Mold

Mesin Injeksi vs Mold

• Berat produk tidak boleh lebih dari 70% berat kapasitas unit injeksi (maximum shot weight)
  
• Clamping force yang digunakan tergantung pada tekanan cavity dan luasan proyeksi
• Tekanan dipengaruhi oleh rasio panjang vs tebal benda, kecepatan injeksi dan viskositas material. Tekanan yang biasa dipakai adalah 40 - 50 N/mm2 menghasilkan clamping force 0,4 - 0,5 ton/cm2
• untuk dinding tipis, tekanan injeksi mencapai 2 kali dari tekanan normal

Konstruksi Mold

Konstruksi mold ditentukan oleh:

• Jumlah cavity
• Bentuk Produk
• Sistem dan posisi gating
• Venting
• Bahan Mold
  

Boss dan lubang

Boss adalah tempat pengikatan. Tebal dinding boss kurang dari 60 % dinding nominal.

Ribs

Ribs bertujuan untik meningkatkan kekakuan produk. Tebal rib tidak boleh lebih dari tebal dinding utama. Arah dan posisi rib harus sesuai dengan pembebanan. Pada perpotongan rib dibuat coring.

Shrinkage vs Parameter Proses

Faktor-faktor yang menyebabkan shrinkage yang berlebihan:

• Tekanan holding terlalu rendah
• Waktu holding terlalu singkat
• Gate membeku terlalu cepat
• Temperatur cairan terlalu tinggi
• Temperatur mold terlalu rendah
  

Aspek Desain Produk

Weld Lines

Weld lines terbentuk karena adanya bagian yang menghalangi aliran cairan plastik pada saat proses injeksi terjadi di dalam mold. weld lines tidak dapat dihindari, tetapi dapat diperbaiki kualitasnya dengan menggunakan Aturan Weld Lines:

• Perkirakan lokasi weldlines pada area dengan tingkat stress rendah.
• Lokasi weld lines tidak pada lokasi tampak mata langsung.
• Usahakan temperatur cairan tinggi (tetapi tidak melebihi batas).
• Ventilasi pada mold harus sesuai.

Sudut Tarikan (draft angle)


Sudut tarikan dibuat untuk memudahkan pelepasan produk, membuat kelonggaran antara produk denga catakan saat mulai terbuka.

Contoh permukaan benda yang rusak akibat ketidaksuaian draft angle:


menentukan sudut tarikan:

Draft (A) pada berbagai draft angle (B) sebagai funsi kedalaman mold (C)

Ketebalan dinding

• Ketebalan dinding produk diusahakan seragam.
• Core: untuk mengurangi ketebalan bagian tertentu.
• Perubahan tebal diusahakan gradual.

Ketebalan yang tidak seragam bisa mengakibatkan sink mark (rongga), warpage, stres tinggi, dan voids. Warpage adalah deformasi produk akibat perbedaan kecepatan penyusutan (akibat beda ketebalan, temperatur)


Desain ketebalan:

Ketebalan dari 0,5 - 4 mm, meminimalkan tebal akan mempersingkat siklus proses.

Radius pada sudut


Sudut tajam meningkatkan konsentrasi stress, sehingga akan rentan patah. Oleh karena itu perlu dibuat radius pada sudut. Fakor stress dipengaruhi oleh radius untuk tebal produk yang berbeda.

Penyusutan Bahan (Shrinkage)

Plastik merupakan bahan yang tergantung pada perubahan suhu. Penyusutab terjadi akibat perubahan densitas dari temperatur proses ke temperatur ruang. Nilai shrinkage bahan semi kristal lebih besar dari bahan amorphus.

Penyusutan Amorphus vs Semi kristal

• Amorphus memiliki struktur yang tidak teratur. (PS; S = 0,5 %)

• Semi kristal, terdapat bagian yang tersusun rapi dan teratur (PE; S = 2,0 %)
  

Selain itu nilai penyusutan atau shrinkage dapat dikurangi dengan menambahkan penguat pada plastik. Sehingga bahan amorphus pun bisa lebih kecil nilai shrinkagenya. Bahan penguat yang bisa dipergunakan antara lain: fiberglass / serat kaca, dsb.

gambar plastik dengan penguat (reinforced)












Penyusutan Bahan (Shrinkage)

Dibandingkan dimensi mold, dimensi mold lebih kecil. Hal ini disebabkan pada saat suhu menurun (benda lepas dari mold) maka akan mengalami penyusutan. Nilai shrinkage adalah perbedaan antara cetakan dalam kondisi dingin dengan benda dalam kondisi dingin. Kondisi dingin yang dimaksud adalah pada suhu ruang yaitu 20 derajat Celcius.
Processing Shrinkage: Seluruh perubahan ukuran dapat terjadi dalam 24 jam setelah produksi. Sehingga apabila kita ingin menghitung nilai shrinkage, kita harus mendiamkan dahulu produk selama 24 jam pada suhu ruang. Rumus untuk menghitung nilai shrinkage (lihat gambar di atas). Sebagai contoh, jika kita menggunakan mold dengan ukuran panjang (Lm) = 100 mm, dan mendapatkan ukuran produk dengan panjang (Lp) = 97,5 mm. Berapa nilai Shrinkage?

Nilai Shrinkage (S) = ((100-97.5) / 100 ) x 100 % = 2,5 %

Dari proses yang sudah pernah dilakukan, niai Shrinkage beberapa bahan dapat didata sebagai berikut:

POLYMER	Penyusutan rerata linear (%)	Serapan air (%)	Serapan air ijin (%)
PS	0.5	0.1	0.05
ABS	0.5	0.25	0.2
Nylon 66	1.5	1.5	0.15
PE	2.5	0.55	<0.01
PP	1.8	0.5	<0.01
PVC	2.5	0.1	0.07
PC	0.6	0.2	0.02
PET	2	0.1	0.005

Bahan Plastik untuk Proses Injeksi

Bahan plastik yang digunakan untuk proses injeksi adalah bahan Thermoplast:

1. Semi-crystalline: PP, PE, PET, PBT, PA, POM
   
2. Amorphus: PC, PS, PPS, PPO, PVC, ABS, PMMA
   
3. LCP