Post on 11-Mar-2019
MICROCELLULAR INJECTION MOLDING SEBAGAI ALTERNATIF DALAM PEMBUATAN
PRODUK PLASTIK
TUGAS AKHIRLABORATORIUM PERANCANGAN DAN PENGEMBANGAN PRODUK
AJUN HAKIKI2105 100 147
JURUSAN TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
Latar Belakang
Adanya perkembangan teknologi pada proses injection
molding yaitu microcellular injection molding
Masih terbatasnya jumlah cavity yang mampu dibuat oleh
conventional injection molding serta masih ditemuinya cacat
produk seperti sink mark dan warpage pada conventional
injection molding
Perumusan Masalah
Bagaimana perancangan microcellular injection mold
Bagaimana pengaruh penggunaan microcellular injection
molding pada produktivitas mold serta sink mark, warpage
yang terjadi pada produk
Batasan Masalah
Mesin injection molding yang digunakan adalah Arburg 520 S
Parameter yang menjadi bahan kajian adalah jumlah cavity,
fill time, sink mark, warpage dan berat produk
Perhitungan biaya dies tidak dilakukan
Tujuan Penelitian
Merancang microcellular injection mold
Mengetahui pengaruh penggunaan microcellular injection
molding pada jumlah produk yang dihasilkan
Manfaat Penelitian
Mencari alternatif metode injection molding yang lebih efisien
tanpa mengesampingkan kualitas produk yang dihasilkan
Metode Penelitian
Start
Studi Pustaka
Studi Lapangan dan identifikasi masalah
Alternatif proses injection molding
Perancanganmicrocellular injection mold
Simulasi proses injeksi
Analisa hasil simulasi
Kesimpulan dan saran
End
Perancanganconventional injection mold
Perancangan Mold
A. Geometri dan Dimensi Produk
Perancangan Mold
B. Material Plastik yang Digunakan Adalah Polypropylene (Properties Terlampir)
C. Mesin Injection Molding yang Digunakan Adalah Arburg 520 S (Spesifikasi
Terlampir)
D. Perancangan Cavity untuk Conventional Injection Molding
Perhitungan Luas Proyeksi Produk (Ap)
Perancangan Mold
Perhitungan Volume Produk dengan Software Catia
Perhitungan Volume Cavity
Perancangan Mold
Perhitungan Jumlah Cavity (Berdasarkan Gaya Pencekaman)
Perancangan Lay-Out Cavity
3
3474
0,8 0,8 5,16 591,8
Vs cmN buah
Vp cm
= = = ≈
Perancangan Mold
Perancangan Sistem Saluran
1. Sprue
Dimensi sprue yang digunakan
Perancangan Mold
2. Runner
Tipe Runner yang Dipilih Adalah Trapezoidal Cross Section
3. Gate
Tipe Gate yang Dipilih Adalah Pin Point Gate
Perancangan Mold
Perhitungan Clamping Force yang Dibutuhkan
1. Perhitungan Flow Path (Fp)
2. Tekanan Injeksi (Pi)
Flow Path
Tempat Injeksi
Perancangan Mold
3. Penurunan Tekanan Injeksi (ΔP)
a. Pada Sprue b. Pada Runner
c. Pada Gate
Perancangan Mold
Perhitungan Tekanan Injeksi Total (Ptot)
Perhitungan Gaya Injeksi (Fi) yang Harus Ditahan oleh Gaya Pencekaman
Mesin
Perhitungan Gaya Pencekaman Minimum (Fc)
Sehingga mesin injection molding dengan kapasitas 160 ton dapatdigunakan
Perancangan Mold
Perancangan Cavity untuk Microcellular Injection Molding
A. Perhitungan Jumlah Cavity
Proses microcellular yang terjadi pada injection molding mampu mengurangi
besarnya tekanan injeksi yang diperlukan untuk mengisi cavity sampai 20-60%
sehingga jumlah cavity yang digunakan dapat lebih dari dua.
B. Perhitungan Clamping Force
Penurunan clamping force yang terjadi pada microcellular injection molding
dapat mencapai 60% atau lebih.
Perancangan Mold
Perencanaan Parting Line Parting line
Moving Plate
Fixed Plate
NozzleSistemSaluran
Posisi in gate
Perancangan Mold
Pemilihan Posisi Injeksi
Simulasi Proses Injeksi
Fill Time
Conventional (0,8079 s) Microcellular (0,7858 s)
2,7 %
Simulasi Proses Injeksi
Sink Index
Conventional (1,4 %) Microcellular (0 %)
100 %
Simulasi Proses Injeksi
Warpage
Conventional (0,8854 mm) Microcellular (0,4749 mm)
46 %
Simulasi Proses Injeksi
Berat Produk
Conventional (163,116 gram) Microcellular (105,233 gram)
35 %
Simulasi Proses Injeksi
Proses Microcellular dengan cavity berjumlah 4
Warpage (0,4663 mm) Sink Index (0 %)
Kesimpulan dan Saran
1. Perancangan microcellular injection mold memerlukan modifikasi pada mesininjection molding seperti injection unit dan sistem ejektor.
2. Hasil dari simulasi menunjukkan bahwa nilai-nilai untuk fill time, sink index,warpage dan berat produk mengalami penurunan
Parameter Conventional(2 cavity)
Microcellular(2 cavity)
Prosentase penurunan
(%)
Fill time 0,8079 s 0,7858 s 2,7
Sink index 1,4 % 0 % 100
Warpage 0,8854 mm 0,4749 mm 46
Berat produk 163,116 gram 105,233 gram 35
Clamping force 124,325 ton 20,016 ton 84
Kesimpulan dan Saran
3. Pada penelitian ini, jumlah produk yang dapat dihasilkan dengan microcellularinjection molding dapat lebih banyak daripada conventional injection molding.Hal ini dikarenakan oleh microcellular injection molding mampu membuatlebih banyak cavity. Jumlah cavity maksimum yang mampu dibuat oleh prosesmicrocellular adalah 4 cavity tanpa mengesampingkan kualitas produk yangdihasilkan.
Parameter Conventional(2 cavity)
Microcellular(4 cavity)
Prosentase Penurunan
(%)
Fill time 0,8079 s 1,610 s -
Sink index 1,4 % 0 % 100
Warpage 0,8854 mm 0,4663 mm 47
Berat produk 163,116 gram 211,193 gram -
Clamping force 124,325 ton 38,336 ton 69
Kesimpulan dan Saran
1. Agar mesin injection molding dapat menjalankan proses microcellular makadiperlukan tambahan peralatan seperti injection unit dengan port untuk gas injector dan SCF supply system.
Konstruksi Microcellular Injection Molding
Proses Dasar Untuk Microcellular Injection Molding
Barrel
Screw
Gas injector
SCF
X mm
Conventional Microcellular
1. Filling2. Packing/Holding3. Cooling
Core Plate Cavity Plate
Polymer Leleh
Cavity Plate
Polymer Leleh + SCF
Core Plate
1. Filling2. Cell Expanding3. Cooling