perhitungan moulding

7/26/2019 Perhitungan Moulding

1/26

DESIGN TRADITIONAL versus DESIGN dengan KOMPUTER

A.1. DESIGN PRODUK yang BAIK , adalah DESIGN PRODUK yang sesuai dengan

ketentuan-ketentuan sebagai berikut :

Pemakaian bahan plastik yang seminimal mungkin

Cycle time yang seminimal mungkin , dari pemadatan yang singkat ( lebih pendek )

Penyusutan yang sama pada keseluruhan proses pembentukan ( shrinkage )

Resiko yang seminimal mungkin terhadap tekanan yang diperlukan

Ketebalan produk yang harus dipertahankan setipis mungkin serta mudah /

memungkinkan untuk dibentuk , yang menjamin ketentuan-ketentuan di atas .

2. Dan KAPASITAS PRODUK , adalah :

Quantity dari produk yang diperlukan ,

Waktu pemakaian serta kualitas dari produk yang diproduksi , serta

Waktu pengiriman , yang juga menentukan dalam perencanaan dan pengerjaannya3. MATERIAL produk( jenis plastik ) : PP polyprophylene , LDPE low densitity

polyethylene , HDPE high density polyprophylene , PVC polyvinyl chloride , dan jenis-jenis

lain .

Volume produk - V_p ( mm^3 )

Berat produk - W_p ( gr )

Density ( berat jenis material ) - Bj_m ( gr / mm^3 )

Shrinkage factor material - Sh_m ( % )

4. JUMLAH CAVITY dalam menentukan CETAKAN

Untuk dapat menentukan jumlah cavity produk dibuat single atau multiple pada plastic molding, adalah tergantung dari beberapa faktor , sebagai beikut :

Kapasitas pencetakan ( pembuatan produk ) dan waktu pengiriman

Kontrol kualitas yang diperlukan

Biaya produksi ( cetakan dan jumlah produksinya )

Pembahanan plastik yang dipergunakan

Bentuk dan ukuran mold yang direncanakan dan dibuat

Kapasitas mesin produksi yang dipergunakan

Faktor yang menentukan dalam pemakaian mesin produksi :

Short capacitydari mesin produksi - Sw ( gr )

Weight of moldingadalah berat produk berikut runner dan gate - Wm ( gr )


2/26

Plasticizing Capacityadalah kemampuan injeksi material atau pengeluaran material dari

mesin Pc ( gr /min. )

Dengan perbandinganjumlah shortpada tiap menitnya - Q_sh qty / min., maka

jumlah cavity dapat pula ditentukan .

5. TONASE DARI MESIN PLASTIK ( INJECTION / BLOW ) yang akan

DIPERGUNAKAN

Mendasarkan kepada Clamping Force - Tons

Adalah tonase yang diperlukan untuk menjaga agar kondisi mold tetap tertutup rapat selama

proses produksi ( injection ataupun blowing ) , dan menahan tekanan material pada total area

yang diproyeksikan pada seluruh permukaan cavity dan core , pada saat injeksi , pemampatan

ataupun pembentukan .

Total Area Proyeksi - Ax mm^2

Tekanan yang diijinkan untuk bahan cetakan ( mold ) - Tx Kg / mm^2

Maka , Clamping Force - CF Tons , dapat diperhitungkan :

Semakin tinggi tekanan yang diijinkan untuk bahan cetakan ( Jenis baja yang dipergunakan ) ,

akan semakin kuat menahan tekanan dari Clamping Force mesin . Beberapa tekanan jenis yang

diijinkan dari beberapa contoh jenis baja yang sering dipergunakan :
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_31.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_21.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_11.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_31.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_21.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_11.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_31.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_21.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_11.jpg


3/26

Cast Steel 38.75 Kg / mm^2

Safe Factor no.7 5.43 Kg / mm^2

Carbon Steel 8.44 Kg / mm^2

Low Carbon Steel 17.57 Kg / mm^2

Closed Condition 4.92 Kg / mm^2Dengan pertimbangan hingga 10 s/d 20 %faktor untuk tekanan sepenuhnya , maka

maksimum tonase mesin yang akan dipergunakan , dapat ditentukan .

6. KARAKTERISTIK BAHAN PLASTIK yang diperlukan :

Jenis bahan -PP , LDPE , HDPE , PVC , ABS ,dan lain-lain

Density(berat jenis) material plastik - Bj_m ( lb/in^2 )

Melting temperature, suhu pelelehan ( keluar dari screw ) - Mt ( Fahrenheit )

Poison ratio, viskositas melting material berdasarkan tabel rasio - pr ( lb. sec.

/ in^2 )

Injection Presure pada Cavity, tekanan aman yang diperlukan saat

pembentukan produk - P_cv = 10.000( psi )

Injection Presure , tekanan aman yang diperlukan pada saat proses injection masuk pada

sprue - P_sp = 15.000( psi )

Thermal diffusiondari material yang dipergunakan - Th_m ( in^3 / sec. )

7. KARAKTERISTIK BAHAN MOLD yang dipergunakan dan keadaannya :

Temperature Atmosfir - T atm ( Fahrenheit )

Specific heat, panas jenis dari bahan mold - S_heat ( BTU / m. hrs. Fahrenheit )

Density(berat jenis) bahan Mold - Bj_St ( lb / in^3 )

Mold Temperature - Mt ( Fahrenheit )

Thermal konduksibahan Molding - K ( BTU / ft^2. hrs. Fahrenheit ) Sebagai contoh untuk beberapa jenis bahan mold :

Assab 718 , Stavax atau Thysen 2312/2316 mempunyai nilai thermal koduksi yang mencapai

: 21 BTU / ft^2. hrs. Fahrenheit .

JIS S 50 C , S 45 C , Assab 760 atau Thysen 1730 mempunyai nilai thermal konduksi yang

mencapai : 28 BTU / ft^2. hrs. Fahrenheit .

B.1. SPRUE , RUNNER DAN GATE : profile , dimensi dan pembagian flow-nya

Berdasarkan profilenya , SPRUEmemiliki diameter awal yang lebih kecil dan diameter akhir

yang menuju RUNNER dibuat lebih besar , atau pada panjangnya mempunya sudut ketirusan

yang berkisar antara 0.5 s/d 8 derajat , tergantung dari kondisi awal diameter lobang

pemasukan material yang ditentukan berdasar bahan plastik dan design mold-nya . Ketirusan

dimaksudkan untuk mempermudah pelepasan produk bersamaan dengan sprue dan runner .

Sedangkan profile untuk RUNNERdan GATE, terdapat 3 kategori jenis profile yang sering

dipergunakan , yaitu :


4/26

Jenis yang Kurang ( POOR ), berbentuk Half Round , biasanya dibuat pada salah satu

sisi saja , pada sisi cavity atau pada sisi core , atau sesuai dengan kondisi cavity produk yang

direncanakan .

Jenis yang Lebih Bagus ( BETTER ), berbentuk Trapesium , biasanya dibuat pada salah

satu sisi saja , pada sisi cavity atau pada sisi core , atau sesuai dengan kondisi cavity produkyang direncanakan .

Jenis yang Paling Bagus ( BEST ), berbentuk Full Round yang biasanya dibuat pada

kedua belah belahan sisi core dan sisi cavity masing-masing setengah lingkaran .

Dalam merencanakan , tentunya telah diperhitungkan , profile manakah yang akan

dipergunakan , sesuai dengan kondisi dan kemungkinan yang dapat di terapkan . Sebagaimana

telah ditentukan , bahwa yang Paling Bagus-lah yang dapat memberikan hasil yang sangat

bagus dari design yang telah direncanakan . Tetapi , dapat di-implementasikan atau tidaknya

design tersebut pada saat pengerjaannya , adalah hal yang sangat menentukan . Dan dari

hasil keakuratan kalkulasidan konversi re-profile, maka dari ketiga kategory profile

tersebut , memberikan pilihan sangat menentuan dengan :AREAataupun KELILINGprofile

yang telah diketahui .

Sebagai contoh , dari suatu design , ketentuan profile runner adalah berbentuk Full Round,dan hasil kalkulasinya diperoleh ukuran diameter runner Dr =3mm . Tetapi , pada

kenyataannya pembuatan runner dengan bentuk lingkaran tidak memungkinkan pada

konstruksi mold yang sedang direncanakan tersebut . Tentunya harus menentukan pilihan

selanjutnya , Runner dengan profile Half Roundatau dengan profile Trapesium. Dan dari

hasil Dr= 3mm, maka nilai mutlak untukAreadan Keliling sudah dapat diketahui ,

maka konversi re-profiledapat ditentukan kemudian .
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_41.jpg


5/26

JikaAreaDr ( Full Round ) = 1/4 x pi x Dr^2 = 1/4 x 3.14 x 3^2 =7.0686mm^2

maka konversi re-profileke Half Round, adalah : AreaDr ( Half Round ) = Area

Dr ( Full Round )= 7.0686mm^2 , maka :

AreaDr ( Half Round ) = ( 1/4 x pi x Dr^2 ) : 2 = 7.0686mm^2

( 7.0686 x 2 ) : ( 1/4 x pi ) = (14.1372 ) : ( 1/4 x 3.14 )= Dr^2 = 18mm , maka Dr = 18^1/2 = 4.243 mm .

Jadi Dr ( Half Round ), berubah atau tidak sama dengan Dr ( Full Round ), tetapi sesuai

dengan konversi kalkulasidari Dr ( Full Round ), yang semula Diameter 3mm , menjadi

Diameter 4.243 mm .

Dan jika itu masih tidak memungkinkan dan harus dirubah menjadi profile Trapesiummaka

konversinya , adalah :

AreaDr ( Trapesium ) = AreaDr ( Full Round ) = 7.0686mm^2

maka ,AreaDr ( Trapesium ) = ( 1.3125 Dr^2 ) : 2 = 7.0686mm^2

dan , ( 7.069 x 2 ) : 1.313 = Dr^2 = 10.771 mm

maka Dr = 10.771^1/2 = 3.282mm

dan tinggi profiledan lebar bawahdari Trapesiumadalah masing-masing , 0.75

Dr = 0.75 x 3.282 = 2.461 mm

atau dengan menentukan sudut kemiringdinding runner yang dikehendaki :

T Alpa : Tan ^-1 [ (( Dr - 0.75 Dr ) : 2 ) : 0.75 Dr ]

sehingga : T Alpa = Tan^-1[ { ( 3.282 - ( 0.75 x 3.282 ) ) : 2 } : (0.75 x 3.282 ) ]

Tan ^-1( 0.167 ) = 9.461 derajat , adalah sudut kemiringan Trapesium.

Mengapa konversi dan re-profileharus dilakukan ? dan mengapa tidak mengganti profile

begitu saja ? Hal ini berhubungan erat dengan prinsip tekanandan flowpada suatu ruangan

, di mana pada area yang sama besar, maka tekanan dankecepatanyangdilaluinya akan samapula . Jadi , secara prinsip jika hasil kalkulasi sudah menentukan

diameter , dan hasil area yang menentukan , maka dengan merubah memperbesar atau

memperkecil area tersebut , akan berpengaruh terhadap besar tekanan yang akan diterimanya ,

serta kecepatan dalam melaluinya .

2. PEMBAGIAN JALUR RUNNER DARI SPRUE SAMPAI KE GATE

Beberapa metode layout Sprue, Runner, dan Gate , dengan posisi penempatan cavity pada

cetakan multiple cavity , dapat dilihat pada layout berikut ini :


6/26

Sedangkan pada single cavity , titik injection point , di mana sprue ditempatkan atau sebagai

permulaan material diinjeksikan , ditentukan berdasarkan sumbu moment inertia dari produk ,

karena pada titik pusat yang tepat , flow material pada saat pembentukan , dapat menyebar rata

pada cavity . Dan jika hal tersebut tidak memungkinkan karena kondisi bentuk produk ,

kalkulasi secara khusus dapat dilakukan dengan mempertimbangkan faktor-faktor yang

mendukung flow dan sirkulasi sebagaimana diharapakan . Pada kondisi yang khusus ,

penggunaan Hot Runner , yang secara prinsip menghasilkan flow dan panas material mengalir

yang lebih bagus pada tiap cavity-nya , karena hantaran panas material yang tetap terjaga padasaat pembentukan produk . Untuk penggunaan System Hot Runner , akan diulas pada bagian

selanjutnya .
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/runner_51.jpg


7/26

Flow material yang mengalir dalam proses pembentukan produk , pada cetakan multiple cavityberawal dari Sprue, kemudian masuk dan terbagi-bagi dalam beberapa Segmen Runner,

Segmen pertama adalahPrimary Runner, kemudian Secondary Runner, lalu Tertiary

Runnerhingga Gate , setelah itu memasuki Cavity pembentukan produk . Berikut ini adalah

contoh layout Runneryang kompleks, tetapi typical , lengkap dengan pembagian segmen-

segmennya .
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/recomend_runner1.jpg


8/26

Contoh kalkulasi untuk design 8 cavity Fliptop Cap, dengan skema Runnerseperti

tampak pada gambar . Dengan jalur runner yang typical , ukuran yang diharapkan sebenarnya

sudah dapat diprediksikan ( berdasar tabel ) , sehingga flow aliran material plastikdan

kalkulasi yang akan dilakukan , serta dapat dibagi-bagi dalam beberapa tahapan segmen sebagai

berikut : Dari Nozle Injection , material plastik dialirkan ke Spruedari diameter

kecilkediameter yang lebih besar( bentuk tirus ) , flow ini membentuk Runner

Sprue.

Setelah Runner Sprue, flow material terbagi dalam dua arahsegmen Primary

Runneryang typical ( arah yang membelah ke samping kiri dan kanan ditambah arah ke

masing-masing ke kedua cavity yang dperhitungkan setengahnya atau arah Runner ke-dua

cavity ) .

Kemudian segmen Secondary Runner, adalah runner yang mengarah ke kedua cavity

, yang diperhitungkan setengah bagian pada arah yang menuju salah satu cavity

. Secondary Runner,bentuk dan penampangrunnernya lebih kecildariPrimary

Runner.

Setelah itu adalah segmen Tertiary Runner, di mana aliran runner itu kemudian menuju

ke satu arah satu cavity . Sebelum aliran masuk ke dalam cavity , masih terdapat satu

segmen lagi yang harus dilalui , yaitu Gate . Tertiory Runner,bentukdan

penampangrunnernya lebih kecildari Secondary Runner.
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/fliptop_runner_3d_21.jpg


9/26

Gate, adalah bagian runner yang menerima tekanan yang paling besar setelah proses flow

runner yang melalui segmen-segmen runner . Setelah melalui Gate , flow

materialmasuk ke dalam cavityuntuk pembentukan produk .
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/ft_runner_3d_211.jpg


10/26

3. LANGKAH AWAL KALKULASI

Apabila design dengan computer sudah dilakukan secara 3D , maka dengan mudah akan

didapatkan hasil volume tiap-tiap segmen flow runner tersebut , tetapi jika tidak , anda dapat

melakukan kalkulasi secara manual . Dalam contoh design Fliptop Cap tersebut di atas , hasildata volume yang dapat diperoleh dari komputer , adalah sebagai berikut :

Volume Sprue Runner ,V_Sp ( 1 segmen ) = 1.124.65 mm^3

Volume Primary Runner ,V_Pr ( 1 segmen ) = 8.660.32 mm^3

Volume Secondary Runner ,V_Sr ( 4 segmen ) = 2.388.93 x 4 = 9.555.72 mm^3

Volume Tertiary Runner ,V_Tr( 8 segmen ) = 368.48 x 8 = 2.947.84 mm^3

Volume Gate ,V_Gt( 8 segmen ) = 57.33 x 8 = 458.64 mm^3

Volume Produk , V_Prod. ( 8 cavity ) = 7.871.19 x 8 = 62.969.52 mm^3

Volume materialplastik total (V_plast ) = 85.716.69 mm^3

Dengan material plastik jenis PP, shrinkage( Sh_m )2 % , danberat jenis( Bj_m

) 0.96gr/dm^3 , maka berat material yang diperlukan untuk satu kali short ( Wm ) ,

adalah :
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/fliptop_runner_3d_221.jpg


11/26

Dan berat per short-nya adalah, Wm = ( 85.716.69 x 0.96 ) : 1.000 = 82.29 gr

Berdasarkan Short weight( Sw ), maka Spesifikasi MesinInjectionyang akan

dipergunakan dapat diketahui dengan :

Sehingga , Sw = 82.29 : 0.8 = 102.86 gr ,

Dari hasil perhitungan, Sw = 102.86gr adalah sesuai dengan Spesifikasi Mesin

Injectiondengan kapasitas antara 80 s/d 100Ton .

Jika ditentukan dengan menggunakan MesinPlastic Injection 100 Tons, berdasarkan

spesifikasinya , Plasticizing Capacity( Pc )mesin tersebut berkisarantara 40 s/d 70 Kg/hrs . Jika diambil rata-rata , maka dapat ditemukan faktor

sebesar 55Kg/hrs , atau 15.28 gr/second . SehinggaVolumetric Flow-nya ( Vf )untuk

material PP, adalah :

maka ,Vf = ( 15.28 gr /second : 0.96gr/dm^3 ) x 1.000 = 15.914.58 mm^3 / second .

Konversi ke in. = 0.9712 in^3 /second .

Perhatikan cross section di bawah ini dengan dimensi pada segmen-segmen runner dan main

dimensi produk , perhatikan pula bahwa dimensi Primary runner, Dr= (7mm )

,Secondary runner( 6mm ) , dan Tertiory runner( 5mm = 3.75 / 0.75) , dari Primary
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_vf2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sw1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_wm1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_vf2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sw1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_wm1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_vf2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sw1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_wm1.jpg


12/26

Runner , ke segmen-segmen di design mengecil , hingga lobang Gate dengan diameter

akhir Dr( 1.36mm )

Filling time yang diperlukan untuk total volume plastik dalam pembentukannya , dapat

diperhitungkan berdasar Platicising Capasity dengan spesifikasi material plastik dan mesin

yang dipergunakan , atau mendasarkan pada perkiraan yang dapat direvisi kemudian pada

saat re-kalkulasi .

Volume Total Plasticizingdengan bahan PP

adalah V_plast. : 85.716.69 mm^3 = 5.2308 in.^3 , danVolumetric Flowberdasar

spesifikasi mesin , Vf = 0.9712 in^3 / second . Meghasilkan kalkulasi waktu pengisian

material secara garis besar dari faktor kondisi mesin , dan tidak memperhatikan faktor-

faktor dalam proses yang akan berlangsung . Hasil kalkulasi ini lebih akurat dari prediksi

yang diasumsikan , sebelum aktual kalkulasi dilakukan , setelah flow material mengalami

tekanan serta adanya viskositas dalam proses aliran dan pembentukan . Maka Filling time

( Ft )yang diperlukan dalam pembentukan 8 cavity Fliptop Cap tersebut , adalah :
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/ft_runner_3d_241.jpg


13/26

sehingga , Ft = 5.2308 mm3 : 0.9712 mm3/sec. = 5.39 seconds , hasil ini

dipergunakan sebagai nilai pre-kalkulasi ( dari sekedar asumsi ) , yang dapat menentukan hasil

yang diharapkan berdasarkan aliran pada segmen-segmenya .

Perhatikan ukuran , bentuk serta jarak-jarak sumbu gambar berikut di bawah ini , di mana titik

pusat antar produk direncanakan demikian , sehingga pada pembuatannya , pengadaan

material dan pengerjaannya , sudah mempertimbangkan kondisi-kondisi lubang-lubang Cavity

, baut serta rencana penempatan lobang cooling mold ( pendinginan ) pada bagian selanjutnya .Dan langkah selanjutnya untuk proses kalkulasi , adalah flow material yang terjadi pada

segmen-segmen pembentukannya .

3.a. Kalkulasi pada segmen Sprue Runner

Volume materialpada Sprue adalah, ( V_Sp ) = 1124.65 mm^3 , konversi ke

in. = 0.0686 in^3

Injection pressure ,P_Inj. = 15.000 ( psi )
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/ft_runner_3d_231.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ft2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/ft_runner_3d_231.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ft2.jpg


14/26

Injection pressurepadaCavity , P_Cav. = 10.000 ( psi )

Volumetric Flowyang akan melalui Sprue , Vf_Sp = Vf = 0.9712 in^3 / second

Filling timepada Sprue, Ft_Sp :

Maka , Ft _Sp = ( 0.0686 ) : ( 0.9712 ) = 0.07 second .

Shear ratepada Sprue (Sr_Sp), dari radiusdiameter awal Sprue , ( r_Sp

)= 2.455 mm= 0.0967 in ( bisa rata-rata dari bentuk tirus ) , dan panjang Spruedapat

ditentukan berdasar tebal plat mold , L_Sp= 40mm = 1.5748 in. ) , bisa pula ditentukan

berdasar tabel dan jenis material plastik yang dipergunakan . Dan formulasi Shear rate pada

sprue , adalah :

Maka, Sr_Sp = ( 4 x 0.689in^3 / second ) : ( pi x 0.0967^3 in ) = 1.369.46 sec^-1

.

Poison ratio( pr )berdasar tabel melting pointmaterial PPpada suhu280 derajat

Celcius dengan Sr_sp = 1.368.46 sec^-1 , adalah ( pr ) = 0.012420 lb. sec./in.^2 (

Lihat Chart Melting point,ViscositydanShear Rate )( Poison Ratio Table) , dan

cara perhitungannya untuk mendapatkan keakuratan hasilnya ) . Kemudian Shear Stresspada Sprue , adalah Ss_Sp :
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ss_sp1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sr_sp2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ft_sp2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ss_sp1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sr_sp2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ft_sp2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ss_sp1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sr_sp2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ft_sp2.jpg


15/26

maka, Ss_Sp= ( 0.012420 lb. sec./in.^2 ) x ( 1.369.46 sec^-1 ) = 17.01 psi .

Dan Pressure Droppada Sprue , adalah Pd_Sp :

Maka, Pd_Sp = [ ( 17.01 psi ) x ( 1 x 1.5748 in. ) ] : ( 0.0967 in ) = 227.13 psi .

CHART MELTING POINT , VISCOSITY DAN SHEAR RATE

Chart Melting Point , Viscositas dan Shear Ratetersebut di atas , berfungsi untuk

menentukan viskositas ( poisonration ), di mana nilai poison ratio ditentukan oleh hasil

kalkulasi dari Shear rate, dengan berdasar suhu melting point material yang terbagi dalam 3

kurva untuk masing-masing kondisi melting point , karena tingkatan pada tiap kolom memiliki

perbandingan yang sangat tinggi , tidak memungkinkan menentukan hasil perbandingan

dengan hanya melihat pada Chart saja , tetapi harus memperhitungkan dan membagi tahapan
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/table_viscosity1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_pd_sp1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/table_viscosity1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_pd_sp1.jpg


16/26

pada tiap kolom dan lajurnya serta membagi-bagi dalam range , tiap-tiap tingkatanya seperti

pada tabel dibawah ini . Dengan demikian ,secara presisi , hingga 6 8 angka desimal , dapat

tercapai , dan hasil perhitunganya lebih presisi .

TABEL KALKULASI SHEAR RATE DAN POISON RATIO

3.b. Kalkulasi pada segmen Primary Runner

Volume materialpada Primary runner , ( V_Pr ) = 8.660.32 mm^3 , konversi ke

in. = 0.5285 in^3 , dan dimensi Dr ( Trapesium )= 7 mm , panjang

runnerprimary (L_Pr ) = 2 x ( 47 + 87.66 ) = 269.32 mm , maka per arah

adalah , 269.32 : 2 = 134.66 mm = 5.3016 in. . Perhatikan bahwa , karena typical

design pada dua arah , maka kalkulasi di lakukan pada satu bagian atau satu arah saja (

dengan dibagi 2 ) .

Volume material total dikurangiVolume material pada Sprue ,kemudian dibagi

dua( typical design ) dan dibagi waktu pengisian , adalahvolumetric Flowyang akan

melaluiPrimary runner.
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/melting_tabel1.jpg


17/26

( 5.2825 - 0.0686 ) : ( 2 x 5.39 ) = 0.48 in.^3 / second

Area Dr ( Trapesium )= ( 1.3125 Dr^2 ) : 2 = ( 1.3125 x 7^2 ) : 2

= 32.156mm^2 , konversi ke Dr ( Full roud ), Area Dr ( Full round ) = 1/4 x pi x

Dr^2 = 32.156mm^2 , maka Dr^2 = 32.156 : ( 1/4 x pi ) = 40.942 , Dr ( Full

round )= 40.942 ^ 1/2 = 6.398 mm, dan radius Primary runner , r_Pr =6.398

: 2 = 3.199 mm = 0.126 in.

Injection pressurepadaPrimary runner ( P_Pr ) , adalah tekanan aliran material

setelah keluar dari Sprue menuju Primary Runner,tekanan ini berkurang karena

terjadinyapresure dropsetelah melewati lubang Sprue ( Pd_sp )

P_Pr = P_Inj. Pd_Sp psi

P_Pr = 10.000 psi - 227.13 psi = 9.722.87 psi

Filling timepada Primary runner , adalah ( Ft_pr ) :

maka, Ft _Pr = 0.5285 : ( 2 x 0.48 ) = 0.55 second , perhatikan bahwa pada setiap

segmen , Filling time dapat terkalkulasi , dan mempunyai nilai yang lebih besar karena

viskositas yang dialami oleh aliran material . Shear ratepada Primary runner : ( Sr_Pr )
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ft_pr2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_vf_pr2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ft_pr2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_vf_pr2.jpg


18/26

Sr_Pr = ( 4 x 0.48 in^3 / second ) : ( pi x 0.126^3 in. ) = 305.33 sec^-1 .

Poison ratio: ( pr )berdasar tabel melting pointmaterial PPpada suhu280 derajat

Celcius dengan Sr_pr = 305.33 sec^-1 , adalah ( pr ) = 0.014148 lb. sec./in.^2 (

Lihat Chart Melting point,ViscositydanShear Rate )dan hasil kalkulasinya

( Poison Ratio Table) Kemudian Shear Stresspada Primary runner , Ss_Pr :

Ss_Pr= ( 0.014148 lb. sec./in.^2 ) x ( 305.33 sec^-1 ) = 4.32 psi .

Dan Pressure Droppada Primary runner , Pd_Pr :

Pd_Pr = [ (4.32 psi ) x (2 x 5.3016 in. ) ] : (0.126 in ) = 363.65 psi .

3.c. Kalkulasi pada segmen Secondary Runner
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_pd_pr1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ss_pr3.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sr_pr1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_pd_pr1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ss_pr3.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sr_pr1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_pd_pr1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ss_pr3.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sr_pr1.jpg


19/26

Volume materialpada Secondary runner , ( V_Sr ) = 9.555.72 mm^3 , konversi ke

in. = 0.5831 in^3 , dan dimensi Dr ( Trapesium )= 6 mm , panjang

runnersecondary (L_Sr ) = ( 4 x101.12 ) = 404.47 mm, terbagi pada4jalur

cavity , maka , 404.47 : 4 = 101.12 mm = 3.9811 in. .

Volume material total dikurangiVolume material pada Sprue danPrimary runner,kemudian dibagi 8( typical design ke arah 8 cavity ) kemudian dibagi waktu

pengisian , adalahVolumetric Flowyang akan melaluiSecondary runner.

( 5.2308 - 0.0686 - 0.5285 ) : ( 4 x 5.39 ) = 0.22 in.^3 / second



Dr^2 = 23.625mm^2 , maka Dr^2 = 23.625 : ( 1/4 x pi ) = 30.08 , Dr ( Full

round )= 30.08 ^ 1/2 = 5.485 mm, dan radius Secondary runner

, r_Sr =5.485 : 2 = 2.742 mm = 0.108 in.

Injection pressurepadaSecondary runner ( P_Sr ) , adalah tekanan aliran material

setelah keluar dari Primary runner menuju Secondary Runner,tekanan ini berkurang

karena terjadinyapressure dropsetelah melewati jalur Primary Runner ( Pd_Pr )

P_Sr = P_Pr. psi Pd_Pr psi

P_Sr = 9.722.87 psi - 363.65 psi = 9.359.22 psi

Filling timepada Secondary runner , adalah ( Ft_Sr ) :

Ft _Sr = 0.5831 : ( 4 x 0.22 ) = 0.68 second .

Shear ratepada Secondary runner , ( Sr_Sr ) :
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ft_sr2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_vf_sr2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ft_sr2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_vf_sr2.jpg


20/26

Sr_Sr = ( 4 x 0.22 in^3 / second ) : ( pi x 0.108^3 in. ) = 217.61 sec^-1 .


Celcius dengan Sr_pr = 217 217.61 sec^-1 , adalah ( pr ) = 0.014341 lb. sec./in.^2 (

Lihat Chart Melting point,ViscositydanShear Rate )dan perhitungan dari table

( Poison Ratio Table)

Kemudian Shear Stresspada Secondary runner , adalah Ss_Sr :

Ss_Sr= ( 0.014341 lb. sec./in.^2 ) x ( 217.61 sec^-1 ) = 3.12 psi .

Dan Pressure Droppada Secondary runner , Pd_Sr :

Pd_Sr = [( 3.12psi ) x ( 4 x 3.9811 in. )] : ( 0.1o8 in ) = 460.30 psi .

3.d. Kalkulasi pada segmen Tertiary Runner
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_pd_sr1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ss_sr2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sr_sr1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_pd_sr1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ss_sr2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sr_sr1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_pd_sr1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ss_sr2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sr_sr1.jpg


21/26

Volume materialpada Tertiary runner , ( V_Tr ) = 2.947.84 mm^3 , konversi ke

in. = 0.1799 in^3 , dan dimensi Dr ( Trapesium )= 5mm , panjang

runnerTertiary (L_Sr ) = ( 8 x 22.46 ) = 179.68 mm, terbagi pada8jalur

cavity , maka , 179.68 : 8 = 22.46 mm = 0.8842 in. .

Volume material total dikurangiVolume material pada Sprue , Primaryrunner dan Secondary runner ,kemudian dibagi 8( typical design ke arah 8 cavity )

kemudian dibagi waktu pengisian , adalahVolumetric Flowyang akan melaluiTertiary

runner.

Vf_Tr = ( 5.2308 - 0.0686 - 0.5285 0.5831 ) : ( 8 x 5.39 ) = 0.09 in.^3 /

second



Dr^2 = 16.406 mm^2 , maka Dr^2 = 16.406 : ( 1/4 x pi ) = 20.889 , Dr ( Fullround )= 20.889^ 1/2 = 4.57 mm, dan radius Tertiary runner , r_Tr =4.57 :

2 = 2.29 mm = 0.09 in.

Injection pressurepadaTertiary runner ( P_Tr ) , adalah tekanan aliran material

setelah keluar dari Secondary runner menuju Tertiary Runner,tekanan ini berkurang

karena terjadinyapressure dropsetelah melewati jalurSecondary Runner ( Pd_Sr

)

P_Tr = P_Sr. psi Pd_Sr psi

P_Tr = 9359.22 psi - 460.30 psi = 8898.92 psi

Filling timepada Tertiary runner , ( Ft_Tr ) :
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_vf_tr2.jpg


22/26

Ft _Tr = 0.1799 : ( 8 x 0.09 ) = 0.24 second .

Shear ratepada Tertiary runner , ( Sr_Tr ) :

Sr_Tr = ( 4 x 0.09 in^3 / second ) : ( pi x 0.09^3 in. ) = 164.35 sec^-1 .


Celcius dengan Sr_pr = 164.35 sec^-1 , adalah ( pr ) = 0.014458 lb. sec./in.^2 (

Lihat Chart Melting point,ViscositydanShear Rate )dan kalkulasi dari tabel

( Poison Ratio Table)

Kemudian Shear Stresspada Tertiary runner , Ss_Tr :

Ss_Tr = ( 0.014458 lb. sec./in.^2 ) x ( 164.35 sec^-1 ) = 2.38 psi .

Dan Pressure Droppada Tertiary runner , Pd_Tr :
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ss_sr3.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sr_tr1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ft_tr2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ss_sr3.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sr_tr1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ft_tr2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ss_sr3.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sr_tr1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ft_tr2.jpg


23/26

Pd_Tr = ( 2.38 psi x 8 x 0.8842 in. ) : ( 0.09 in. ) = 186.83 psi .

3.e. Kalkulasi pada segmen Gate dan Cavity

Volume materialpada Gate danCavity , ( V_Gt_Cav.

) = 458.64 +62.969.52 = 63.428.16 mm^3 , konversi ke in. = 3.8706 in^3 , dengan

dimensi Dr1 = 3.30 mm dan Dr2 = 1.0mm , kemudian ditentukan diameter gate

yang menuju Cavity , Dr ( Full Round )= 1.0 mm , dan

radiusnya , r_Gt = 1.0 : 2 = 0.5 mm = 0.0197 in. , panjang total

runnerTertiary (L_Gt2 ) = ( 8 x 12.28 ) = 97.92 mm, terbagi pada8jalur

cavity , makapanjang runner Tertiarypada tiap segmen , (L_Gt ) =

97.92 : 8 = 12.24 mm = 0.4819 in. .

Volume material total dikurangiVolume material pada Sprue , Primary runner

, Secondary runner dan Tertiary runner ,kemudian dibagi 8( typical design ke arah 8

cavity ) kemudian dibagi waktu pengisian , adalahVolumetric Flowyang akan

melaluiGate masuk ke dalamCavity .

Vf_Gt = ( 5.231 - 0.0686 - 0.5285 0.5831 - 0.1799 ) : ( 8 x 5.39

) = 0.09 in.^3 / second

Injection pressurepadaGate ( P_Gt ) , adalah tekanan aliran material setelah keluar

dari Tertiary runner menuju Gate,tekanan ini berkurang karena terjadinyapressure

dropsetelah melewati jalur Tertiary Runner ( Pd_Tr )

P_Gt = P_Tr. psi Pd_Tr psi
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_vf_gt_cav1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_pd_tr1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_vf_gt_cav1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_pd_tr1.jpg


24/26

P_Gt = 8898.92 psi - 186.83 psi = 8712.09 psi

Filling timepada Gate danCavity , ( Ft_Gt ) :

Ft _Gt = ( 0.028 + 3.8426 ) : ( 8 x 0.09 ) = 5.39 second .

Shear ratepada Gate , ( Sr_Gt ) :

Sr_Gt = ( 4 x 0.09 in^3 / second ) : ( pi x 0.0197 ^3 in. ) = 14,994.16 sec^-1 .


Celcius dengan Sr_pr = 14,994.16 sec^-1 , adalah ( pr ) = 0.007449 lb.sec./in.^2 ( Lihat Chart Melting point,ViscositydanShear Rate)dan hasil kalkulasi

dari tabel ( Poison Ratio Table)

Kemudian Shear Stresspada Gate, Ss_Gt :

Ss_Gt = ( 0.007449 lb. sec./in.^2 ) x ( 14,994.16 sec^-1 ) = 111.69 psi .

Dan Pressure Droppada Gate , Pd_Gt :
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sr_gt3.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sr_gt2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ft_gt_cav1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sr_gt3.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sr_gt2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ft_gt_cav1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sr_gt3.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_sr_gt2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_ft_gt_cav1.jpg


25/26

Pd_Gt = [ ( 111.69 psi x 8 x 0.4819 in. ) ] : ( 0.0197 in. ) = 21.872.72 psi .

Sampai perhitungan pada tahapan ini , seluruh kalkulasi runner dan segmen segmennya

sudah terpenuhi . Dan hingga pada Pressure Drop yang terjadi pada aliran gate ke cavity , maka

keseluruhan pressure drop yang dijumlahkan , Pd_Tot.:

Pd_T0t.= 277.13 + 363.65 + 460.30 + 186.83 + 21,872.72

= 23,160.63 psi

Dan karena keseluruhan pressure drop yang dikehendaki adalah

sebesar 10.000psi (Pd_Tot.(1)= 10.000psi ) , yang sesuai dengan tekanan yang

memenuhi standard pembentukan produk dengan bahan PP . Dalam hal ini , meskipun

tekanan pada Injection Screw dapat mencapai kondisi 15.000psi atau lebih , haltersebut tidak perlu dilakukan , karena dengan kondisi yang memenuhi proses pembentukan ,

akan sempurna hasilnya , dan ketahanan mesin dapat di jaga serta tidak melampaui ketentuan

yang sudah direncanakan .

Dari perhitungan yang telah di lakukan , jumlah Pd_Tot.yang tercapai adalah sebesar

=23,160.63 psi . Ternyata design runner tersebut tidak sesuai dengan tekanan yang

ditentukan , dan harus dirubah , agar hasilnya sesuai dengan ketentuan .

Dengan metode reverse atau berbalik dan berbanding, maka kalkulasi yang telah

dilakukan akan direvisi ulang berdasarkan perbandingan dengan ketentuan ukuran , dan nilai

aksen (1)dari ukuran semula . Sehingga dapat di formulasikan :

Pressure dropyang dikehendaki , Pd_Tot. (1)= 10.000psi , Pressure Drop

Total, Pd_Tot.= 23,160.63 psi dan nilai aksenmasing-masing pressure drop pada tiap

segmen di mulai dari segmen Gate, di mana :
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_pd_tot1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_pd_gt2.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_pd_tot1.jpghttp://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_pd_gt2.jpg


26/26

Pd_Gt.(1) = ( 21.872.72 x 10.000 ) : 23.160.63

= 9.445.56 psi

Dengan metode Formula yang sama , maka reverse kalkulasi dapat dilaksanakan , berdasarkan

hasil perbandingan tersebut . Dalam hal ini , pergunakan nilai aksen (1)untuk membedakan

dengan formulasi yang sebelumnya .
http://alexrh2010.files.wordpress.com/2011/04/formula_pd_gt_cav-11.jpg

perhitungan moulding

Documents