutama di area pertemuan material, akibatnya produk mudah menjadi retak di area weld line. 45
Terdapat rongga udara pada produk yang dihasilkan karena ada udara atau gas yang terjebak di antara material. Fenomena ini diistilahkan sebagai “Air Trap”.
Terjadi vacuum, dimana produk sulit keluar dari cetakan karena di area rongga cavity terdapat udara yang dapat mengikat produk.
Dari penjelasan di atas, maka jelas bahwa saluran udara sangat dibutuhkan dalam perancangan dan pembuatan cetakan injeksi. Namun, keberadaannya tidak boleh menimbulkan cacat pada produk. Posisi air vent harus diletakan di area yang berseberangan dengan posisi gate karena pada area tersebut biasanya udara terjebak akibat dari proses pengisian material plastik. Area utama yang dapat ditambahkan air venting system adalah :
Parting line area (cavity, core, insert, runner, dan slider) Venting yang dibuat di area permukaan cavity, core, atau slider yang menjadi kontak point permukaan cetakan, posisi peletakannya harus memperhatikan : posisi gating system, aliran material plastik, kontur dan bentuk produk.
Area ejecting system Ejecting system selain berfungsi sebagai pendorong keluar produk dapat pula berfungsi sebagai venting agar udara atau gas panas tidak terjebak. Pada pin dan blade ejector dapat ditambahkan undercut, juga pada stripper plate, dan lain sebagainya.
46
2.2.5.6 Peralatan Pendukung (Supporting Equipment) Di dalam proses injeksi, kadangkala dibutuhkan peralatan tambahan yang bersifat khusus untuk mempertahankan kualitas produk dan mendukung kelancaran produksi. Peralatan tambahan tersebut antara lain sebagaimana dijelaskan di bawah ini. 1. Peralatan untuk mempertahankan temperatur cetakan ataupun untuk meningkatkan waktu pendinginan :
Mold Temperature Control (MTC), digunakan untuk menjaga kestabilan suhu cetakan selama proses injeksi berlangsung. Settingan suhu akan berbeda untuk tiap-tiap material plastik.
Chiller
water,
yaitu
air
yang
didinginkan
yang
kemudian
dialirkan/disirkulasikan dalam cetakan, yang berfungsi baik untuk menjaga suhu cetakan, maupun untuk mempercepat cooling time. Suhu bisa disetting sesuai kebutuhan sistem. Biasanya rentangnya antara 0 – 200C. 2. Peralatan untuk menggerakan mekanisme ejecting produk, misal untuk produk berulir baik ulir dalam maupun luar (unscrewing mold), maka diperlukan electric motor, sprocket gear dan rantai, atau helical gear, bisa juga dikombinasikan dengan rack gear sebagai sistem transmisi dari motor ke mekanisme ejecting, dan kontrol elektrik untuk mengatur gerak motor yaitu melalui kontaktor atau relay. 3. Peralatan
untuk
menggerakan
mekanisme
ejecting
produk
yang
menggunakan sistem hidrolik maupun pneumatik, maka diperlukan
47
perangkat cylinder drive, cylinder nipple, hydraulic hose, oli hidrolik berikut tangki, PU hose, valve control, dan lain-lain. 4. Peralatan untuk mengontrol temperatur model cetakan runnerless (hot runner), maka diperlukan temperature controller. Cara kerjanya, temperature controller disetting sesuai suhu yang diinginkan. Sebagai pengontrol suhu pemanas (heater), dipakai sensor panas berupa thermocouple yang akan mengirimkan sinyal ke temperature controller. 5. Peralatan untuk melakukan pengeringan material yang memiliki sifat hygroscopic (mengandung air), digunakanlah pengering (dryer). Biasanya sudah menjadi satu perangkat dengan hopper, sehingga dinamakan hopper dryer. Material-material yang biasa dikeringkan dahulu sebelum diinjeksi seperti Acrylonitrile butadiene styrene (ABS), Polyamide (PA), juga Polycarbonat (PC).
2.2.5.7 Perawatan (Maintenance) Untuk menjaga agar dapat digunakan secara maksimal demi mendukung kelancaran produksi, maka perlu dilakukan tindakan perawatan pada cetakan injeksi, sehingga selalu berada pada kondisi optimalnya. Metode perawatan yang bisa dilakukan untuk mempertahankan kondisi optimal tersebut harus dilakukan secara teratur dan rutin, pada periode waktu tertentu yang ditetapkan. Bisa harian, mingguan, atau periode waktu tertentu sesuai kebutuhan. Apabila cetakan berproduksi 24 jam nonstop, maka waktu untuk melakukan perawatan adalah pada saat sebelum naik maupun setelah turun dari mesin injeksi. Tindakan perawatan yang dilakukan bisa seperti pemberian pelindung pada lapisan cetakan
48
bagian produk dengan menggunakan chemical khusus, pemberian grease pada komponen-komponen yang bergerak atau slidding seperti bagian guide pin, return pin, gear, dan sebagainya. Pada permukaan-permukaan yang saling kontak seperti parting line, dibersihkan dengan alat yang lembut. Sebelum naik ke mesin, perlu dilakukan pengecekan sirkulasi pendingin, untuk memastikan bahwa sirkulasi berjalan lancar, tidak tersumbat. Juga perlu dipastikan bahwa seluruh mekanisme pergerakan pada cetakan berfungsi dengan baik, baik itu kerja buka tutup cetakan maupun pergerakan ejector. Saat cetakan turun setelah produksi, maka sebelum disimpan dalam ruang penyimpanan, lakukan hal yang sama seperti saat sebelum naik mesin, untuk mengantisipasi agar tidak terjadi kerusakan selama penyimpanan cetakan.
2.3. Penggunaan Software Gambar
Di dalam bab selanjutnya, yaitu bab III dan IV, akan dibahas mengenai tahapan perancangan produk, perancangan cetakan injeksi, pembuatan technical drawing cetakan, serta analisa-analisa. Untuk membantu dalam perancangan, dan juga analisa tersebut, penulis menggunakan bantuan perangkat lunak (software) berupa : AutoCAD 2007, SolidWorks 2007 serta Unigraphic NX 2.
49
