Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Manufacturing Equipment >> Mesin CNC

Menguasai ABS Injection Moulding:Keunggulan Material, Proses, dan Desain

ABS adalah salah satu termoplastik yang paling umum digunakan di bidang manufaktur, menawarkan keseimbangan yang baik antara ketangguhan, ketahanan benturan, dan harga yang terjangkau. Meskipun ABS dapat diproses dengan beberapa cara, termasuk pencetakan 3D gaya ekstrusi, cetakan injeksi plastik ABS merupakan proses manufaktur yang dapat dilakukan karena titik lelehnya yang relatif rendah dan karakteristik aliran plastik yang baik.

Suku cadang ABS cetakan injeksi dapat ditemukan di mana-mana. Dasbor otomotif, rumah peralatan rumah tangga, dan bahkan batu bata LEGO hanyalah beberapa barang sehari-hari yang dibuat menggunakan cetakan injeksi ABS, yang memanfaatkan sifat mekanik yang diinginkan dari bahan berbiaya rendah tersebut. Penerapan lebih lanjut dapat ditemukan di beragam industri, mulai dari layanan kesehatan hingga konstruksi.

Artikel ini membahas dasar-dasar cetakan injeksi ABS, melihat parameter proses, opsi bahan dan pengisi, teknik penyelesaian permukaan, dan banyak lagi, berdasarkan pengalaman kami selama bertahun-tahun dalam menyediakan layanan cetakan injeksi kepada pelanggan yang puas.

Apa itu ABS?

Acrylonitrile butadiene styrene (ABS), pertama kali dipasarkan pada tahun 1954 oleh Borg-Warner Corporation, adalah polimer termoplastik umum yang dikenal karena ketahanan benturan, ketangguhan, dan kekakuannya. Ini dibuat dengan mempolimerisasi stirena dan akrilonitril dengan adanya polibutadiena.

Ketiga komponen ABS menyumbangkan sifat material yang berbeda:

Secara keseluruhan bahannya relatif kuat, tahan lama, dan ringan. Dan karena merupakan termoplastik, maka dapat dicairkan menjadi bentuk dan kemudian dilebur kembali berulang kali tanpa degradasi yang berarti. Hal ini membuatnya cocok untuk pencetakan injeksi dan proses lainnya seperti pencetakan tiup, pencetakan 3D, dan ekstrusi material.

Untuk injection molding, ABS disediakan dalam bentuk pelet plastik. Ini adalah butiran kecil dan seragam yang dibuat dengan mengekstrusi bahan menjadi untaian panjang dan kemudian memotongnya menjadi potongan-potongan kecil. Pelet ABS harganya hanya beberapa dolar per kilogram—jauh lebih murah dibandingkan bentuk bahan lain seperti filamen untuk pencetakan 3D—dan dapat dengan mudah dimasukkan ke dalam hopper mesin cetak injeksi untuk dicairkan.

Proses Cetakan Injeksi ABS

Cetakan injeksi ABS adalah proses pembuatan yang cepat dan ekonomis untuk pembuatan komponen plastik dalam jumlah banyak. Karena mesin cetak injeksi merupakan peralatan yang besar dan mahal, prosesnya biasanya dilakukan oleh produsen khusus.

Prosesnya dimulai dengan perolehan pelet ABS, yang dimasukkan ke dalam hopper mesin cetak injeksi. Sekrup timbal balik memaksa pelet resin termoplastik ke dalam tong yang dipanaskan, lalu dicairkan pada suhu sekitar 180–240 °C. ABS cair kemudian disuntikkan dengan tekanan ke dalam rongga cetakan, sehingga membentuk material tersebut.

ABS cair mendingin dan mengeras di dalam cetakan. Karena plastik memiliki sifat aliran yang baik, biasanya plastik dapat menghasilkan detail halus tanpa masalah. Hal ini membuat cetakan injeksi ABS sangat cocok untuk memproduksi komponen kompleks yang memerlukan geometri presisi dan tekstur permukaan detail. Setelah pemadatan, cetakan dibuka dan bagian tersebut dikeluarkan menggunakan pin ejektor. Tergantung pada ukuran cetakan dan faktor lainnya, waktu siklus pencetakan injeksi keseluruhan dapat berkisar dari sekitar 10 detik hingga dua menit.

Kelebihan dan Kontra Cetakan Injeksi ABS

ABS adalah termoplastik populer untuk cetakan injeksi, cukup mudah digunakan dan menawarkan sifat mekanik yang baik. Satu-satunya kelemahan cetakan injeksi ABS berhubungan dengan bahan itu sendiri, bukan kombinasi bahan dan proses.

Kelebihan

Kekurangan

Parameter Cetakan Injeksi ABS

Dibandingkan dengan termoplastik lainnya, parameter cetakan injeksi ABS berada di kisaran menengah, dengan suhu dan tekanan sedang, membuat material lebih mudah diproses dibandingkan material seperti polikarbonat (PC) atau nilon yang diperkuat. Namun, parameternya dapat bervariasi tergantung pada grade ABS, geometri komponen, dan faktor lainnya.

Mengenai suhu cetakan injeksi ABS, perhatikan bahwa suhu leleh ABS sebenarnya akan sedikit lebih tinggi daripada suhu barel. Suhu lelehan dapat diukur dengan pirometer.

Bahan ABS untuk Cetakan Injeksi

ABS tersedia dalam berbagai tingkatan dan variasi untuk cetakan injeksi, dengan struktur molekul dan aditif berbeda yang sesuai dengan aplikasi berbeda. Dalam beberapa kasus, ABS daur ulang dapat digunakan.

Beberapa produsen bahan kimia utama pelet cetakan injeksi ABS termasuk LG Chem, SABIC, dan RTP Company.

Beberapa pelet ABS dicampur dengan bahan penguat. Ini dapat mencakup serat kaca , yang menambah kekakuan dan stabilitas dimensi, serta mineral  seperti kalsium karbonat, yang menambah kekakuan dan tahan panas. Nilai ABS tahan api dapat dibuat dengan penambahan senyawa terhalogenasi , bahan kimia berbasis fosfor, atau senyawa anorganik seperti aluminium hidroksida.

Campuran ABS yang umum mencakup PC/ABS , yang memiliki tingkat ketahanan panas lebih tinggi dibandingkan ABS murni, dan PVC/ABS , yang menawarkan peningkatan ketahanan terhadap bahan kimia. ABS/Nilon  Campuran ini dapat memberikan ketahanan aus yang lebih besar dibandingkan ABS murni.

Pelet ABS juga dapat dicampur dengan pigmen yang tahan panas  selama pencetakan untuk menghasilkan kumpulan komponen yang berwarna merata. Konsentrat masterbatch memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan pigmen kering, meskipun keduanya dapat digunakan.

Bahan Cetakan untuk ABS

Cetakan injeksi untuk produksi ABS volume tinggi biasanya terbuat dari baja perkakas yang diperkeras seperti P20, H13, atau S7. Jangka waktu yang lebih pendek cocok untuk cetakan aluminium berbiaya rendah, meskipun cetakan tersebut lebih cepat aus dibandingkan cetakan baja. Karena sifat aliran ABS yang baik, cetakan bisa relatif kompleks dan memiliki fitur halus, sehingga memungkinkan produksi komponen kompleks dengan akurasi dimensi yang konsisten.

Penyelesaian Permukaan untuk Cetakan ABS

Setelah dikeluarkan, cetakan ABS dapat diperbaiki dengan langkah-langkah pasca-pemrosesan, dimulai dengan pemangkasan dan pencairan untuk menghilangkan material berlebih sebelum melanjutkan ke perawatan penyelesaian untuk meningkatkan kualitas permukaan akhir suku cadang.

Metode penyelesaian permukaan yang berbeda dapat digunakan untuk mencapai kekasaran permukaan komponen ABS yang diinginkan, dengan buff berlian ideal untuk kilap dan peledakan kering lebih disukai untuk tekstur kasar. Untuk kumpulan suku cadang berukuran besar atau sedang, menambahkan tekstur ke cetakan logam biasanya lebih hemat biaya dibandingkan pasca-pemrosesan cetakan plastik individual, karena hal ini hanya perlu dilakukan satu kali.

Proses Fungsi Kompatibilitas ABS Pengamplasan dan pemolesan Menghaluskan permukaan dan menghilangkan bekas Mudah dilakukan Penghalusan uap Menghasilkan hasil akhir yang mengkilap dan tersegel Aseton atau MEK Pengecatan dan pelapis Menambah warna dan dapat menambah sifat pelindung Merekat dengan baik ke permukaan Pelapisan listrik Dekoratif atau fungsional Memerlukan pra-pelapisan Pencetakan bantalan Tambahkan logo atau teks Daya rekat tinta yang baik

Panduan Desain Cetakan Injeksi ABS

Insinyur yang mengembangkan desain komponen cetakan injeksi ABS harus mempertimbangkan keterbatasan proses pencetakan injeksi dan, pada tingkat lebih rendah, kemampuan spesifik plastik ABS dalam konteks proses pencetakan. Prinsip Design for Manufacturing (DFM) untuk cetakan ABS mencakup batasan ketebalan dinding dan sudut draft.

Aturan Desain

Ketebalan Dinding

1,1–3,5 mm

Semua bagian cetakan injeksi memiliki kisaran ketebalan dinding yang direkomendasikan. Terlalu tipis maka cetakan akan sulit diisi dan bagiannya terlalu rapuh; terlalu tebal dan material mungkin mendingin dengan kecepatan yang tidak merata di seluruh rongga cetakan. ABS memerlukan dinding yang sedikit lebih tebal dibandingkan plastik lain seperti poliester, asetal, dan akrilik, namun kurang tebal dibandingkan poliuretan.

Sudut Draf

0,5–1°

Sudut rancangan dimasukkan ke dalam desain cetakan injeksi sehingga bagian-bagiannya dapat dikeluarkan dengan mudah dari cetakan. Karena aliran udara sangat penting untuk semua bagian plastik yang dicetak, sudut yang disarankan di sini tidak khusus untuk ABS. Pengecualian adalah bagian dengan permukaan bertekstur; karena hal ini menimbulkan gesekan yang lebih besar dengan bagian dalam cetakan, disarankan untuk menggunakan sudut tarikan 2–3°.

Radius

0,5–1 mm atau 1/2 ketebalan dinding

Sudut tajam tidak disarankan untuk bagian cetakan injeksi mana pun karena dapat menyebabkan tekanan dan masalah aliran, dan ABS sangat sensitif karena sifatnya yang rapuh. Sebaliknya, sudut internal dan eksternal yang membulat memfasilitasi pencetakan dan ejeksi yang efektif. Jari-jari minimum harus sekitar seperempat ketebalan dinding, namun meningkatkan nilai tersebut menjadi setengah ketebalan dinding akan memberikan kekuatan yang unggul.

Iga

Tinggi tulang rusuk hingga 3x tebal dinding; tebal rusuk 1/2 tebal dinding

Tulang rusuk adalah bagian tipis yang menonjol dan tegak lurus dengan dinding cetakan. Mereka digunakan untuk meningkatkan kekuatan tanpa harus membuat dinding lebih tebal, yang biasanya membutuhkan lebih banyak material dan dapat menyebabkan masalah tersendiri.

Bos

Ketebalan dasar 1/2 ketebalan dinding

Bos adalah fitur silinder yang ditinggikan di mana pengikat seperti sekrup dapat dipasang tanpa merusak bagiannya. Untuk komponen ABS, ketebalan dasar maksimum bos tidak boleh lebih dari setengah ketebalan dinding komponen.

Toleransi

0,1–0,3 mm

Untuk sebagian besar cetakan ABS, toleransinya tidak boleh lebih kecil dari sekitar 0,1 mm. Namun, untuk komponen yang sangat kecil atau presisi, toleransi sebesar 0,05 mm dapat ditentukan. Secara umum, merupakan praktik yang baik untuk hanya menerapkan toleransi ketat jika benar-benar diperlukan (misalnya, untuk komponen yang saling bertautan) untuk menghindari biaya pembuatan cetakan yang berlebihan.

Gerbang

Gerbang memungkinkan material masuk ke rongga cetakan. Seperti plastik lainnya, gerbang paling baik ditempatkan di bagian yang tebal. Gerbang tepi, gerbang pin, dan gerbang bawah laut adalah hal yang umum.

Ventilasi

0,02–0,05 mm

Ventilasi jamur membantu mencegah terperangkapnya gas—penyebab luka bakar dan rongga. Ukurannya harus cukup kecil, karena ABS memiliki sifat aliran yang baik dan dapat dengan mudah keluar dari lubang yang lebih besar.

Fitur Perangkat Lunak yang Bermanfaat

Banyak alat CAD memiliki fitur khusus cetakan injeksi untuk memudahkan mendesain komponen ABS Anda. Fitur-fitur ini mungkin termasuk:

Aplikasi Cetakan Injeksi ABS

Sebagai termoplastik yang sangat serbaguna, cetakan injeksi ABS digunakan di sejumlah industri untuk membuat berbagai macam produk, mulai dari mainan hingga suku cadang mobil dan bahan konstruksi. Aplikasi yang umum mencakup komponen otomotif, rumah elektronik konsumen, perangkat kesehatan, dan suku cadang industri. Di sini kita melihat beberapa contoh komponen cetakan ABS, diurutkan berdasarkan industri.

Cetakan Injeksi yang Andal dengan 3ERP

Insinyur dan perancang produk biasanya menggunakan perusahaan cetakan injeksi pihak ketiga untuk memproduksi suku cadang atau prototipe, mengingat ukuran dan biaya mesin cetakan injeksi. Perusahaan-perusahaan ini biasanya juga spesialis dalam pembuatan cetakan; desainer produk mungkin tidak memerlukan pengetahuan ahli dalam pembuatan cetakan untuk mewujudkan desain 3D mereka.

Perusahaan cetakan injeksi biasanya mengoperasikan armada mesin dengan kekuatan penjepitan yang beragam, bergantung pada ukuran cetakan yang dibutuhkan.

Perusahaan seperti 3ERP mampu merealisasikan berbagai proyek cetakan injeksi ABS, mulai dari prototipe hingga produksi massal. Keahlian profesional kami memungkinkan kami menangani DFM, pembuatan cetakan, produksi, dan penyelesaian permukaan, memastikan bahwa produk akhir memenuhi standar kualitas dan presisi tertinggi..

Minta penawaran harga untuk proyek Anda berikutnya untuk melihat bagaimana kami dapat membantu.

Pertanyaan Umum (FAQ)

Berapa lama cetakan injeksi bertahan untuk ABS?

Saat mencetak bahan yang mudah diproses seperti ABS, cetakan bisa bertahan lama. Cetakan baja yang dibuat dengan baik dapat bertahan ratusan ribu atau bahkan satu juta siklus, sedangkan cetakan aluminium yang murah biasanya dapat bertahan hingga puluhan ribu siklus—ideal untuk pencetakan volume rendah.

Berapa harga rata-rata untuk cetakan injeksi ABS?

Seperti semua bahan cetakan injeksi, biaya cetakan injeksi ABS terbesar adalah pembuatan cetakannya. Cetakan aluminium sederhana berharga beberapa ribu dolar, sedangkan cetakan baja umumnya berharga lebih dari $10.000—atau jauh lebih mahal untuk cetakan multi-bagian yang rumit. Namun, biaya per injeksi ABS sangat rendah. Harapkan untuk membayar lebih banyak per komponen untuk produksi jangka pendek dibandingkan produksi massal.

Bagaimana cara menghitung penyusutan ABS untuk cetakan injeksi?

Penyusutan cetakan ABS sekitar 0,4–0,7%. Perancang cetakan harus menerapkan faktor ini pada dimensi rongga untuk memastikan bahwa cetakan akhir tidak berukuran terlalu kecil.

Mengapa pelet ABS harus kering?

ABS merupakan bahan higroskopis, artinya menyerap kelembapan dari udara. Jika pelet ABS telah menyerap air berlebih sebelum cetakan injeksi, air yang menguap akan menyebabkan masalah seperti bekas pelebaran dan lubang. Untuk mencegah masalah tersebut, pelet dapat dikeringkan pada suhu sedang (sekitar 80 °C) sebelum digunakan.

Bagaimana cara mencegah cetakan ABS melengkung?

ABS cetakan injeksi tidak terlalu sulit, namun lengkungan dapat diminimalkan dengan menjaga suhu cetakan yang konsisten, menggunakan ketebalan dinding yang seragam, dan mendinginkan cetakan akhir secara perlahan.

Dapatkah komponen ABS cetakan digunakan di luar ruangan?

ABS adalah bahan yang cukup baik untuk penggunaan di luar ruangan, menawarkan tingkat ketahanan cuaca tertentu. Namun, untuk aplikasi luar ruangan yang sangat menuntut, kelas ABS yang tahan cuaca dapat digunakan. Bahan-bahan tersebut dirancang untuk memberikan ketahanan UV yang unggul dan, oleh karena itu, tidak akan rusak seiring waktu jika terkena sinar matahari.

Mengapa memilih cetakan injeksi ABS dibandingkan pencetakan 3D ABS?

Kedua teknologi tersebut mempunyai keunggulan masing-masing. Pencetakan 3D FDM gaya ekstrusi merupakan pilihan tepat untuk membuat prototipe cepat sekali pakai, dan printer 3D desktop dapat dioperasikan di lingkungan non-industri. Di sisi lain, cetakan injeksi adalah pilihan yang lebih baik untuk membuat komponen yang tipis namun kuat dengan permukaan akhir yang sangat baik. Dalam jumlah besar, cetakan injeksi juga jauh lebih murah dibandingkan pencetakan 3D.

Bagaimana dengan cetakan tiup ABS?

Blow moulding adalah suatu proses yang digunakan untuk membuat bagian-bagian yang tipis dan sederhana seperti botol plastik, dengan menggunakan preform di dalam cetakan yang diisi udara hingga menempel pada dinding cetakan. ABS dapat digunakan selama blow moulding dan cocok untuk komponen seperti rumah elektronik, pipa, dan selang. Namun, bahan ini kurang transparan dibandingkan termoplastik cetakan tiup lainnya dan harganya lebih mahal dibandingkan bahan seperti polietilen densitas tinggi (HDPE) dan polipropilen (PP).

Apakah cetakan ABS beracun?

ABS yang dibentuk stabil dan biasanya dianggap tidak beracun. Namun, dapat mengeluarkan asap beracun jika dibakar. ABS yang tidak dilapisi juga dapat didaur ulang, dan ABS daur ulang dapat digunakan kembali selama proses pencetakan injeksi.


Mesin CNC

  1. Blue Elephant Menyempurnakan Setiap Detail untuk Kualitas Profesional Unggul
  2. Penggantian Alat CNC Penggantian Alat Rusak pada Kontrol CNC EPM (EltroPilot)
  3. Layanan Pemesinan CNC Kustom
  4. 9 Supplier Mesin Laser Engraving Terpercaya Kualitas dan Dukungannya
  5. Bagian Lingkaran Pengeboran Pemrograman NCT dengan G81 G16
  6. Rakitan Mesin CNC Presisi Tinggi untuk Industri Transportasi Melbourne
  7. Yang Perlu Anda Ketahui tentang Pemesinan EDM Kawat
  8. Mesin Las Laser Genggam 4-in-1 Baru – Ringkas, Portabel, Siap Dijual di Amerika, Meksiko &Peru
  9. Perawatan Penting Mesin CNC:Tugas Utama &Daftar Periksa untuk Keandalan
  10. Pengertian Pusat Permesinan CNC:Presisi, Efisiensi, dan Manufaktur Modern