12 Teknik Pembuatan Plastik Kunci & Aplikasinya
Pembuatan plastik esensial bagi sebagian besar industri. Dari kemasan makanan polistyren hingga komponen industri terbuat dari PEEK grade rekayasa, pembuatan plastik memberikan kontribusi besar terhadap kehidupan seperti yang kita kenal. Tanpa kemampuan untuk membuat bagian plastik, kita akan perlu mengembangkan sistem produksi yang radikal baru.
Namun pembuatan plastik terdiri dari banyak metode yang berbeda. Injeksi cetak, ekstrusi plastik, dan pencetakan 3D FDM adalah semua metode pembuatan plastik, dan masih banyak lagi. Metode pembuatan plastik yang berbeda ini cocok untuk bagian plastik yang berbeda, dan memilih di antaranya tidak selalu sederhana. Anggaran, desain bagian, dan material hanyalah beberapa faktor yang masuk dalam pemilihan metode pembuatan plastik.
Artikel ini melihat 12 metode pembuatan plastik yang berbeda, menjelaskan proses dasar mereka dan mengapa mereka berguna. Untuk setiap metode pembuatan plastik, kami akan memberikan beberapa contoh bagaimana dapat digunakan untuk membuat bagian akhir.
1. Injeksi cetak
Injeksi cetak adalah proses pembuatan plastik yang paling umum. Ini dapat memproses polimer termoplastik dan termoset.
Metode pembuatan plastik cepat ini bekerja dengan memanaskan pelet plastik hingga meleleh, lalu memaksa plastik cair ke dalam cetakan logam menggunakan ulir bolak-balik. Material cair mendingin, mengeras, dan mengambil bentuk rongga cetakan. Bagian padat kemudian dikeluarkan dari cetakan.
Injeksi cetak cocok untuk berbagai macam material dan bagian. Bagian harus memiliki dinding tipis dan konsisten tetapi selain itu dapat berbagai bentuk dan ukuran.
Contoh bagian injeksi cetak: cetakan makanan sekaligus, dasbor mobil, bata LEGO
2. Blow molding
Blow molding adalah proses cetak plastik yang kurang banyak digunakan dibandingkan injeksi cetak. Ini memiliki tiga varian yang berbeda: extrusion blow molding, injection blow molding, dan injection stretch blow molding.
Proses pembuatan plastik ini bekerja menggunakan cetakan dan tabung plastik cair yang disebut parison (bukan pelet yang meleleh sepenuhnya). Udara tekan masuk ke parison, menyebabkan plastik melebar dan menyentuh dinding internal cetakan, akhirnya mengambil bentuk rongga cetakan.
Blow molding cocok untuk bagian plastik rongga seperti botol air plastik, dengan HDPE sebagai material yang paling umum.
Contoh bagian blow molding: botol, drum, tangki bahan bakar
3. Rotational molding
Rotational molding adalah proses cetak plastik lainnya — satu yang menggunakan suhu tinggi dan tekanan rendah untuk membentuk bagian plastik. Ini bekerja dengan memutar cetakan untuk memindahkan material plastik di dalamnya.
Selama proses rotational molding, serbuk plastik ditempatkan dalam cetakan, yang dipanaskan dan diputar sekitar dua (atau lebih) sumbu. Rotasi ini memastikan plastik cair melindungi seluruh bagian dalam cetakan dan mengambil bentuk rongga.
Keuntungan rotational molding meliputi tooling yang lebih sederhana, ketebalan dinding yang konsisten, dan sudut luar yang kuat. Namun proses ini bisa lambat, karena seluruh cetakan perlu pendingin sebelum pengeluaran bagian.
Contoh bagian rotational molding: wadah, tangki penyimpanan, mainan
4. Vacuum casting
Vacuum casting adalah proses pembuatan plastik yang biasanya digunakan untuk batch kecil prototipe berwarna. Ini menggunakan cetakan silikon untuk membuat bagian plastik urethane.
Selama proses pembuatan plastik ini, operator menuang resin cetakan urethane ke dalam cetakan silikon; vakum kemudian menghapus kantong udara dan gelembung, menghasilkan bagian akhir yang sangat halus. Bagian urethane kemudian dirawat dalam oven.
Vacuum casting adalah proses pembuatan plastik yang populer untuk bagian separuh transparan seperti kotak display prototipe.
Contoh bagian vacuum casting: kotak dan tutup elektronik, berbagai prototipe display
5. Mesin plastik
Mesin plastik adalah proses pembuatan plastik yang sangat populer. Ini mencakup CNC milling, CNC turning, dan proses terkait lainnya.
Meskipun berbagai mesin bekerja dengan cara yang berbeda, mesin plastik umumnya melibatkan pemotongan bagian dari workpiece plastik menggunakan alat potong manual atau dikontrol komputer. Mesin sangat akurat, bekerja dengan berbagai plastik, dan lebih baik dari cetak injeksi untuk membuat bagian dengan dinding tebal.
Mesin plastik juga berguna untuk menambahkan detail pada bagian yang dibuat menggunakan teknik lain seperti ekstrusi.
Contoh bagian mesin: berbagai bagian industri, jig dan fixture, lampu otomotif
6. Fused deposition modeling
Fused deposition modeling (FDM) adalah proses pencetakan 3D paling umum untuk pembuatan plastik. Ini bekerja dengan termoplastik umum seperti ABS dan PLA, serta material canggih seperti PEEK.
FDM bekerja dengan memanaskan filamen termoplastik yang dieluarkan, lalu menyetorinya dalam bentuk yang tepat dari nozzle yang bergerak (diterapkan pada printhead) sesuai instruksi komputer. Irisan 2D dari bagian dicetak lapis demi lapis hingga objek 3D lengkap terbentuk.
Dalam jumlah kecil, FDM sangat cepat dan hemat biaya dan dapat menghasilkan berbagai bentuk, termasuk yang memiliki geometri internal kompleks. Namun, ini tidak menghasilkan bagian yang sangat kuat.
Contoh bagian FDM: berbagai prototipe, bagian cadangan dan perbaikan, bagian industri komposit
7. Stereolithography
Stereolithography (SLA) adalah bentuk berbeda dari pencetakan 3D plastik yang bekerja dengan resin fotopolimerik alih-alih polimer termoplastik.
Ini bekerja dengan mengeras secara selektif resin fotopolimerik menggunakan sumber cahaya seperti laser. (Digital light processing, teknologi terkait, menggunakan proyektor alih-alih.) Bagian dicetak lapis demi lapis saat print bed bergerak melalui tangki resin.
SLA menghasilkan bagian rapuh tetapi sangat halus, yang juga dapat transparan. Ini sering digunakan untuk prototipe tetapi juga memiliki aplikasi di gigi dan perhiasan.
Contoh bagian SLA: prototipe display, aligner gigi, pola perhiasan untuk cetak injeksi
8. Selective laser sintering
Selective laser sintering (SLS) adalah proses pembuatan plastik dan bentuk lain dari pencetakan 3D. Ini terutama digunakan untuk membuat bagian nylon.
SLS adalah proses powder bed fusion. Ini bekerja dengan menggunakan laser untuk sinter secara selektif bentuk 2D dalam serbuk plastik, lapis demi lapis, membangun bagian plastik lengkap. Ini secara luas mirip dengan proses manufaktur aditif logam selective laser melting (SLM). Keuntungan dibandingkan metode pencetakan 3D plastik lainnya adalah bahwa ini tidak memerlukan struktur pendukung.
Lebih dari FDM atau SLA, SLS dianggap sebagai proses manufaktur aditif industri dan populer di industri otomotif.
Contoh bagian SLS: tooling, hardware otomotif, konektor listrik
9. Ekstrusi plastik
Jangan diragukan dengan extrusion 3D printing, ekstrusi plastik adalah proses memaksa plastik melalui matriks untuk membuat bagian plastik panjang dengan profil yang konsisten.
Proses pembuatan plastik volume tinggi ini bekerja dengan memanaskan plastik dalam tabung, lalu memaksanya — menggunakan ulir bolak-balik — ke dalam matriks, memberikan bentuk akhirnya dengan profil berkelanjutan. Ekstrusi plastik yang dihasilkan mengeras saat mendingin.
Material ekstrusi plastik umum meliputi polyethylene, polypropylene, acetal, dan nylon. Proses ini juga memiliki varian seperti blown film extrusion dan tubing extrusion.
Contoh bagian ekstrusi: pipa, tabing, bingkai jendela
10. Pultrusi plastik
Pultrusi plastik adalah varian ekstrusi plastik di mana material ditarik melalui matriks alih-alih dipush.
Teknik pembuatan plastik pultrusi cocok untuk plastik terbalut serat. Selama proses, gulungan serat terkuat ditarik melalui tangki resin plastik, yang mengimpregnasi serat, dan kemudian melalui matriks yang dipanaskan, memberikan resin terbalut serat profil kustomnya.
Beberapa resin plastik cocok untuk pultrusi, termasuk polyester, polyurethane, dan epoxy. Seras kaca adalah material penguat yang paling umum.
Contoh bagian pultrusi: batang pengakak, tongkat ski, berbagai bagian struktural penguat
11. Pengelasan plastik
Pengelasan biasanya dikaitkan dengan logam, tetapi pengelasan plastik adalah proses pembuatan plastik yang berguna untuk menghubungkan komponen termoplastik yang tidak cocok untuk perekat atau metode pengembangan lainnya.
Proses pengelasan plastik memiliki sejumlah besar varian, termasuk pengelasan gas panas, speed tip welding, dan contact welding. Mayoritas varian melibatkan persiapan permukaan plastik, penerapan panas dan tekanan, kemudian pendinginan.
Berbagai metode pengelasan plastik dapat diklasifikasikan sebagai thermal, mechanical, atau electromagnetical.
Contoh bagian yang dipengelasi: casing, bagian ponsel, alat medis
12. Thermoforming
Thermoforming adalah tipe pembuatan plastik yang mirip dengan cetak injeksi tetapi menggunakan lembar plastik yang dipanaskan dengan lembut alih-alih plastik yang meleleh sepenuhnya.
Metode pembuatan plastik ini memerlukan oven dan cetakan. Selama proses, lembar plastik dipanaskan hingga lentur; kemudian ditarik di atas cetakan — biasanya menggunakan vakum — sebelum dipotong dan didinginkan.
Thermoforming cukup serbaguna, karena dapat dilakukan baik pada skala kecil maupun untuk produksi massal.
Contoh bagian thermoformed: blister pack, cangkir plastik, tutup
