Cetakan Injeksi ABS:Ketahui Proses &Pertimbangannya
Injection moulding adalah proses manufaktur yang umum dengan varian yang berbeda tergantung pada bahan baku yang digunakan. Salah satu varian proses tersebut adalah proses injection moulding ABS. Sesuai dengan namanya, bahan baku varian injection moulding ini adalah plastik ABS.
Apa itu Plastik ABS?
ABS adalah singkatan dari Acrylonitrile Butadiene Styrene. Bahan plastik ini terdiri dari tiga monomer yang membentuk namanya. Masing-masing monomer ini menyumbangkan sifat-sifatnya pada plastik polimer untuk memberikan berbagai sifat.
Sifat-sifat yang dimiliki plastik meliputi ketahanan kimia, kekerasan, dan ketahanan panas yang disumbangkan oleh akrilonitril. Sifat lainnya termasuk ketahanan benturan dan ketangguhan (diberikan oleh butadiena) dan kekuatan dan kilap yang disumbangkan oleh stirena. Terlepas dari berbagai fiturnya, ini adalah salah satu plastik termurah untuk dibeli. Selain itu, ini adalah salah satu plastik termudah untuk digunakan dalam cetakan injeksi karena kemudahan prosesnya.
Terlepas dari kekuatan dan ketangguhannya yang diakui, plastik kuat ini tidak begitu tahan terhadap sinar UV. Oleh karena itu penggunaan di luar ruangan terbatas. Namun, produsen suku cadang telah menemukan cara untuk memanipulasi sifat plastik ini agar tahan terhadap sinar UV dengan menggunakan berbagai aditif dan pengisi seperti serat akrilik, kaca, dan baja tahan karat. Aditif ini mengubah sifat plastik dan semakin meningkatkan kegunaannya untuk berbagai aplikasi.
Sifat dan potensi manipulasi ini menjadikan ABS polimer yang paling banyak digunakan dalam proses pencetakan injeksi. Ingin tahu bagaimana plastik ini digunakan untuk pembuatan berbagai produk jadi? Kemudian, bagian selanjutnya wajib dibaca.
Proses Cetakan Injeksi ABS
Bagian ini menyoroti berbagai langkah yang harus diikuti oleh produsen selama proses pencetakan plastik ABS. Mereka termasuk:
Perlakuan awal bahan
Sebelum menggunakan sepotong plastik ABS untuk pembuatan, perlu pengeringan yang tepat. Suhu pengeringan yang digunakan berada pada kisaran 80 – 85 °C yang dilakukan selama 2 – 4 jam. Metode pengeringan lain melibatkan penggunaan hopper pengering dengan suhu 80 °C. Namun, proses terakhir hanya berlangsung selama 1 – 2 jam.
Kalibrasi Mesin Cetak Injeksi
Setelah merawat material, langkah selanjutnya adalah menyiapkan mesin cetak ABS untuk bekerja. Ini akan melibatkan pengaturan parameter seperti rasio kompresi, kekuatan penjepit, dan tekanan cetakan injeksi. Nilai khas untuk parameter ini mencakup rasio kompresi lebih besar dari 2, gaya penjepitan mulai dari 4700 hingga 62000 ton per meter persegi (t/m²), dan tekanan cetakan injeksi lebih besar dari 1500 bar.
Desain Cetakan dan Gerbang
Cetakan sangat penting dalam menentukan bagaimana produk ABS jadi akan berubah. Oleh karena itu, desain cetakan dan gerbangnya cukup penting dalam prosesnya. Ketebalan cetakan ABS berkisar antara 0,025 – 0,05 mm, sedangkan panjang gerbang diatur kurang dari 1 mm. Juga, diameter saluran yang dilalui aliran ABS cair diatur pada 3mm, sedangkan lebar lubang ventilasi berkisar antara 4 – 6mm. Terakhir, suhu cetakan yang digunakan selalu berkisar antara 60 – 65 °C.
Suhu Cetakan Injeksi
Temperatur cetakan injeksi yang digunakan untuk proses pencetakan injeksi ABS tertentu tergantung pada kualitas/kelas ABS yang digunakan. Di bawah ini adalah contoh beberapa grade plastik ABS yang biasa digunakan dalam cetakan plastik ABS dan suhu cetakan injeksi optimal yang digunakan:
- Tingkat Tahan Api:200 – 240 °C, suhu optimal antara 220 °C – 230 °C.
- Kelas Elektroplating:250 – 275 °C, dengan suhu optimal pada 270 °C.
- Kelas Diperkuat Serat Kaca:230 °C – 270 °C.
- Kelas Dampak Tinggi:220 °C – 260 °C, suhu optimal pada 250 °C.
- Kelas Tahan Panas:240 °C – 280 °C, suhu optimal pada 265 °C – 270 °C.
Kecepatan Cetakan Injeksi
Kecepatan pencetakan injeksi tergantung pada kelas plastik ABS dan persyaratan produk jadi. Misalnya, plastik ABS tahan api hanya dapat menggunakan kecepatan pencetakan injeksi yang lambat. Selain itu, produk yang memerlukan penyelesaian permukaan yang presisi dapat memerlukan kecepatan pencetakan injeksi multi-tahap dan tinggi.
Waktu Tinggal
Waktu tinggal (residence time) adalah waktu yang dibutuhkan pelet plastik untuk berpindah dari barel cetakan injeksi ke cetakan injeksi. Untuk plastik ABS, waktu tinggal biasanya antara 5 – 6 menit pada suhu lebih rendah dari 265 °C. Namun, untuk plastik ABS kelas tahan api, waktu tinggalnya lebih pendek, dan suhunya jauh lebih rendah.
Tekanan balik
Disarankan untuk menjaga tekanan balik dari proses pencetakan injeksi ABS serendah mungkin untuk mencegah keausan. Tekanan yang dapat diterima biasanya sekitar 5 bar.
Operasi Lainnya
Kegiatan lain yang dilakukan selama proses pencetakan ABS termasuk pencetakan hias menggunakan penandaan laser atau hot stamping, pengelasan ultrasonik, dll.
Pembersihan
Beberapa nilai ABS cenderung menempel pada sekrup cetakan setelah melepas bagian tersebut. Jadi cara terbaik untuk membersihkannya adalah dengan menunggu sedikit hingga residunya hilang, lalu bersihkan kompartemen mesin cetak injeksi secara menyeluruh menggunakan polystyrene.
Keuntungan dari Cetakan Injeksi ABS
Ada banyak alasan mengapa cetakan injeksi ABS adalah salah satu bentuk cetakan plastik yang paling populer. Beberapa keuntungannya antara lain:
Reproduksi yang Akurat
Karena kemampuan proses ABS, itu adalah bahan yang paling cocok untuk digunakan dalam membuat bagian yang kompleks. Kemampuan prosesnya memudahkan untuk mereproduksi bagian yang kompleks dan fungsional menggunakan plastik. Selain suku cadang yang diproduksi secara akurat, suku cadang tersebut tetap mempertahankan integritas fungsional bahkan saat digunakan dalam kondisi ekstrem, berkat kekerasan plastiknya.
Kekuatan Tarik Tinggi
Bagian cetakan ABS cocok untuk digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan penopang beban berat karena kekuatan tariknya yang tinggi. Kemampuannya untuk menahan benturan mekanis yang berat menjadikan plastik ini pilihan anggaran yang baik untuk aplikasi tegangan tinggi.
Dapat didaur ulang
Kemampuan daur ulang ABS menjadikannya bahan yang sempurna untuk digunakan dalam aplikasi yang dapat digunakan kembali. Pabrik daur ulang dapat dengan mudah merobek bagian plastik dan mencampurnya dengan ABS baru untuk digunakan dalam produksi suku cadang baru.
Kerugian Cetakan Injeksi ABS
Meskipun banyak kelebihannya, ABS juga memiliki kekurangan. Beberapa kelemahan tersebut antara lain:
Ketahanan Kelelahan Buruk
Sementara bagian ABS biasanya memiliki kekuatan tarik tinggi, mereka tidak dapat menahan beban berat untuk waktu yang lama karena ketahanan lelahnya yang buruk. Bagian plastik ABS mungkin mudah rusak jika terus-menerus terkena lingkungan bertekanan tinggi.
Ketahanan UV Di Bawah Standar
Salah satu kelemahan utama plastik ABS adalah kinerja sinar matahari yang buruk. Bahan cenderung terdegradasi pada paparan sinar matahari yang konstan. Namun, produsen suku cadang meningkatkan kinerjanya di bawah sinar matahari dengan menambahkan aditif ke plastik ABS selama pencetakan.
Faktor yang Perlu Dipertimbangkan Selama Cetakan Injeksi ABS
Saat mencoba memulai batch cetakan injeksi ABS, beberapa faktor harus ada. Faktor-faktor ini sangat penting untuk memiliki bagian yang berhasil dicetak. Mereka termasuk:
Kelembaban Bahan sebelum Dicetak
Plastik ABS memiliki beberapa sifat higroskopis (dapat menyerap uap air dari udara) dan juga menyerap air di sekitarnya. Namun, keberadaan air dalam plastik ABS yang dicetak dapat menyebabkan cacat struktural pada plastik. Oleh karena itu, memastikan plastik ABS yang digunakan dikeringkan dengan benar sangat penting. Ada dua jenis parameter untuk mengeringkan plastik:kering pada suhu 80 – 95°C selama 3 – 4 jam atau menggunakan hopper kering pada suhu 80°C selama 1 – 2 jam.
Kontrol Suhu
Mengontrol suhu sangat penting selama pencetakan injeksi ABS karena plastik yang terlalu panas dapat menyebabkan degradasi termal. Degradasi termal ini disebabkan oleh ikatan kimia dalam pemutusan plastik, yang dapat menyebabkan butiran coklat pada bagian akhir.
Bekerja dengan mesin cetak injeksi dengan kontrol suhu yang baik sangat penting karena proses ini masih membutuhkan banyak panas. Misalnya, ketika suku cadang ABS dalam produksi mengandung tingkat kilap yang tinggi, suhu yang digunakan dalam produksi lebih tinggi dari biasanya. Namun, penting untuk dicatat bahwa semakin tinggi suhu yang digunakan untuk proses injeksi, semakin pendek waktu pemaparan yang seharusnya.
Desain Bagian dan Cetakan
Merancang bagian-bagian sebelum proses pencetakan injeksi memungkinkan untuk menentukan apakah bagian itu benar-benar mungkin diproduksi. Berikut adalah beberapa prinsip umum yang bekerja dengan desain suku cadang ABS:
- Ketebalan dinding bagian harus seragam. Jika ada variasi, itu tidak boleh lebih dari 25% satu sama lain. Ini penting karena dinding yang seragam membantu mencegah tekanan pada dinding yang kekurangan.
- Selain itu, ketebalan dinding harus menentukan ukuran radius. Rasio jari-jari dengan ketebalan dinding tidak boleh kurang dari 0,3. Aturan emas di sini adalah semakin besar jari-jarinya, semakin kecil tekanannya. Namun, radius harus tetap dalam batas yang wajar karena radius yang besar menyebabkan bekas tenggelam pada bagian tersebut.
- Untuk cetakan, ketebalannya harus berkisar antara 0,025 hingga 0,05 mm. Selain itu, panjang gerbang harus sekitar 1 mm, diameter saluran aliran harus sekitar 3 mm, dan lebar lubang ventilasi harus berkisar antara 4 hingga 6 mm.
Terakhir, proses pendinginan cetakan injeksi membutuhkan desain yang optimal untuk mencegah masalah penyusutan.
Aplikasi Cetakan Injeksi ABS
Plastik ABS memiliki kegunaan di berbagai industri karena berbagai alasan. Karena kemudahan pencetakan, biaya produksi yang rendah, dan ketahanan terhadap perubahan fisik dan kimia, polimer ini telah menjadi favorit produsen. Berikut adalah beberapa contoh industri yang menggunakan komponen plastik ABS:
- Industri Konstruksi: Karena ketahanannya terhadap dampak fisik dan kimia yang berat, produsen menggunakan plastik ABS untuk membuat pipa dan alat kelengkapan yang digunakan di gedung.
- Industri Otomotif: Plastik ABS adalah bahan baku umum untuk suku cadang mobil ringan. Contoh suku cadang mobil yang terbuat dari plastik ABS termasuk suku cadang sabuk pengaman, penyendiri pintu, trim pilar, komponen dasbor, dll.
- Industri Konsumen: Plastik ABS ditemukan di banyak peralatan rumah tangga seperti pengolah makanan, penyedot debu, pelapis lemari es, dll.
Aplikasi lainnya termasuk industri kesehatan, olahraga, dan kelistrikan.
Biaya Proses Cetakan Injeksi ABS
Jika Anda mencoba memproduksi beberapa bagian menggunakan cetakan injeksi, sebaiknya Anda mencari tahu tentang biaya keseluruhan proses sebelum melanjutkan. Untuk memperkirakan biaya yang terlibat, Anda perlu memperhitungkan biaya yang berbeda. Contoh berbagai biaya yang terlibat meliputi:
Biaya Peralatan
Anda kemungkinan besar akan mengalihdayakan produksi Anda ke perusahaan dengan peralatan yang diperlukan. Perusahaan-perusahaan ini akan membebankan biaya terpisah untuk peralatan yang digunakan. Namun, jika Anda berencana untuk mendapatkan peralatan, Anda harus memberikan jumlah dalam kisaran $50.000 – $200,000. Selain membeli peralatan, Anda juga harus merawat peralatan, yang bisa menghabiskan banyak uang. Opsi hemat biaya adalah dengan mengalihdayakan produksi.
Biaya Cetakan
Ini juga dikenal sebagai biaya perkakas. Ini menaikkan biaya proses pencetakan injeksi ABS. Ada tiga metode berbeda yang digunakan dalam pembuatan cetakan injeksi. Mereka termasuk permesinan CNC, pencetakan 3D, dan pemesinan pelepasan listrik (EDM). Metode ini dapat berkisar hingga $ 100 untuk cetakan cetak 3D sederhana bervolume rendah. Harganya juga bisa mencapai $100.000 untuk produksi besar atau cetakan dengan desain yang rumit.
Biaya Bahan
Ini adalah biaya untuk membeli material (dalam hal ini, ABS). Anda dapat menemukan bahan tersebut dengan harga mulai dari $1 hingga $5 per kg.
Biaya Layanan
Biaya di sini bertanggung jawab untuk remunerasi personel yang melaksanakan tugas dan untuk pengaturan dan pemeliharaan mesin. Contoh parameter yang diperhitungkan di sini meliputi:
- Biaya Pemantauan:Biaya ini dibebankan kepada operator yang menjalankan mesin.
- Biaya Penyetelan:Ini adalah waktu yang dibutuhkan untuk menyiapkan cetakan dan memproduksi bagian yang sudah jadi.
- Biaya Perbaikan:Biaya perbaikan akan mencakup pemeliharaan suku cadang yang cacat dan alat yang digunakan untuk merawat peralatan.
- Meskipun tidak ada harga tetap untuk cetakan ABS, aturan umumnya adalah semakin banyak jumlah suku cadang, semakin kecil harga per suku cadang.
Kesimpulan
Cetakan injeksi ABS adalah proses yang tampaknya cukup mudah dicapai. Namun, teknisnya yang hanya dipahami oleh para ahli. Inilah sebabnya mengapa penting untuk mengalihdayakan cetakan ABS Anda ke perusahaan yang benar-benar memahami prinsip-prinsip praktis dari proses manufaktur.
Di WayKen, dengan teknologi dan sumber daya manufaktur yang canggih, kami dapat menyediakan layanan prototyping cepat profesional kepada pelanggan kami., termasuk permesinan CNC, pencetakan injeksi cepat, pengecoran vakum, dll. Jadi, dapatkan penawaran hari ini, dan Anda pasti akan mendapatkan yang tinggi - suku cadang cetakan injeksi berkualitas dengan harga yang kompetitif.
FAQ
Pada suhu berapa plastik ABS meleleh?
ABS bersifat amorf, sehingga tidak memiliki suhu leleh yang sebenarnya. Namun, suhu transisinya sekitar 105°C (221°F).
Seberapa beracun Plastik ABS?
ABS tidak berbahaya dan tidak beracun. Ini adalah salah satu dari banyak alasan mengapa ini adalah bahan plastik yang populer di bidang manufaktur. Namun, tidak dianjurkan untuk digunakan dalam implan medis.
Bagaimana caranya Saya memecahkan masalah tahan api cetakan injeksi ABS ?
Untuk mencegah keluarnya gas yang berasal dari plastik ABS tahan api yang menyerap kelembaban, Anda perlu memastikan bahannya benar-benar kering. Selain itu, Anda perlu memastikan kontrol suhu dan waktu tinggal yang baik selama proses pencetakan injeksi untuk mencegah degradasi termal plastik ABS.