1 Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc 1 Content y Mesin Injeksi & Bahan Plastik y Penyusutan Bahan (Shrinkage) y Aspek Desain Produk y Konstruksi & Elemen Mold y Runner System y Cavity y Desain Gate y Ejector System y Desain Mold Untuk Undercut y Cooling System y Venting y Clamping Force y Langkah-Langkah Perancangan (Studi Kasus) y 3 Mold Plates & Hot Runner Mold y Special Mold Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc 1 Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e w w w . d o c u - t r a c k . c o m
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
1
ContentMesin Injeksi & Bahan PlastikPenyusutan Bahan (Shrinkage)Aspek Desain ProdukKonstruksi & Elemen MoldRunner SystemCavityDesain GateEjector SystemDesain Mold Untuk UndercutCooling SystemVentingClamping ForceLangkah-Langkah Perancangan (Studi Kasus)3 Mold Plates & Hot Runner MoldSpecial Mold
Basic ProcessPlasticizing: pemanasan dan pencairan plastikInjection: injeksi cairan dengan tekanan ke dalamcetakan tertutup dilanjutkan pendinginanCooling: pendinginan part hingga cukup solid untukdikeluarkan dari cetakanMold release: pembukaan mold, pengeluaran produkdan penutupan kembali untuk siklus berikutnya
1
Referat IV
1 = ejector side mould half2 = cavity (nozzle side mould half)3 = nozzle4 = heater band5 = plasticised material (melt)6 = screw7 = granules in the hopper
Plastik adalah bahan yang tergantung pada perubahan suhuPenyusutan terjadi akibat perubahan densitas dari temperatur proseske temperatur ruangNilai shrinkage bahan semi-kristal lebih besar dari bahan amorphousAda dua macam penyusutan yang terjadi:
Molding shrinkage: perbedaan ukuran produk dan cetakan (dalam %)Post shrinkage: penyusutan produk setelah dicetak, dalam masa simpan,atau masa pakai
Shrinkage minimum terjadi jika maksimum cairan plastik yangdiinjeksikan dalam waktu yang cukup dan tekanan terjaga hinggaplastik mengalami solidifikasi.Shrinkage tinggi jika tidak cukup banyak bahan diinjeksikan , tekanantidak ditahan dalam waktu yang cukup. Bahan yang kental membuatnya lebih sulit untuk menjaga tekanan.
Faktor-faktor yang menyebabkan shrinkage yang berlebihan:Tekanan holding terlalu rendahWaktu holding terlalu singkatGate membeku terlalu cepatTemperatur cairan terlalu tinggiTemperatur mold terlalu rendah
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
2
Post ShrinkagePS = L1 – L2 x 100
L1
Di mana:PS = Post Shrinkage (%)L1 = Dimensi produk sesaat setelah dicetakL2 = Dimensi produk setelah beberapa saat (misal 24 jam)
Perubahan dimensi pada post shrinkage karena pengaruh perubahantemperatur, relaksasi dari residual stress, re orientasi dan kristalisasi lanjut(pada bahan semi kristalin)Shrinkage phenomena:
Uniform (isotropic): pada bahan amorphousNon uniform (anisotropic): pada bahan semi kristal
Perkirakan lokasi weld linespada area dengan tingkatstress rendahPosisi weld lines tidak padalokasi tampak mata langsungUsahakan temperatur cairantinggiVentilasi pada mold harussesuai
Seringkali ketebalan dinding yang uniform juga dapat menimbulkanmasalah, misal pada benda persegi yang diinjeksi dengan centralgate. Solusinya adalah dengan: variasi ketebalan
A B
A : Aliran radial dengan pengisian tidak seimbang, menyebabkan daerah yang terisiawal akan mengalami overpacking dan timbul distorsi
B : Ketebalan pada bagian diagonal ditambah, aliran akan lebih mudah ke daerah itu
2
Ketebalan dari 0.5 – 4 mm, meminimalkan tebal akan mempersingkatsiklus prosesWarpage: deformasi produk akibat perbedaan kecepatan penyusutan(akibat beda ketebalan, temperatur)
Aturan desain produk:1. Usahakan ketebalan seragam2. Desain ketebalan setipis mungkin, setebal yang dibutuhkan3. Gunakan rib untuk kekakuan, bukan menambah ketebalan4. Radius pada sudut5. Sudut tarikan untuk kemudahan pelepasan produk dari mold6. Hindari undercut7. Jangan membuat tuntutan presisi jika tidak diperlukan8. Desain komponen yang multi fungsi9. Kemudahan dalam perakitan perlu dipertimbangkan10. Letakkan gate pada bagian yang tebal
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc 3
Mesin Injeksi vs Mold
Berat produk tidak boleh lebih dari 70 % berat kapasitas unit injeksi(maximum shot weight)Clamping force yang diperlukan tergantung pada tekanan pada cavitydan luasan proyeksiTekanan dipengaruhi oleh rasio panjang vs tebal benda, kecepataninjeksi dan viskositas material. Tekanan yang biasa dipakai 40 – 50N/mm2 (~ 500 bar) menghasilkan clamping force 0.4 – 0.5 ton/cm2Untuk dinding tipis, tekanan injeksi mencapai 2 kali dari tekanannormal
2 Mold plates / standard mold:• Terdapat 2 plat / kelompok plat yang terpisah, satu bagian memiliki core, bagian lainmemiliki cavity
standard injection mold
(Source: www.dsm.com) 3
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
Konstruksi MoldKonstruksi Mold
3 – mold plates
• Terdiri atas 3 plat: stationary(runner plate), Middle (cavity plate),moveable (force plate)• Part dan runner akan terpisahdalam proses bukaan plat• Sesuai untuk central gating
Centering ring: untuk mempertahankan posisi yang tepat antara sprue dan nozzle
Isolating plate: menahan konduksi thermal dari mold system terhadap plat pemegang mold agar kendalisuhu tidak terganggu dengan faktor luar
Ejector pin: pin yang berfungsi untuk mendorong keluar produk, karena diperlukan kekuatan dan keuletandibuat dari material dengan kekerasan HRC 55. Untuk meningkatkan kemampuan dorong ejector, lebihbaik memperbanyak jumlahnya daripada menambah luasan areanya
Guide column & Guide bush: sebagai guide antara core dan cavity, biasanya dipasang 4 buah
Gas Spring: spring yang memaksa ejector plate ke tempat semula. Kekuatan bisa disesuaikan dengantekanan pengisian.
Support plate: Plat yang dipasang di bawah core plate, berfungsi sebagai support penahan tekanan injeksi
Spacer block: dipasang diantara core plate dan clamping plate berfungsi untuk membuat space dalampemasangan ejector system
Ejector plate : Plate yang menahan dan menggerakkan ejector pin maupun return pin saatmengeluarkan produk
Return pin: saat mold closing, return pin mengenai cavity plate pada area PL dan mendorong ejectorplate ke posisi semula. Material dikeraskan di atas HRC 50
Runner systemTerdiri atas sprue, runner, dan gate, yang berfungsi mendistribusikancairan plastik dari nozzle bagian injeksi ke cavitySprue bush dan saluran runner harus dibuat sependek mungkin untukmengurangi tekanan yang hilang dalam cavityDesain runner system yang baik akan menjamin:
Pengisian cairan optimal ke dalam cavityPengisian seimbang untuk multi-cavitiesPengisian seimbang untuk multi gatesMeminimalkan sisa buangan plastikEfisiensi konsumsi energiTerkendalinya proses pengisian, holding dan siklus keseluruhan
• Penampang runner yang idealadalah lingkaran karena kecilnyahambatan pada aliran, tetapi mahal
• Penampang trapezoid lebih murah
• Tinggi penampang runnersetidaknya 80% tebal max part
• Efisiensi runner ditentukan olehrasio luas penampang dan volume
• Semakin tinggi rasio, semakinefisien
• Penampang ½ lingkaran tidakdisarankan karena rasio kecil
5
Penampang runner besar: aliran bahan cukup dengan tekanan rendah,tapi cooling time lebih lama, bahan terbuang lebih banyak, clampingforce lebih besar.Penampang runner kecil: penggunaan bahan lebih efisien, konsumsienergi lebih rendah. Kebutuhan tekanan injeksi lebih besar.
Metoda kompensasi panjang aliran berbeda denganmengatur ukuran penampang runner:
Penyeimbangan melalui perhitungan rheologi.(Keseimbangan kehilangan tekanan)
Multi-cavity mould dengan distribusi runner:waktu injeksi seragam ?
5
Runner BalanceDesain runner memerlukan pemahaman tentang pressure drop dari cairan saatmelewati kanal.Pressure drop tergantung pada: kecepatan aliran atau kecepatan injeksi,kekentalan cairan, dimensi kanal.Umumnya IMM mampu memberikan tekanan injeksi hingga 138 Mpa, namununtuk alasan keamanan hanya digunakan dari 69 – 103 Mpa, bahkan pada partyang bergeometri sederhana dan berdinding cukup tebal digunakan tekanan34 Mpa.Bagaimana menentukan dimensi dan pressure drop di setiap kanal?
Misalkan mold 8 cavity dengan layout seimbang (lihat gambar), penampangrunner lingkaran, berat part 15 g, berat jenis 1. Untuk 8 cavity maka berat total120 g dengan volume total 120 cm3. Waktu injeksi / pengisian diasumsikan 3detik. Diameter sprue = 6 mm; Panjang sprue = 30 mm; Panjang kanal primer= 50 mm; panjang kanal sekunder = 60 mm; panjang kanal tersier = 40 mm;diameter runner primer = 6 mm; diameter runner sekunder = 5 mm. Tentukandiameter penampang runner tersier dan tekanan sebelum sprue!Karena 8 cavity merupakan 4 cavity yang identik, maka dasar perhitunganhanya setengah mold. Volume runner V = r2 LPerhitungan rheologi dengan Power Law Model (Ostwald de Welle): m (flowindex non Newtonian) = 2.6; (Fluidity) = 1.78 . E-11 (Pa-m /s)
Misalkan diketahui familiy mold 2 cavity dengan penampang runner lingkaran:Berat part1 15 g, berat jenis 1; berat part2 40 gUntuk 2 cavity maka berat total 55 g dengan volume total 55 cm3.Waktu injeksi / pengisian diasumsikan 5 detik.Diameter sprue = 5 mm; Panjang sprue = 30 mmPanjang kanal 1 = 80 mm; diameter = 5 mmPanjang kanal 2 = 30 mm;Tentukan diameter penampang runner 2 dan tekanan sebelum sprue!
Perhitungan rheologi dengan Power Law Model (Ostwald de Welle): m (flowindex non Newtonian) = 2.57; (Fluidity) = 2.49 . E-11 (Pa-m /s)
Misalkan diketahui familiy mold 2 cavity dengan penampang runner lingkaran:Berat part1 19 g, berat jenis 1; berat part2 77 gUntuk 2 cavity maka berat total 96 g dengan volume total 96 cm3.Waktu injeksi / pengisian diasumsikan 3 detik.Diameter sprue = 5 mm; Panjang sprue = 50 mmPanjang kanal 1 = 48 mm; diameter = 6 mmPanjang kanal 2 = 48 mm;Panjang gate = 2.3; Diameter gate = 1.5Tentukan diameter penampang runner 2 dan tekanan sebelum sprue!
Perhitungan rheologi dengan Power Law Model (Ostwald de Welle): m (flowindex non Newtonian) = 2.57; (Fluidity) = 2.49 . E-11 (Pa-m /s)
Ukuran besar (area proyeksi lebih dari 1000 cm2)Central gateTest MoldPart dengan tuntutan kualitas tinggiMold yang simple dan sederhanaKontrol proses lebih mudah
2 Cavity:Part dengan side gatePasangan simetris
4 - 8 Cavity:Part seri dengan ukuran sedang, pengendalian proses jelas, adapengalaman dengan produk sejenis
8 - 200 Cavity:Produksi masal dgn ukuran kecil hingga sedang, pengendalian proses jelas,ada pengalaman dengan produk sejenis
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc 6
Keuntungan single cavity:Konstruksi sederhana dan kompak, biaya rendah, proses pembuatancepatBentuk dan dimensi selalu identik, produk teknik dengan toleransiketat disarankan dengan single cavityKontrol proses lebih baikKemudahan desain produk
Keuntungan multi cavity:Menghasilkan volume produksi lebih banyak dalam waktu singkatUntuk produk berukuran kecil dan mesin tidak tersedia, desain multicavity dapat mengatasi masalah ini.
Jika toleransi ukuran tidak terlalu ketat dan jumlah produk besar harusdipenuhi dalam waktu singkat multi cavityJumlah cavity dan konstruksi mold tergantung pada faktor teknis danekonomisFaktor teknis: kapasitas barel dan clamping forceFaktor ekonomis: waktu proses, ongkos pengerjaan, kebutuhan volumeproduksi dan harga jual barangBerdasarkan waktu produksi: jumlah cavity (N) tergantung pada waktutersedia untuk suplai sejumlah produk (tm), jumlah part tiap lot (L),waktu siklus untuk menghasilkan 1 set part (tc), jumlah reject (K)
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
N = (L + K) x tc / tm
6
Jumlah Cavity
Berdasarkan shot capacity: gunakan hanya 80% dari shot capacity (S)untuk perhitungan jumlah cavity.N = S/W, di mana W adalah berat partBerdasarkan kemampuan clamping mesin:N = Fm / Fp; di mana Fm = kemampuan clamping mesinFp = Gaya injeksi; gaya injeksi dihitung dari Fp = Pc x ApPc = Cavity pressure; Ap = area proyeksiBerdasarkan kapasitas plastisasi (P), dan jumlah shot setiap menit (X):N = P / (X x W)Tentunya dari ketiga pertimbangan tersebut dipilih yang menghasilkanangka paling kecil agar aman.
1. Sebuah proses produksi dituntut menghasilkan 1.000.000 produkdalam waktu 20 hari, mesin running 24 jam sehari, waktu siklusproses diketahui 10 detik, dan jumlah reject diasumsikan 200.Berapa jumlah cavity yang sesuai?Jawab: L = 1.000.000 ; tc = 10 detik
tm= 20x24x3600 K = 200= 1728000 detik
N = (1000000+200)x10/1728000= 5.8 -> 6 cavity
2. Contoh: sebuah mesin injeksi mempunyai kapasitas barelmaksimum 254 cm3, kapasitas plastisasi 25 g/s, clamping force 1300KN digunakan untuk membuat Benda kerja dari bahan PC 30 cm3(shot weight 36 g), area proyeksi termasuk runner 20 cm2, tekanancavity 600 bar (= 660 Kg/cm2 =6.6 KN/cm2). Jumlah shot tiapmenit 4
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc 6
Jumlah CavityBerdasarkan kapasitas injeksi:
Diketahui: Kapasitas injeksi =254 cm3; volume produk W = 30cm3Disarankan menggunakan 80% Kapasitas -> S = 0.8 x 254 = 203 cm3N = 203/30 = 6.7 -> 6 cavity
Berdasarkan clamping forceDiketahui: Clamping force mesin Fm= 1300 KN; tekanan cavity untuk PCPc= 600 bar = 660 Kg/cm2 = 6.6 KN/cm2Area proyeksi A = 20 cm2 -> F = AxPc
Berdasarkan kapasitas plastisasi:Diketahui P = 25 g/s ; X = 4 / min = 0.06 / sMaka N = 25 / (0.06 x 36) = 10.41 ~ 10Jika waktu siklus yang diharapkan pendek, maka jumlah cavity lebih kecildari 6, dalam kasus ini untuk 6 cavity diperlukan berat injeksi (shot weigh)216 g
Jumlah CavityNamun dari beberapa pertimbangan di atas, jika dilihat dari segiekonomisnya ada formula yang lebih sesuai untuk menghitung jumlahcavity:
N = ((QRT) / (ESC))Di mana: Q = jumlah total part yang harus diproduksi (berdasarkan perkiraan umur
pakai tool atau umur pakai produk)R = Harga jam mesinT = Waktu siklusE = efisiensi mesin (umumnya 83%)S = 3600 sC = estimasi cost tiap cavity
Contoh: Estimasi kebutuhan produk di market setiap tahun 480000, umurpakai produk (usia trend produk 5 tahun), waktu siklus 45 detik, harga jammesin Rp. 4250, perkiraan biaya tiap cavity Rp. 1100000, maka:N = ((2400000 x 4250 x 45) / (0.83 x 3600 x 1100000)
= 11.8~ 12
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc 6
Jumlah CavityCycle Time :
ti = injection timetp = packing timetc = cooling timeto = ejecting timeth = holding time
Desain GateGate adalah zona transisi antara sistem runner dengan cavityLokasi gate sangat berpengaruh pada properti dan penampilan produkUntuk mendesain gate, hal-hal berikut mesti diperhatikan:
Tempatkan gate pada bagian yang tebal agar filling dan packing lebih baikUntuk kepentingan estetika, tempatkan pada bagian yang tersembunyiHindari jetting dengan penempatan, dimensi gate. Aliran awal yangmenabrak penghalang dapat mengurangi jettingHindarkan terjadinya weld line pada daerah pembebananPelepasan gate harus semudah mungkin, gate sekecil mungkin tetapi tidakboleh terjadi pembekuan lebih cepat sebelum cavity terisi penuhHindari udara terjebak dengan membuat ventilasi pada cavityCentral gate akan menghasilkan aliran yang seimbangGate yang simetri akan menghindarkan dari warpage
Single gate vs Multi gate:Jika aliran plastik masih memungkinkan, single gate lebih disarankanMulti gate akan menciptakan banyak weld line, sisa material terbuanglebih banyakCenter gate menghasilkan aliran radial, lebih sesuai untuk benda-benda simetri karena distribusi material, temperatur, tekanan lebihseragam.Gate pada tepi benda menghasilkan aliran linear, kecenderungantambahan stress dan warpage pada benda benda rata dan tipisGate tepi lebih sederhana dan mudah dibuat (ekonomis), banyakdigunakan pada benda panjang dan sempit, tidak direkomendasikanuntuk benda silindris
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc 6
Desain Gate
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
Daerah gate adalah dareh dengankonsentrasi tegangan yang tinggi, resikokerusakan tinggi
Jumlah Gate: Tidak ada aturan baku penentuan jumlah gate, namun adabeberapa faktor yang membantu pertimbanganPanjang aliran (flow length): umumnya part yang lebih tebal memilikipanjang aliran lebih dari yang tipis. Semakin pendek flow lengthsemakin banyak kebutuhan gate. Jumlah gate juga ditentukan darikekentalan cairan dan dimensi produk.
Volume part: semakin besar volume, semakin banyak jumlah gate
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc 6
Desain Gate
Aturan sederhana untuk jumlah gate: Ratio dari jalur aliran (Flow Path)terhadap tebal dinding (wall thickness)
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
Flow Path WT
Misal: Flow Path 240 mm; tebal 2mm
Maka Ratio = 240/2 = 120 / 1
Jika Gate diletakkan di tengah, maka ratio menjadi 120/2 = 60/1
Ratio ini akan terkait dengan rasio standard dari tiap jenis bahan, jikatidak terpenuhi dengan side gate maka dapat dipilih central gate ataumulti gate
Mold pada kasus di atas dapat terpenuhi jika menggunakan bahan selainuPVC dan PC karena ratio bahan-bahan tersebut lebih besar, makauntuk uPVC dan PC dibuat dengan 2 gate (lihat tabel selanjutnya)
Penampang gate lebih kecil dari penampang runner dan produk,sehingga pemisahan keduanya lebih mudahKetebalan gate antara ½ sampai 1/3 tebal produkUntuk unreinforced material ukuran gate 0.8 mm, jika lebih kecil akanmenghasilkan gesekan panas lebih tinggiUntuk reinforced plastik ukuran gate sedikit lebih besar dari 1 mm(tidak melebihi runner & sprue)Lokasi gate mempertimbangkan:
Penampilan: jika mungkin pada lokasi yang tidak terlihat langsungTegangan: tidak terletak pada area pembebanan karena gate sendirimempunyai tegangan sisa tinggiTekanan: posisi gate pada bagian tebal agar dapat menahan tekanan injeksidan tekanan holdingWeld line: Lokasi haru dapat meminimalkan terjadinya weld lineGlass fiber reinforced material: perlu menggunakan gate lebih besar untukmenghindari retaknya fiber saat melewati gate
Gate terlalu besar dan padat untuk dipisahkan langsung saatpengeluaran bendaBeberapa jenis material sensitive terhadap geseran shg tidakdianjurkan pemotongan otomatis (misal: PVC)
Desain GateJenis – jenis gate:Gate yang terpotong secara otomatis saat mold plates terbuka:
Menghindarkan dari kerja extra memotong sprue dan runnerMeminimalkan bekas luka gate pada produkSecara keseluruhan menjaga waktu siklus proses tetap konsisten
Pemisahan runner dengan extreme bending. Panjang bending harusmencukupi untuk menghindari patah sebelum keluar dari tunnel, pemisahanjuga dilakukan saat runner masih cukup elastis.
Tunnel pada sisi ejector,pemisahan karenadorongan ejector
Metode pengeluaran produk (ejection) harus disesuaikan denganbentuknya agar tidak terjadi kerusakan:Ejector pin atau sleeveBladesAir valveStripper
Ejector pin ditempatkan pada area yang memiliki release resistanceterbesarPenempatan di sekitar bos atau rib akan menimbulkan keretakan,tempatkan di bagian dasar rib atau bos
Undercut untuk mempermudahtarikan permukaan bertekstur
8
Ejector memerlukan kekakuan yang cukup agar tidak bengkok ataupatahGaya yang diderita ejector seringkali berlebihan karena:
Bahan plastik yang ditekan kaku dan ulet sehingga terikat pada dinding mold (misal:PC)Kecenderungan bahan elastomer yang lunak untuk melentur dan meregangDraft angle kurang sesuai (terlalu kecil)Konfigurasi desain: undercut, rib, dan coreOverpacking akibat tekanan dan temperature tinggiDimensi ejector pin tidak tepatJumlah ejector pin kurang
Terkait dimensi, rumus Euler dapat digunakan untuk menentukanbeban kritis yang dapat diterima oleh ejector pin:
Di mana: F = beban ejector (dalam N); L = panjang ejector (mm)E = E modulus baja (20.7 Gpa); m = konstanta tergantung dari ujungikatan ejector ;I = momen inertia
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc 8
m tergantung dari konfigurasi dari ujung-ujung kolomm =1; kedua ujung sendi atau engselm = ¼; satu ujung mati dan ujung lain bebasm = 2; satu ujung mati dan ujung lain sendim = 4; kedua ujung matiKonfigurasi yang umum pada ejector dengan m=2 atau m=4Gaya buckling F harus melebihi besarnya gaya yang diterima olehejector. Faktor keamanan 4 direkomendasikan
Beban Buckling yang mampu diterima ejector harus dibandingkandengan Gaya yang diperlukan untuk mengeluarkan produk:Di mana: P = gaya ejector yang diperlukan (dalam N); A = Luas kontakpermukaan produk dengan permukaan mold pada arah bukaan (mm2);
= koefisien gesek plastik dengan baja ;E = E modulus plastik; d = keliling dari cavity ;t = tebal produk; =poisson ratio plastik (~ 0,35)St = kontraksi thermal plastik sepanjang d
= (coefficient of thermal expansion) x (perbedaan suhu plastikdengan suhu ejecting) x d ...............(dalam mm)
Contoh soal:Sebuah ejector dengan panjang 75 mm dan diameter 4mm, konfigurasiujung-ujung ejector adalah bagian kepala ejector dapat berputar bagianujung dengan suaian ketat (dianggap mati). Jumlah ejector 2 buah,mold memiliki 1 cavity. Produk dari bahan PP yang harus dikeluarkanberukuran p = 150; l=30 ; t=4 mm. Tekanan pada cavity sebesar 500 bar.Periksalah apakah diameter ejector mampu menahan gaya-gaya yangterjadi.Diketahui:E = 20.7 GpaL = 75 mm = 3 inchd = 4 mm = 0.157 inchm = 2jumlah ejector = 2
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc 8
Hitungan:Momen Inertia I = ( x 44)/64 = 12.57143 mm4
Collapsing Load FL = (m x 2 x 20700)/752 =913.9275 NGaya Cavity Fc = 50 x (150x30) = 225000 NGaya cavity terhadap permukaan ejector = 50 x ( x 42)/4=628.5714 NKeliling cavity = 2x (150+30) = 360 mmE modulus PP (lihat tabel) = 1340 MpaKoefisien ekspansi thermal PP (lihat tabel) = 0.00018 /°CSuhu cairan PP (lihat tabel) = 235 °C; suhu mold = 35 °CBeda temperatur T= 235 – 35 = 200 °CKontraksi thermal sepanjang keliling St = 360 x 0.00018 x 200 = 12.96 mmKoefisien gesek PP terhadap baja = 0.2Poisson ratio = 0.392Luas bidang kontak produk thd cavity = 2 x (150 + 30) x 4 = 1440 mm2Ejecting Load =
(12.96 x 1340 x 1440 x 0.2)/(360 (360/2x4 – (360/4x4) x 0.392))= 308.9042 NKarena Ejecting load < collapsing load, dan Cavity Load< collapsing load,
Ejector PlateEjector plate menjaga dan membawa gerakan ejectorpin.Untuk mengembalikan pin ke posisi semula biasanyadigunakan return pin.Pada mold ukuran kecil gerakan kembali platdilakukan oleh push back spring, cycle time menjadilebih cepat.Dalam pemilihan spring perlu diperhitungkan berattotal plat beserta elemen yang terpasang, stroke yangdiperlukan.
Stroke yang diperlukan untuk mengeluarkan produk: 25 mmDiameter return pin 30 mm, misal dari katalog didapatkandiameter luar spring 46 mmFree length spring = 2x50 + 10 = 60 mmDari katalog spring (standard JIS) ada 4 pilihan, lihat datadeflection F
Beban awal = beban awal yang mengenai springPerhitungan beban awal (Ws) = spring constant x BBeban akhir = beban pada waktu spring menyusutPerhitungan beban akhir (We) = spring constant (k) x (B+S)
Pilihan: beban awal dan akhir tidak terlalu besar, springtidak longgar. Sehingga pilihannya SWR46-60
Contoh kasus:Sebuah mold dengan dua produk berbentuk lingkaran berdiameter 52 mmmasing-masing memiliki area proyeksi dengan luas 21.5 cm2, terbuat daribahan ABS. Tekanan cavity diberikan sebesar 600 bar. Tebal cavity plate 30mm, tebal support plate 20 mm, jarak antar sumbu spacer 250 mm. Cavityplate terbuat dari Pre hardened steel. Perlukah diberikan support bolt?
Jawab:Diketahui: A = 4300 mm2; P = 600 bar = 60 N/mm2; Tebal total plat t = 50mm; jarak antar sumbu spacer L = 250mm. Lebar cavity l = 104 mmF = 60 x 4300 = 258000 N; E = 203943240 N/mm2
w = F/l = 258000/104= 2480.8 N/mmI = (1/12) x 250 x 503 = 2604166 mm4
y max = (2480.8 x 2503)/(384 x E x I) = 0.000000176 mmmax = (w x L2 x c) / (12 x I) = (2480.8 x 2502 x 25) / (12 x 2604166)
c = jarak center dari penampang (= y pada penampang / tergantung arah beban)
Sumber: BASF
10
Contoh soal:Mold untuk housing 2 cavity dengan sistem slider. Luas area proyeksi tiapslider adalah 8000 mm2. Produk terbuat dari PP dengan tekanan cavitysebesar 500 bar. Dimensi wedge seperti pada gambar di bawah. Tentukandefleksi dan tegangan maksimal yang terjadi pada wedge. MaterialWedge 1.2311 dengan batas mulur 900 N/mm2Jawab:Diketahui Ap = 16000 mm2; Pc = 500 bar -> FS = 800000 N
1) Inclined pin dan baji terletak di FP, Slider block & Guide T di MP!2) Sediakan langkah slider yang cukup dgn panjang dan sudut pin!3) Gaya cekam slider cukup dgn sudut baji kecil!
( w = 15° to 30°)4) Hubungan antara sudut baji dan sudut pin b = w - 2°!5) Sediakan stopper untuk slider!6) Berikan Offset antara T-guide dengan cavity untuk menghindari kontaminasi
pelumas!7) Berikan counter support pada baji jika perlu!8) Arrest device saat slider terbuka!9) Kemudahan perakitan dan pelepasan!10) Area kontak baji harus dikeraskan dan exchangable!11) Pendinginan langsung pada slider.12) Sensor electric untuk menghindari tabrakan dgn ejector pin, jika perlu.
• Faktor terpenting dalam menjaga transfer panas yang baik: kecepatanaliran pendingin dan desain sirkuit•Cooling yang cepat dan merata membuat efisiensi proses• Cooling channel ditempatkan sedekat mungkin dengan permukaan produkdengan jarak yang seimbang• Perlu diberikan insulator dari bahan yang sulit menghantar panas dan kuatmenahan tekanan dipasang pada permukaan mold yang kontak dengan platmesin untuk menghindari heat loss• Untuk pendinginan yang optimal:
• Sirkuit pendingin simetris ada pada kedua belahan mold• Core harus diberi cooling tersendiri• Channel dibuat sependek mungkin agar beda temperatur masuk dankeluar tidak lebih dari 5°C (normal mold) atau 3°C (mold presisi)• Beda hambatan alir akibat perubahan diameter channel harus dihindari• Bagian mold yang mengalami panas tinggi mesti didinginkan (spruebush)
Sirkuit Seri:Cooling channel hanya terdiri atas saluran tunggal dari inlet ke outletJenis ini lebih direkomendasikan daripada sistem pararelUntuk mold berukuran besar gunakan lebih dari satu sambungan seri,agar peningkatan suhu tidak terlalu besar dari inlet ke outlet
Jangan gunakan sistem seri jika:Resiko penurunan tekanan jika dengan sambungan seri dianggapterlalu tinggi, karena kapasitas pompa tidak memadaiArea mold tidak dapat didinginkan efektif dengan cara seri
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
Pengendalian Suhu Mold
12
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
Keuntungannya bahwa suhu coolant di tiap channel ...
Sirkuit Paralel:Kecepatan aliran di setiap channel bisa berbedaEfisiensi transfer panas juga berbeda
Gunakan sistem pararel jika:Resiko penurunan tekanan jika dengan sambungan seri dianggapterlalu tinggiArea mold tidak dapat didinginkan efektif dengan cara seriBalancing aliran dapat dilakukan dengan pembedaan diameter danatau panjang saluran cabang
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
Pengendalian Suhu Mold
12
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
= Turbulence
Pengendalian Suhu Mold
Permukaan lubang dibuatkasar untuk menghasilkanturbulensi yang menjaminheat transfer 3 – 5 kalilebih baik
Lokasi cooling:Lokasi terbaik adalah pada cavity block (top dan bottom)Desain dan penempatan biasanya dibatasi oleh geometry produk,parting line, ejector pin dan core.
Belokan sirkuit:Meningkatkan turbulensi, meningkatkan transfer panasTetapi akan terjadi penurunan tekanan, belokan 90° menurunkantekanan sebesar 0.04 barPerbedaan diameter dapat digunakan untuk mengatasi penurunantekanan
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
Pengendalian Suhu Mold
12
Pengendalian Suhu MoldCooling Time:
Merupakan 80% dari cycle timeKompromi antara pendinginan cepat yang mereduksi biaya denganpendinginan ideal untuk kualitas produkDua faktor penting yang berpengaruh: suhu mold dan suhu cairan,peningkatan kedua suhu akan meningkatkan cooling time dan cycletimeAplikasi suhu mold yang rendah akan menurunkan cycle time, namuntentu akan memiliki efek sampingan.Dipengaruhi oleh tebal dinding partDipengaruhi oleh beda suhu polimer dan cetakanDipengaruhi oleh beda suhu release produk dan suhu mold
S = cooling time minimum (s)t = tebal part (dalam cm)
= thermal diffusity bahan (cm2/s)Tr = ejection temperature dari part (°C)Tm = suhu mold (°C)Tc = suhu silinder (°C)
Aliran Panas (Heat Flow):Panas mengalir dari suhu tinggi ke suhu rendah, beda suhu yangmembuat aliran panas. Semakin besar beda, semakin besar aliranTransfer panas melalui: konduksi dan konveksiKonduksi panas terjadi dari plastik cair ke logam mold dan ke mediapendinginDalam waktu yang singkat, panas mengalir dari plastik menuju mold,kemudian di bawa oleh media pendingin. Setelah tercapaikesetimbangan, panas akan berbalik arah untuk menjaga suhu moldpada level yang diinginkan.
Pengendalian Suhu Mold
13
Rumus konduksi panas: (Watt Jam)Di mana:
Q = Heat transfer (Watt Jam = Btu)A = kontak area cavity dengan plastik panas (mm2)T = waktu, dari plastik masuk cavity hingga ejecting (jam)t1 = suhu cairan plastik yang diinjeksikan (°C)t2 = suhu media pendingin (°C)X = jarak dari permukaan cetakan terhadap lubang masuk media pendingin (mm)K = konduktivitas thermal (W/ mm °C), yang dipertimbangkan adalah bahan mold
Aliran Panas (Heat Flow):Tabel K (konduktivitas thermal) pada suhu 100 °F (212 °C)
Pengaturan cooling akan lebih baik jika K lebih rendahContoh: pada bahan plastik yang sama, bahan mana yang lebiheffective untuk menghantar panas:
Pin dari bahan beryllium copper berdiameter 3/8 in (0.95 cm) dan panjang 1.5 in(3.81 cm)Pin dari bahan copper berdiameter 5/16 in (0.79 cm) dengan panjang sama
Cahyo Budiyantoro, S. maT., M. Sc
Pengendalian Suhu Mold
1 Btu foot/hour/square foot/°F =1.729577206 watt/meter °C
13
Pertimbangan selanjutnya adalah konveksi – forced convectionAliran panas konveksi terjadi jika media pendingin berpindah danmembawa panas.Panas yang diambil atau dilepas oleh media pendingin dihitungdengan rumus:
Di mana:Q = Aliran panas, dari hasil konduksi plastik ke media (Watt jam)
= Heat transfer coefficient (W / (m2 °C))t = beda suhu antara inlet dan outlet cooling channel (°C)
A = surface area cooling channel (= d L) (m2)T = cooling time (jam)
Pengendalian Suhu Mold Sifat Bahan Terkait Cooling
Heat Transfer Coefficient dari media pendingin
Flow Rate(m/s)
Heat Transfer Coefficient (W/(m2 °C)Air Oli
0.2 1200 250 – 300
0.5 3500 680 – 800
1.0 6700 1240 – 1580
4.0 16600 3400 - 4250
Specific heat capacity dari media pendingin
Suhu ( °C) Specific Heat Capacity (KJ/(dm3 °C)
Air Oli50 4.13 1.75
100 4.03 1.82
150 3.91 1.86
200 3.89 1.93
13
Contoh Soal:Sebuah mold dengan ukuran cavity P = 250; L = 50 dan T = 5, untuk membuatproduk dari bahan PP. Channel cooling dibuat dengan layout seri, diameterchannel 12 mm, jarak lubang masuk cooling terhadap produk 24 mm. Moldterbuat dari bahan pre hardened steel 1.2311. Debit cooling = 20 liter/menit; Densitycoolant = 1 g/cm3. Lakukan analisa apakah channel yang dibuat efektive untukpengambilan panas?
Thermal conductivity = 0.0024 W/cm °C; specific heat = 1.7 J/g °CTemperature melt = 235 °C; Temperature mold = 35 °C
Diameter channel = 12; panjang channel = 250 mm; jarak cavity thd lubang = 24Konduktivitas thermal mold (2311) = 0.033 W/mm °C
Jawab:Thermal diffusity ( ) = (0.0024/(1.7 x 0.9)) x 100 = 0.1569 mm2/s
Cooling time (t cool) = 52 / 0.1569 = 159.375 s = 0.04427 jamContact Area plastik–mold (A) = (250 x 50) = 12500 mm2Selisih suhu melt-mold ( T) = 235 – 35 = 200 °CKonduksi Panas H = (0.033 x 12500 x 0.044271 x 200) / 24 = 152.18 Watt jam =547848 Joule
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
Pengendalian Suhu Mold
13
Jawab:Untuk mendapatkan perkiraan sifat sifat air sesuai tabel maka:
Tref = (60+65)/2 = 62.5 °C, sehingga pada suhu ini:= 981.6246 Kg/m3; k = 0.655516 W/m.K; = 1.59506E-07 m2/s; = 4.68554E-07 m2/s
Pr = 2.953375 ; n = 0.4; Cp = 4184 J/Kg °CDebit cooling = 0.000333 m3/s;luas penampang channel Ac = x D2 / 4 = 0.000113 m2; luas area heat transfer = x D x L =x 12 x 250 = 0.009429 m2Mass flow rate; m. = x Debit = 981.624 Kg/m3 x 0.000333 m3/s = 0.326881 Kg/sKecepatan aliran V= Debit / Ac = 0.000333 / 0.000113 = 2.95 m/sReynolds Number; ReD = V x D/v = 2.95 x 0.012 / 4.68554E-07 = 7.55E+04(turbulence)Nusselt nr; Nu = 0.023 x Re0.8 x Pr0.4 = 0.023 x (75500)0.8 x (2.953375)n = 283.278Heat transfer koefficient; h = (k/D) x Nu = ((0.655516 W/m.K )/0.012 ) x 283.278 =15474.44 (W/m2 °C)Heat flow rate = H / t = 3437.5 Watt; H = h x A x Tm = h x ( DL) x TmSelisih suhu pada channel sebelum dan sesudah melewati cavity
Tm´= 3437.5 /(15478 x x 0.012 x 0.25) = 23.57653467 °CKarena selisih suhu terlalu besar (> 5°C), maka konduksi thermal dibebankan pada5 jalur cooling, sehingga
Tm´= (3437.5/5) /(15478 x x 0.012 x 0.25) = 4.7 °CCahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
Untuk daerah yang sulit didinginkan dengan sistem sirkuit normal,alternative: Baffles, Bubbler, thermal pin
Baffles
Baffles adalah channel yang dibor tegaklurus terhadap channel utama. Di bagiantengah core dipasang bilah pemisah aliran.Diameter cooling pada core besar, tapipemasangannya bilah tepat di tengah sulit.Panas pada kedua sisi bilah tidak seimbang.Solusi: bilah dibentuk spiral
Baffles dengan bilah spiral
Dapat digunakan pada diameter 12 – 50mm. Distribusi panas lebih merata.
Di bagian tengah core dipasang tabung kecilpemisah aliran. Pendingin mengalir daribawah tabung dan keluar dari ujung lainnyake dinding core menuju channel outlet.Perbandingan inner dan outer diameter ~0.7. Efektive untuk diameter core kecil
Thermal pinSilinder diisi dengan pendingin dan ditutupkedua ujungnya. Cairan mengalami evaporasidan menarik panas, dikondensasikan padasisi lain oleh aliran pendingin utama
Cairan yang masuk cetakan akanmendesak udara di dalamnya.Terhambatnya udara keluar dari cetakanakan menyebabkan pengisian tidakpenuh dan lebih ekstrim akan membuatmaterial ...
terbakar
Pendinginan mold (relative terhadap suhuplastik) bagian depan cairan akanmembentuk self seal effect.
Flash belum akan terbentuk, jika ukuranventing channel tidak melebihi ...
Area Proyeksi (Ap) = (15 x 10) cm2Tekanan internal (pi) = 410 Kg cm2Separating Force = 150 cm2 x 410 Kg cm2
= 61500 Kg= 61.5 ton
Tekanan pada cavity tergantung dari jenis bahan (viskositas cairan)Tekanan cavity tidak sama dengan tekanan spesifik (tekanan injeksi),karena adanya pressure lost selama melewati kanal sprue dan runner.Besarnya kehilangan tekanan dapat mencapai 60 %Tekanan dalam cavity rata-rata sekitar 400 – 420 bar (Kg cm2)
Check List PerancanganGambar ProdukPenentuan MaterialPerhitungan ShrinkagePenentuan Parting LineJenis konstruksi moldPenentuan Jumlah CavityPenentuan lay out produk dan runnerPerlu / tidaknya insert untuk cavityDimensi runnerMold Base / Dimensi MoldJenis, jumlah dan peletakan gateLetak dan jenis ejectorPerhitungan beban injeksi terhadap resiko bending platPeletakan elemen-elemen utama (sprue bush, guide pin, guide bush etc)Informasi tentang tekanan cavity berdasarkan materialPerhitungan clamping forceMaterial elemen moldCheck dimensi mold (panjang langkah, kemampuan clamping, clamping area, dimensinozzle)
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc 14
Tabel Aplikasi Bahan
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
Bahan Aplikasi
ABS Automotive (instrument dan interior trim panel, sarung compartmentpintu, pelindung roda, mirror housins, dll.), refrigerator, perkakasrumah tangga kecil dan power tools (hair dryer, blender, food processordll.), rumahan telpon, rumahan mesin tik, tombol typewriter, dankendaraan rekreasi seperti kereta golf dan jet ski.
PA6 Digunakan pada banyak aplikasi struktural karena kekuatan dankekakuannya baik. Digunakan untuk bantalan karena tahan aus.
PA12 Roda gigi, sambungan kabel, cam, slide dan bantalan.
PA66 Hampir sama dengan PA 6. PA 66 banyak digunakan di industriotomotif, barang rumah tangga, di mana diperlukan ketahanan kejutdan kekuatan.
Bahan AplikasiPBT Barang rumah tangga (food processor blades, vacuum cleaner part, kipas, hair
dryer housing, coffee maker, dll.), electronic (saklar, motor housing, kotak fuse,penutup tombol keyboard komputer, connector, tabung fiber optic , dll.),automotive (grille, body panel, wheel cover, dan komponen untuk pintu ataujendela, dll.)
PC Perlengkapan Electronic dan usaha equipment (computer part, connector, etc.),barang rumah tangga (food processor, refrigerator drawer, etc.), transportasi(headlights, taillights, instrument panel, dll.).
PC + ABS Rumahan komputer dan mesin-mesin usaha, aplikasi elektrikal, telpon celular,perlengkapan taman dan lapangan , komponen otomotif (instrument panel ,interior trim, and wheel cover).
PC + PBT Pelindung Gear, automotive (bumper); aplikasi di mana diperlukan ketahananterhadap chemical dan korosi, suhu tinggi, kekuatan kejut, dan stabilitas dimensi.
Tabel Aplikasi Bahan
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
Bahan Aplikasi
HDPE Container pada unit lemari es, bejana untuk penyimpanan, barangdapur (kitchenware), tutup botol PET, dll. Banyak digunakan padakemasan yang dibuat dengan blow-molding.
LDPE penutup, mangkok, tempat sampah, pipe couplings.
PEI Otomotif (engine component: temperature sensors, fuel and airhandling devices), electrical/electronics (bahan connector, printed circuitboards, circuit chip carriers, kotak anti ledakan), kemasan, pesawatterbang (bahan interior), medical (surgical staplers, rumahan tool, nonimplant devices).
PET Automotive (structural component seperti bagian belakang cermin, dangrille supports, part elektrik seperti head lamp reflector dan rumahanalternator), aplikasi elektrik (rumahan motor, konektor electrical, relay,dan saklar, microwave oven interior, dll.), Aplikasi industri (lengan kursifurniture, pump housing, hand tool, dll.).
POM Acetals memiliki koefisien gesek rendah dan stabilitas ukuran yg baik,sehingga ideal untuk gear dan bantalan. Juga tahan terhadap suhutinggi, sehingga digunakan untuk plumbing (valve dan pump housing),.
PP Automotive (umumnya digunakan mineral-filled PP: dashboardcomponent, kipas,), barang rumah tangga (door liner untuk mesinpencuci piring, rak cucian, gantungan baju, refrigerator liner, dll.),consumer produk (furniture taman dll.).
Tabel Aplikasi Bahan
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
Bahan Aplikasi
PPE Barang rumah tangga (piring, mesin cuci, etc.), aplikasi elektrik misalcontrol housings, fiber-optic connectors, etc.
PS Kemasan, barang rumah tangga (tableware, trays, etc.), electrical(rumahan transparan, light diffusers, insulating film)
PVC Pipa saluran air, home plumbing, house siding, business machinehousings, kemasan barang electronic, perlengkapan medical, kemasan,etc.
SAN Electrical (Mangkok mixer, housing, dll. Untuk perlengkapan dapur,sambungan refrigerator, chassis TV, kotak kaset , dll.), automotive(badan head lamp, reflector, penutup compartment, penutup panelinstrument, dll.), perlengkapan rumah tangga , wadah cosmetic, dll.
Mendefinisikan criteria pilihan: spesifikasi fungsi, lingkungan kerja,penampilan, standar yang harus diikuti, biaya.Lihat kelebihan dan kekurangan dari pilihan material dengan referensituntutanBuat penilaian dan ranking
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
Sifat dan Karakteristik bahanSifat dan Karakteristik bahan Nilai (0Nilai (0 –– 10)10)
HDPEHDPE PPPP PA 66PA 66
Biaya proses per partBiaya proses per part 99 88 66
Creep resistanceCreep resistance 22 44 77
Performance pada suhu tinggiPerformance pada suhu tinggi 33 55 99
Dimensi mold pada peletakan horisontal, pada posisi langkah depanmaksimalPerlu diketahui kapasitas dimensi mesin sesuai dengan tinggi mold,jika mold terlalu tinggi, gunakan mesin yang lebih besar.Jika mold terlalu kecil tingginya, masih mungkin ditambahkan supportplate.Tinggi maksimal support plate 40% dari tinggi total (+mold).Buat penilaian dan ranking
Keuntungan 3 Mold plates:Gate bebas diletakkan di permukaan produkDapat menggunakan multi gateDistorsi dan shrinkage mudah diprediksiBekas gate tidak kentaraPemisahan gate dan produk otomatis terjadi
Kerugian:Biaya tinggiMengurangi output, karena gerakan bukaan dan penutupan lambat(menghindari rusaknya stopper bolt)Berat runner system lebih, bahan yang terbuang lebih banyakPerawatan lebih sulit
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
Urutan Bukaan3 Mold plates memiliki tambahan plat didepan fixed plate (1) disebut middle plate(feed plate – no 2)Feed plate berhubungan dengan runnerdan sprueGuide pillar dengan panjang tertentusebagai pemandu gerakanSaat proses ejeksi, feed plate bergerakmundur bersama movable plate,pemisahan 1 terjadi antara cavity denganfixed plateRunner tertinggal di fixed plate danterpisah dari partSaat stopper 20 tercapai, plat 3 akantertarik mundur sampai menarik stopper19. Part dikeluarkan oleh ejectorTarikan stopper 19 akan memisahkanrunner system dari fixed plate
Perhatikan plat tambahanantara sisi ejector (A) dansisi nozzle (D), disebut ...
Middle plate (M)
Memberikan Areapemisahan (1) untuk runnerdan area pemisahan (2)untuk part – di manakeduanya memerlukanlangkah bukaan - Karaktermold jenis ini adalahkebutuhan langkah bukaantotal yang panjang.
Saat nozzle mesin dilepas dari mold,prechamber yang beku dipegang olehundercut pada nozzle dan ditarik keluar darisprue bush.
Sprue ini dipotong sebelum nozzle bergerakke depan lagi.
Dengan waktu cooling yang lebih pendek sprue dapat lengket dalamprechamber dan tidak akan terjadi interupsi proses
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
Copper atauCopper-Beryllium
critical point adalah gate itu sendiri:
• mrpk jarak terdekat terhadap daerahdingin• problem pd pemisahan thermal• bahaya blocking akibat pembekuan.
Jadi konduksi panas akan membantu untukmemastikan fasilitas pass-through gate:Gunakan logam penghantar panas yangbaik sebagai bahan ujung nozzle.Misal Copper 400 [W/mK], tapi tll lunak
Lapisan plastik sekitar ujung nozzlemerupakan lapisan panas yang dapatmenyebabkan masalah berikut:
•Tidak ada pergantian material• degradasi tak terhindarkan• Hasil degradasi dapat lepas sebagaikontaminasi
Plastic envelope
Pass-Through Gates (Runnerless Moulds)
Untuk mengatasi masalah tersebut, tendensi hotrunnernya menjadi:
• minimal atau zero prechamber volume• optimalisasi penggantian material• mengganti material yang sensitive panas denganbahan tahan temperatur tinggi:misal PEI („Vespel“) atau PPS („Ryton“), Tmax =280°C
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
Insulated Runner
Inti cairanFasilitas pass-through sementara denganself-insulating dari plastic pada kondisibahwa:
• plastik tidak membeku secara mendadak(PE, PP, PS, SB, ABS)• channel cukup tebal, menghasilkandiameter ...
membekuPerhatikan:Dalam kasus interupsi proses, runnerakan membeku dan harus dilepaskan!
Untuk itu M dan A digabungkan denganclamp sehingga dapat dipisahkansecara manual.
Garis pemisah tambahan
Selama prosedur awal, volume runnermemerlukan dosis pengisian yang besardan kecepatan injeksi yang tinggi.Seringkali diperlukan beberapa kali trialoleh operator ahli!
Insulated Runner
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
Keuntungan:
• Jenis runnerless moulding yang murah• Konsumsi energi minimum• Perawatan minimum
Kerugian:
• Prosedur awal lebih sulit• Penggantian warna lebih sulit• Penggunaan terbatas(plastic, kecepatan produksi,jumlah produksi)
Hotrunner mould dilengkapidengan pemanas listrik yangcukup pada daerah: nozzles danmanifold untuk kompensasikerugian panas:Tidak ada batas, dimungkinkaninterupsi dalam waktu lama.
Target: desain insulasi yang baikuntuk meminimalkan kehilanganpanas!
• Dapat dibengkokkan (minimum radius, ~ 10 mm)• Kurang sensitive terhadap kontak dan kelembaban (tidak perlu soft start)• power per luasan lebih rendah (up to 15 W/cm²)
Untuk memastikan surface contact pemanas harus:
• dicekam dengan cover plate (oversize ~ 0,3 mm)• dicetak dengan pengisi metal EP• dipress dalam alur cylindrical• dipress dalam suatu alur counter konus
Pemanasan manifoldPemanasan manifold
Quelle: Husky
Cahyo Budiyantoro, S.T., M. Sc
Pemanas Cartridge:
• Power per luasan lebih besar (up to 30 W/cm²), ruangyang dibutuhkan berkurang• sensitive terhadap heat jam, diperlukan kontaksempurna agar life-time lebih panjang• Setelah interupsi panjang, perlu „softstart“!• Sulit dilepas, terutama bila terjadi contact corrosion