INJECTION MOLDING PROCESS

Injection molding adalah proses manufaktur paling umum digunakan untuk pembuatan plastik. Berbagai macam produk yang diproduksi menggunakan injection molding, yang sangat bervariasi dalam ukuran, kompleksitas, dan aplikasi. Proses injection molding memerlukan penggunaan mesin injeksi molding, bahan baku plastik, dan cetakan. Plastik dilebur dalam mesin cetak injeksi dan kemudian disuntikkan ke dalam cetakan, di mana mendingin dan membeku ke bagian akhir. Langkah-langkah dalam proses ini dijelaskan secara lebih rinci pada bagian berikutnya.

Injection molding digunakan untuk memproduksi komponen plastik berdinding tipis untuk berbagai macam aplikasi, salah satu yang paling umum adalah rumah plastik. Perumahan plastik adalah kandang berdinding tipis, sering membutuhkan banyak tulang rusuk dan bos pada interior. Rumah ini digunakan dalam berbagai produk termasuk peralatan rumah tangga, elektronik konsumen, alat-alat listrik, dan dashboard otomotif. Produk umum lainnya berdinding tipis meliputi berbagai jenis wadah terbuka, seperti ember. Injection molding juga digunakan untuk memproduksi beberapa barang sehari-hari seperti sikat gigi atau mainan plastik kecil. Banyak perangkat medis, termasuk katup dan jarum suntik, diproduksi menggunakan injection molding juga.

Kapabilitas

Typical FeasibleBentuk Berdinding tipis: Silinder

Berdinding tipis: CubicBerdinding tipis: Kompleks

Datar

Ukuran bagian Envelope: 0.01 in³ - 80 ft³Weight: 0.5 oz - 55 lb

Material Thermoplastics CompositesElastomerThermosets

Permukaan akhir - Ra 4 - 16 μin 1 - 32 μinToleransi ± 0.008 in. ± 0.002 in.Max ketebalan dinding

0.03 - 0.25 in. 0.015 - 0.5 in.

Kuantitas 10000 - 1000000 1000 - 1000000Lead time Bulan MingguAdvantages Dapat membentuk bentuk yang kompleks dan rincian halus

Baik permukaan finishAkurasi dimensi baikTingkat produksi yang tinggiBiaya tenaga kerja rendahMemo dapat didaur ulang

Disadvantages Terbatas pada bagian berdinding tipisPerkakas tinggi dan biaya peralatanLama lead time mungkin

Applications Housings, containers, caps, fittings

SIKLUS PROSES

Proses siklus untuk injection molding sangat pendek, biasanya antara 2 detik dan 2 menit, dan terdiri dari empat tahapan sebagai berikut

1. Klem - Sebelum injeksi bahan ke dalam cetakan, kedua bagian cetakan pertama harus tertutup rapat oleh unit penjepit. Setiap setengah dari cetakan melekat pada mesin cetak injeksi dan satu setengah diperbolehkan untuk meluncur. Klem unit hidrolik mendorong cetakan membagi dua bersama-sama dan mengerahkan kekuatan yang cukup untuk menjaga cetakan aman ditutup sementara bahan yang disuntikkan. Waktu yang diperlukan untuk menutup dan menjepit cetakan tergantung pada mesin - mesin yang lebih besar (orang-orang dengan kekuatan klem yang lebih besar) akan membutuhkan lebih banyak waktu. Kali ini dapat diperkirakan dari waktu siklus kering mesin.

2. Injection - Bahan baku plastik, biasanya dalam bentuk pelet, diumpankan ke dalam mesin cetak injeksi, dan maju ke arah cetakan oleh unit injeksi. Selama proses ini, bahan yang meleleh oleh panas dan tekanan. Cair plastik kemudian disuntikkan ke dalam cetakan sangat cepat dan penumpukan paket tekanan dan memegang materi. Jumlah bahan yang disuntikkan disebut sebagai tembakan. Waktu injeksi sulit untuk menghitung secara akurat karena aliran kompleks dan berubah dari plastik cair ke dalam cetakan. Namun, waktu injeksi dapat diperkirakan dengan volume tembakan, tekanan injeksi, dan kekuasaan injeksi.

3. Pendinginan - The cair plastik yang ada di dalam cetakan mulai dingin segera setelah itu membuat kontak dengan permukaan cetakan interior. Sebagai mendinginkan plastik, itu akan memperkuat ke dalam bentuk bagian yang diinginkan. Namun, selama pendinginan beberapa pengerutan bagian mungkin terjadi. Kemasan bahan dalam tahap injeksi memungkinkan bahan tambahan mengalir ke dalam cetakan dan mengurangi jumlah penyusutan terlihat. Cetakan tidak dapat dibuka sampai waktu pendinginan yang diperlukan telah berlalu. Waktu pendinginan dapat diperkirakan dari beberapa sifat termodinamika dari plastik dan ketebalan dinding maksimum bagian.

4. Ejeksi - Setelah waktu yang cukup telah berlalu, bagian didinginkan dapat dikeluarkan dari cetakan oleh sistem ejeksi, yang melekat pada setengah belakang cetakan. Ketika cetakan dibuka, mekanisme yang digunakan untuk mendorong bagian dari cetakan. Angkatan harus diterapkan untuk mengeluarkan sebagian karena selama pendinginan bagian menyusut dan mematuhi cetakan. Dalam rangka memfasilitasi pengusiran bagian, agen rilis cetakan dapat disemprotkan ke permukaan rongga cetakan sebelum injeksi bahan. Waktu yang diperlukan untuk membuka cetakan dan mengeluarkan bagian dapat diperkirakan dari waktu siklus kering mesin dan harus mencakup waktu untuk bagian yang jatuh bebas dari cetakan. Setelah bagian tersebut dikeluarkan, cetakan dapat dijepit tertutup untuk tembakan berikutnya untuk disuntikkan.

Setelah siklus molding injection, beberapa pengolahan pasca biasanya diperlukan. Selama pendinginan, bahan dalam saluran cetakan akan memperkuat melekat ke bagian tersebut. Bahan berlebih ini, bersama dengan flash yang telah terjadi, harus dipangkas dari bagian tersebut, biasanya dengan menggunakan pemotong. Untuk beberapa jenis bahan, seperti termoplastik, bahan scrap yang dihasilkan dari pemangkasan ini dapat didaur ulang dengan ditempatkan ke dalam grinder plastik, juga disebut mesin regrind atau granulators, yang regrinds bahan bekas menjadi pelet. Karena beberapa degradasi sifat material, regrind harus dicampur dengan bahan baku dalam rasio regrind yang tepat untuk digunakan kembali dalam proses injection molding.

PERALATAN

Mesin injeksi molding memiliki banyak komponen dan tersedia dalam konfigurasi yang berbeda, termasuk konfigurasi horizontal dan konfigurasi vertikal. Namun, terlepas dari desain mereka, semua mesin cetak injeksi memanfaatkan sumber daya, unit injeksi, perakitan cetakan, dan menjepit satuan untuk melakukan empat tahap siklus proses.Unit injeksi

Unit injeksi bertanggung jawab untuk kedua pemanasan dan menyuntikkan bahan ke dalam cetakan. Bagian pertama dari unit ini adalah hopper, wadah besar menjadi yang baku plastik dituangkan. Hopper memiliki bawah terbuka, yang memungkinkan material untuk memberi makan ke dalam tong. Laras berisi mekanisme untuk pemanasan dan menyuntikkan bahan ke dalam cetakan. Mekanisme ini biasanya injektor ram atau sekrup reciprocating. Sebuah injektor ram memaksa bahan depan melalui bagian dipanaskan dengan ram atau plunger yang biasanya hidrolik. Hari ini, teknik yang lebih umum adalah penggunaan sekrup reciprocating. Sebuah sekrup reciprocating bergerak maju materi oleh kedua berputar dan geser aksial, yang didukung oleh salah satu motor hidrolik atau listrik. Materi yang memasuki alur sekrup dari hopper dan maju ke arah cetakan seperti sekrup berputar. Sementara itu maju, bahan dilebur oleh tekanan, gesekan, dan pemanas tambahan yang mengelilingi sekrup reciprocating. Cair plastik kemudian disuntikkan dengan sangat cepat ke dalam cetakan melalui nozzle pada akhir laras oleh penumpukan tekanan dan aksi ke depan sekrup. Tekanan yang meningkat ini memungkinkan material yang akan dikemas dan paksa diadakan dalam cetakan. Setelah materi telah dipadatkan dalam cetakan, sekrup dapat menarik kembali dan mengisi dengan lebih banyak bahan untuk tembakan berikutnya.

Clamping unitSebelum injeksi plastik cair ke dalam cetakan, kedua bagian cetakan pertama harus tertutup

rapat oleh unit penjepit. Ketika cetakan melekat pada mesin cetak injeksi, masing-masing setengah adalah tetap untuk piring besar, yang disebut pelat a. Bagian depan dari cetakan, disebut rongga cetakan, dipasang ke pelat stasioner dan sejalan dengan nozzle dari unit injeksi. Paruh belakang cetakan, disebut inti cetakan, dipasang ke pelat bergerak, yang slide di sepanjang bar dasi. The hidrolik motor bertenaga menjepit actuates menjepit bar yang mendorong pelat bergerak menuju pelat stasioner dan mengerahkan kekuatan yang cukup untuk menjaga cetakan aman ditutup sementara bahan yang disuntikkan dan kemudian mendingin. Setelah waktu pendinginan yang dibutuhkan, cetakan ini kemudian dibuka oleh motor penjepit. Sebuah sistem ejeksi, yang melekat pada setengah belakang cetakan, digerakkan oleh bar ejector dan mendorong bagian dipadatkan dari rongga terbuka.

Spesifikasi Mesin

Mesin injeksi molding biasanya ditandai dengan tonase kekuatan penjepit yang mereka berikan. Kekuatan penjepit yang dibutuhkan ditentukan oleh daerah diproyeksikan bagian dalam cetakan dan tekanan dengan yang bahan yang disuntikkan. Oleh karena itu, bagian yang lebih besar akan membutuhkan gaya klem yang lebih besar. Juga, bahan-bahan tertentu yang memerlukan tekanan injeksi yang tinggi mungkin memerlukan mesin tonase tinggi. Ukuran bagian juga harus sesuai dengan spesifikasi mesin lainnya, seperti kapasitas ditembak, penjepit stroke, ketebalan cetakan minimum, dan ukuran pelat.

Injeksi membentuk bagian dapat sangat bervariasi dalam ukuran dan karenanya memerlukan langkah-langkah ini untuk menutupi rentang yang sangat besar. Akibatnya, mesin cetak injeksi dirancang untuk setiap mengakomodasi berbagai kecil spektrum ini lebih besar dari nilai-nilai. Spesifikasi sampel ditunjukkan di bawah selama tiga model yang berbeda (Babyplast, Powerline, dan Maxima) dari mesin cetak injeksi yang diproduksi oleh Cincinnati Milacron.

Tooling

Proses injection molding menggunakan cetakan, biasanya terbuat dari baja atau aluminium, sebagai perkakas kustom. Cetakan memiliki banyak komponen, tetapi dapat dibagi menjadi dua bagian. Setiap setengah terpasang dalam mesin cetak injeksi dan setengah belakang diperbolehkan untuk meluncur sehingga cetakan bisa dibuka dan ditutup sepanjang garis perpisahan cetakan itu. Dua komponen utama dari cetakan adalah inti cetakan dan rongga cetakan. Ketika cetakan ditutup, ruang antara inti cetakan dan cetakan bentuk rongga rongga bagian, yang akan diisi dengan plastik cair untuk membuat bagian yang diinginkan. Cetakan multi-rongga kadang-kadang digunakan, di mana kedua bagian cetakan membentuk beberapa rongga bagian identik.

Dasar CetakanInti cetakan dan rongga cetakan masing-masing dipasang ke dasar cetakan, yang kemudian

tetap ke platens dalam mesin cetak injeksi. Bagian depan dari dasar cetakan termasuk piring dukungan, yang rongga cetakan terpasang, bushing sariawan, di mana bahan akan mengalir dari nozzle, dan cincin locating, untuk menyelaraskan dasar cetakan dengan nozzle. Paruh belakang dasar cetakan meliputi sistem ejeksi, yang inti cetakan terpasang, dan piring dukungan. Ketika unit klem memisahkan bagian cetakan, bar ejector actuates sistem ejeksi. The ejector bar mendorong piring ejector maju dalam kotak ejector, yang pada gilirannya mendorong pin ejector ke bagian dibentuk. Pin ejector mendorong bagian dipadatkan dari rongga cetakan terbuka.

Saluran CetakanAgar plastik cair mengalir ke rongga cetakan, beberapa saluran diintegrasikan ke dalam

desain cetakan. Pertama, plastik cair memasuki cetakan melalui sariawan. Saluran tambahan, disebut pelari, membawa plastik cair dari sariawan ke semua rongga yang harus diisi. Pada akhir setiap pelari, plastik cair memasuki rongga melalui gerbang yang mengarahkan aliran. Plastik cair yang membeku di dalam pelari ini melekat ke bagian tersebut dan harus dipisahkan setelah bagian telah dikeluarkan dari cetakan. Namun, sistem saluran kadang-kadang panas digunakan yang independen memanaskan saluran, yang memungkinkan bahan yang terkandung akan meleleh dan terlepas dari bagian. Tipe lain dari saluran yang dibangun ke dalam cetakan pendinginan saluran. Saluran ini memungkinkan air mengalir melalui dinding cetakan, berdekatan dengan rongga, dan mendinginkan plastik cair.

Desain CetakanSelain pelari dan gerbang, ada banyak masalah desain lain yang harus diperhatikan

dalam desain cetakan. Pertama, cetakan harus memungkinkan plastik cair mengalir dengan mudah ke semua rongga. Sama pentingnya adalah penghapusan bagian dipadatkan dari cetakan, sehingga draft sudut harus diaplikasikan pada dinding cetakan. Desain cetakan juga harus mengakomodasi semua fitur yang kompleks pada bagian tersebut, seperti undercut atau benang, yang akan membutuhkan potongan cetakan tambahan. Sebagian besar perangkat ini meluncur ke rongga bagian melalui sisi cetakan, dan karena itu dikenal sebagai slide, atau sisi-tindakan. Jenis yang paling umum dari sisi-tindakan sisi-core yang memungkinkan sebuah undercut eksternal yang akan dibentuk. Perangkat lain masuk melalui ujung cetakan sepanjang arah perpisahan, seperti atlet angkat inti internal, yang dapat membentuk melemahkan internal. Untuk membentuk benang ke bagian tersebut, perangkat unscrewing diperlukan, yang dapat memutar keluar dari cetakan setelah benang telah terbentuk.

MaterialAda banyak jenis bahan yang dapat digunakan dalam proses injection molding. Kebanyakan polimer dapat digunakan, termasuk semua termoplastik, termoset beberapa, dan beberapa elastomer. Ketika bahan ini digunakan dalam proses injection molding, bentuk mentah biasanya pelet kecil atau serbuk halus. Juga, pewarna dapat ditambahkan dalam proses untuk mengontrol

warna bagian akhir. Pemilihan bahan untuk membuat injeksi membentuk bagian yang tidak semata-mata didasarkan pada karakteristik yang diinginkan dari bagian akhir. Sementara masing-masing bahan memiliki sifat yang berbeda yang akan mempengaruhi kekuatan dan fungsi dari bagian akhir, sifat ini juga menentukan parameter yang digunakan dalam pengolahan bahan-bahan ini. Setiap bahan membutuhkan satu set yang berbeda dari pengolahan parameter dalam proses cetak injeksi, termasuk suhu injeksi, tekanan injeksi, temperatur cetakan, suhu ejeksi, dan waktu siklus. Perbandingan beberapa bahan yang umum digunakan ditunjukkan di bawah

Nama Material Singkatan nama dagang Deskripsi aplikasiAcetal POM Celcon, Delrin,

Hostaform, Lucel

Kuat, kaku, ketahanan yang sangat baik kelelahan, ketahanan mulur yang tinggi, ketahanan kimia, tahan air, putih, rendah / biaya menengah alami buram

Bantalan, Cams, gigi, pegangan, komponen pipa, rol, rotor, panduan slide, katup

Polycarbonate PC Calibre, Lexan, Makrolon

Sangat sulit, ketahanan suhu, stabilitas dimensi, transparan, biaya tinggi

Otomotif (panel, lensa, konsol), botol, wadah, perumahan, cahaya selimut, reflektor, helm pengaman dan perisai

Polyester - Thermoplastic

PBT, PET Celanex, Crastin, Lupox, Rynite, Valox

Kaku, tahan panas, tahan kimia, menengah / biaya tinggi

Otomotif (filter, menangani, pompa), bantalan, Cams, komponen listrik (konektor, sensor), gigi, perumahan, rol, switch, katup

Polyetherimide PEI Ultem Tahan panas, tahan api, transparan (kuning warna)

Komponen listrik (konektor, papan,

switch), meliputi, perisai, alat-alat bedah

Polyphenylene Sulphide

PPS Ryton, Fortron Kekuatan yang sangat tinggi, tahan panas, coklat, biaya yang sangat tinggi

Bantalan, selimut, komponen sistem bahan bakar, panduan, switch, dan perisai

Polypropylene PP Novolen, Appryl, Escorene

Ringan, tahan panas, tahan kimia tinggi, tahan gores, penampilan lilin alami, tangguh dan kaku, biaya rendah.

Otomotif (bumper, selimut, trim), botol, topi, peti, menangani, rumah

Polystyrene - General purpose

GPPS Lacqrene, Styron, Solarene

Rapuh, transparan, murah Kosmetik kemasan, pena