05 proses pembentukan plastik
Embed Size (px)
TRANSCRIPT
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
1/42
PROSES PEMBENTUKANPROSES PEMBENTUKAN
PLASTIKPLASTIK
Theodorus B. HanandokoTheodorus B. Hanandoko
Proses Produksi 2Proses Produksi 2
2
They have plastic in itThey have plastic in it
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
2/42
3
PertimbanganPertimbangan
Variasi geometri komponen yang dapat dibentuk hampir tak terbatas
Kebanyakan komponen plastik dibentuk melalui pencetakan (molding)
net shape process
Meskipun pemanasan diperlukan dalam membentuk plastik, namun
energi yang dibutuhkan cukup kecil dibandingkan proses logam
Temperatur lebih rendah, penanganan produk lebih mudah selama
produksi
Pengerjaan akhir (finishing) dengan cat atau plating tidak diperlukan
4
PlastikPlastik
Thermoplastic (TP)Thermoplastic (TP) Thermoset (TS)Thermoset (TS)
KaretKaret
PolimerPolimer
Elastomer (E)Elastomer (E)
Solid pada Truang. Cair padapemanasan beberapa ratus derajat
Dapat melewati siklus pemanasan
& pendinginan berulang-ulang
tanpa degradasi polimer
Tidak mampu mengalami siklusreheating
Memproduksi reaksi kimia ketika
dipanaskan, material jadi keras.
Hangus ketika dipanaskan kembali
Polimer dengansifat elastis yang
tinggi
Plastik merupakan polimerPlastik merupakan polimer
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
3/42
5
Polimer CairPolimer Cair
Pemanasan polimer membentuktermoplastik (polimer dengan kekentalan zat
cair polymer melt, polimer cair)
Polimer cair memiliki beberapa sifat dan
karakteristik unik, mencakup :
Viskositas
Viskoelastisitas
6
ViskositasViskositas
Karena berat molekular
yang tinggi polimer cair
merupakan fluida tebal
dengan viskositas tinggi.
Viskositas mrpk. sifat fluida
yang berhubungan dengan
tegangan geser selama
mengalir dalam saluran
tertentu. Gambar 1. Hubungan viskositas fluidaterhadap laju geseran
Newtonian fluid : air, minyak
Pseudoplastic fluid : polimer cair
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
4/42
7
Pengaruh temperatur pada viskositas polimerPengaruh temperatur pada viskositas polimer
Viskositas sebagai fungsi temperatur utk beberapa polimer
pada laju geser 103 per detik
8
ViskoelastisitasViskoelastisitas
Die swellDie swell, wujud viskoelastisitas pada polimer cair
(Saluran yang semakin panjang akan mengurangi die swell)
Swell ratio (rSwell ratio (rss):):
d
xs
D
Dr =
Swell = mengembang, bertambah besarSwell = mengembang, bertambah besar
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
5/42
9
EKSTRUSIEKSTRUSI
Mrpk salah satu dasar proses pembentukan,baik untuk logam,keramik, ataupun polimer.
EkstrusiEkstrusi adalah sebuah proses kompresi di
mana material dipaksa untuk mengalir
melalui lubang die untuk menghasilkan
produk yang panjang kontinu (bentuk
penampangnya ditentukan oleh bentuk
lubang die)
10
Proses dan Peralatan Ekstrusi PlastikProses dan Peralatan Ekstrusi Plastik
Komponen dan fitur sebuah extruder (singleKomponen dan fitur sebuah extruder (single--screw) untuk plastik dan elastomerscrew) untuk plastik dan elastomer
Ddalam = 25 150 mm (1 6 in)
Rasio L/D = 10 30
(rasio tinggi utk material termoplastik, rasio rendah utk. elastomer)
Extruder screw rotation speed = 60 rev/min
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
6/42
11
Screw Sections & FunctionsScrew Sections & Functions
Feed section : Bahan baku (pellet) dipindahkan dari hopper
Pemanasan awal (preheating)
Compression section : Polimer diubah bentuk menjadi cair (liquid consistency)
Udara yang terjebak di antara pellet dikeluarkan dari larutan (melt)
Material dikompresi
Metering section : Cairan tercampur rata (homogen)
Tekanan secukupnya diberikan untuk memompa cairan melaluilubang die
12
Extruder ScrewExtruder Screw
A = sudut ulir spiral/screw/flight
wc = lebar channel
dc = kedalaman channel
D = diameter barrel
Clearance antara diameter flight
& barrel = 0.05 mm (0.002 in)
wf= lebar flight (hardened steel)
D
pA
.tan
=
P = pitch of the screwP = pitch of the screw
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
7/42
13
Model Matematis untuk EkstrusiModel Matematis untuk Ekstrusi
14
Drag f lowDrag flow**
di mana :Qd = volume drag flowdrag flow rate, m
3/s (in3/s)
D = diameter screw flight, m (in.)
N = screw rotational speed, rev/s
dc = screw channel depth, m (in.)
wc = screw channel width, m (in.)
A = flight angle
wf= flight land width, m (in.)
* Drag flowDrag flow = mekanisme perpindahan material yang dihasilkan dari gesekanantara fluida dengan kekentalan tertentu (viscous liquid) dan dua permukananberlawanan yang bergerak relatif satu terhadap yang lain
Melt Flow dalam Extruder (1)Melt Flow dalam Extruder (1)
AANdDQ cd cos.sin5.022
=
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
8/42
15
Back pressure flowBack pressure flow:penurunan aliran (flow reduction) dalam barrel akibat
dimensi screw, viskositas polimer melt, dan kenaikan
tekanan sepanjang barrel
Qb = back pressure flow, m3/s (in3/s)
= viskositas, N-s/m2
(lb-sec/in2
)dp/dl = kenaikan tekanan (pressure gradient)
Melt Flow dalam Extruder (2)Melt Flow dalam Extruder (2)
=dl
dpAdDQ cb
12
sin.. 23
16
Back pressure flow dengan
asumsi kenaikan tekanan
menjadi sebuah konstanta
p/L :
p = head pressure dalambarrel, MPa (lb/in2)
L = panjang barrel, m (in.)
Kenaikan Tekanan (Pressure gradient)Kenaikan Tekanan (Pressure gradient)
Kenaikan tekanan pada sebuah ekstruder.
Garis putus-putus mengindikasikan
pendekatan garis lurus untuk kemudahan
perhitungan
L
AdDpQ cb
.12
sin... 23
=
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
9/42
17
Laju aliran yang dihasilkan (resulting flowrate) :
Qx = laju aliran polimer melt yang dihasilkan
dalam ekstruder
Melt Flow dalam Extruder (3)Melt Flow dalam Extruder (3)
bdx QQQ =
L
AdDpAANdDQ
ccx
12
sin...cos.sin5.0
2322 =
18
Parameter desain : Segala sesuatu yang menggambarkan geometri screw
dan barrel, dan tidak dapat diubah selama prosesberlangsung
Meliputi : D, dc, A
Parameter operasi : Segala sesuatu yang dapat diubah selama proses
ekstrusi berlangsung untuk mengubah laju aliran
keluaran (output flow)
Meliputi : N, p,
Parameter dalam persamaanParameter dalam persamaan
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
10/42
19
Sebuah extruder plastik memiliki barreldengan diameter D = 75 mm. Screw berputarpada kecepatan N = 1 rev/s. Kedalamanchannel dc = 6 mm, dan flight angle A = 20
o.Tekanan pada ujung barrel p = 7.0 x 106 Pa,panjang barrel L = 1.9 m, dan viskositaspolimer cair diasumsikan sebesar = 100Pa-s. Tentukan laju aliran volume plastikpada barrel (Qx) !
ContohContoh
20
PenyelesaianPenyelesaian
/sm)10(53525
)20)(cos20)(sin106)(0.1()1075(5.0
39
3232
=
= dQ
/sm)10(18276
)10(276.18
)9.1)(100(12
)20(sin)106)(1075)(107(
39
6
23336
=
=
=
bQ
/sm)10(35249
)10)(1827653525(
39
9
=
=
= bdx QQQ
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
11/42
21
Konfigurasi Die & Produk HasilKonfigurasi Die & Produk Hasil
Ekstrusi PlastikEkstrusi Plastik
22
Profil SolidProfil Solid
Potongan pandangan samping sebuah die ekstrusi untuk bentuk
umum solid, seperti batang silindris pejal (round stock)
Pandangan depan
die dengan profil
hasil ekstrusi.
NOTE : Perhatikan die swell pada kedua pandangan di atas !
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
12/42
23
Profil Solid NonProfil Solid Non--bulatbulat
Potongan penampang diePotongan penampang die
menunjukkan profil mulutmenunjukkan profil mulutlubang yang diperlukanlubang yang diperlukan
untuk produk nonuntuk produk non--bulatbulat
ProfilProfil
persegi hasilpersegi hasilekstrusiekstrusi
24
Profil BerlubangProfil Berlubang
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
13/42
25
Lapisan kawat dan kabelLapisan kawat dan kabel
26
Cacat pada Ekstrusi PlastikCacat pada Ekstrusi Plastik
Melt fractureMelt fracture
bentuk tidak teratur pada hasilbentuk tidak teratur pada hasil
extrusi akibat tekanan terlaluextrusi akibat tekanan terlalu
tinggi pada cairan sebelum dantinggi pada cairan sebelum dan
selama melewati dieselama melewati die
SharkskinSharkskin
permukaan produk kasar saatpermukaan produk kasar saat
keluar dari die. Gesekan padakeluar dari die. Gesekan pada
titik yang bersinggungantitik yang bersinggungan
dengan die mengakibatkandengan die mengakibatkan
profil kecepatan seperti tampakprofil kecepatan seperti tampak
pada gambar.pada gambar.
BambooingBambooing tegangan tarik muncul pada permukaan akibattegangan tarik muncul pada permukaan akibat
pusat kecepatan bergerak lebih cepat,pusat kecepatan bergerak lebih cepat,
menyebabkan sedikit pecahan, permukaan menjadimenyebabkan sedikit pecahan, permukaan menjadi
kasar. Bila kenaikan kecepatan terlalu besar,kasar. Bila kenaikan kecepatan terlalu besar,
muncul pola bambu.muncul pola bambu.
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
14/42
27
Produksi Plastik LembaranProduksi Plastik Lembaran
dan Filmdan Film
28
TerminologiTerminologi
Lembaran (sheet) plastik dengan ketebalan 0.5 12.5 mm (0.02 0.5 in.)
digunakan untuk pelapisan jendela datar
Film plastik dengan ketebalan kurang dari 0.5 mm
Film tipis : packaging (pembungkus produk, tas kresek, tas sampah)
Film yang lebih tebal : covers, pembatas (liners)
Karakteristik operasi pembuatan : kontinu, high-production
Bahan baku : polyethylene, polypropylene, polyvinylchloride,cellophane
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
15/42
29
SlitSlit--Die ExtrusionDie Extrusion
30
SlitSlit--Die Extrusion (contd)Die Extrusion (contd)
Slit : lebar hingga 3 m (10 ft), ketebalan 0.4 mm
(0.015 in.)
Manifold : menyebarkan polimer cair dalam arah
menyamping sebelum polimer mengalir melalui
lubang die yang sempit (die orifice, slit).
Kesulitan : ketebalan yang seragam sepanjanglebar lembaran (biasanya kemudian dipotong pada
bagian tepi karena cenderung menebal)
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
16/42
31
Cooling & Collecting the FilmCooling & Collecting the Film
Digunakan untuk kecepatan produksi
sangat tinggi - 5 m/s (1000 ft/min)
Water quenching bathWater quenching bath ChillChill --roll extrusionroll extrusion
32
Cooling & Collecting the FilmCooling & Collecting the Film
Ekstrusi pipa (masih cair)Ekstrusi pipa (masih cair)
diarahkan ke atas, inflasidiarahkan ke atas, inflasi
udara (tekanan harusudara (tekanan harus
konstan) menyebabkan filmkonstan) menyebabkan film
mengembang.mengembang.
Frost line memberi tandaFrost line memberi tanda
di mana solidifikasi polimerdi mana solidifikasi polimer
terjadi.terjadi.
Pinch rolls menyatukan pipaPinch rolls menyatukan pipa
plastik kembali denganplastik kembali denganudara di dalamnya,udara di dalamnya,
membentuk plastik tipismembentuk plastik tipis
berbentuk pipa (berbentuk pipa (thin tubularthin tubular
film)film)
BlownBlown--Film ExtrusionFilm Extrusion
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
17/42
33
Cooling & Collecting the FilmCooling & Collecting the Film
Mrpk proses untuk membuatMrpk proses untuk membuat
lembaran dan film termoplastiklembaran dan film termoplastikkaret seperti PVC plastis.karet seperti PVC plastis.
RolRol--rol disusun seri untukrol disusun seri untuk
menghaluskan permukaan danmenghaluskan permukaan dan
menurunkan ketebalan material.menurunkan ketebalan material.
Peralatan mahal, laju produksiPeralatan mahal, laju produksi
tinggi. Kecepatan mamputinggi. Kecepatan mampu
mendekati 2.5 m/s (500 ft/min).mendekati 2.5 m/s (500 ft/min).
Perlu kontrol ketat : temperatur rol,Perlu kontrol ketat : temperatur rol,
tekanan, dan kecepatan putaran.tekanan, dan kecepatan putaran.
Aplikasi : pelapis lantai PVC, tiraiAplikasi : pelapis lantai PVC, tirai
KM, vinyl table cloths, pool liner,KM, vinyl table cloths, pool liner,perahu sekoci dan mainanperahu sekoci dan mainanCalenderingCalendering
34
Produksi Fiber dan FilamenProduksi Fiber dan Filamen
(Spinning)(Spinning)
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
18/42
35
Terminologi
FiberFiber: helaian material yang tipis & kuat, dimana panjangnya minimal 100 kali ukuran
penampangnya.
FilamenFilamen : fiber dengan panjang kontinu
Aplikasi paling penting dari fiber & filamen :
industri tekstil
36
FiberFiber
Alami (Natural)Alami (Natural) SintetisSintetis
Sekitar 25% dari total produksi
fiber.
Contoh : katun / cotton
(kuantitas produksi wol masih
di bawah katun)
Mrpk 75% total pasar fiber saat
ini.
Contoh : polyester (most
important), nylon, acrylic, &
rayon.
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
19/42
37
Spinning
SpinningSpinning : Metode yang digunakan untuk menarik dan
menggulung fiber alami menjadi tenunan atau
uliran
Proses ekstrusi polimer cair pada fiber sintetis
melalui spinneretspinneret (die dengan banyak lubang
kecil) untuk membuat filamen dan selanjutnya
ditarik dan digulung pada bobbinbobbin (kumparan).
38
Melt SpinningMelt Spinning Polimer awal dipanaskan
hingga cair dan dipompamelalui spinneret
Filamen yang keluar dari dieditarik dan secara simultandidinginkan dengan udarasebelum digulung padasebuah bobbin.
Diameter akhir yangtergulung hanya 1/10 dariukuran ekstrusi-nya, karenatarikan dan penipisan
filamen saat polimer masihcair.
Contoh produk : polyesterdan nylon
Dry SpinningDry Spinning Polimer awal dlm bentuk
larutan, pelarut dapatdipisahkan dengan evaporasi
Hasil ekstrusi ditarik melewatiruang pemanas yang akanmemindahkan pelarut
Langkah selanjutnya samadengan melt spinning
Contoh produk : acrylic
Spinning Fiber Sintetis
Wet SpinningWet Spinning
Polimer awal dlm bentuk
larutan, pelarut tidak dapatdiuapkan (nonvolatile)
Hasil ekstrusi dilewatkan cairankimia
Contoh produk : rayon
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
20/422
39
Tebal spinneret6 mm (0.25 in.),memiliki 50lubangberdiameter 0.25mm (0.010 in.)
Bentuk lubangcountersink,L/D max = 5 : 1
MeltMelt
spinningspinning
40
Plastic or RubberPlastic or Rubber
CoatingCoating
Wire & CableWire & Cable
coatingcoatingPlanarPlanar
coatingcoating
Pada dasarnya mrpk
proses ekstrusi (telah
dibahas)
Melapisi kain tenunan,
kertas, papan nama,
metal foil
Important polymers :
polyethylene &
polypropylene
ContourContour
coatingcoating
Untuk obyek 3 dimensi,
dapat dengan cara
dicelup (dipping) ataudisemprot (spraying)
Ketebalan berkisar 0.01
0.05 mm (0.0005 0.002
in.)
Proses Pelapisan (Coating)Proses Pelapisan (Coating)
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
21/422
41
Planar coating processPlanar coating process
Metode rolMetode rol Metode doctorMetode doctor--bladeblade
42
INJECTION MOLDINGINJECTION MOLDING
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
22/422
43
Injection MoldingInjection Molding
Mrpk. sebuah proses di mana polimer dipanaskan menjadibentuk sangat plastis dan dipaksa untuk mengalir di bawahtekanan tinggi ke dalam rongga cetakan, di manaselanjutnya menjadi padat (solid)
Waktu siklus produksi 10 30 detik. Kisaran 1 menit jugaumum utk. cetakan yang memiliki lebih dari satu rongga.
Untuk bentuk kompleks dan rumit
Tantangan : mendesain dan membuat cetakan di mana
rongganya sama dengan geometri komponen danmemungkinkan pengeluaran produk jadi dari cetakan
44
Mesin Injection MoldingMesin Injection Molding
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
23/422
45
Proses dan PeralatanProses dan Peralatan
Mesin Injection Molding :Mesin Injection Molding : Reciprocating screw typeReciprocating screw type
46
Siklus Injection MoldingSiklus Injection Molding
Mold is closed Melt is injected intocavity
Screw is retractedMold opens & part isejected
Mold close : 1-2 sec
Injection : 2-5 sec
Pack and Hold : 8-10 sec
Part cool : 10-20 sec
Screw return : 2-5 sec
Mold open : 1 sec
Ejection : 1 sec
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
24/422
47
Rongga cetakanRongga cetakan menentukan geometri komponen cetak
Jalur distribusiJalur distribusi Tempat di mana polimer cair mengalir ke dalam rongga cetakan
Terdiri dari : Sprue : dari nozzle ke dalam cetakan
Runners : dari sprue ke dalam rongga
Gates : menarik aliran plastik ke dalam rongga
Sistem pendinginSistem pendingin Berupa pompa yang mengalirkan air dan terhubung dengan lintasan dalam
cetakan
Diperlukan untuk mengeluarkan panas dari plastik
VentilasiVentilasi Berguna untuk mengeluarkan udara dari rongga cetakan
Mrpk clearance pada ejector pin dlm cetakan
BagianBagian--bagian Cetakan (Mold)bagian Cetakan (Mold)
48
TwoTwo--plate Moldplate Mold
Cetakan memiliki 2 rongga untuk menghasilkan 2 komponen sekaliguCetakan memiliki 2 rongga untuk menghasilkan 2 komponen sekaligus dalams dalam
sekali injeksisekali injeksi
Saat cetakan tertutupSaat cetakan tertutup Saat cetakan terbukaSaat cetakan terbuka
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
25/422
49
ThreeThree--plate Moldplate Mold
50
Alternatif Sistem InjeksiAlternatif Sistem Injeksi
Screw preplasticizerScrew preplasticizer
typetype
Plunger typePlunger type
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
26/422
51
Clamping designClamping design
Toggle clampingToggle clamping Hydraulic clampingHydraulic clamping
52
Penyusutan biasanya
dinyatakan sebagai
penurunan dalam
ukuran linear yang
terjadi selama proses
pendinginan dari
temperatur cetak ke
temperatur ruang.
Persamaan :
Dc = Dp + DpS + DpS2
Penyusutan (Shrinkage)Penyusutan (Shrinkage)
Dc = dimensi rongga cetakan (mm)
Dp = dimensi komponen tercetak (mm)
S = nilai penyusutan (dari tabel)
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
27/422
53
Short shotsShort shots Cetakan mengeras sebelum rongga cetakan terisi penuh
Langkah pencegahan : menaikkan temperatur/tekanan,memperbesar kapasitas tembakan (perlu mesin yg lebihbesar)
FlashingFlashing Polimer cair meluap hingga permukaan pemisah
cetakan, atau di sekitar ejector pin
Penyebab : Ventilasi dan clearance terlalu besar
Tekanan injeksi terlalu besar Temperatur cairan plastik terlalu tinggi
Ukuran tembakan (shot size) terlalu besar
Cacat pada Injection MoldingCacat pada Injection Molding
54
Sink marks & voids (cekung & kosong)Sink marks & voids (cekung & kosong) Berhubungan dengan bagian cetakan yang tebal
Penyebab : kenaikan packing pressure setelah injeksi
Solusi : mendesain komponen supaya memiliki ketebalanseragam
Weld linesWeld lines Polimer mengalir di seputar inti (core), bertemu polimer
cair dalam arah berlawanan, & membentuk garis
Solusi : Menaikkan temperatur cairan
Menaikkan tekanan injeksi
Memberi alternatif lokasi gates pada komponen
Memperbaiki sistem ventilasi
Cacat pada Injection Molding (contd)Cacat pada Injection Molding (contd)
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
28/422
55
Reaction Injection Molding (RIM)Reaction Injection Molding (RIM)
Mencampur duacairan unsur
highly reactive
dan secara cepat
menginjeksikan
campuran pada
rongga cetakan.
Pengerasan
(solidifikasi)
dipicu oleh reaksi
kimia antar
keduanya.
56
COMPRESSION & TRANSFERCOMPRESSION & TRANSFER
MOLDINGMOLDING
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
29/422
57
Compression MoldingCompression Molding
(1) Mengisi senyawa molding dalam jumlah yang tepat
(2) Cetakan menekan bahan isian(3) Memanaskan bahan isian supaya mengeras
(4) Membuka cetakan, mengambil produk dari rongga cetakan
58
Transfer Molding (Pot)Transfer Molding (Pot)
(1) Bahan isian dimasukkan
(2) Polimer ditekan ke dalam rongga cetakan
(3) Komponen jadi dikeluarkan
Cull = scrap material, tidak dapat
digunakan lagi karena bahan
isiannya adalah polimer jenis
thermoset
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
30/423
59
Transfer Molding (Plunger)Transfer Molding (Plunger)
(1) Bahan isian dimasukkan(2) Polimer ditekan ke dalam rongga cetakan
(3) Komponen jadi dikeluarkan
60
BLOW MOLDING &BLOW MOLDING &
ROTATIONAL MOLDINGROTATIONAL MOLDING
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
31/423
61
Mrpk. proses molding di mana tekanan udaradigunakan untuk menggembungkan (inflate) plastikhalus ke dalam rongga cetakan.
Contoh produk : botol plastik & containersejenisnya
2 langkah blow molding : Fabrikasi tabung awal dari plastik cair (dinamakan
parisonparison), melalui extrusion blow moldingextrusion blow molding atauinjection blow moldinginjection blow molding
Penggembungan tabung ke bentuk yang diinginkan
Blow MoldingBlow Molding
62
Extrusion Blow MoldingExtrusion Blow Molding
(1)(1) Ekstrusi parisonEkstrusi parison
(2)(2) 2 cetakan bergerak bersama, bagian atas parison dijepit, metal b2 cetakan bergerak bersama, bagian atas parison dijepit, metal b low pin menutup bagian bawahlow pin menutup bagian bawah
(3)(3) Tabung digelembungkan hingga mencapai bentuk rongga cetakanTabung digelembungkan hingga mencapai bentuk rongga cetakan
(4)(4) Cetakan dibuka untuk mengambil produk jadiCetakan dibuka untuk mengambil produk jadi
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
32/423
63
Tube dieTube dieparisonparisonblow moldblow mold
DDdd = diameter rata= diameter rata--ratarata tube dietube die
DDpp = diameter rata= diameter rata--ratarata parisonparison
DDmm = diameter= diameter blow moldblow mold
ttdd = tebal dinding= tebal dinding tube dietube die
ttpp = tebal dinding= tebal dinding parisonparison
ttmm = tebal dinding= tebal dinding blow moldblow mold
Dimensi extrusion dieDimensi extrusion die
Final blowFinal blow--molded containermolded container
64
Menghitung tebal dinding blow mold (1)
Swell ratio diameter parison :
Swell ratio ketebalan dinding :
Swelling tebal dinding proporsional terhadap
kuadrat diameter swelling :
d
p
sdD
Dr =
d
p
stt
tr =
2sdst rr =
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
33/423
65
Jika diasumsikan volume penampang konstan :
Selanjutnya :
Tekanan udara yang digunakan untuk blow
molding :
Menghitung tebal dinding blow mold (2)
mmpp tDtD =
m
ddsdm
D
Dtrt
3
=
m
m
D
t
p
.2
=
p = tekanan udara blow molding, Pa (lb/inp = tekanan udara blow molding, Pa (lb/in22))
= tegangan tarik max yang diijinkan pada polimer= tegangan tarik max yang diijinkan pada polimer
selama penggelembungan, Pa (lb/inselama penggelembungan, Pa (lb/in22
))ttmm = tebal dinding produk cetakan, m (in.)= tebal dinding produk cetakan, m (in.)
DDmm = diameter cetakan, m (in.)= diameter cetakan, m (in.)
66
Injection Blow MoldingInjection Blow Molding
(1)(1) Parison dinjeksikan di sekitar blowing rodParison dinjeksikan di sekitar blowing rod
(2)(2) Injection mold dibuka, parison dipindahkan ke dalam blow moldInjection mold dibuka, parison dipindahkan ke dalam blow mold
(3)(3) Soft polymer digelembungkan, menyesuaikan bentuk blow moldSoft polymer digelembungkan, menyesuaikan bentuk blow mold
(4)(4) Blow mold dibuka, produk jadi diambilBlow mold dibuka, produk jadi diambil
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
34/423
67
(1)(1) Injection molding parison (2) StretchingInjection molding parison (2) Stretching (3) Blowing(3) Blowing
Stretch Blow MoldingStretch Blow Molding
68
Menggunakan gaya gravitasi di dalam sebuah mold ygberputar untuk memperoleh bentuk berongga (lubang)
Digunakan terutama untuk polimer termoplastik
Proses :
Bubuk polimer dituangkan pada rongga cetakan yangterpisah
Cetakan dipanaskan dan diputar secara simultan pada 2
sumbu tegak lurus Saat masih berputar, cetakan didinginkan shg
permukaan plastik mengeras (solid)
Cetakan dibuka, produk jadi dikeluarkan
Rotational Molding / RotomoldingRotational Molding / Rotomolding
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
35/423
69
Rotational Molding / RotomoldingRotational Molding / Rotomolding
70
THERMOFORMINGTHERMOFORMING
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
36/42
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
37/423
73
Pressure ThermoformingPressure Thermoforming
Proses awal sama dengan vacuum thermoforming, perbedaan terletakProses awal sama dengan vacuum thermoforming, perbedaan terletak pada :pada :
(2)(2) Lembaran plastik ditempatkan di atas rongga cetakanLembaran plastik ditempatkan di atas rongga cetakan
(3)(3) Tekanan positif mendorong lembaran ke dalam rongga cetakanTekanan positif mendorong lembaran ke dalam rongga cetakan
74
Positive moldPositive mold
Penggunaan positive mold pada vacuum thermoforming :Penggunaan positive mold pada vacuum thermoforming :
(1)(1) Plastik yang telah dipanaskan ditempatkan di atas cetakan cembunPlastik yang telah dipanaskan ditempatkan di atas cetakan cembungg
(2)(2) Clamp diturunkan, menutupkan lembaran pada cetakan akibat adanyaClamp diturunkan, menutupkan lembaran pada cetakan akibat adanya
tekanan vacuumtekanan vacuum
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
38/423
75
Prestretching pada positive moldPrestretching pada positive mold
76
Mechanical ThermoformingMechanical Thermoforming
(1)(1) Plastik yang telah dipanaskan ditempatkan di atas cetakan negatiPlastik yang telah dipanaskan ditempatkan di atas cetakan negati ff
(2)(2) Cetakan ditutup untuk membentuk lembaranCetakan ditutup untuk membentuk lembaran
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
39/423
77
PRODUCT DESIGN CONSIDERATIONSPRODUCT DESIGN CONSIDERATIONS
78
Strength & stiffness Lower than metal
Should not be used in high stress application
Impact resistance Plastics is good in absorbing impact
Service temperature Limited compared to metals or ceramics
Thermal expansion Greater than metals, dimensional change is much more than metals
Degradation Plastics are subject to degradation, some of them also degrade in oxygen &
ozone atmosphere
Resistant to conventional corrosion
Pertimbangan UmumPertimbangan Umum
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
40/424
79
Wall thicknessWall thickness Uniform wall thickness is desirable in an extruded crosssection
Variations result in nonuniform plastic flow & unevencooling
Hollow sectionsHollow sections Complicate die design and plastic flow
CornersCorners Sharp corners, inside & outside, should be avoided
(result in uneven flow during processing & stressconcentrations in the final product)
Extruded PlasticsExtruded Plastics
80
Kuantitas produksi ekonomisKuantitas produksi ekonomis
Tiap produk memerlukan cetakan khusus (tiap cetakan
mahal harganya)
Kuantitas produksi minimum :
Injection molding : 10.000 pcs.
Compression molding : 1000 pcs.
Transfer molding : 1000 10000 pcs.
Kompleksitas komponenKompleksitas komponen Pertimbangkan : merakit komponen sederhana menjadi
satu atau mendesain cetakan yang rumit
Molded Parts (1)Molded Parts (1)
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
41/424
81
Ketebalan dindingKetebalan dinding Hindari penampang tebal (menyebabkan bengkok krn penyusutan &
pengerasan lebih lama)
Gunakan reinforcing ribs utk mendapatkan kekakuan yang cukup
Radius dan filletRadius dan fillet Hindari sudut yg tajam (eksternal maupun internal) : aliran plastik
cair jadi lambat, cenderung membentuk cacat pada permukaan, &konsentrasi tegangan pada produk akhir
LubangLubang Memungkinkan dalam plastic molding, namun menyebabkan desain
cetakan dan pengambilan produk akhir jadi rumit
Molded Parts (2)Molded Parts (2)
82
Toleransi umum pada komponen hasil cetakan
untuk beberapa jenis plastik
Molded Parts (3)Molded Parts (3)
-
7/26/2019 05 Proses Pembentukan Plastik
42/42
83
END OF PRESENTATIONEND OF PRESENTATIONCopyrights 2005 hanandokoCopyrights 2005 hanandoko
84
Kerjakan & submit ke mailist :
Review QuestionsReview Questions
Multiple Choice QuizMultiple Choice Quiz
ProblemsProblems
(Mikkel P. Groover, 2002, Fundamentals of
Modern Manufacturing, p.301 305)
TUGASTUGAS