PENGETAHUAN DASAR DESIGN INJECTION MOLD

PENGETAHUAN DASAR DESIGN INJECTION MOLD

            

1. 4 Kunci Mencapai Keberhasilan Suatu Produk

 

      1.      Design Konstruksi Produk

            Bentuk dan konstruksi produkl akan menentukan design dan layout mold itu sendiri.

2.      Material

      Hal – hal yang perlu diperhatikan :

·         Jenis Material plastik (Penyusutan)

·         Viscositas material

·         Kandungan material, sifat asam, basa, mengandung serat, dsb.

·         Ttik Cair & titik bekunya.

·         Sifat Mekanis material.

3.      Proses

      Ada 4 Variabel kunci keberhasilan pembentukan produk plastik :

·         Viskositas material

·         Tekanan Injeksi

·         Kecepatan alir material

·         Pendinginan

Juga dipengaruhi oleh : Temperatur cetakan dan temperatur kerja.

4.      Design Cetakan

      Bentuk dan konstruksi mold disesuaikan dengan bentuk produk yang akan dibuat. Dengan menggunakan kaidah2 dalam perancangan produk, yaitu :

·         Ketebalan dinding harus merata.

·         Bentuk sudut harus dibuat radius/fillet

·         Selalu memakai draft Angle (1° s.d 1.5°)

·         75/25 bagian yang menonjol

o   bagian yang menonjol dari permukaan tidak lebih dari 75% dari ketebalan dinding nominan. Jika lebih besar akan menyebabkan sinkmark.

o   Bagian yang menonjol tidak lebih besar dari 2.5  kali ketebalan dinding nominal. Jika lebih besar akan menyulitkan pengisian plastik.

·         Rib atau penguat

·         Umumnya dipasang pada produk yang berdinding tipis atau pada permukaan yang lebar sebagai penguat, sehingga produk tidak mudah melenting/bengkok karena tekanan.

     

 

2. Elemen Perancangan

Dalam teknik perancangan  cetakan/mold, unsur yang berpengaruh terhadap konstruksi cetakan dapat diklasifikasikan dalam 4 elemen :

1. Disain Produk

·         Geometri produk

·         Bahan produk

·         Jumlah kaviti

2. Proses pencetakan/spesifikasi mesin

·         Data kapasitas mesin

·         Jenis proses

·         Sistem cetakan

3. Perencanaan Cetakan

·         Layout kaviti

·         Dimensi cetakan/ mold base

·         Perencanaan konstruksi part aktif ( inser atau non insert )

·         Bahan cetakan ( material insert )

4. Disain cetakan

·         Penentuan parting line

·         Sistem saluran

·         Sistem pendingin

·         Sistem ejeksi

3. Bentuk dasar dan cara kerja cetakan

Pada intinya suatu konstruksi mold / cetakan hanya terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian

Inti Core dan Cavity. Pada pemasangannya pada mesin injeksi dua bagian tersebut dibedakan

menjadi :

·         Sisi tetap / Fixed side ( bagian cavity )

·         Sisi bergerak / moving plate ( bagian Core )

Sedangakan pada Layout perancangan yang ada di MTI, dua bagian tersebut dibedakan menjadi :

·         Plan View Eject Side ( Bagian Core )

·         Plan View Hot side ( Bagian Cavity)

 

4. Perencanaan Cavity

Cavity adalah pelat cetakan yang memebentuk produk dalam rongga cetak. Perencanaanya melibatkan unsur yang bersumber pada kebutuhan pemesan ( customer ) dan kapasitas mesin yang akan dipergunakan. Perencanaan kaviti berdasarkan kapasitas mesin diperhitungkan berdasarkan :

·         Gaya Cekam

·         Kapasitas injeksi

·         Kapasitas alir cairan plastik

Jumlah cavity dan class mold. Jumlah cavity berpengaruh pada balancing pengisian dan pressure dengan pengaturan jalan runnernya. Balancing akan mudah dicapai dengan jumlah cavity part : 2, 4, 8, 16, 32,……2ⁿ  .

Semakin banyak jumlah cavity berpengaruh juga pada clamping force yang dibutuhkan sehingga pemilihan mesin moldingnyapun terpengaruh.

Perhitungan jumlah kaviti berdasarkan gaya cekam mesin dihitung dari persamaan :

 

P      =  Tekanan injeksi ( N/cm³)

F      = Gaya cekam (N)

N     = Jumlah kaviti

Ar   = Luas proyeksi produk (cm²)

Ar = Luas proyeksi runner (cm²)

Berikut beberapa model layout berdasar jumlah cavity.

5. Perencanaan Runner

Runner adalah saluran penghubung aliran cairan plastik dari Sprue pada rongga produk melalui gate. Secara empiris, dimensi runner ditentukan dengan memperhitungkan tebal dinding dan mengambil bentuk dasar diameter.

D = Sмах + 1.5  (mm)

D         = Diameter Runner (mm)

Sмах    = Ketebalan maksimal dinding produk (mm)

                        Bentuk – bentuk Runner :

Ø  Runner circular

Ø  Runner setengah diameter

Ø  Runner Trapesium

Ø  Runner persegi

6. Perencanaan Gate

Gate adalah Lubang tempat masuknya cairan plastik ke dalam rongga cetak.  Karena pengaruh faktor injeksi yang tidak tetap untuk tiap jenis material, adanya perubahan tekana pada runner, serta faktor perubahan suhu, maka perhitungan hate dilakukan dengan pendekatan empiris berdasarkan hasil percobaan yang pernah dilakukan.

	W =    n¨A             30		H = n.t

 

 W       = Lebar gate (mm)

 A        = Luas permukaan kaviti (mm²)

Tt         = Tebal dinding produk rata – rata (mm)

 Nn      = Konstanta material :

o   0.6 untuk PE, PS

o   0.7 untuk POM, PC,PP,ABS

o   0.8 untuk CA, PMMA, PA

o   0.9 untuk PVC

Jenis – jenis gate yang sering digunakan pada perancangan mold di MTI adalah :

v   Edge Gate

v  Fan Gate

v  Vertical gate

v  Sub Gate

           

7. Perencanaan Sistem Pendingin

Sistem cooling berpengaruh pada cooling time, sehingga alirannya harus ideal dan optimum dalam mendinginkan temperatur mold. Variabel yang mempengaruhi pendinginan mold:

a.       Jarak cooling line dengan part. Perlu diperhatikan tool designer.

b.      Konduktivitas panas/ daya hantar panas cor/ cav insert. Perlu diperhatikan tool designer.

c.       dT (delta T) ---(suhu cooling vs plastik melt)

d.      Jumlah panas yang harus dihilangkan.

e.       Luas core / cavity insert.

                     Jarak pengeboran  cooling yang dianjurkan (tanpa memperhitungan bentuk part dulu).

                         

P=  3-5 X D (diameter cooling)

S=  1.5 – 2 X D

       Contoh.

       Untuk  cooling dia 8.0 maka jarak antar cooling=P= 5 x 8.0 = 40.0 dan jarak cooling  dengan   permukaan/part/pl =S= 2 x 8.0=16.0

      Berikut contoh sistem cooling…………..

 Berikut contoh sistem cooling terhadap part.

Ø  Pada no 1-3 tampak cooling menggunakan baffle sebagai perantara arah ke atas. Banyak digunakan untuk part yang tinggi.       

Ø  Pada no 4 sebelah bawah cooling hanya pada bingkai luar insert jadi tidak efektif dibandingkan gambar diatasnya.

Ø  Pada no 5 sistem cooling untuk part circular dimana aliran melingkari part sehingga efektif.

Komponen Penunjang dan bentukan lain. Diperlukan  ruangan yang cukup dan diperhitungkan dalam suatu layout terhadap adanya komponen-komponen penunjang seperti slider, floting core, lifter , striper dan lainnya. Demikian pula tata letak dari bentukan dalam insert seperti screw, lubang, shutoff, mempunyai ruang tersendiri. Hindari terjadinya jarak antar komponen ataupun bentukan yang riskan terhadap kebocoran cooling, perkaratan, crack ataupun kemungkinan kesalahan pengerjaan.

Spesifikasi mesin molding, data tentang mesin digunakan dalam design injection mold diantaranya tinggi max / min mold, jarak masuknya nozzle, tonnase, ejection stroke, tie bar space dan lainnya.

Dari beberapa factor tersebut dipadukan dan diusahakan sebuah layout design  ideal yang mempunyai resiko terkecil dengan tingkat keberhasilan terbesar sesuai dengan keinginan. Yang diharapkan dari sebuah layout awal adalah gambaran tentang penempatan cavity part sesuai jumlah permintaan, ukuran mold base, aliran resin, penempatan komponen lainya seperti ejector-slider-flotingcore dan parting lainnya.

Sebuah gambar kerja yang ideal haruslah mempunyai informasi selengkap-lengkapnya mengenai tool yang akan dikerjakan dibagian produksi. Dari layout design yang dibuat terlebih dulu tersebut dilanjutkan dan dikembangkan menjadi sebuah tool design yang lebih lengkap yang menggambarkan bentuk jadi tool tersebut. Data yang ada meliputi data gambar, dimensi maupun berupa text yang diperlukan. Pengecekan gambar diperlukan sebelum sebuah gambar akan direlease untuk diproses machining menjadi cetakan.

 ( diambil dari berbagai sumber )