proses manufaktur proses pembentukan plastik
Embed Size (px)
TRANSCRIPT

PROSES MANUFAKTUR
Proses Pembentukan
Plastik

04/12/2023 2
Hasil Pembelajaran
• Umum:– Memberikan mahasiswa pengetahuan yang
komprehensif tentang dasar-dasar proses pemesinan dan mesin perkakas, proses forming dan molding, metrology dan aplikasi terhadap kualitas produk dan analisis system manufaktur.
• Khusus: – Memberikan pemahaman terhadap proses
pembentukan plastik

04/12/2023 3
OUTLINE
• PENGANTAR • PROSES PEMBENTUKAN PLASTIK• PERTIMBANGAN DALAM PERANCANGAN

04/12/2023 4
PENGANTAR
• Jenis-Jenis Plastik• Polimer Lebur (Melt) • Keunggulan Proses Plastik

04/12/2023 5
Jenis Plastik
• Thermoplastics– Padat (solid) pada suhu kamar dan mudah
mencair pada suhu hingga beberapa ratus derajat.
– Mudah dibentuk dengan pemanasan yang berulang-ulang
– Saat proses pemanasan struktur molekul tidak berubah dan tidak mengalami proses pengerasan (curing)

04/12/2023 6
Jenis Plastik
• Thermosets– Saat proses pemanasan dan pembentukan,
terjadi perubahan kimia permanen pada struktur molekul (cross-linking) sehingga plastik mengeras (curing)
– Setelah mengeras, plastik tidak dapat dicarikan melalui proses pemanasan ulang (infusible solid)
– Jika dipanaskan kembali, polymer thermosetting mengalami degradasi dan menghitam (akibat pemanasan)

04/12/2023 7
Polimer Lebur
• Polymer lebur (melt): polimer thermoplastic yang melunak akibat dipanaskan hingga fasa cair
• Viskositas– Polymer lebur adalah cairan kental yang memiliki
viskositas tinggi– Proses pembentukan dilakukan dengan menuangkan
polymer lebur ke dalam cetakan

04/12/2023 8
Keunggulan Proses Plastik
• Proses pembentukan plastik memungkinkan untuk geometri yang sangat beragam
• Umumnya dibentuk menggunakan cetakan sehingga langsung menghasilkan bentuk akhir produk (tidak perlu proses lanjutan)
• Energi (panas) yang dibutuhkan untuk pembentukan plastik lebih rendah daripada logam

04/12/2023 9
Keunggulan Proses Plastik
• Alat penanganan material lebih sederhana dan sedikit karena temperatur proses pembentukkan rendah dan jumlah mesin yang dibutuhkan hanya mesin molding
• Pada umumnya tidak memerlukan proses pengecetan atau pelapisan permukaan

04/12/2023 10
PROSES PEMBENTUKAN PLASTIK
• Ekstrusi• Moulding• Thermoforming

04/12/2023 11
EKSTRUSI
• Merupakan proses kompresi dimana– material mengalir ke dalam lubang cetakan– Menghasilkan material kontinu dengan bentuk
penampang sesuai dengan bentuk lubang cetakan
• Proses pembentukkan polimer– Material yang banyak digunakan:
thermoplastics dan elastomer– Produksi masal: tabung, pipa, selang, selubung
kabel

04/12/2023 12
Proses & Peralatan Ekstrusi

04/12/2023 13
Proses & Peralatan Ekstrusi
• Diameter internal barel: 25 – 150 mm• Panjang diamter (L/D) barel:
– Berkisar 10-30– Besar untuk thermoplastic– Kecil untuk elastomer
• Putaran ulir: ± 60 rpm

04/12/2023 14
Proses & Peralatan Ekstrusi
• Fungsi ulir :– Feed section: memindahkan pelet plastik dari
hoper dan pemanasan awal

04/12/2023 15
Proses & Peralatan Ekstrusi
• Fungsi ulir :– Compression section: polimer diubah menjadi
cair, udara yang terperangkap diekstraksi, material dikompresi

04/12/2023 16
Proses & Peralatan Ekstrusi
• Fungsi ulir :– Metering section: cairan menjadi homogen dan
tekanan yang terjadi mendorong material mengalir melalui lubang cetakan

04/12/2023 17
Proses & Peralatan Ekstrusi• Breaker plate
– Terdiri atas lubang-lubang kecil– Berfungsi sebagai:
• Penyaring kontaminasi dan gumpalan melt yang besar• Meningkatkan tekanan pada metering section• Meluruskan aliran melt dan menghilangkan
kecenderungan melintir saat ekstrusi (viskoelastisitas) akibat gerakan putar di dalam barel

04/12/2023 18
Konfigurasi Die

04/12/2023 19
Konfigurasi Die

04/12/2023 20
Cacat Pada Ekstrusi

04/12/2023 21
Cacat Pada Ekstrusi

04/12/2023 22
MOULDING
• Injection Moulding• Compression Moulding• Transfer Moulding• Blow Moulding

04/12/2023 23
Injection Molding • Polimer dipanaskan dan dialirkan ke dalam
cetakan menggunakan tekanan yang tinggi• Umumnya untuk thermoplastic• Menghasilkan produk diskrit sesuai/mendekati
bentuk akhir (net shape) produk• Waktu siklus produksi: 10-30 detik• Ukuran produk: 50gr – 25kg• Ekonomis untuk produksi masal• Dapat digunakan untuk membuat bentuk yang
komplek– Tergantung dari kemampuan dalam membuat cetakan
•

04/12/2023 24
Peralatan Injection Molding

04/12/2023 25
Proses Injection Molding

04/12/2023 26
Cetakan

04/12/2023 27
Sistem Injeksi

04/12/2023 28
Cacat Pada Injection Molding
• Short shots– Plastik mengeras sebelum mengisi secara penuh rongga
cetakan– Cara mengatasi: menaikkan temperatur dan (atau)
tekanan
• Flashing– Polimer melt tertekan di antara parting surface– Penyebab: celah parting terlalu besar, gaya injeksi lebih
besar dari gaya clamping, temperatur melt terlalu tinggi

04/12/2023 29
Cacat Pada Injection Molding
• Sink marks and voids– Terjadi pada bagian cetakan yang tebal – Sink: pada saat permukaan mulai mengeras, material
bagian dalam mengalami kontraksi sehingga permukaan terdepresi ke dalam
– Voids: Sama dengan sink tetapi permukaan tidak terdepresi, melainkan adanya rongga di bagian internal material
• Weld lines– Pertemuan dua aliran polymer melt misalnya karena
mengelilingi inti,sehingga membentuk garis– Cara mengatasi, temperatur melt dan tekanan injeksi
yang lebih tinggi, pemilihan gating system

04/12/2023 30
Compression Molding
Untuk thermosetting plastics(1) charge is loaded(2)&(3) chage is compressed and cured(4) part is ejected and removed

04/12/2023
Transfer Molding
31

04/12/2023 32
Extrusion Blow Molding
(1) extrusion of parison(2) parison is pinched at the top and sealed at the bottom around a metal blow pin as the two halves of the mold come together(3) the tube is inflated so that it takes the shape of the mold cavity(4) mold is opened to remove the solidified part

04/12/2023 33
Injection Blow Molding
(1) parison is injection molded around a blowing rod(2) Injection mold is opened and parison is transferred to a blow mold(3) soft polymer is inflated to conform to the blow mold(4) blow mold is opened and blown product is removed

04/12/2023 34
THERMOFORMING
• Proses dimana sebuah lembar (sheet) thermoplastic dipanaskan, kemudian dideformasi sesuai dengan bentuk yang diinginkan
• Misalnya: bak mandi• Terdiri dari dua proses utama
– Pemanasan– Pembentukan

04/12/2023 35
Vacuum Thermoforming
(1) a flat sheet is softened by heating
(2) the softened sheet is placed over a concave mold cavity
(3) a vacuum draws the sheet into the cavity
(4) the plastic hardens on contact with the cold mold surface and the part is removed and subsequently trimmed from the web

04/12/2023 36
Pressure Thermoforming
• Mirip dengan vacuum dengan perbedaan(2) sheet is placed over a mold cavity(3) positive presure forces the sheet into the cavity

04/12/2023 37
Mechanical Transforming
(1) Heating sheet is placed above a negative mold
(2) mold is closed to shape the sheet

04/12/2023 38
PERTIMBANGAN DALAM PERANCANGAN
• Pertimbangan Umum• Plastik Ekstrusi• Komponen Cetak

04/12/2023 39
Pertimbangan dalam Perancangan
• Pertimbangan umum– Strength and stiffness
• Tidak sekuat dan ulet logam– Impact resistance
• Plastik sangat baik dalam menyerap benturan– Service temperatures
• Temperatur kerja plastik relatif terbatas daripada logam atau keramik

04/12/2023 40
Pertimbangan dalam Perancangan
• Pertimbangan umum– Thermal expansion
• Mudah berubah bentuk akibat perubahan suhu– Degradation
• Kualitas plastik mengalami degradasi akibat terkena sinar matahari atau radiasi lainnya

04/12/2023 41
Pertimbangan Dalam Perancangan
• Plastik ekstrusi– Wall thickness
• Ketebalan yang uniform lebih dikehendaki• Variasi ketebalan menyebabkan aliran material tidak
merata, pendinginan yang tidak sama sehingga produk cenderung melengkung
– Hollow section• Bagian rongga mempersulit perancangan die and
aliran plastik

04/12/2023 42
Pertimbangan Dalam Perancangan
• Plastik ekstrusi– Corners
• Sudut tajam pada bagian dalam dan luar sebaiknya dihindari
• Mengakibatkan aliran yang tidak merata dan konsentrasi tegangan pada produk

04/12/2023 43
Pertimbangan dalam Perancangan
• Komponen cetak– Economic production quantities
• Cetakan mahal, jumlah produksi yang layak berkisar 1000-10000 unit
– Part complexity• Dapat membuat produk berbentuk komplek tanpa
perlu dibagi menjadi beberapa komponen penyusun– Wall thickness
• Ketebalan plastik dikehendaki tipis agar material tidak melengkung akibat penyusutan dan waktu pengerasan yang lebih cepat

04/12/2023 44
Pertimbangan dalam Perancangan
• Komponen cetak– Holes
• Lubang pada produk memperumit perancangan cetakan
– Toleransi• Produk plastik hasil cetakan memiliki toleransi akibat
dari penyusutan dan parameter proses yang berbeda-beda

Proses Manufaktur 45
TERIMA KASIH